(57)【要約】  無線移動端末は、アンテナと、アンテナに接続された電力増幅器と、電力増幅器の出力に接続された電力検出器と、電力増幅器の出力とアンテナとの間に接続された移相器と、移相器に接続されたコントローラとを備える。電力検出器は、電力増幅器によって供給される信号の電力を検出する。コントローラは、検出された信号電力に応じて移相器を調節する。より詳細には、コントローラは、電力増幅器出力における負荷インピーダンスの反射係数の振幅は実質的に変化させることなく反射係数の位相成分を変更するように移相器を調節することができる。関連する方法及びコンピュータプログラムも開示される。
2009520397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線移動端末であって、
アンテナと、
前記アンテナに接続される電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力に接続され、当該電力増幅器の出力の信号電力を検出する電力検出器と、
前記電力増幅器の出力と前記アンテナとの間に接続される移相器と、
前記移相器に接続されるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記検出された信号電力に応じて前記移相器を調節することを特徴とする無線移動端末。
【請求項２】
前記コントローラは、前記電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変更するように前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項３】
前記コントローラは、前記反射係数の振幅を実質的に変化させることなく該反射係数の位相成分を変更するように前記移相器を調節することを特徴とする請求項２に記載の無線移動端末。
【請求項４】
前記移相器は、複数の選択可能な移相量を出力し、
前記コントローラは、前記検出された信号電力に応答して、前記複数の選択可能な移相量の内から選択して前記移相器を調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項５】
前記移相器は、当該移相器の中の信号送信経路長を調節することにより前記複数の選択可能な移相量を出力することを特徴とする請求項４に記載の無線移動端末。
【請求項６】
前記複数の選択可能な移相量のうちの１つは、前記電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を実質的に変化させないことを特徴とする請求項４に記載の無線移動端末。
【請求項７】
前記電力増幅器と前記アンテナとの間に接続される整合回路を更に備え、
前記整合回路は、前記電力増幅器の出力において所定の負荷インピーダンスを与えることを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項８】
前記整合回路は、固定の整合回路であることを特徴とする請求項７に記載の無線移動端末。
【請求項９】
前記コントローラは、前記移相器に関する履歴データを記憶し、前記履歴データに基づいて前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記検出された信号電力の変化に応じて、通信中に前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項１１】
前記検出された信号電力は、現在の増幅器出力電力を含み、前記コントローラは、前記現在の増幅器出力電力と所定の負荷インピーダンスに対応した基準増幅器出力電力との比較に基づいて前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記現在の増幅器出力電力が、目標信号電力に対して所定の余裕値を超えるか又は下回る場合に、前記移相器を調節することを特徴とする請求項１１に記載の無線移動端末。
【請求項１３】
前記検出された信号電力は、前記電力増幅器から出力される順方向電力成分と反射電力成分とを含み、
前記コントローラは、前記順方向電力成分と前記反射電力成分とに基づいて現在の負荷インピーダンス反射係数を求め、前記現在の負荷インピーダンス反射係数に基づいて前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項１４】
前記移相器は、信号送信経路中に第１の移相器を備え、前記コントローラは、前記順方向電力成分と前記反射電力成分とに基づいて送信機アンテナポートインピーダンスを求めるように構成され、
前記無線移動端末は、信号受信経路中に第２の移相器を更に備え、
前記コントローラは、前記第２の移相器に接続され、前記送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて受信機アンテナポートインピーダンスを求め、前記受信機アンテナポートインピーダンスに基づいて前記第２の移相器を調節することを特徴とする請求項１３に記載の無線移動端末。
【請求項１５】
前記移相器は、
高誘電率媒質の中の、それぞれ異なる電気長を有する複数のＴＲＬ（through, reflect, line）セクションと、
前記複数のＴＲＬセクションに接続される複数のスイッチと、
を備え、
前記コントローラは、前記複数のスイッチの内のいくつかを活性化し、前記複数のＴＲＬセクションの内の少なくとも１つを選択的にＯＮにして前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項１６】
無線移動端末のアンテナへの電力伝達を制御する方法であって、
前記無線移動端末の電力増幅器によって供給される信号の電力を検出するステップと、
前記検出された信号電力に応答して、前記無線移動端末の前記電力増幅器とアンテナとの間に接続された移相器を調節するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記移相器を調節するステップは、前記電力増幅器出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変更するように前記移相器を調節するステップを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記移相器を調節するステップは、前記反射係数の振幅を実質的に変化させることなく前記反射係数の前記位相成分を変更するように前記移相器を調節するステップを更に有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記移相器を調節するステップは、前記移相器によって出力される複数の移相量のうちの１つを、前記検出された信号電力に基づいて選択するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の移相量のうちの１つを選択するステップは、前記移相器によって与えられる信号送信経路の長さを、前記検出された信号電力に基づいて調節するステップを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記信号送信経路の長さを調節するステップは、前記移相器によって与えられる、異なる電気長を有する複数のＴＲＬセクションのうちの１つを選択的にイネーブルにするステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数の移相量のうちの１つは、前記反射係数の位相成分を実質的に変化させないことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記アンテナと前記電力増幅器との間に接続された整合回路を用いて、前記電力増幅器の出力において所定の負荷インピーダンスを与えるステップを更に有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
前記移相器に関する履歴データを記憶するステップを更に有し、
前記移相器を調節するステップは、前記記憶された履歴データに基づいて前記移相器を調節することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記移相器を調節するステップは、前記検出された信号電力の変化に応じて、通信中に前記移相器を調節することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記検出された信号電力は、現在の増幅器出力に対応し、
