(57)【要約】【課題】必要とする増幅器の動作特性及び送信電力等がそれぞれ異なる２つ以上の通信方式に対応し且ついずれの通信方式においても電力効率が最大となる条件で増幅器が動作する無線通信機を実現できるようにする。【解決手段】周波数発生器１１で発生させた信号を変調してＧＳＭモードの高周波信号及びＵＭＴＳモードの高周波信号を生成する変調部１２と、変調部１２において発生させた高周波信号に応じて、ＧＳＭ用電力増幅器２１が設けられたＧＳＭ信号経路２０と、ＵＭＴＳ用電力増幅器３１が設けられたＵＭＴＳ信号経路３０を切り替えるパス選択スイッチ１４備えている。ＧＳＭ用電力増幅器２１は、ＧＳＭモードにおいて要求される送信電力において最大の電力効率を発揮する。ＵＭＴＳ用電力増幅器３１は、ＵＭＴＳモードにおいて要求される送信電力において最大の電力効率となるように設定されている。【選択図】図１
2006324878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信方式が互いに異なる複数の高周波信号を増幅する共通増幅器と、
前記共通増幅器よりも後段に設けられ、前記各高周波信号をそれぞれ通過させる複数の信号経路と、
前記各信号経路と前記共通増幅器との間に設けられ、前記共通増幅器と前記複数の信号経路のいずれか１つとを接続する切り替え回路とを備え、
前記複数の信号経路には、該信号経路を通過する高周波信号に対して最適な電力増幅効率を有する電力増幅器がそれぞれ設けられていることを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
前記各高周波信号を出力するアンテナと、
前記アンテナと前記各信号経路との間に設けられ、前記アンテナと前記複数の信号経路のうちのいずれか１つとを接続するアンテナ切り替え回路とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信機。
【請求項３】
前記複数の高周波信号は、時分割多重接続技術を用いた変調方式の高周波信号及び符号分割多重接続技術を用いた変調方式の高周波信号を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信機。
【請求項４】
複数の前記電力増幅器は、線形又は準線形動作を行う電力増幅器と、非線形動作を行う電力増幅器とを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信機。
【請求項５】
前記切り替え回路は、半導体素子により構成されたスイッチ回路であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信機。
【請求項６】
前記複数の信号経路のうち前記切り替え回路により選択された信号経路に設けられた一の電力増幅器をオン状態とし、他の信号経路に設けられた電力増幅器をオフ状態とする制御回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信機。
【請求項７】
前記切り替え回路は、分岐部を有し、前記共通増幅器の出力端子と前記各電力増幅器の入力端子とを接続する伝送線路であり、
前記伝送線路における前記分岐部と前記各電力増幅器の入力端子との間の部分は、それぞれ前記各電力増幅器において増幅する高周波信号の周波数と共振する長さを有する共振線路であることを特徴とする請求項６に記載の無線通信機。
【請求項８】
前記切り替え回路は、分岐部を有し、前記共通増幅器の出力端子と前記各電力増幅器の入力端子とを接続する伝送線路であり、
前記伝送線路における前記分岐部と前記各電力増幅器の入力端子との間の部分には、分布定数回路により、前記各電力増幅器において増幅する高周波信号を除く高周波信号に対してインピーダンスが無限大となるオープンスタブが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の無線通信機。
【請求項９】
前記制御回路は、前記各電力増幅器にそれぞれバイアスを供給する回路であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の無線通信機。
【請求項１０】
前記共通増幅器よりも前段に設けられ、前記各高周波信号から振幅変調成分を分離した位相変調信号を取り出す検波回路をさらに備え、
