(57)【要約】【課題】  ２つ以上のアンテナを有する携帯無線端末のアンテナ・スイッチ内のアナログスイッチ回路におけるＩＭＤ（相互変調歪）特性を向上させ、かつ消費電力を低減させる。【解決手段】送信部４１から発生する送信信号Ｔの送信パワー値が所定の閾値以上のとき，制御部７０により、電圧変換回路６２が動作して出力電圧Ｖａがアンテナ・スイッチ６１に印加され、同アンテナ・スイッチ６１における相互変調歪が改善される。また、送信パワー値が閾値よりも小さいとき、制御部７０により、電圧変換回路６２が停止する。このとき、半導体スイッチ６３がオン状態となり、電源電圧Ｖｃがアンテナ・スイッチ６１に印加される。このため、アンテナ・スイッチ６１に電圧変換回路６２の出力電圧Ｖａが印加される場合よりも消費電流が低減され、バッテリの寿命が長くなり、携帯無線端末の待受け時間が延長される。【選択図】図１
2006050590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を発生する送信部と、
前記送信信号に対応した電波を放射するための複数のアンテナと、
制御部と、
前記複数のアンテナのうちの１つをアンテナ選択信号に基づいて選択するアンテナ選択部とを備え、
前記アンテナ選択部は、
電源電圧を該電源電圧よりも高い所定の出力電圧に変換する電圧変換回路と、
該電圧変換回路から出力される前記所定の出力電圧又は前記電源電圧が印加されて動作するアナログスイッチ回路とを有し、
前記制御部は、
前記送信部から発生する前記送信信号のレベルに基づいて前記電圧変換回路の動作／停止状態を制御し、動作状態のときに前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、停止状態のときに前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加する構成とされていることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値が所定の閾値以上のときに前記電圧変換回路を動作させて前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、前記送信パワー値が前記閾値よりも小さいとき、前記電圧変換回路を停止させると共に、前記所定の出力電圧に代えて前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記送信部から発生する前記送信信号の有／無に基づいて前記電圧変換回路の動作／停止を制御する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値に基づいて前記電圧変換回路の前記力電圧を可変制御する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項５】
送信信号を発生する送信部と、
前記送信信号に対応した電波を放射するための複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうちの１つをアンテナ選択信号に基づいて選択するアンテナ選択部とを備え、
前記アンテナ選択部は、
電源電圧を該電源電圧よりも高い所定の出力電圧に変換する電圧変換回路と、
該電圧変換回路から出力される前記所定の出力電圧又は前記電源電圧が印加されて動作するアナログスイッチ回路とを有する無線装置に用いられ、
前記送信部から発生する前記送信信号のレベルに基づいて前記電圧変換回路の動作／停止状態を制御し、動作状態のときに前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、停止状態のときに前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加することを特徴とする無線装置の制御方法。
【請求項６】
前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値が所定の閾値以上のときに前記電圧変換回路を動作させて前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、前記送信パワー値が前記閾値よりも小さいときに前記電圧変換回路を停止させると共に、前記所定の出力電圧に代えて前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加することを特徴とする請求項５記載の無線装置の制御方法。
【請求項７】
前記送信部から発生する前記送信信号の有／無に基づいて前記電圧変換回路の動作／停止を制御することを特徴とする請求項５記載の無線装置の制御方法。
【請求項８】
前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値に基づいて前記電圧変換回路の前記出力電圧を可変制御することを特徴とする請求項５記載の無線装置の制御方法。
【請求項９】
送信信号を発生する送信部と、
前記送信信号に対応した電波を放射するための複数のアンテナと、
制御部と、
前記複数のアンテナのうちの１つをアンテナ選択信号に基づいて選択するアンテナ選択部とを備え、
前記アンテナ選択部は、
電源電圧を該電源電圧よりも高い所定の出力電圧に変換する電圧変換回路と、
該電圧変換回路から出力される前記所定の出力電圧又は前記電源電圧が印加されて動作するアナログスイッチ回路とを有する、無線装置に対して、前記制御部に制御させるための制御プログラムであって、