前記移相器を調節するステップは、前記現在の増幅器出力と所定の負荷インピーダンスに対応する基準増幅器出力との比較に基づいて前記移相器を調節するステップを有することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
前記移相器を調節するステップは、前記現在の増幅器出力電力が、目標信号電力に対して所定の余裕値を超えるか又は下回る場合に、前記移相器を調節するステップを更に有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記信号の電力を検出するステップは、
前記電力増幅器から出力される順方向電力と前記電力増幅器に結合した負荷から反射する反射電力とを検出するステップと、
前記順方向電力と前記反射電力とに基づいて現在の負荷インピーダンス反射係数を求めるステップと、
を含み、
前記移相器を調節するステップは、前記現在の負荷インピーダンス反射係数に基づいて前記移相器を調節することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２９】
前記移相器は、信号送信経路中に第１の移相器を備え、
前記方法は、
前記順方向電力と前記反射電力とに基づいて送信機アンテナポートインピーダンスを求めるステップと、
前記送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて受信機アンテナポートインピーダンスを求めるステップと、
前記受信機アンテナポートインピーダンスに基づいて信号受信経路中の第２の移相器を調節するステップと、
を更に有することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
無線移動端末の中におけるアンテナへの電力伝達を制御するためのコンピュータプログラムであって、
請求項１６に記載の方法を実行するように構成され、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項３１】
ディジタル移相器であって、
高誘電率媒質の中の、それぞれ異なる電気長を有する複数のＴＲＬ（through, reflect, line）素子と、
前記複数のＴＲＬ素子に接続され、前記複数のＴＲＬ素子の内の少なくとも１つを選択的にイネーブルにして前記ディジタル移相器によって与えられる信号送信経路の電気長を調節するように構成された複数のスイッチと、
を備えることを特徴とするディジタル移相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信に関し、特に、無線移動端末のアンテナ特性に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線移動端末は、音声通信、データ通信、あるいはマルチメディア通信において広く用いられている。本明細書で用いる無線移動端末は、従来のセルラ電話をはじめ、データ処理、音声メッセージ、画像メッセージ、テキストメッセージ、Ｅメール、ウェブ接続等の機能を含みうるＰＣＳ（Personal Communications Systems）／スマートフォン、無線通信機能を持つ携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線ページャ、ブラックベリー無線携帯電子メール装置、及び／又は、無線電話トランシーバを含むことができるラップトップコンピュータその他の装置を含みうる。
【０００３】
無線移動端末は、企業グループによって公表されている種々の標準規格に適合することが要求される。このような標準規格の１つは、「コンダクテッド特性（conducted performance）」とよばれている。コンダクテッド特性標準規格は、無線移動端末が５０オームの基準インピーダンスで終端されたときに合格しなければならない特性要求条件を規定している。無線移動端末の電力増幅器は、所与の負荷インピーダンスで動作するように設計されているので、アンテナポートが５０オームで終端されたときには、電力増幅器の特性を最適にするために、固定のＲＦ整合回路が設けられることがある。
【０００４】
しかし、実際のアンテナが搭載される場合には、無線移動端末の電力増幅器は５０オームインピーダンスで終端されないことがある。アンテナと電力増幅器との間のインピーダンスの不整合により、アンテナへの電力伝達が最適にならない結果になることがある。より詳細には、増幅器の出力電力（Ｐout）及び電力付加効率（ＰＡＥ）が低下し、全放射電力（Ｔrp）出力が低下する結果になることがある。言い換えれば、"over-the-air" (OTA) 特性が低下する可能性があり、ユーザの期待に応えられないことになる。
【０００５】
頭、手、指、その他の障害物などのアンテナ近傍の変化によってアンテナ環境は常に変化しており、無線移動端末には、より複雑な問題が生じる。この時間領域のアンテナ環境の変化は、時間領域のアンテナポートインピーダンスの変動に言い換えられる。上記のように、このようなインピーダンス不整合によって、接続点における電力の反射が生じる可能性があり、これによって例えば、効率、帯域幅、及び／又は、信号対雑音比が低下する可能性がある。
【０００６】
このように、コンダクテッド特性とＯＴＡ特性の両方の要求条件を同時に最適化することは困難である可能性がある。従って、１つの妥協として、ＯＴＡ特性を改善するためのいくつかのコンダクテッド特性に適合するように、固定のインピーダンス整合回路が用いられてきた。さらに、変化するアンテナの環境条件の中で、負荷のインピーダンスに整合をとるために、無線移動端末には可変インピーダンス整合回路が利用されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、最近の無線移動端末の大きさの制約から、固定の、及び／又は、可変の整合回路を無線移動端末の中に設けることは実用的でない場合がある。さらに、このような整合回路を設けることによって生じうる寄生効果（希望しない容量、インダクタンス、及び／又は、抵抗による）によって、アンテナ放射効率が低下し、それによりＯＴＡ特性に妥協が生ずる可能性があり、ユーザの不満足に至る可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のいくつかの実施形態に従えば、無線移動端末は、アンテナと、アンテナに接続される電力増幅器と、前記電力増幅器の出力に接続される電力検出器と、電力増幅器の出力とアンテナとの間に接続された移相器と、移相器に接続されるコントローラとを含むことができる。ここで、電力検出器は、電力増幅器によって供給される信号の電力を検出するように構成することができる。コントローラは、検出された信号電力に応じて移相器を調節することができる。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラは、電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変更するように移相器を調節することができる。より詳細には、コントローラは、移相器を調節して、反射係数の振幅を実質的に変化させることなく反射係数の位相成分を変更するように構成することができる。従って、移相器は、アンテナ環境条件の変化に対して、少なくとも幾ばくかの補償を与えるように調節することができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、コントローラは、通信している間に、検出された信号電力の変化に応答して移相器を調節するように構成することができる。他の実施形態では、コントローラは、校正モードの動作で移相器を調節するように構成することができる。
【００１０】
さらに他の実施形態では、移相器は、選択可能な複数の移相量を与えるように構成することができる。例えば、移相器は、移相器の中にある信号送信経路の長さを調節することにより選択可能な複数の移相量を出力するように構成することができる。選択可能な複数の移相量のうちの少なくとも１つは、電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を、実質的に変化させないことができる。コントローラは、検出された信号電力に応じて、選択可能な複数の移相量の中から選択し、移相器を調節するように構成することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、無線移動端末はまた、電力増幅器とアンテナとの間に接続された整合回路を含むことができる。整合回路は、電力増幅器の出力において所定の負荷インピーダンスを与えるように構成することができる。例えば、整合回路は、電力増幅器出力と、例えば、コンダクテッド特性試験に用いられる５０オーム負荷終端との間のインピーダンス整合を与えるように構成された、固定の整合回路であってよい。