前記電力増幅器は、前記振幅変調成分により前記位相変調信号を再変調するＥＥＲ増幅器であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の無線通信機。
【請求項１１】
前記共通増幅器は、前記振幅変調成分により前記位相変調信号を再変調するＥＥＲ増幅器であることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信機。
【請求項１２】
前記検波回路よりも前段に設けられ、ローカル信号を発生させるローカル発信器と、
前記ローカル信号に位相変調を行う位相変調器とをさらに備えていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の無線通信機。
【請求項１３】
送信電力レベルが互いに異なる複数の高周波信号を増幅する共通増幅器と、
前記共通増幅器よりも後段に設けられ、前記各高周波信号をそれぞれ通過させる複数の信号経路と、
前記各信号経路と前記共通増幅器との間に設けられ、前記共通増幅器と前記複数の信号経路のいずれか１つとを接続する切り替え回路とを備え、
前記共通増幅器は、前記複数の高周波信号のうち最も送信電力レベルが低い第１の高周波信号を該第１の高周波信号の送信電力レベルまで増幅する電力増幅回路であり、
前記複数の信号経路のうち前記第１の高周波信号を通過させる信号経路を除く信号経路には、該信号経路を通過する高周波信号に対して最適な電力増幅効率を有する電力増幅器が設けられていることを特徴とする無線通信機。
【請求項１４】
複数の前記高周波信号は、時分割多重接続技術を用いた変調方式の高周波信号及び符号分割多重接続技術を用いた変調方式の高周波信号を含むことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信機。
【請求項１５】
前記共通増幅器よりも前段に設けられ、前記各高周波信号から振幅変調成分を分離した位相変調信号を取り出す検波回路をさらに備え、
前記共通増幅器及び電力増幅器は、前記振幅変調成分により前記位相変調信号を再変調するＥＥＲ増幅器であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の無線通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる通信方式に対して共通に使用可能な無線通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される移動体通信には、複数の通信方式が用いられている。例えば、日本国内においては時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）を用いたパーソナルデジタルセルラー（ＰＤＣ）方式と、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式が主に用いられている。一方、海外においてはＴＤＭＡを用いたＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式や、ＣＤＭＡを用いたＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）方式が用いられている。このように混在する異なった通信方式を両立させるために、各種の技術が提案されている。
【０００３】
従来は、２つの異なる通信方式に対して共通に使用可能なデュアルモード方式の通信機、又は送信機においては、通信方式の１つが選択されている場合には、他方の通信方式は動作していない場合が一般的であり、それぞれの方式をスイッチなどにより信号の導通するパスを切り替えて選択するものが多い。
【０００４】
以下に、ＣＤＭＡ方式と同様に送受同時動作の通信を行う全二重のアナログモードと、ＴＤＭＡ方式と同様に送受交互動作の通信を行う半二重のデジタルモードを切り替えて使用する無線通信機の例を、図面を参照して説明する（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
図７は従来のデュアルモード無線通信機のブロック構成を示している。図６に示すように、従来の無線通信機は、送信信号を発生させる送信機１１０と、受信信号を処理するに受信機１２０と、送信機１１０及び受信機１２０と接続されたアンテナアセンブリ１３０と、送信機１１０及びアンテナアセンブリ１３０を制御するコントローラ１４０とからなる。
【０００６】