前記送信部から発生する前記送信信号のレベルに基づいて前記電圧変換回路の動作／停止状態を制御し、動作状態のときに前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、停止状態のときに前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加することを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線装置、該無線装置に用いられる制御方法及び制御プログラムに係り、特に、送信信号をアナログスイッチ回路を介してアンテナに送出する構成とされている無線装置、該無線装置に用いられる制御方法及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線装置には、携帯無線端末として、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular ）、ＧＳＭ（Global System for Mobile  Communications）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）、ＰＨＳ（Personal Handy-phone system ）などの携帯電話機や、無線通信機能を有するＰＤＡ（Personal Digital Assistants ）、無線通信機能を有するノートパソコンなどがある。また、無線装置は、同携帯無線端末と無線接続される無線基地局なども含まれる。アンテナが１つのみ設けられている携帯無線端末の場合、使用される環境によっては、地形や建物により電波が反射、回折、散乱などの影響を受けることで、伝搬路が多重伝搬路となる。その結果、携帯無線端末の信号の送受信状態が悪化することがある。また、通話をするために携帯無線端末を頭部に近づけた場合と、画面を見るために携帯無線端末を手にとり、頭から離した場合とでは、アンテナと人体との位置関係が異なるため、電波の送受信状態が異なる。
【０００３】
この場合、一方の状態で電波の送受信状態が良好でも、他方の状態では悪化する場合がある。このため、携帯無線端末の信号の送受信状態が悪化することがある。また、折り畳み型の携帯無線端末の場合、折り畳んだ状態と開いた状態とでは、筐体とアンテナとの位置関係が変化するため、電波の送受信状態は異なる。一方の状態で電波の送受信状態が良好でも、他方の状態では悪化する場合がある。その結果、携帯無線端末の信号の送受信状態が悪化することがある。このため、近年では、２つ以上のアンテナが設けられた携帯無線端末が多くなっている。このような携帯無線端末では、送受信状態が良好なアンテナが選択されて使用される。この場合、内部の無線部からアンテナヘ送信信号が出力されるパスが２つ以上設けられ、アンテナ・スイッチを用いてパスの切替えが行われる。このようなアンテナ・スイッチを有する携帯無線端末では、アナログスイッチ回路のＩＭＤ（Inter modulation distortion 、相互変調歪）特性が劣化しない範囲で信号を入力する必要がある。これは設計上の制約となる。
【０００４】
従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されたものがある。
特許文献１に記載された高周波信号切換装置では、可変容量ダイオードの両端に、電圧変換部からトランスミッションラインを介して電圧が印加される。電圧変換部は電源部から電源が供給され、同電圧変換部の出力電圧はＣＰＵ（中央処理装置）により制御される。可変容量ダイオードのインピーダンスを変化させることにより、インピーダンス整合手段の整合性を変化させて高周波信号の送受信のスイッチングが行われる。
【０００５】
特許文献２には、流体の流速を測定する超音波流速計が開示されている。同文献２に記載された超音波流速計の電源制御回路は、超音波の送信開始信号を入力するまでは電圧変換回路を動作させ、容量性素子に電力を蓄積し、制御部から送信開始信号を入力すると、電圧変換回路の動作を停止させる。この超音波流速計では、受信回路が受信判定処理を行うとき、電源制御回路により電圧変換回路の動作が停止するので、同電圧変換回路が発生するノイズやリップルは受信タイミングを決定するときには発生しない。このため、測定誤差が小さくなり、精度が高くなる。
【特許文献１】特開平５−１７５８７７号公報（第３頁、図１、図２）
【特許文献２】特開平９−３２５０５９号公報（第５頁、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の携帯無線端末では、次のような課題があった。
すなわち、２つ以上のアンテナを有する携帯無線端末では、アンテナ・スイッチの適切な切替制御を行う必要がある。また、この携帯無線端末では、アンテナ・スイッチ内のアナログスイッチ回路におけるＩＭＤ特性を向上させる必要がある。また、アナログスイッチ回路のＩＭＤ特性を向上させることで、携帯無線端末の設計の自由度を向上させる必要がある。また、携帯無線端末のＩＭＤ特性を向上させ、かつ消費電力を低減させる必要がある。また、送信信号のパワーに応じた消費電流が流れ、同送信信号のパワーが低いときには消費電流が低減される携帯無線端末を提供する必要がある。
【０００７】
また、特許文献１に記載された高周波信号切換装置では、電圧変換部の出力がＣＰＵにより制御されるが、この発明におけるアンテナ選択部に用いられる電圧変換回路とは主旨が相違し、上述の設計上の制約を改善することはできない。
【０００８】
特許文献２に記載された超音波流速計では、受信回路が受信判定処理を行うときに電圧変換回路の動作が停止するが、この発明とは主旨が相違し、上述の設計上の制約を改善することはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、送信信号を発生する送信部と、前記送信信号に対応した電波を放射するための複数のアンテナと、制御部と、前記複数のアンテナのうちの１つをアンテナ選択信号に基づいて選択するアンテナ選択部とを備え、前記アンテナ選択部は、電源電圧を該電源電圧よりも高い所定の出力電圧に変換する電圧変換回路と、該電圧変換回路から出力される前記所定の出力電圧又は前記電源電圧が印加されて動作するアナログスイッチ回路とを有し、前記制御部は、前記送信部から発生する前記送信信号のレベルに基づいて前記電圧変換回路の動作／停止状態を制御し、動作状態のときに前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、停止状態のときに前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加する構成とされていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の無線装置に係り、前記制御部は、前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