【００１２】
他の実施形態では、コントローラは、移相器に対する履歴データを記憶するように構成することもできる。コントローラはさらに、その履歴データに基づいて移相器を調節することもできる。
【００１３】
さらなる実施形態において、検出された信号電力は、現在の増幅器出力電力であり、そして、コントローラは、現在の増幅器出力電力と所定の負荷インピーダンスに対応する増幅器出力電力との比較に基づいて移相器を調節するように構成することができる。例えば、コントローラは、もし、現在の増幅器出力電力が目標信号電力に対して所定の余裕値を超えるか又は下回る場合に、移相器を調節するように構成することができる。
【００１４】
他の実施形態では、検出された信号電力は、電力増幅器から出力される順方向電力成分と負荷から反射される反射又は逆方向電力成分とを含むことができる。コントローラは、現在の負荷インピーダンス反射係数を、順方向電力成分と反射電力成分とに基づいて求めるように構成され、現在の負荷インピーダンス反射係数に基づいて移相器を調節するように構成することができる。
【００１５】
さらに他の実施形態では、移相器は信号送信経路の中にある第１の移相器であってよい。無線移動端末はまた、信号受信経路の中に第２の移相器を含むことができる。コントローラは、これら第１の移相器と第２の移相器の両方に結合してもよい。コントローラは、検出された信号電力の順方向電力成分及び反射電力成分に基づいて送信機アンテナポートインピーダンスを求め、その送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて第１の移相器を調節するように構成することもできる。さらに、コントローラは、送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて受信機アンテナポートインピーダンスを求め、その受信機アンテナポートインピーダンスに基づいて第２の移相器を調節するように構成することもできる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、移相器は、高誘電率媒質の中に、複数個のＴＲＬ（through, reflect, line）セクションを含むことができる。それぞれのＴＲＬセクションは、異なる電気長を持つことができる。移相器はまた、複数個のＴＲＬセクションと結合する複数のスイッチを含むことができる。コントローラは、複数のスイッチの内のいくつかをＯＮにして複数のＴＲＬセクションの内のいくつかを選択的にイネーブルし、移相器を調節するように構成することができる。
【００１７】
本発明の他の実施形態に従えば、無線移動端末におけるアンテナ出力電力を管理する方法は、無線移動端末の電力増幅器によって供給される信号の電力を検出するステップと、検出された信号電力に応じて無線移動端末の電力増幅器とアンテナとの間に接続された移相器を調節するステップとを含む。例えば、いくつかの実施形態では、移相器は、電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変更するように調節することができる。より詳細には、移相器は、反射係数の振幅を実質的に変化させずに反射係数の位相成分を変更するように調節することができる。このように、アンテナ環境条件の変化に対して、少なくとも幾ばくかの補償を与えることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、移相器は、検出された信号電力の変化に応じて、通信を行っている間に調節することができる。他の実施形態では、移相器は、校正モードの動作で調節することができる。
【００１９】
さらなる実施形態では、移相器は、検出された信号電力に基づいて移相器によって与えられる複数の移相量の内の１つを選択することにより調節することができる。さらに詳細には、移相器によって与えられる信号送信経路の長さが調節されて複数の移相量が与えられてもよい。例えば、移相器によって与えられる異なる電気長を持つ複数のＴＲＬセクションの内の１つが選択的にイネーブルされることにより、信号送信経路の長さが調節されてもよい。さらに、複数の移相量の内の少なくとも１つは、反射係数の位相成分を実質的に変化させないようにすることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、アンテナと電力増幅器との間に接続される整合回路を用いて、電力増幅器出力において所定の負荷インピーダンスを与えることができる。例えば、電力増幅器出力と５０オーム負荷終端との間のインピーダンス整合は、整合回路によって与えることができる。
【００２１】
他の実施形態では、移相器に関する履歴データを記憶しておくことができる。移相器はこの記憶された履歴データに基づいて調節されてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、検出された信号電力は現在の増幅器出力電力に対応してもよい。移相器は、現在の増幅器出力電力と所定の負荷インピーダンスに対応する増幅器出力電力との比較に基づいて調節することもできる。例えば、現在の増幅器出力電力が目標信号電力に対して所定の余裕値を超えるか又は下回る場合に、移相器が調節されるのでもよい。
【００２３】
さらなる実施形態では、信号電力を検出するステップは、電力増幅器から出力される順方向電力と電力増幅器に結合した負荷から反射される反射電力とを検出するステップを含むことができる。現在の負荷インピーダンス反射係数は、順方向電力と反射電力とに基づいて求めることができる。そして移相器は、現在の負荷インピーダンス反射係数に基づいて調節することができる。
【００２４】
さらに他の実施形態では、この移相器は、信号送信経路の中にある第１の移相器であってもよい。送信機アンテナポートインピーダンスは、順方向電力と反射電力とに基づいて求められ、受信機アンテナポートインピーダンスは、送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて求められてもよい。第１の移相器は、送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて調節され、信号受信経路の中にある第２の移相器は、受信機アンテナポートインピーダンスに基づいて調節されることができる。
【００２５】
本発明のさらに別の実施形態では、ディジタル移相器は、高誘電率媒質の中の複数のＴＲＬ（through, reflect, line）素子と、複数のＴＲＬ素子に結合した複数のスイッチとを含むことができる。それぞれのＴＲＬ素子は異なる電気長を有することができる。複数のスイッチは、複数のＴＲＬ素子の内のいくつかを選択的にイネーブルして、例えばコントローラからの信号に応じて、ディジタル移相器によって与えられる、信号送信経路の電気長を調節するように構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の個々の典型的な実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は、多くの異なる形で実施されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全なものであるように、また、当業者に対して本発明の範囲を十分に伝えるように提供されているものである。添付の図面に描かれた個々の典型的な実施形態に対する詳しい説明の中で用いられている用語は、本発明を限定する意図を持たない。図面の中では、同様の番号は同様の構成要素を表している。
【００２７】
本明細書で用いられている単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び、「その（ｔｈｅ）」は、単数形であることを明確に述べている場合を除いて、複数形をも含んでいる。さらに以下のことが理解されるであろう。すなわち、「含む」、「備える」、「含んでいる」、及び／又は、「備えている」は、本明細書においてそれらを用いるときには、言及する特徴、統体、ステップ、処理、構成要素、及び／又は、構成素子の存在を明示するものであるが、１つ以上のその他の特徴、統体、ステップ、処理、構成要素、構成素子、及び／又は、それらの組み合わせ、の存在又は追加を排除するものではない。また、ある構成要素が他の構成要素に「接続される」、又は、「結合される（する）」と表現されるときは、他の構成要素に直接に接続される、又は、結合される（する）ことができるし、又は介在する構成要素があってもよいと理解されるであろう。さらに、本明細書で用いられている「接続される」、又は、「結合される（する）」は、無線によって接続される、又は、結合される（する）場合を含んでよい。本明細書で用いられている「及び／又は」は、関連して列挙した項目の１つ以上の任意の組み合わせ、及び、全ての組み合わせを含む。