送信機１１０入力された送信データを変調すると共に増幅して送信信号を生成する高周波増幅器１１１を含む。高周波増幅器１１１は、コントローラ１４０からの利得制御信号によって制御されており、アナログモードモードとデジタルモードとでは高周波増幅器１１１の動作状態及び利得等が変更され、アナログモードとデジタルモードとでは異なった送信信号を生成する。
【０００７】
高周波増幅器１１１から出力された送信信号は、アンテナアセンブリ１３０内に設けられた単極双投スイッチである第１のパス選択スイッチ１３１の共通端子Ａに入力される。第１のパス選択スイッチ１３１は、コントローラ１４０からのスイッチ制御信号により切り替えられ、アナログモードの場合には共通端子Ａと端子Ｂとが導通状態となり、デジタルモードの場合には共通端子Ａと端子Ｃとが導通状態となる。
【０００８】
第１のパス選択スイッチ１３１の端子Ｃは、第１のパス選択スイッチと連動して切り替わる単極双投スイッチである第２のパス選択スイッチ１３２の端子Ｆと接続されている。デジタルモード動作時には、第２のパス選択スイッチ１３２の端子Ｆは、アンテナ１３４が接続された共通端子Ｄと導通している。従って、デジタルモードの場合には、前記第１のパス選択スイッチ１３１の共通端子Ａに入力された送信信号は、第１のパス選択スイッチ１３１の端子Ｃから第２のパス選択スイッチ１３２の端子Ｆを経て、第２のパス選択スイッチ１３２の共通端子Ｄに接続されたアンテナ１３４から送信される。
【０００９】
一方、アナログモード動作の場合には、コントローラ１４０からのスイッチ制御信号により第１のパス選択スイッチ１３１の共通端子Ａは、端子Ｂと接続され、第２のパス選択スイッチ１３２の共通端子Ｄは、端子Ｅと接続される。第１のパス選択スイッチ１３１の端子Ｂはデュプレクサ１３３の送信信号入力端子と接続されており、第２のパス選択スイッチ１３２の端子Ｅはデュプレクサ１３３のアンテナ端子と接続されている。従って、アナログモードの場合には、第１のパス選択スイッチの共通端子Ａに入力された送信信号は、デュプレクサ１３３を経てアンテナ１３４から出力される。
【００１０】
また、アナログモードの場合には、送信信号を送信すると同時にアンテナ１３４から受信信号を受信しており、受信信号は第１のパス選択スイッチ１３２の共通端子Ｄから端子Ｅを経て、デュプレクサ１３３のアンテナ端子に入力される。デュプレクサ１３３において受信信号から必要な周波数が抜き出されると共に送信信号と分離されて、デュプレクサ１３３の受信信号出力端子から出力される。デュプレクサ１３３から出力された受信信号は受信機１２０に設けられた増幅及び復調器１２１を通って復調処理された後、受信データとして取り出される。
【００１１】
以上説明したように、コントローラ１４０からの制御信号によって第１のパス選択スイッチ１３１及び第２のパス選択スイッチ１３２を切り替えることにより、全二重の送受同時動作のアナログモードの場合にはデュプレクサ１３３を含んだ信号経路を選択し、半二重の送受交互動作のデジタルモードの場合には、デュプレクサ１３３を含まない信号経路を選択している。
【００１２】
また、コントローラ１４０からの利得制御信号により増幅器１１１の動作点を制御して、アナログモードの場合には増幅器１１１を非線形動作で動作させ、デジタルモードの場合には増幅器１１１を線形又は準線形動作で動作させる。さらに、デュプレクサ１３３の有無によりアンテナから送信される信号に電力差が生じることを防ぐために利得制御信号により増幅器１１１の利得を調整している。
【特許文献１】特願２００１−５７７７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら従来の実施例の無線通信機においては、以下のような問題点がある。
【００１４】
まず、アナログモードでは増幅器１１１を非線形動作させ、デジタルモードとでは増幅器１１１を線形又は準線形動作させるため、増幅器１１１の電力効率を両方のモードにおいて最大とすることは困難であり、少なくとも一方のモードにおいて増幅器１１１の電力効率が低下するという問題がある。
【００１５】
次に、アナログモードにおいて、増幅器１１１からの送信信号はデュプレクサ１３３を通過する際に減衰する。デュプレクサ１３３における送信信号の減衰を考慮して最適な増幅器１１１のサイズを設定した場合には、デュプレクサ１３３による送信信号の減衰がないデジタルモードにおいては、電力効率が低下するという問題がある。
【００１６】