値が所定の閾値以上のときに前記電圧変換回路を動作させて前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、前記送信パワー値が前記閾値よりも小さいとき、前記電圧変換回路を停止させると共に、前記所定の出力電圧に代えて前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加する構成とされていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の無線装置に係り、前記制御部は、前記送信部から発生する前記送信信号の有／無に基づいて前記電圧変換回路の動作／停止を制御する構成とされていることを特徴としている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の無線装置に係り、前記制御部は、前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値に基づいて前記電圧変換回路の前記力電圧を可変制御する構成とされていることを特徴としている。
【００１３】
請求項５記載の発明は、無線装置の制御方法に係り、送信信号を発生する送信部と、前記送信信号に対応した電波を放射するための複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうちの１つをアンテナ選択信号に基づいて選択するアンテナ選択部とを備え、前記アンテナ選択部は、電源電圧を該電源電圧よりも高い所定の出力電圧に変換する電圧変換回路と、該電圧変換回路から出力される前記所定の出力電圧又は前記電源電圧が印加されて動作するアナログスイッチ回路とを有する無線装置に用いられ、前記送信部から発生する前記送信信号のレベルに基づいて前記電圧変換回路の動作／停止状態を制御し、動作状態のときに前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、停止状態のときに前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加することを特徴としている。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の無線装置の制御方法に係り、前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値が所定の閾値以上のときに前記電圧変換回路を動作させて前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、前記送信パワー値が前記閾値よりも小さいときに前記電圧変換回路を停止させると共に、前記所定の出力電圧に代えて前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加することを特徴としている。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の無線装置の制御方法に係り、前記送信部から発生する前記送信信号の有／無に基づいて前記電圧変換回路の動作／停止を制御することを特徴としている。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項５記載の無線装置の制御方法に係り、前記送信部から発生する前記送信信号の送信パワー値に基づいて前記電圧変換回路の前記出力電圧を可変制御することを特徴としている。
【００１７】
請求項９記載の発明は、送信信号を発生する送信部と、前記送信信号に対応した電波を放射するための複数のアンテナと、制御部と、前記複数のアンテナのうちの１つをアンテナ選択信号に基づいて選択するアンテナ選択部とを備え、前記アンテナ選択部は、電源電圧を該電源電圧よりも高い所定の出力電圧に変換する電圧変換回路と、該電圧変換回路から出力される前記所定の出力電圧又は前記電源電圧が印加されて動作するアナログスイッチ回路とを有する、無線装置に対して、前記制御部に制御させるための制御プログラムに係り、前記送信部から発生する前記送信信号のレベルに基づいて前記電圧変換回路の動作／停止状態を制御し、動作状態のときに前記所定の出力電圧を前記アナログスイッチ回路に印加し、停止状態のときに前記電源電圧を前記アナログスイッチ回路に印加することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の構成によれば、制御部により、送信部から発生する送信信号のレベルに基づいて電圧変換回路の動作／停止状態が制御され、同電圧変換回路が動作状態のときに所定の出力電圧がアナログスイッチ回路に印加され、同電源変換回路が停止状態のときに電源電圧が同アナログスイッチ回路に印加されるので、同アナログスイッチ回路における消費電流を低減でき、携帯無線端末の待受け時間を延長できる。また、制御部の制御により、送信部から発生する送信信号の送信パワー値が所定の閾値以上のときに電圧変換回路が動作して所定の出力電圧がアナログスイッチ回路に印加され、同送信パワー値が同閾値よりも小さいときに同電圧変換回路が停止すると共に、同所定の出力電圧に代えて電源電圧が同アナログスイッチ回路に印加されるので、同アナログスイッチ回路における消費電流を低減でき、携帯無線端末の待受け時間を延長できる。また、制御部により、送信部から発生する送信信号の送信パワー値に基づいて電圧変換回路の出力電圧が可変制御されるので、上記アナログスイッチ回路における消費電流をさらに低減でき、携帯無線端末の待受け時間を延長できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上述のように、２つ以上のアンテナが設けられた携帯無線端末では、アンテナ・スイッチを用いてアンテナが選択される。アンテナ・スイッチは、たとえばリレー素子などを用いた機械構造的なスイッチを用いて実現されるが、アナログスイッチ回路を用いた電気的なスイッチでも実現される。ところが、アナログスイッチ回路のＩＭＤ特性は、同アナログスイッチ回路に入力される送信信号のパワーが高いとき、劣化するという性質がある。この性質は、アナログスイッチ回路を構成するトランジスタの物理的性質に基づく。ＩＭＤ特性の劣化が生じると、送信信号に歪が生じて、無線通信の品質が劣化する。