【００２８】
本発明は、デバイスとして、方法として、及び、コンピュータプログラムとして実施することができることは当業者には理解されよう。従って、本発明は、ハードウェアの中で、及び／又は、ソフトウェア（ファームウェア、レジデントソフトウェア、マイクロコード等）の中で実現することができる。本発明の処理を実行するためのコンピュータプログラムコードは、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、又は、Ｃ＋＋のようなオブジェクト指向プログラミング言語、「Ｃ」プログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語、又は、アセンブリ言語及び／又はマイクロコードのようなより低レベルのコードによって書くことができる。プログラムコードは、独立したソフトウェアパッケージとして又は他のソフトウェアパッケージの一部として、完全に単一のプロセッサの上で、及び／又は、複数のプロセッサにまたがって実行することができる。
【００２９】
本発明は、本発明の実施形態に従った方法のフローチャート及び／又はブロック図を参照して以下で説明される。ブロックに記された機能／動作が、フローチャートに記された順序とは異なった順序で行われてもよいということに注意すべきである。例えば、関わる機能／行為によっては、続けて実行されるように示されている２つのブロックが、実際には、実質的に同時に実行されてもよいし、又は、それらのブロックは、時には逆の順序で実行されてもよい。
【００３０】
フローチャート及び／又はブロック図のそれぞれのブロック、及び、フローチャート及び／又はブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令（instruction）によって実行することが可能であると理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令が、汎用コンピュータのプロセッサ、特定用途のコンピュータ、又はその他のプログラム可能なデータ処理装置に供給されて、機械（machine）が生み出される。これは、コンピュータのプロセッサ又はその他のプログラム可能なデータ処理装置を介して実行される命令が、フローチャートのひとつのブロック又は複数のブロック、及び／又は、ブロック図のひとつのブロック又は複数のブロックで定義された機能／動作を実行するための手段を作り出すということである。
【００３１】
これらのコンピュータプログラム命令は、また、或る特定な形で機能することをコンピュータ又はプログラム可能なプロセッサに対して指令することのできる、コンピュータ読み取り可能なメモリの中に記憶されてよい。これは、コンピュータ読み取り可能なメモリの中に記憶された命令が、フローチャートのひとつのブロック又は複数のブロック、及び／又は、ブロック図のひとつのブロック又は複数のブロックで定義された機能／動作を実行する命令手段を含む製品を生み出すということである。
【００３２】
コンピュータプログラム命令は、また、コンピュータ、又は、他のプログラム可能なデータプロセッサに搭載され、コンピュータ、又は他のプログラム可能なプロセッサの上で実行されるべき一連の処理ステップを作り出し、コンピュータ実行処理を生み出すことができる。これは、コンピュータ又は他のプログラム可能なプロセッサの上で実行される命令によって、フローチャートのひとつのブロック又は複数のブロック、及び／又は、ブロック図のひとつのブロック又は複数のブロックで定義された機能又は動作を実行するためのステップが提供されるということである。
【００３３】
本明細書で用いる「無線通信装置」又は「無線移動端末」は、セルラ無線電話機、無線ページャ、セルラ電話機にデータ処理機能及びファクシミリ機能及びデータ通信機能を組み合わせることのできるＰＣＳ（Personal Communications System）端末、無線電話機及び無線ページャ及びインターネット／イントラネット接続及びウェブブラウザ及びオーガナイザ及びカレンダ及び／又は全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含むことができる携帯情報端末（ＰＤＡ）、及び、無線電話機又は他のトランシーバを含む従来のラップトップ及び／又は携帯型コンピュータ、を含むことができるが、これらには限定されないと理解されるべきである。
【００３４】
本明細書で用いられている全ての用語（技術用語と科学用語を含む）は、別段の定義をしていない限り、本発明が属する分野の通常の当業者によって共通に理解される意味と同じ意味を持っている。共通に使用されている辞書の中で定義されている用語のような用語については、さらに以下の点が理解されるであろう。すなわち、本出願、及び／又は、関連する技術の環境の中で用いられる意味に矛盾しない意味を持つと解釈されるべきであること、また、本明細書の中でそのように明確に定義をしない限り、理想化した、又は極度に形式的な意味を持つと解釈されてはならないことである。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態は、無線移動端末が、しばしば、相容れない複数の特性標準を満足することを要求され、それを実現することに端を発している。たとえば、無線移動端末は、「コンダクテッド特性」、及び／又は、種々の企業標準化団体から提案される他の要求条件を満足するために、アンテナポートにおいて、例えば、５０オームといった特定なインピーダンスで終端された場合で評価されることがある。しかし、顧客が用いる場合は、ユーザの頭や手等のアンテナに近接した種々の障害物によって、アンテナポートにおけるインピーダンスは時間的に変化する場合がある。これはデバイスの放射特性又はＯＴＡ（over-the-air）特性に影響を与え、顧客の期待を満足しない可能性がある。現在の４周波帯無線移動端末及び５周波帯無線移動端末では、顧客の要求条件と企業の要求条件とを満足させて同時に最適化することは困難であろう。さらに、種々のインピーダンス整合を得るために、従来の能動整合回路を用いることは可能であろうが、このようなネットワークは無線移動端末の中で比較的大きな物理的空間を必要とし、その空間は得られない可能性がある。従って、本発明のいくつかの実施形態は、移相器を用いることにより、変化するアンテナ環境条件の中で改善されたインピーダンス整合を提供する。移相器は、従来の整合回路と比較して、相当程度小さな空間でよく、従って、無線移動端末に用いるのに、より適当、及び／又は、より好ましいものであろう。
【００３６】
図１は、本発明のいくつかの実施形態に従った無線移動端末を表すブロック図である。図１を参照すると、典型的な無線移動端末１００は、トランシーバ１２５、メモリ１３０、スピーカ１３５、コントローラ１４０、及び、ユーザインタフェース１５５を含む。トランシーバ１２５は、典型的に、基地局トランシーバに対しアンテナ１６５を介して共同して無線信号の送信と受信を行う送信機回路及び受信機回路を含む。無線移動端末と基地局トランシーバとの間に伝送される無線周波数信号は、別のパーティ又は宛先（destination）との通信の確立と保持のために用いられるトラフィック信号及び制御信号（例えば、入力呼に対する無線呼び出し信号／メッセージ）とを含むことができる。無線周波数信号はまた、例えば、セルラディジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）情報等の、パケットデータ情報を含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、トランシーバ１２５は、赤外線（ＩＲ）ポートを介して他の電子デバイスとの赤外線信号の送信／受信を行うように構成された赤外線（ＩＲ）トランシーバを含むことができる。
【００３７】
メモリ１３０は、着脱可能な、フラッシュメモリ、磁気メモリ、及び／又は、光学的書き換え可能不揮発性メモリ等の、揮発性、及び／又は、不揮発性メモリを含むことができるメモリの構成を代表している。コントローラ１４０は、トランシーバ１２５と、メモリ１３０と、スピーカ１３５と、及び、ユーザインタフェース１５５とに結合している。コントローラ１４０は、例えば、トランシーバ１２５、メモリ１３０、スピーカ１３５、及び／又は、ユーザインタフェース１５５の動作の調整及び管理を行うように構成された、市販マイクロプロセッサ又はカスタムマイクロプロセッサであってよい。