さらに、送信信号に振幅変調成分を含むデジタルモードにおいては、変調方式の特性上、増幅器１１１の直線性が重要であるため、増幅器１１１を飽和電力点からやや下側の領域で動作させる必要があり、電力効率はさらに低下するという問題がある。
【００１７】
また、アナログモードとデジタルモードとが混在する場合だけでなくデジタルモード同士においても、必要とする送信電力等が異なっており増幅器１１１をすべてのモードにおいて最大効率で動作させることは非常に困難であるという問題がある。
【００１８】
本発明は、前記従来の課題を解決し、必要とする増幅器の動作特性及び送信電力等がそれぞれ異なる２つ以上の通信方式に対応し且ついずれの通信方式においても電力効率が最大となる条件で増幅器が動作する無線通信機を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記の目的を達成するため、本発明は複数の通信方式に対応する無線通信機を、通信方式ごとに電力増幅器を切り替える構成とする。
【００２０】
具体的に本発明に係る第１の無線通信機は、通信方式が互いに異なる複数の高周波信号を増幅する共通増幅器と、共通増幅器よりも後段に設けられ、各高周波信号をそれぞれ通過させる複数の信号経路と、各信号経路と共通増幅器との間に設けられ、共通増幅器と複数の信号経路のいずれか１つとを接続する切り替え回路とを備え、複数の信号経路には、該信号経路を通過する高周波信号に対して最適な電力増幅効率を有する電力増幅器が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
第１の無線通信機によれば、信号経路を通過する高周波信号に対して最適な電力増幅効率を有する電力増幅器が設けられているため、いずれの通信方式においても最適な効率で電力増幅を行うことが可能であり、電力増幅器における電力のロスを低減することが可能であり、省電力で長時間使用可能な無線通信機を実現できる。また、無線通信機の発熱を抑え、電力増幅器の熱による劣化を抑えることもできる。
【００２２】
第１の無線通信機は、各高周波信号を出力するアンテナと、アンテナと各信号経路との間に設けられ、アンテナと複数の信号経路のうちのいずれかとを接続するアンテナ選択回路とをさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、アンテナを共用することが可能となり、さらに省スペース化することが可能となる。
【００２３】
第１の無線通信機において、複数の高周波信号は、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）技術を用いた変調方式の高周波信号及び符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）技術を用いた変調方式の高周波信号を含むことが好ましい。
【００２４】
第１の無線通信機において、複数の電力増幅器は、線形又は準線形動作を行う電力増幅器と、非線形動作を行う電力増幅器とを含むことが好ましい。
【００２５】
第１の無線通信機において、切り替え回路は、半導体素子により構成されたスイッチ回路であることが好ましい。このような構成とすることにより、切り替え回路の挿入による損失を抑えながら、各信号経路間のアイソレーションを向上させることも可能である。
【００２６】
第１の無線通信機において、複数の信号経路のうち切り替え回路により選択された一の信号経路に設けられた電力増幅器をオン状態とし、他の電力増幅器をオフ状態とする制御回路をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、選択されていない電力増幅器における電力の消費を低減し、さらに省電力化することが可能である。また、各信号経路間のアイソレーションを高めることもできる。
【００２７】
第１の無線通信機において、切り替え回路は、分岐部を有し、共通増幅器の出力端子と各電力増幅器の入力端子とを接続する伝送線路であり、伝送線路における分岐部と各電力増幅器の入力端子との間の部分は、それぞれ各電力増幅器において増幅する高周波信号の周波数と共振する長さを有する共振線路であることが好ましい。また、切り替え回路は、分岐部を有し、共通増幅器の出力端子と各電力増幅器の入力端子とを接続する伝送線路であり、伝送線路における分岐部と各電力増幅器の入力端子との間の部分には、分布定数回路により、各電力増幅器において増幅する高周波信号を除く高周波信号に対してインピーダンスが無限大となるオープンスタブが形成されていてもよい。このような構成とすることにより、切り替え回路を簡略化することが可能となる。