【００２０】
ＩＭＤ特性を改善する方法として、アナログスイッチ回路に印加する電圧を高くする方法がある。印加する電圧を高くすることで、アナログスイッチ回路の線形性が大きくなるという性質を利用する。その結果、アナログスイッチ回路のＩＭＤ特性が向上する。
【００２１】
図９は、ＩＭＤ特性が改善された携帯無線端末の要部の電気的構成を示す図である。
この携帯無線端末は、同図９に示すように、送受信回路１０と、アンテナ２１，２２と、アンテナ選択部３０と、制御部１４とから構成されている。送受信回路１０は、送信部（Transmitter ）１１と、受信部（Receiver）１２と、デュープレクサ（DUPLEXER）１３とから構成されている。送信部１１は、図示しない無線基地局へ送信するための送信信号Ｔを発生する。受信部１２は、無線基地局からの受信信号Ｒを受信する。デュープレクサ１３は、送信信号Ｔと受信信号Ｒとを、お互いの妨害にならないように分離する。制御部１４は、この携帯無線端末全体を制御するＣＰＵ１５及び同ＣＰＵ１５を動作させるための各種プログラムが記憶されたＲＯＭ(Read Only Memory)１６を有している。制御部１４は、予め定められたプログラムに基づいてアンテナ選択信号ｄを出力する。アンテナ選択信号ｄは、アンテナ選択部３０に入力されるようになっている。制御部１４は、アンテナ選択信号ｄを用いて、アンテナ・スイッチ３１を制御する。
【００２２】
アンテナ選択部３０は、アンテナ・スイッチ３１と、電圧変換回路３２とから構成されている。電圧変換回路３２は、たとえば昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成され、図示しないバッテリから供給される電源電圧Ｖｃを所定の出力電圧Ｖａに変換してアンテナ・スイッチ３１に供給する。この出力電圧Ｖａは、送信信号Ｔのパワーが高い場合でもＩＭＤ特性の劣化が予め定められた許容範囲内になるように設定されている。アンテナ・スイッチ３１は、電圧変換回路３２から出力される出力電圧Ｖａが印加され、制御部１４からのアンテナ選択信号ｄに基づいて送受信回路１０とアンテナ２１又はアンテナ２２とを接続する。アンテナ２１，２２は、アンテナ選択部３０を介して送受信回路１０と接続されたとき、送信信号Ｔに対応した電波Ｗを放射し、図示しない無線基地局との間で電波Ｗを送受信する。アンテナ２１，２２は、送受信両方に用いられる。
【００２３】
図１０は、図９中のアンテナ・スイッチ３１の要部の電気的構成を示す図である。
このアンテナ・スイッチ３１は、同図１０に示すように、アナログスイッチ回路３３，３４と、論理回路３５と、スイッチ３６，３７とから構成されている。論理回路３５は、アンテナ選択信号ｄに基づいてアナログスイッチ回路３３，３４及びスイッチ３６，３７の制御を行う。アナログスイッチ回路３３，３４は、電圧変換回路３２の出力電圧Ｖａが印加されると動作し、論理回路３５からの制御に基づいてオン状態／オフ状態となる。スイッチ３６，３７がオン状態のとき、アナログスイッチ回路３３，３４は、出力電圧Ｖａが電源として供給され、送信信号Ｔを受け、選択されたアンテナ２１又はアンテナ２２に送出し、受信時は、逆にアンテナ２１，２２からの受信信号Ｒを送受信回路１０に出力する。
【００２４】
スイッチ３６，３７は、論理回路３５からの制御に基づいて、オン状態／オフ状態となる。スイッチ３６がオフ状態になると、電圧変換回路３２からの出力電圧Ｖａがアナログスイッチ回路３３に供給されない。その結果、アナログスイッチ回路３３は動作を停止する。一方、スイッチ３６がオン状態となると、電圧変換回路３２からの出力電圧Ｖａがアナログスイッチ回路３３に供給され、アナログスイッチ回路３３が動作を開始する。スイッチ３７と、アナログスイッチ回路３４との関係も同様である。この制御をすることで、使用されていないアナログスイッチ回路の動作がオフ状態となって消費電力が低減される。
【００２５】
図１１は、図１０中のアナログスイッチ回路３３の電気的構成を示す図である。
このアナログスイッチ回路３３は、同図１１に示すように、インバータ１００と、ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下、「ｐＭＯＳ」という）１０１とから構成されている。インバータ１００の出力側は、ＦＥＴ１０１のゲートに接続されている。また、インバータ１００の電源入力端子、及びＦＥＴ１０１のソースには、外部から出力電圧Ｖａが印加されている。なお、アナログスイッチ回路３３とアンテナ２１との間には、図示しないコンデンサが挿入されている。それによって、携帯無線端末のユーザがアンテナに触れたとしても、直流電圧が変化せず、回路が正常に動作する。なお、アナログスイッチ回路３４も同様の構成となっている。
【００２６】
このアナログスイッチ回路３３では、論理回路３５からの出力信号に基づいて、インバータ１００が高レベル（以下、“Ｈ”という）を出力した場合、ＦＥＴ１０１のソース・ゲート間電圧が小さくなり、オフ状態となる一方、インバータ１００が低レベル（以下、“Ｌ”という）を出力した場合、ＦＥＴ１０１のソース・ゲート間電圧が大きくなり、オン状態となる。この携帯無線端末では、アナログスイッチ回路３３，３４にバッテリの電源電圧Ｖｃよりも高い出力電圧Ｖａを印加することで、従来の携帯無線端末に比べてＩＭＤ特性が改善される。
【００２７】
この携帯無線端末では、電源電圧Ｖｃが電圧変換回路３２により出力電圧Ｖａに変換され、同出力電圧Ｖａが常時アンテナ・スイッチ３１に供給される。アナログスイッチ回路３３，３４及びスイッチ３６，３７は、アンテナ選択信号ｄに基づいて論理回路３５により制御される。また、出力電圧Ｖａは、スイッチ３６又はスイッチ３７を介してアナログスイッチ回路３３又はアナログスイッチ回路３４ヘ印加される。信号送信時、送信部１１から送信信号Ｔが発生し、同送信信号Ｔは、デュープレクサ１３を経由し、選択されているアナログスイッチ回路３３又はアナログスイッチ回路３４を介してアンテナ２１又はアンテナ２２に送出される。一方、信号受信時、受信信号Ｒは、選択されているアンテナ２１又はアンテナ２２から、アナログスイッチ回路３３又はアナログスイッチ回路３４とデュープレクサ１３を経由して、受信部１２により受信される。