【００３８】
上記で述べたように、無線移動端末１００はまた、コントローラ１４０と結合するユーザインタフェース１５５を含むことができる。ユーザインタフェース１５５は、マイクロホン１２０と、ディスプレイ１１０（液晶ディスプレイ等）と、ジョイスティック１７０と、キーボード／キーパッド１０５と、タッチ・センシティブ・ディスプレイ１６０と、ダイヤル１７５と、方向キー／操作キー１８０と、及び／又は、ポインティング・デバイス１８５（マウス、トラックボール、タッチパッド等）とを含むことができる。しかし、無線移動端末によって提供される機能によっては、実際には、さらに多くの、又は、より少数の構成要素を持つユーザインタフェース１５５が設けられてよい。例えば、タッチ・センシティブ・ディスプレイ１６０は、ディスプレイ１１０、キーボード１０５、及び／又は、ポインティング・デバイス１８５を含まないＰＤＡに設けられてよい。
【００３９】
図１の無線移動端末１００に関して前記した構成要素は、多くの従来の無線移動端末の中に含まれており、これらの機能は当業者に一般的に知られている。さらに、いくつかの実施形態では、無線移動端末１００の種々のブロック及び／又は部分の機能は、組み合わせ、分割、及び／又は、削除が可能である。例えば、メモリ１３０はコントローラ１４０から分離されているように図示されているが、メモリ１３０又はその一部は、コントローラ１４０の一部として含まれてもよい。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態において、トランシーバ１２５は、移相器（phase shifter）を含むことができる。本明細書で用いる「移相器」は、無視できる損失でネットワークに電気的遅延を導入するように構成された任意のデバイス、及び／又は、回路のことを意味することができる。例えば、移相器は、ネットワークの伝送位相角を変化させるのに用いることができる。従って、移相器は、無線移動端末１００において、トランシーバ１２５とアンテナ１６５との間のインピーダンス整合を改善するために用いることができる。より詳細には、コントローラ１４０は、移相器を調節してトランシーバ１２５及び／又はその構成要素から見た負荷インピーダンスを変更するように構成することができる。
【００４１】
図２及び図３は、本発明のいくつかの実施形態に従ったトランシーバの構成を示す。トランシーバは、図１の無線移動端末１００のような無線移動端末において、アンテナ出力電力を管理するために用いられる、コントローラ２４０及びＲＦトランシーバ２２５を含む。いくつかの実施形態では、コントローラ２４０及びＲＦトランシーバ２２５は、それぞれ、図１の無線移動端末１００のコントローラ１４０及びトランシーバ１２５と対応したものであってよい。
【００４２】
図２を参照すると、ＲＦトランシーバ２２５は、アンテナ２６５と結合した電力増幅器２３０を含む。ＲＦトランシーバ２２５は、さらに、ＲＦ整合回路 (RF matching network) ２３５、方向性結合器 (directional coupler) ２４５、ディジタル移相器 (digital phase shifter) ２５０、及び、電力増幅器２３０とアンテナ２６５との間に接続された送信機／受信機スイッチングコア (transmitter/receiver switching core) ２５５とを含む。ＲＦトランシーバ２２５は、前記した構成要素を含む送信経路２７５と受信経路２８０とを含む。送信機／受信機スイッチングコア２５５は、アンテナ２６５と、送信経路２７５及び受信経路２８０とのインタフェースを形成する。ＲＦ整合回路２３５は、インダクタ及び／又はキャパシタ等の電気回路及び／又は電気素子を含むことができ、電力増幅器２３０の出力を所定の負荷インピーダンスに「整合」させて、それにより電力増幅器２３０から負荷への電力伝達を改善するように構成することができる。例えば、ＲＦ整合回路２３５は、電力増幅器２３０の出力において所定の負荷インピーダンスを与え、電力増幅器出力をコンダクテッド特性試験に用いるための５０オーム終端に整合させるように構成することができる。
【００４３】
方向性結合器２４５は、電力増幅器２３０の出力に接続される。方向性結合器２４５は、送信経路２７５の中の順方向（入射）電力及び／又は逆方向（反射）電力を別々にサンプルするように構成される。従って、方向性結合器２４５は、電力増幅器２３０の現在の信号電力出力を測定するインタフェースを与える。より詳細には、図２に示されるように、電力検出器２７０は、方向性結合器２４５に結合し、電力増幅器２３０から出力される信号の電力を検出するように構成することができる。
【００４４】
ディジタル移相器２５０は、送信経路２７５の中に、無視できる挿入損失で電気的遅延を導入するように構成された、回路及び／又は他の１つ又は複数の電子素子であってよい。より詳細には、ディジタル移相器２５０は、複数の選択可能な移相量を与えるように構成することができる。従って、下記で詳しく説明するように、ディジタル移相器２５０は、変化するアンテナ環境条件に対して、電力増幅器２３０の出力とアンテナ２６５との間の整合を改善するように調節することができる。
【００４５】
さらに図２を参照すると、電力増幅器２３０、送信機／受信機スイッチングコア２５５、及び、ディジタル移相器２５０は、例えば、コントローラ２４０とＲＦトランシーバ２２５との間のバス２０２を介してコントローラ２４０から受信する信号に応答して、動作することができる。例えば、コントローラ２４０は、電力検出器２７０によって検出された信号電力に基づいて、ディジタル移相器２５０を調節し、電力増幅器２３０の出力のところで見た負荷インピーダンスの反射係数 (reflection coefficient) の位相成分を変更するように構成することができる。本明細書で用いられる「反射係数」は、負荷から反射される逆方向（反射）電力成分の、電力増幅器２３０のような電力源から出力される順方向（入射）電力成分に対する比である。負荷からの反射は、負荷と電力源とのインピーダンス不整合から生ずる。より明確には、コントローラ２４０は、ディジタル移相器２５０によって与えられる複数の選択可能な移相量の中から選択し、反射係数の振幅を実質的に変化をさせずに、反射係数の位相成分を変化させるように構成することができる。言い換えれば、ディジタル移相器２５０は、電力増幅器出力終端の反射係数軌跡を、反射係数一定の円に沿って回転させるのに利用することができる。従って、ディジタル移相器２５０は、アンテナ２６５と電力増幅器２３０との間の正確なインピーダンス整合を与えるものではない。むしろ、コントローラ２４０は、ディジタル移相器２５０を調節し、電力増幅器出力ポート終端を、より好ましい（ＯＴＡ特性に対して）インピーダンスの方向に回転させるのである。これにより、電力増幅器２３０の出力とアンテナ２６５との間の、改善された電力伝達のために、より近い（しかし理想的にではない）インピーダンス整合を得ることが可能になる。
【００４６】
コントローラ２４０は、電力検出器２７０によって検出される信号電力の変化に応答して、通信を行っている間にディジタル移相器２５０を調節し、環境条件の変化によるアンテナインピーダンスの変化を、少なくとも部分的には補償するように構成することができる。言い換えれば、移相器２５０は、無線端末が無線信号を送信、及び／又は、受信しているときに、例えば、リアルタイムに調節することができる。例えば、電力検出器２７０は、電力増幅器２３０の現在の増幅器出力電力を検出するように構成することができる。コントローラ２４０は、電力検出器２７０によって検出された現在の増幅器出力電力と、コンダクテッド特性試験に用いられる５０オーム負荷インピーダンスのような所定の負荷インピーダンスに対応した増幅器出力電力との比較に基づいて、移相器２５０を調節するように構成することができる。より詳細には、コントローラ２４０は、現在の増幅器出力電力が、５０オーム増幅器出力電力に対して所定の余裕値を超えるか又は下回る場合に、移相器２５０を調節するように構成することができる。
【００４７】
さらに、電力検出器２７０は、電力増幅器２３０から出力される順方向電力成分と負荷からの反射電力とを検出するように構成することができる。コントローラ２４０は、順方向電力成分と反射電力成分に基づいて現在の負荷インピーダンス反射係数を求め、現在の負荷インピーダンス反射係数に基づいて移相器２５０を調節するように構成することができる。また、ＲＦトランシーバ２２５は、校正モードの動作を含むことができ、コントローラ２４０は、校正モードの動作のときに移相器２５０を調節するように構成することができる。