【００２８】
第１の無線通信機において、制御回路は、各電力増幅器にそれぞれバイアスを供給する回路であることが好ましい。
【００２９】
第１の無線通信機において、共通増幅器よりも前段に設けられ、高周波信号から振幅変調成分を分離した位相変調信号を取り出す検波回路をさらに備え、電力増幅器は、振幅変調成分により位相変調信号を再変調するＥＥＲ増幅器であることと特徴とする。このような構成とすることにより、電力増幅器に非線形増幅器を用いることが可能となり、電力増幅器の電力効率を高めることができる。
【００３０】
第１の無線通信機において、共通増幅器は、振幅変調成分により位相変調信号を再変調するＥＥＲ増幅器であることと特徴とする。このような構成とすることにより、共通増幅器にも振幅変調を行うことが可能となり、各信号経路に入力する高周波信号のレベルを厳密に制御することができる。また、共通増幅器も非線形動作をさせることができ、電力効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
第１の無線通信機は、検波回路よりも前段に設けられ、ローカル信号を発生させるローカル発信器と、ローカル信号を位相変調する位相変調器とをさらに備えていることが好ましい。
【００３２】
本発明に係る第２の無線通信機は、送信電力レベルが互いに異なる複数の高周波信号を増幅する共通増幅器と、共通増幅器よりも後段に設けられ、各高周波信号をそれぞれ通過させる複数の信号経路と、各信号経路と共通増幅器との間に設けられ、共通増幅器と複数の信号経路のいずれか１つとを接続する切り替え回路とを備え、共通増幅器は、複数の高周波信号のうち最も送信電力レベルが低い第１の高周波信号を該第１の高周波信号の送信電力レベルまで増幅する回路であり、複数の信号経路のうち第１の高周波信号を通過させる信号経路を除く信号経路には、該信号経路を通過する高周波信号に対して最適な電力増幅効率を有する電力増幅器が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
第２の無線通信機によれば、共通増幅器は、複数の高周波信号のうち最も送信電力レベルが低い第１の高周波信号を該第１の高周波信号の送信電力レベルまで増幅する回路であり、複数の信号経路のうち第１の高周波信号を通過させる信号経路を除く信号経路には、該信号経路を通過する高周波信号に対して最適な電力増幅効率を有する電力増幅器が設けられているため、電力増幅器を１つ省略することができる。従って、無線通信機の消費電力を低減し、サイズを縮小することが可能となる。
【００３４】
第２の無線通信機において、複数の高周波信号は、時分割多重接続技術を用いた変調方式の高周波信号及び符号分割多重接続技術を用いた変調方式の高周波信号を含むことが好ましい。
【００３５】
第２の無線通信機は、共通増幅器よりも前段に設けられ、各高周波信号から振幅変調成分を分離した位相変調信号を取り出す検波回路をさらに備え、共通増幅器及び電力増幅器は、前記振幅変調成分により前記位相変調信号を再変調するＥＥＲ増幅器であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の無線通信機によれば、必要とする増幅器の動作特性及び送信電力等がそれぞれ異なる２つ以上の通信方式に対応し且ついずれの通信方式においても電力効率が最大となる条件で増幅器が動作する無線通信機を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る無線通信機について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る無線通信機のブロック構成を示している。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態の無線通信機は、２つの異なる通信方式に対応したデュアルモードの無線通信機である。２つの通信形式はどのようなものであってもよいが、説明の都合上ＴＤＭＡ方式の１種であるＧＳＭモードと、ＣＤＭＡ方式の１種であるＵＭＴＳモードに対応している場合について説明する。
【００３９】