【００２８】
この携帯無線端末では、アンテナ選択部３０中に、電源電圧Ｖｃを出力電圧Ｖａに変換する電圧変換回路３２が設けられているが、この電圧変換回路３２の動作状態は、制御部１４から制御ができない。すなわち、常時、送信信号Ｔのパワーが高い場合に対応した出力電圧Ｖａがアンテナ・スイッチ３１に供給され、アナログスイッチ回路３３又はアナログスイッチ回路３４へ印加される。このため、送信信号Ｔのパワーが低く、ＩＭＤ特性の劣化が小さいときでも、出力電圧Ｖａに対応した電流がアナログスイッチ回路３３又はアナログスイッチ回路３４に流れ、消費電流が大きくなる。よって、バッテリの寿命が短くなり、携帯無線端末の待受け時間が短い。このため、消費電流が低減されて待受け時間が長くなる携帯無線端末を提供する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、この発明の第１の実施例である無線装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の無線装置は、携帯無線端末であり、同図に示すように、送受信回路４０と、検波回路４４と、アンテナ５１，５２と、アンテナ選択部６０と、制御部７０とから構成されている。送受信回路４０は、送信部（Transmitter ）４１と、受信部（Receiver）４２と、デュープレクサ（DUPLEXER）４３とから構成されている。送信部４１は、送信動作時、送信信号Ｔを発生する。受信部４２は、受信信号Ｒを受信する。デュープレクサ４３は、送信信号Ｔと受信信号Ｒとを、お互いの妨害にならないように分離する。検波回路４４は、検波用ダイオード及びＬＰＦ（Low Pass Filter ）などで構成され、送信信号Ｔの検波を行い、検波信号ｅを出力する。検波信号ｅは、送信信号Ｔのパワーに関する情報を含む。
【００３０】
アンテナ選択部６０は、アンテナ・スイッチ６１と、電圧変換回路６２と、半導体スイッチ６３とから構成されている。電圧変換回路６２は、たとえば昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成されている。電圧変換回路６２は、制御部７０からの電圧変換回路制御信号Ｃに基づいて動作状態が制御される。電圧変換回路６２は、図示しないバッテリから供給される電源電圧Ｖｃを同電源電圧Ｖｃよりも高い所定の出力電圧Ｖａに変換してアンテナ・スイッチ６１に印加する。この出力電圧Ｖａの値は、送信信号Ｔのパワーが高い場合に対応し、アンテナ・スイッチ６１のＩＭＤ特性が良好なレベルに予め設定されている。半導体スイッチ６３は、たとえばエンハンスメント型のｐＭＯＳで構成され、電圧変換回路制御信号ｃに基づいてオン／オフ制御され、オン状態のときに電源電圧Ｖｃをアンテナ・スイッチ６１に印加する。特に、この実施例では、半導体スイッチ６３は、電圧変換回路６２が動作状態のときにオフ状態となり、同電圧変換回路６２が停止状態のときにオン状態となる。また、電圧変換回路６２は、停止状態のとき、出力側が高インピーダンス状態になる構成となっている。
【００３１】
アンテナ・スイッチ６１は、上記図１０のアンテナ・スイッチ３１と同様に構成され、送信信号Ｔを受け、選択されたアンテナ５１又はアンテナ５２に送出するアナログスイッチ回路が含まれる。特に、この実施例では、アンテナ・スイッチ回路６１は、電源電圧Ｖｃが半導体スイッチ６３を介して印加されるか、又は電圧変換回路６２から出力される出力電圧Ｖａが印加される。送受信回路４０は、アンテナ選択信号ｄに基づいてアンテナ５１又はアンテナ５２と接続される。制御部７０は、この携帯無線端末全体を制御するＣＰＵ７１及び同ＣＰＵ７１を動作させるための電圧変換回路の制御プログラムが記録されたＲＯＭ７２を有している。また、制御部７０は、送信部４１から発生する送信信号Ｔの検波信号ｅに基づいて上記電圧変換回路６２の動作／停止状態を制御する。特に、この実施例では、制御部７０は、検波信号ｅに基づいて送信信号Ｔの送信パワー値を常時監視し、同送信パワー値が所定の閾値以上のときに同電圧変換回路６２を動作させるための電圧変換回路制御信号ｃを出力し、同送信パワー値が同閾値よりも小さいときに同電圧変換回路６２を停止させるための電圧変換回路御信号ｃを出力する。
【００３２】
図２は、制御部７０から電圧変換回路６２に対して行う制御の状態を示す制御テーブルを示す図である。
同図に示すように、左の列が、送信信号Ｔのパワーに基づいた制御の場合分けである。
送信信号ＴのパワーＰｏｕｔが予め定められた閾値Ａ以上である場合には、電圧変換制御信号ｃが“Ｈ”となる。この場合、電圧変換回路６２は動作を開始し、出力電圧Ｖａがアンテナ・スイッチ６１に印加される。また、送信信号ＴのパワーＰｏｕｔが、予め定められた閾値Ａより小さい場合には、電圧変換制御信号ｃが“Ｌ”となる。この場合、電圧変換回路６２は動作を停止し、出力電圧Ｖａに代えて電源電圧Ｖｃがアンテナ・スイッチ６１に印加される。
【００３３】
図３は、制御部７０による電圧変換回路６２の制御を示すフローチャート、及び図４が、制御部７０によるアンテナ切り替えの制御を示すフローチャートである。
これらの図を参照して、この例の携帯無線端末に用いられる電圧変換回路の動作制御方法の処理内容について説明する。
この携帯無線端末では、送信部４１から発生する送信信号Ｔのレベルに基づいて電圧変換回路６２の動作／停止状態が制御され、動作状態のときに出力電圧Ｖａがアンテナ・スイッチ６１のアナログスイッチ回路に印加され、停止状態のときに電源電圧Ｖｃが同アナログスイッチ回路に印加される。
【００３４】
すなわち、図３に示すように、制御部７０により、検波回路４４から受信した検波信号ｅに基づいて、現在の送信パワーＰｏｕｔが測定される（ステップＳ１２１）。次に、送信パワーＰｏｕｔと閾値Ａとが比較される（ステップＳ１２２）。ここで、送信信号Ｔの送信パワーＰｏｕｔが閾値Ａよりも小さい場合、制御部７０により、電圧変換回路６２の動作が停止（ＯＦＦ）する（ステップＳ１２３）。この場合、図２に示すように、電圧変換回路６２の動作を停止するための“Ｌ”の電圧変換回路制御信号ｃが出力される。電圧変換回路６２は、この電圧変換回路制御信号ｃを受けて動作が停止する。このとき、電圧変換回路制御信号ｃによって半導体スイッチ６３がオン状態となり、電源電圧Ｖｃがアンテナ・スイッチ６１に印加される。このため、アンテナ・スイッチ６１に電圧変換回路６２の出力電圧Ｖａが印加される場合よりも消費電流が低減される。