【００４８】
コントローラ２４０はまた、移相器２５０が調節されるときにＯＴＡ特性が劣化するのを防ぐために、知能を備えることができる。言い換えれば、コントローラ２４０は、移相器２５０を調節するときに、希望しないと識別された移相量を避けるように構成することができる。例えば、無線移動端末の開発段階で、コントローラ２４０は、特定の移相量の領域を避けるようにプログラムされることができる。さらに、コントローラ２４０は、移相器２５０に対して記憶された履歴データに基づいて、希望しない移相量の選択を１回以上行うことを回避することができる。
【００４９】
可変整合回路では行うことが可能な、電力増幅器２３０の出力とアンテナ２６５との間の正確なインピーダンス整合は、ディジタル移相器２５０では行うことができない。しかし、ディジタル移相器２５０は、無線移動端末の中で実質的により小さな物理的空間が必要なだけである。これは、無線移動端末が小型になるので有利となる可能性がある。さらに、実用上の観点から、負荷反射係数の位相成分を変化させることは、反射係数の振幅成分と位相成分の両方を変化させる場合と比較して、アンテナ出力電力を改善及び／又は最適化することにおいて、等しい、及び／又は、より大きな重要性を持つであろう。
【００５０】
さらに、ディジタル移相器２５０は、実質的に反射係数の位相成分を変化させることなしに移相量の設定を行う手段を備えることができる。言い換えれば、ディジタル移相器２５０によって提供される移相量設定の１つの手段は、理想的な「スルー（thru）」デバイスと見えるように構成することができる。ここで用いる理想的な「スルー」デバイスは、損失が無視できる線形伝送経路によって代表されることができる。このような移相量設定は、コンダクテッド特性試験における５０オーム負荷終端への整合のために用いられ、コンダクテッド特性の劣化を最小にすることができる。この点は、無線移動端末の中で、寄生効果（希望しないキャパシタンス、インダクタンス、抵抗等）が存在することがある従来の固定、及び／又は、可変の整合回路を用いる場合に比べて重要な利点であり得る。結果として、コンダクテッド特性試験に対して最適化された整合回路は、ディジタル移相器２５０によって得られる「スルー」設定の品質に対してはその方向への努力がなされていない。従って、ディジタル移相器２５０は、企業標準に記載されたコンダクテッド特性の要求条件と顧客によって要求されるＯＴＡ特性の要求条件とを同時に満足して用いられることができる。
【００５１】
図３は、本発明のさらなる実施形態に従ったトランシーバの構成を示すブロック図である。図３に示されているように、ＲＦトランシーバ２２５は、電力増幅器２３０、ＲＦ整合回路２３５、方向性結合器２４５、及びディジタル移相器２５０ａを送信経路２７５の中に含み、これらに加えて、受信経路２８０の中にディジタル移相器２５０ｂを含む。送信経路２７５の中の電力検出器２７０は、送信経路２７５の上の順方向電力成分と反射電力成分の両方を検出するように構成され、コントローラ２４０は、順方向電力成分と反射電力成分とに基づいて送信機アンテナポートインピーダンスを求めるように構成される。より詳細には、コントローラ２４０は、順方向電力成分と反射電力成分とに基づいて送信機アンテナポートインピーダンス反射係数を求めることができ、その反射係数に基づいて送信機アンテナポートインピーダンスを求めることができる。
【００５２】
コントローラ２４０は次に、求めた送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて、対応する受信機アンテナポートインピーダンスを求める。例えば、受信機アンテナポートインピーダンスは、送信機アンテナポートインピーダンス、及び、送信経路２７５と受信経路２８０の相対的な（既知）インピーダンス関係に基づいて求めることができる。従って、コントローラ２４０は、求められた送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて移相器２５０ａを調節することができ、求められた受信機アンテナポートインピーダンスに基づいて移相器２５０ｂを調節することができる。このように、送信機モードと受信機モードのＯＴＡ特性の両方を改善することができる。より明確には、送信機特性の測度である全放射電力（Ｔrp）、及び、受信機特性の測度である全無指向性感度（Ｔis）を改善することができる。
【００５３】
図２及び図３は、無線移動端末におけるアンテナ出力電力の管理に用いることが可能な、典型的なトランシーバ構成を示しているが、本発明は、このような構成に限定されることなく、本明細書に記載される動作を実行することが可能ないずれの構成も包含すると意図されていることが理解されるであろう。例えば、図２及び／又は図３に示される構成は、単一周波数帯に用いることもできる。従って、複数の周波数帯にわたって動作する無線移動端末は、１つ１つがそれぞれの周波数帯に対応する、複数のディジタル移相器を含むことができる。例えば、８５０／９００／１８００／１９００ＭＨｚの周波数帯で動作するように設計された４周波数帯ＧＳＭ無線移動端末では、電力増幅器、ＲＦ整合回路、方向性結合機、及び、ディジタル移相器は、それぞれの周波数帯に対してそれぞれ設けられることが可能である。さらに、図２及び図３には、単一アンテナ２６５が示されているが、上記のようなマルチバンド機能を設けるためには、複数のアンテナを含むことができる。さらに、図２及び図３のＲＦトランシーバ構成は、例えば、ＧＳＭ（Global Standard for Mobile）通信、ＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）、ＥＤＧＥ（enhanced data rates for GSM evolution）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、及び、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）等の、種々のセルラ通信プロトコルをサポートすることができる。また、図示するために、特定の機能が特定のブロックの中に示されているが、異なるブロック及び／又はそれらの部分は、組み合わせる、分割する、及び／又は、削除することができる。たとえば、ディジタル移相器２５０と電力増幅器２３０は、図２では別々の構成要素として描かれているが、ディジタル移相器２５０は、電力増幅器２３０の中に集積及び／又は包含されてもよい。
【００５４】
図４及び図５は、本発明のいくつかの実施形態に従ったディジタル移相器を示す。図４及び図５に示されるディジタル移相器３５０ａ及び３５０ｂは、例えば、図２及び図３に示されるＲＦトランシーバ２２５のディジタル移相器２５０、２５０ａ、及び／又は、２５０ｂのいずれかに対応していてよい。
【００５５】
図４を参照すると、ディジタル移相器３５０ａは、独立に動作可能な複数のスイッチ３５５ａによって入力ポート／出力ポート３５７ａの間に接続される複数のワイヤラインループ３７０ａを含む。より詳細には、図４に示されるディジタル移相器３５０ａは、時間遅延移相器で、Ｎ個（この場合は３個）の異なる２進ループ３７０ａが直列に接続され、スイッチ３５５ａのうちのいくつかを独立にＯＮすることにより、入力ポート／出力ポート３５７ａの間に２Ｎ（例えば８）個の可能な電気的遅延を与える。言い換えれば、ディジタル移相器３５０ａは、選択可能な８つの異なる移相量（例えば、それぞれ４５度ずつ異なる）を与えるように構成することができる。従って、図２及び図３のコントローラ２４０のようなコントローラは、スイッチ３５５ａの内のいくつかを選択的にＯＮにして、入力ポート／出力ポート３５７ａの間の信号送信経路の長さを調節することができる。
【００５６】