本実施形態の無線通信機は、所定の周波数の発振信号を発生させる周波数発生器１１と、周波数発生器１１において発生させた発振信号を変調する変調部１２と、変調部１２において変調した高周波信号を増幅するプリアンプ１３とを備えている。変調部１２は、ＧＳＭモードの高周波信号及びＵＭＴＳモードの高周波信号のいずれも発生させることができる。また、プリアンプ１３は、ＧＳＭモード及びＵＭＴＳモードの両方において共通に高周波信号を増幅する増幅器である。
【００４０】
プリアンプ１３の出力端子はパス選択スイッチ１４と接続されている。パス選択スイッチ１４はコントローラ１５により制御されており、ＧＳＭモードの場合にはＧＳＭ信号経路２０を選択し、ＵＭＴＳモードの場合にはＵＭＴＳ信号経路３０を選択する。パス選択スイッチ１４は、トランジスタからなるスイッチであり、選択されていない信号経路と十分なアイソレーションを確保できる。
【００４１】
ＧＳＭ信号経路２０は、ＧＳＭ用電力増幅器２１と、ＧＳＭ用電力増幅器２１の出力端子と接続されたローパスフィルタ２２とからなる。ＧＳＭ用電力増幅器２１は、ＧＳＭモードにおいて必要とされる非線形増幅を行う増幅器であり、ＧＳＭモードにおいて要求される送信電力において最大の電力効率を発揮するように設定されている。
【００４２】
ローパスフィルタ２２は、非線形増幅器であるＧＳＭ用電力増幅器２１により電力増幅を行った際に発生した高調波成分を抑制するために設けられている。また、ローパスフィルタ２２の出力端子はＧＳＭ用アンテナ２３と接続されている。
【００４３】
ＵＭＴＳ信号経路３０は、ＵＭＴＳ用電力増幅器３１と、ＵＭＴＳ用電力増幅器３１の出力端子と接続されたアイソレータ３２と、アイソレータ３２の出力端子と一方の入出力端子とが接続されたデュプレクサ３３とからなる。ＵＭＴＳ用電力増幅器３１は、ＵＭＴＳモードにおいて必要とされる線形増幅又は準線形増幅を行う増幅器であり、ＵＭＴＳモードにおいて要求される送信電力において最大の電力効率となるように設定されている。
【００４４】
アイソレータ３２は、反射波を吸収しＵＭＴＳ用電力増幅器３１の動作を安定化するために設けられている。また、デュプレクサ３３は、送受信を同時に行うために送受信周波数帯域を分離するために設けられており、デュプレクサ３３のアンテナ端子にはＵＭＴＳ用アンテナ３５が接続されており、デュプレクサの他方の入出力端子は受信部３４と接続されている。
【００４５】
ＧＳＭモードは、ＵＭＴＳに比べて大きな送信電力を必要とする。欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ）によるＥＮ ３００ ６０７−１のＧＳＭ規格であるＧＳＭ １１.１０−１ Version ８.２.０に定められているPower Classのうち、最も一般的に普及しているPower Class４における送信電力は、＋３３ｄＢｍである。一方、ＵＭＴＳの規格であるＧＰＰ ＴＳ ２５．１０１ Ｖ６．５．０において定められているＰｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓのうち、最も一般的に普及しているＰｏｗｅｒ Ｃｌａｓｓ３の送信電力は＋２４ｄＢｍであり、ＧＳＭモードとＵＭＴＳモードとの電力差は９ｄＢに及ぶ。
【００４６】
通常、電力差が大きくなると、それぞれのモードにおいて設定されている電力条件にあわせて電力効率が最大となる条件で増幅器を動作させることは困難である。しかし、第１の実施形態の無線通信機によれば、２つの信号経路を備えており、ＧＳＭモード及びＵＭＴＳモードにおいて要求される電力増幅器の特性にそれぞれ最適化された２つの電力増幅器を有しているため、どちらのモードにおいても電力増幅器を最大の電力効率で動作させることが可能である。
【００４７】
２つの信号経路を切り替えるためにパス選択スイッチ１４を回路中に挿入する必要があるが、パス選択スイッチ１４による挿入損失によって、プリアンプ１３とＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１との整合性が改善されるという効果が得られる。また、パス選択スイッチ１４の挿入損失は無線通信機トータルの増幅量と、電力増幅器の入力段に設けられているということを考慮すれば極めてわずかであり、無線通信機全体としての消費電力にほとんど影響を及ぼさない。
【００４８】