【００３５】
一方、送信パワーＰｏｕｔが閾値Ａ以上になった場合、制御部７０により、電圧変換回路６２が動作（ＯＮ）する（ステップＳ１２４）。この場合、図２に示すように、電圧変換回路６２を動作させるための“Ｈ”の電圧変換回路制御信号ｃが出力される。電圧変換回路６２は、この電圧変換回路制御信号ｃを受けて動作状態となる。また、このとき、半導体スイッチ６３がオフ状態となり、アンテナ・スイッチ６１に電圧変換回路６２の出力電圧Ｖａが印加される。その結果、アンテナ・スイッチ６１のアナログスイッチ回路におけるＩＭＤ特性が改善される。以上の動作は、アンテナ・スイッチ６１によりアンテナ５１又はアンテナ５２のどちらが選択されていても、同様に行われる。この図３に示す制御は、繰り返し行われる。
【００３６】
アンテナの切り替えは、制御プログラムに基づいて制御部７０で制御される。アンテナ５１，５２の切り替え動作のトリガは、種々のものを採用することが可能である。たとえば、電波状態の悪化、携帯無線端末の動作状態の変化、折り畳み型携帯電話機の場合には、折り畳んだ状態と開いた状態との間の変化などがトリガとして適用できる。制御部７０が、アンテナの切り替えをするか否かは、たとえば、同制御部７０のＣＰＵ７１内の特定のレジスタに記憶されているデータに基づいて決定される。制御部７０上で動作するアンテナ切り替え制御プログラムは、定期的に又はそのレジスタの値が変化したことをトリガに、そのレジスタのデータの内容を確認する。そして、制御部７０は、アンテナの切り替えの必要性を判断する。
【００３７】
すなわち、図４に示すように、制御部７０により、アンテナ切り替えの必要性が判断される（ステップＳ１３１）。アンテナ切り替えの必要がない場合は、そのまま制御が終了し、アンテナ切り替えの必要がある場合は、次の動作に移行する。たとえば、アンテナ５１からアンテナ５２に切り替える場合、切り替え先のスイッチ、すなわち図１０中のスイッチ３７がオン状態となるように、制御部７０からアンテナ選択信号ｄが論理回路３５に出力される（ステップＳ１３２）。そして、論理回路３５により、スイッチ３７がオン状態となる。このとき、アナログスイッチ回路３４は、出力電圧Ｖａが印加され、動作が開始する。次に、切り替え先のアナログスイッチ回路すなわちアナログスイッチ回路３４がオン状態となるように、制御部７０からアンテナ選択信号ｄが論理回路３５に出力される（ステップＳ１３３）。そして、論理回路３５により、アナログスイッチ回路３４がオン状態となり、送信部４１とアンテナ５２とが接続される。
【００３８】
次に、切り替え元のアナログスイッチ回路すなわちアナログスイッチ回路３３がオフ状態となるように、制御部７０からアンテナ選択信号ｄが論理回路３５に出力される（ステップＳ１３４）。そして、論理回路３５により、アナログスイッチ回路３３がオフ状態となり、送信部４１とアンテナ２１とが切断される。次に、切り替え元のスイッチすなわちスイッチ３６がオフ状態となるように、制御部７０からアンテナ選択信号ｄが論理回路３５に出力される（ステップＳ１３５）。そして、論理回路３５により、スイッチ３６がオフ状態となり、アナログスイッチ回路３３に出力電圧Ｖａが印加されず、動作が停止する。アンテナ５２からアンテナ５１に切り替える場合も、同様の処理が行われる。
【００３９】
図４に示す制御では、どの瞬間をとっても、送信信号Ｔが完全に遮断されることがない。よって、携帯無線端末から送信信号Ｔが瞬間的に断絶することが防止され、同携帯無線端末の通信品質が良好に維持される。また、動作が不必要なアナログスイッチ回路に電源電圧が印加されることがないため、携帯無線端末の消費電力が低減される。図４に示す制御では、制御部７０からのアンテナ選択信号ｄにより、各制御が論理回路３５に指示されているが、他の処理方法も可能である。たとえば、アンテナ切り替えに関する特定の命令が制御部７０から論理回路３５へ出力されたとき、同論理回路３５により、ステップＳ１３２からステップＳ１３５に対応する処理が制御部７０から新たに指示を受けることなく行われる処理方法である。この図４に示す制御は、繰り返し行われる。
【００４０】
以上のように、この第１の実施例では、送信パワーＰｏｕｔが閾値Ａよりも小さい場合に電圧変換回路６２の動作が停止状態となる。そして、電源電圧Ｖｃが半導体スイッチ６３を介してアンテナ・スイッチ６１に印加されるので、同アンテナ・スイッチ６１における消費電流が低減される。このため、バッテリの寿命が長くなり、携帯無線端末の待受け時間が延長される。
【００４１】
上記実施例１では、電圧変換回路６２は、送信パワーＰｏｕｔと閾値Ａとの比較結果に基づいて、動作／停止の２つの状態にのみ制御される。送信パワーＰｏｕｔが連続的に変化し得るのに対して、電圧変換回路６２の動作状態は２つしかない。すなわち、アンテナ・スイッチ６１に印加する電圧は、出力電圧Ｖａ及び電源電圧Ｖｃの２種類しかない。よって、アンテナ・スイッチ６１に印加する電圧が、必ずしも送信パワーＰｏｕｔに対して最適な関係にならないことがある。このため、次の実施例２では、送信パワーＰｏｕｔの変化に対応して、アンテナ・スイッチ６１に印加する電圧をより細かく調整することで、さらに消費電流が低減されるように改善する。
【実施例２】
【００４２】
図５は、この発明の第２の実施例である携帯無線端末の電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の携帯無線端末では、同図５に示すように、図１中のアンテナ選択部６０及び制御部７０に代えて、新たな機能が付加されたアンテナ選択部６０Ａ及び制御部７０Ａが設けられている。また、電源ＬＳＩ（大規模集積回路）８０が新たに設けられている。アンテナ選択部６０Ａでは、図１中の電圧変換回路６２に代えて、異なる構成の電圧変換回路６２Ａが設けられ、半導体スイッチ６３が削除されている。電圧変換回路６２Ａは、電圧変換回路６２の機能に加え、電源ＬＳＩ８０から送出されるリファレンス信号ｍにより出力電圧Ｖａが可変制御される。よって、同出力電圧Ｖａは、連続的に変化する。制御部７０Ａは、制御部７０の機能に加え、検波信号ｅのレベルに基づいて送信信号Ｔの送信パワー値に対応した送信パワー情報ｐを生成する。送信パワー情報ｐは、所定の量子化ビット数のデジタル値で構成されている。電源ＬＳＩ８０は、送信パワー情報ｐのビット数に対応したＤＡＣ（デジタル／アナログ・コンバータ）８１を有している。ＤＡＣ８１は、送信パワー情報ｐをアナログのリファレンス信号ｍに変換する。このため、制御部７０Ａは、電源ＬＳＩ８０と相俟って、送信信号Ｔの送信パワー値に対応して電圧変換回路６２Ａの出力電圧Ｖａを可変制御する。他は、図１と同様の構成である。