図５は、本発明のさらなる実施形態に従ったディジタル移相器３５０ｂを示すブロック図である。図５を参照すると、ディジタル移相器３５０ｂは、複数のスイッチ３５５ｂによって入力出力ポート３５７ｂの間に接続されたＮ個のＴＲＬ（through, reflect, line）セクション３７０ｂを含む。ＴＲＬセクションは、スルーライン（例えば、一様な５０オームマイクロストリップ線）、反射ライン（例えば、開放又は短絡したマイクロストリップ線）、及び、長さがスルーラインよりわずかに長いライン（例えば、長さの増分は半波長よりは短い）を含むことができる。それぞれのＴＲＬセクション３７０ｂは、異なる電気長を有することができる。従って、スイッチ３５５ｂの内のいくつかを選択的にＯＮすることにより、ＴＲＬセクション３７０ｂの内のいくつかが選択的にイネーブルされて入力ポート／出力ポート３５７ｂの間の信号送信経路の電気長を調節することが可能になる。このように、ディジタル移相器３５０ｂは、選択可能な複数の移相量を与えることができる。より詳細には、図５に示されるように、ディジタル移相器３５０ｂには４つのＴＲＬセクション３７０ｂが含まれ、それによって４つの選択可能な移相量が与えられる。図２及び図３のコントローラ２４０のようなコントローラは、スイッチ３５５ｂの内のいくつかをＯＮして、ＴＲＬセクション３７０ｂの内のいくつかを選択的にイネーブルし、移相器３５０ｂを調節する。図５には４つのＴＲＬセクション３７０ｂが示されているが、移相器３５０ｂに対する希望する調節性によって、これより多くの、又は少ない数のＴＲＬセクションを設けることができる。さらに、ＴＲＬセクション３７０ｂの内の１つは、選択されたときに負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を実質的に変化させないように構成することができる。このようなＴＲＬセクションは、コンダクテッド特性試験に合致させるように用いて、トランシーバの電力増幅器出力とその試験に用いる５０オーム負荷終端との間のインピーダンス整合を変化させないようにすることができる。
【００５７】
さらに図５を参照すると、スイッチ３５５ｂは、ＰＩＮダイオード、ＧａＡｓトランジスタ、ＲＦ−ＣＭＯＳトランジスタ、ＭＥＭＳ、及び／又は、他の型のスイッチを含むことができる。さらに、ＴＲＬセクション３７０ｂは、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）基板及び／又は有機基板のような、比較的高い誘電率（ｋ）を持つ媒質３５９の中に設けることができる。このような高ｋ媒質を用いることにより、ディジタル移相器３５０ｂを比較的に小型にでき、無線移動端末での使用が有利になる。
【００５８】
図４及び図５は、典型的なディジタル移相器を示しているが、本発明の実施形態は、任意の種々のディジタル移相器をも用いることができると理解されるであろう。例えば、時間遅延移相を与える他の方法で、回路面積を低減し位相確度を改善した方法は、Eliot R.Brown, "RF-MEMS Switches for Reconfigurable Integrated Circuits", (IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques、第４６巻、１１号、１９９８年１１月) に記載されている。時間遅延移相を達成するためのこのような方法は、ＭＥＭＳスイッチが周期的に装荷されたコプレーナ導波管伝送路を用いることに関係している。それぞれのスイッチは、伝送路を直接横切る形で並列な構成で作られて、並列に並んだスイッチの間隙の変化によって容量が変化をし、それによって伝送路を通しての移相量と電気的時間遅延が変化する。より一般的に言うならば、図４及び図５を参照して、特定のディジタル移相器の実施形態が示されて説明されているが、本発明の実施形態は、ここに述べられた特定のディジタル移相器に限定されるものではない。
【００５９】
図６から図８は、本発明のいくつかの実施形態に従った、無線移動端末の中でアンテナ出力電力を管理するための処理を示すフローチャートである。
【００６０】
図６を参照すると、アンテナ出力を管理するための処理は、ブロック６０５で開始され、ここでは、無線移動端末の電力増幅器により与えられる信号の電力が検出される。例えば、信号電力は、図２及び図３の電力検出器２７０のような電力検出器によって検出される。検出された信号電力に応答して、無線移動端末の全力増幅器とアンテナとの間に接続された、ディジタル移相器２５０のような移相器は、ブロック６１０において調節される。移相器は、電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変更するように調節することができる。より明確には、移相器は、反射係数の振幅を実質的に変化させることなく、反射係数の位相成分を変更するように調節することができる。これにより、電力増幅器出力と負荷インピーダンスとの間の電力伝達を改善することができる。移相器は、検出された信号電力の変化に応答して、通信を行っている間に調節することができ、例えば、アンテナ環境条件の変化によって生ずる負荷インピーダンスの変化を補償することができ、これにより、ＯＴＡ特性が改善される。移相器は、負荷反射係数の位相成分だけを変化させるように調節されるので、正確なインピーダンス整合は得られない。しかしながら、移相器は、従来の整合回路と比べて実質的に小さい物理空間しか必要としないので、無線移動端末の中では有利であるだろう。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態に従った、無線移動端末におけるアンテナ出力電力を管理するためのさらなる処理を、図７を参照して説明する。図７に示されるように、処理はブロック７１５で開始され、ここでは、無線移動端末の電力増幅器の出力における所定の負荷インピーダンスに対する基準増幅器出力電力（Ｐref）が求められる。この増幅器は、図２及び図３の電力増幅器２３０のような増幅器である。例えば、基準出力電力は、無線移動端末のアンテナポートが、コンダクテッド特性試験のための５０オーム負荷インピーダンスで終端される場合で求められてもよい。現在の増幅器出力電力（Ｐdet）はブロック７２０で求められる。例えば、電力検出器２７０のような電力検出器が、電力増幅器の出力に結合して現在の増幅器出力電力を検出するのに用いられてもよい。図２のディジタル移相器２５０のような移相器が、現在の増幅器出力電力と基準増幅器出力電力との比較に基づいて調節されてもよい。さらに明確には、ブロック７２５において、現在の増幅器出力電力が、所定の負荷インピーダンスに対する基準出力電力（又は目標信号電力）に対して所定の余裕値を超えているか又は下回っているかの判定を行う。もし、現在の増幅器出力電力が基準出力電力に対して所定の余裕値以内にあれば、処理は終了してよい。あるいは、増幅器出力電力が基準出力電力に対して所定の余裕値以内にあれば、処理はブロック７２０に戻り、現在の増幅器出力電力を新たに検出してもよい。
【００６２】
さらに図７を参照すると、ブロック７２５において、現在の増幅器出力電力が基準出力電力に対して所定の余裕値を超えている、及び／又は、下回っていると判定されれば、ブロック７３０において、現在の移相量は、履歴データとして、例えば、履歴バッファの中に記憶される。履歴バッファは、例えば、以前の移相器の調節に基づいて、希望しない移相値を含むことができる。さらに、移相器によって与えられる１つ以上の移相量は、例えば、コンダクテッド特性試験に用いるために、反射係数の位相成分を実質的に変化させないことができる。従って、履歴バッファは、また、この情報を含むことができる。ブロック７３５において、移相器は、記憶された履歴データと現在の増幅器出力電力とに基づいて、電力増幅器の出力における現在の負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変化させるように調節される。例えば、履歴バッファの中に記憶されている希望しない移相量の情報に基づいて次の移相量が選択される。そして移相器は、異なる電気長を有する複数のＴＲＬセクションの内のいくつかを選択的にイネーブルすることにより次の移相量を与え、それにより移相器を通る信号送信経路の長さを調節することができる。処理は次にブロック７２０に戻り、そこでは、移相器に対する調節に基づいて現在の増幅器出力電力が新たに検出され、上記の処理が繰り返される。従って、繰り返し処理が施され、移相器は連続して調節され、現在の増幅器出力電力は、目標増幅器出力電力の所定の余裕値以内に保持される。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態に従った、無線移動端末におけるアンテナ出力電力を管理するためのさらなる別の処理を、図８を参照して説明する。図８に示されるように、処理はブロック８４０より開始され、ここでは、電力増幅器から出力される順方向電力が検出される。電力増幅器の出力にける負荷インピーダンスから反射される反射又は逆方向電力は、ブロック８４５で検出される。例えば、図２及び図３の方向性結合器２４５のような方向性結合器は、電力増幅器の出力に結合して順方向電力と反射電力を分離することができ、電力検出器２７０のような電力検出器は、順方向電力と反射電力を検出するのに用いることができる。順方向電力と反射電力とに基づいて現在の負荷インピーダンス反射係数がブロック８５０において求められる。負荷インピーダンス反射係数は、逆方向（反射）電力の順方向（入射）電力に対する比に基づくことができる。いくつかの実施形態では、図３を参照して上記で説明したように、送信機アンテナポートインピーダンスは、負荷インピーダンス反射係数に基づいて求めることができ、受信機アンテナポートインピーダンスは送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて求めることができる。
【００６４】
さらに図８を参照すると、ブロック８５５において、図２のディジタル移相器２５０のような移相器は、例えば、移相器の中の信号送信経路の長さを調節することにより、複数の移相量の内の１つを選択するように調節することができる。ディジタル移相器は、ブロック８５０において求められた現在の負荷インピーダンス反射係数に基づいて調節され、電力増幅器出力ポート終端をＯＴＡ特性に関してより好ましいインピーダンスの方へ回転させることができる。従って、図８の処理では、変化するアンテナ環境条件の補償を周期的に繰り返して行うことが可能ではあるが、図８の実施形態に従う処理は、改善された、及び／又は、最適な移相器の設定を得るのに、単なる繰り返し処理に頼るものではない。また、移相器がトランシーバの送信経路及び受信経路のそれぞれに含まれる場合には、送信移相器は送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて調節し、受信機移相器は受信機アンテナポートインピーダンスに基づいて調節することができる。言い換えれば、受信機ＯＴＡの最適化は、求められた送信機アンテナポートインピーダンスに基づいて受信機移相器を用いて行うことが可能である。「ダウンリンク」通信パスの上での受信機品質の測定を用いて、受信機パス移相器の調節の確認、及び／又は、検証を行うことができる。
【００６５】
このように、本発明のいくつかの実施形態に従えば、無線移動端末トランシーバにおける移相器は、無線移動端末の電力増幅器から出力される信号電力の検出電力に基づいて調節され、電力増幅器と無線移動端末アンテナとの間の電力伝達が改善される。より詳細には、電力増幅器出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分が変更されて、電力増幅器出力と負荷との間のインピーダンス整合を改善することができる。移相器は通信を行っている間も調節されることができて、従って、無線移動端末が使用状態にあるときに変化するアンテナ環境条件に対して、ＯＴＡ特性を、連続的に、改善及び／又は最適化することができる。このような移相調節は、正確なインピーダンス整合を与えないかも知れないが、移相器は、従来の整合回路と比較して、無線移動端末の中で実質的により小さな空間が必要なだけである。これは無線移動端末が小型になるので重要な意味を持つであろう。従って、製造側と顧客側双方からの特性の要求条件を満足させることができ、これにより開発スケジュールを短縮でき、よりよい総合ＯＴＡ特性を得ることができる。
【００６６】
図面と明細書においては、本発明の典型的な実施形態が開示された。しかしながら、実質的に本発明の原理から逸脱することなく、これらの実施形態に対して、多くの変形や変更が可能である。従って、特定の用語が用いられているはが、これらは、包括的な、かつ描写的な意味に用いられているだけであり、限定をする目的ではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって画定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明のいくつかの実施形態に従う無線移動端末を示すブロック図である。
【図２】、
【図３】本発明のいくつかの実施形態に従う無線移動端末に用いるためのトランシーバを示すブロック図である。
【図４】、
【図５】本発明のいくつかの実施形態に従うディジタル移相器を示すブロック図である。
【図６】、
【図７】、
【図８】本発明のいくつかの実施形態に従う、無線移動端末におけるアンテナ出力電力を管理するための処理を示すフローチャートである。
【図１】
2009520397.tif 000003
【図２】
2009520397.tif 000004
【図３】
2009520397.tif 000005
【図４】
2009520397.tif 000006
【図５】
2009520397.tif 000007
【図６】
2009520397.tif 000008
【図７】
2009520397.tif 000009
【図８】
2009520397.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月11日(2008.8.11)
【手続補正１】
【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】
無線移動端末であって、
アンテナと、
前記アンテナに接続される電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力に接続され、当該電力増幅器の出力の信号電力を検出する電力検出器と、
前記電力増幅器の出力と前記アンテナとの間に接続される移相器と、
前記移相器に接続されるコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記検出された信号電力に応じて前記移相器を調節することを特徴とする無線移動端末。
【請求項２】
前記コントローラは、前記電力増幅器の出力における負荷インピーダンスの反射係数の位相成分を変更するように前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項３】
前記移相器は、複数の選択可能な移相量を出力し、
前記コントローラは、前記検出された信号電力に応答して、前記複数の選択可能な移相量の内から選択して前記移相器を調節する
ことを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項４】
前記電力増幅器と前記アンテナとの間に接続される整合回路を更に備え、
前記整合回路は、前記電力増幅器の出力において所定の負荷インピーダンスを与えることを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項５】
前記コントローラは、前記移相器に関する履歴データを記憶し、前記履歴データに基づいて前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項６】
前記コントローラは、前記検出された信号電力の変化に応じて、通信中に前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項７】
前記移相器は、
高誘電率媒質の中の、それぞれ異なる電気長を有する複数のＴＲＬ（through, reflect, line）セクションと、
前記複数のＴＲＬセクションに接続される複数のスイッチと、
を備え、
前記コントローラは、前記複数のスイッチの内のいくつかを活性化し、前記複数のＴＲＬセクションの内の少なくとも１つを選択的にＯＮにして前記移相器を調節することを特徴とする請求項１に記載の無線移動端末。
【請求項８】
無線移動端末のアンテナへの電力伝達を制御する方法であって、
前記無線移動端末の電力増幅器によって供給される信号の電力を検出するステップと、
前記検出された信号電力に応答して、前記無線移動端末の前記電力増幅器とアンテナとの間に接続された移相器を調節するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
無線移動端末の中におけるアンテナへの電力伝達を制御するためのコンピュータプログラムであって、
請求項８に記載の方法を実行するように構成され、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納された、コンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
ディジタル移相器であって、
高誘電率媒質の中の、それぞれ異なる電気長を有する複数のＴＲＬ（through, reflect, line）素子と、
前記複数のＴＲＬ素子に接続され、前記複数のＴＲＬ素子の内の少なくとも１つを選択的にイネーブルにして前記ディジタル移相器によって与えられる信号送信経路の電気長を調節するように構成された複数のスイッチと、
を備えることを特徴とするディジタル移相器。
【国際調査報告】
2009520397.tif 000011
2009520397.tif 000012
2009520397.tif 000013
2009520397.tif 000014