【００４３】
図６は、制御部７０Ａにより行われる処理を示すフローチャートである。
この図を参照して、この例の携帯無線端末に用いられる制御方法の処理内容について説明する。
まず、制御部７０Ａにより、検波回路４４からの検波信号ｅに基づいて、送信信号Ｔの送信パワーＰｏｕｔが測定される（ステップＳ１４１）。続いて、制御部７０Ａにより、送信パワーＰｏｕｔに対応した送信パワー情報ｐが生成され（ステップＳ１４２）、同送信パワー情報ｐが電源ＬＳＩ８０に出力される（ステップＳ１４３）。
【００４４】
電源ＬＳＩ８０では、送信パワー情報ｐに基づいて、ＤＡＣ８１の出力が設定される。この場合、アンテナ・スイッチ６１のＩＭＤ特性を良好に保つため、送信パワーが大きいときは、電圧変換回路６２の出力が大きくなるように、ＤＡＣ８１の出力値が設定され、同ＤＡＣ８１からリファレンス信号ｍが出力される。電圧変換回路６２Ａでは、このリファレンス信号ｍに基づいて、出力電圧Ｖａが可変制御される。このように、電圧変換回路６２Ａの出力電圧Ｖａは、送信信号Ｔのパワーに基づいて、より細かく制御される。この結果、アンテナ・スイッチ６１での消費電流がさらに低減され、バッテリの寿命がさらに長くなり、携帯無線端末の待受け時間が延長される。また、アンテナの切り替え動作では、制御部７０Ａにより、第１の実施例の図４と同様の処理が行われる。なお、ＤＡＣ８１のビット数を増やすことにより、より細かい単位で電圧変換回路６２Ａの出力電圧Ｖａが制御される。
【実施例３】
【００４５】
図７は、この発明の第３の実施例である携帯無線端末の電気的構成を示すブロック図であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の携帯無線端末では、同図７に示すように、図１中の送受信回路４０及び制御部７０に代えて、異なる構成の送受信回路４０Ｂ及び制御部７０Ｂが設けられ、検波回路４４が削除されている。送受信回路４０Ｂでは、送信部４１に代えて、新たな機能が付加された送信部４１Ｂが設けられている。送信部４１Ｂは、送信部４１の機能に加え、ノーマルモードによる動作又は低消費電流モードによる動作が、制御部７０Ｂからのモード切替制御信号ｆに基づいて切り替えられるようになっている。ノーマルモードによる動作は、送信信号Ｔの送信パワー値が所定の基準値以上のある固定値で出力される動作である。一方、低消費電流モードによる動作は、同送信パワー値が同基準値よりも小さいある固定値で出力される動作である。固定値は複数種類あってもよい。それぞれの動作モードの出力信号の送信パワーは予めＲＯＭ７２に記憶され、制御部７０Ｂは、その値に基づいて送信部４１Ｂの送信信号Ｔの送信パワーを制御する。
【００４６】
また、制御部７０Ｂは、制御部７０の電圧変換回路制御信号ｃに代えて、モード切り替え制御信号ｆを出力する。制御部７０Ｂは、予め定められた制御プログラムに基づいて、モード切替制御信号ｆを生成する。同制御プログラムは、ＲＯＭ７２に予め記憶されている。制御部７０Ｂで動作する。また、制御部７０Ｂは、図１中の制御部７０とは異なり，検波回路４４からの検波信号ｅに基づいて制御されるものではない。
【００４７】
図８は、制御部７０Ｂにより行われる処理を示すフローチャートである。
この図を参照して、この例の携帯無線端末に用いられる制御方法の処理内容について説明する。
制御部７０Ｂにより、動作モードが確認される（ステップＳ１５１）。この場合、たとえばＣＰＵ７１内の特定のレジスタに現在の動作モードを判断する領域を確保しておき、同レジスタを確認する。同レジスタに“１”が記憶されていればノーマルモード、及び“０”が記憶されていれば低消費電流モードである。現在の動作モードがノーマルモードである場合、制御部７０Ｂにより、ノーマルモードへの切替え制御信号ｆ（たとえば、“Ｈ”）が出力される（ステップＳ１５２）。一方、現在の動作モードが低消費電流モードである場合、制御部７０Ｂにより、低消費電流モードへの切替え制御信号ｆ（たとえば、“Ｌ”）が出力される（ステップＳ１５３）。この図８に示す一連の制御は、繰り返し行われる。また、アンテナの切り替え動作では、制御部７０Ｂにより、第１の実施例の図４と同様の処理が行われる。また、携帯無線端末の動作モードの決定は、別の制御プログラムに基づいて行ってもよい。同制御プログラムは、たとえば、図示しない無線基地局からの制御信号に基づいて、動作モードの切り替えを設定するように構成されている。この場合、制御部７０Ｂにより、ＣＰＵ７１内の特定のレジスタの値が書き換えられる。
【００４８】
アンテナ選択部６０中の電圧変換回路６２は、モード切替制御信号ｆに基づいて動作状態が制御され、半導体スイッチ６３は、同モード切替制御信号ｆに基づいてオン／オフ制御される。送信部４１Ｂの動作モードが低消費電流モードのとき、すなわち、モード切替制御信号ｆが“Ｌ”のとき、電圧変換回路６２の動作が停止する。このとき、半導体スイッチ６３がオン状態となり、電源電圧Ｖｃがアンテナ・スイッチ６１に印加される。このため、アンテナ・スイッチ６１に電圧変換回路６２の出力電圧Ｖａが印加される場合よりも消費電流が低減される。また、送信部４１Ｂの動作モードがノーマルモードのとき、すなわち、モード切替制御信号ｆが“Ｈ”のとき、電圧変換回路６２が動作状態となる。このとき、半導体スイッチ６３がオフ状態となり、アンテナ・スイッチ６１に電圧変換回路６２の出力電圧Ｖａが印加され、アンテナ・スイッチ６１のアナログスイッチ回路におけるＩＭＤ特性が改善される。
【００４９】
以上のように、この第３の実施例では、送信部４１Ｂの動作モードが低消費電流モードと判定された場合に電圧変換回路６２の動作が停止され、電源電圧Ｖｃがアンテナ・スイッチ６１に印加される。また、送信部４１Ｂの動作モードがノーマルモードと判定された場合に電圧変換回路６２が動作し、出力電圧Ｖａがアンテナ・スイッチ６１に印加される。よって、検波回路４４を設けて測定することなく、送信信号Ｔの送信パワーに基づいて適切な電圧がアンテナ・スイッチ６１に印加される。このため、ＩＭＤ特性の劣化が防止されると共に、消費電力が低減される。よって、アンテナ・スイッチ６１における消費電流が低減される。このため、バッテリの寿命が長くなり、携帯無線端末の待受け時間が延長される。
【００５０】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、図１中のアンテナ選択部６０は、電源電圧Ｖｃ又は出力電圧Ｖａが電圧変換回路制御信号ｃに基づいて選択されてアンチナ・スイッチ６１に印加されるようになっていれば、任意の構成で良い。また、半導体スイッチ６３は、ＦＥＴの他、別のアナログスイッチ回路で構成してもよい。また、図５中の電源ＬＳＩ８０は、送信パワー情報ｐをリファレンス信号ｍに変換する構成になっていれば、任意の構成で良い。また、図５中のＣＰＵ７１が電源ＬＳＩ８０と同じ機能をプログラムで実現する構成も可能である。この場合、電源ＬＳＩ８０とは別のＤＡＣを用いて電圧変換回路６２Ａの出力電圧を可変制御する構成とする。
【００５１】
また、図５中の電圧変換回路６２Ａに、たとえばバス機能など、ＣＰＵ７１と通信できるインタフェースを設けることで、同ＣＰＵ７１から電源変換回路６２Ａの出力電圧Ｖａを可変制御する構成としてもよい。また、アンテナ５１，５２は、これらの２つに限らず、任意数で良い。たとえば、アンテナを３つ備えていても良いし、３つのうちの１つを送信用、２つを受信用、又は、その逆になっていてもよい。また、第１の実施例では、送信パワーＰｏｕｔと閾値Ａとの比較結果に基づいて電圧変換回路６２の動作が制御されるようになっているが、送信信号Ｔの有／無に基づいて同電圧変換回路６２の動作／停止を制御するようにしても、同実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。図１１に示すアナログスイッチ回路３３では、ｐＭＯＳ１０１が用いられているが、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴなど、他の型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。また、ＪＦＥＴ（Junction FET）などを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
この発明は、携帯電話機に限らず、複数のアンテナが設けられた携帯情報端末やトランシーバなど、携帯無線端末全般に適用できる。また、この発明は、携帯無線端末の他、たとえば同携帯無線端末と無線接続される無線基地局などの無線装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の第１の実施例である無線装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】制御部７０から電圧変換回路６２に対して行う制御の状態を示す制御テーブルを示す図である。
【図３】制御部７０による電圧変換回路６２の制御を示すフローチャートである。
【図４】制御部７０によるアンテナ切り替えの制御を示すフローチャートである。
【図５】この発明の第２の実施例である携帯無線端末の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】制御部７０Ａにより行われる処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の第３の実施例である携帯無線端末の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】制御部７０Ｂにより行われる処理を示すフローチャートである。
【図９】ＩＭＤ特性が改善された携帯無線端末の要部の電気的構成を示す図である。
【図１０】図９中のアンテナ・スイッチ３１の要部の電気的構成を示す図である。
【図１１】図１０中のアナログスイッチ回路３３の電気的構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０，４０，４０Ｂ      送受信回路
１１，４１，４１Ｂ      送信部（Transmitter ）
１２，４２      受信部（Receiver）
１３，４３      デュープレクサ（DUPLEXER）
４４      検波回路
２１，２２，５１，５２      アンテナ
３０，６０，６０Ａ      アンテナ選択部
１４，７０，７０Ａ，７０Ｂ      制御部
３１，６１      アンテナ・スイッチ（アンテナ選択部の一部）
３２，６２，６２Ａ      電圧変換回路（アンテナ選択部の一部）
３３，３４      アナログスイッチ回路（アンテナ選択部の一部）
３５      論理回路（アンテナ選択部の一部）
３６，３７      スイッチ（アンテナ選択部の一部）
６３      半導体スイッチ（アンテナ選択部の一部）
７１    ＣＰＵ（中央処理装置）（制御部の一部）
７２      ＲＯＭ（リードオンリメモリ）（制御部の一部）
８０      電源ＬＳＩ（大規模集積回路）
１００      インバータ（アナログスイッチ回路の一部）
１０１      ｐＭＯＳ（アナログスイッチ回路の一部）
【図１】
2006050590.tif 000003
【図２】
2006050590.tif 000004
【図３】
2006050590.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006050590.tif 000007
【図６】
2006050590.tif 000008
【図７】
2006050590.tif 000009
【図８】
2006050590.tif 000010
【図９】
2006050590.tif 000011
【図１０】
2006050590.tif 000012
【図１１】
2006050590.tif 000013