また、プリアンプ１３とＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１とのレイアウトの配置に距離的な制約が加わる。これにより、例えばプリアンプ１３、ＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１がそれぞれマイクロ波モノリシックインテグレーテッドサーキット（ＭＭＩＣ）で構成されており、各ブロックの密集度が比較的高い場合においては、プリアンプ１３からＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１への熱伝達を抑えることができる。その結果、ＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１の熱暴走を抑制したり、発熱に起因する破壊を抑制したりする効果を得ることができ、より信頼性の高い無線通信機を実現することができる。
【００４９】
なお、本実施形態においては、周波数発生器１１で発生させた発振信号が、そのまま送信周波数となる直接変調方式の場合について説明したが、周波数発生器により発生させた発振信号を、例えばミキサ等により周波数を変換した後、変調を行ってもよい。
【００５０】
本実施形態においては、無線通信機をＧＳＭモードとＵＭＴＳモードとのデュアルモードとしたが、他のモードであっても同様の構成とすることができる。また、３つ以上のモードが混在する無線通信機とすることもできる。
【００５１】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る無線通信機について図面を参照して説明する。図２は第２の実施形態に係る無線通信機のブロック構成を示している。図２において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５２】
本実施形態の無線通信機においては、ＧＳＭ信号経路２０の出力端子及びＵＭＴＳ信号経路３０の出力端子は、アンテナ切り替えスイッチ４１の入出力端子とそれぞれ接続されている。アンテナ切り替えスイッチ４１のアンテナ端子には共用アンテナ４２が接続されており、１本のアンテナをＧＳＭモード及びＵＭＴＳモードで切り替えて使用する。
【００５３】
アンテナ切り替えスイッチ４１は、パス選択スイッチ１４と同様にコントローラ１５により制御され、パス選択スイッチ１４により選択された信号経路が共用アンテナ４２と接続されるようにする。
【００５４】
第２の実施形態の通信機によれば、ＧＳＭモード及びＵＭＴＳモードにおいて用いるアンテナを１つにすることができる。さらに、アンテナ切り替えスイッチ４１にアイソレーション特性に優れたスイッチを用いることにより、ＧＳＭ信号経路２０とＵＭＴＳ信号経路３０とのアイソレーションを向上させＧＳＭモードとＵＭＴＳモードとの干渉を抑えることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る無線通信機について図面を参照して説明する。図３は第３の実施形態に係る無線通信機の一部についてブロック構成を示している。図３において図１と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の無線通信機においては、パス選択スイッチ１４に代えて２つの共振線路によりＧＳＭ信号経路とＵＭＴＳ信号経路とを切り替えている。
【００５７】
ＧＳＭモード及びＵＭＴＳモードに共通で使用するプリアンプ１３からの出力線は分岐点５１において２つに分岐され、分岐の一方は第１の共振線路５２を介在させてＧＳＭ信号経路２０に設けられたＧＳＭ用電力増幅器２１の入力端子と接続されている。分岐の他方は、第２の共振線路５３を介在させてＵＭＴＳ信号経路３０に設けられたＵＭＴＳ用電力増幅器３１の入力端子と接続されている。
【００５８】
第１の共振線路５２は、分岐点５１からＧＳＭ用電力増幅器２１の入力端子までの長さがＧＳＭモードにおける周波数に同調する長さに設定されており、第２の共振線路５３は分岐点５１からＵＭＴＳ用電力増幅器３１の入力端子までの長さがＵＭＴＳモードにおける周波数に同調する長さに設定されている。ＧＳＭモード及びＵＭＴＳモードにおける周波数が同一の場合には、第１の共振線路５２と第２の共振線路５３との長さは同一となる。
【００５９】
また、第３の実施形態においてコントローラ１５は、ＧＳＭ用電力増幅器２１とＵＭＴＳ用電力増幅器３１のそれぞれについてオンオフの制御を行う。つまり、ＧＳＭモードにおいては、ＧＳＭ用電力増幅器２１がオン状態となりＵＭＴＳ用電力増幅器３１がオフ状態となる。ＵＭＴＳモードにおいては、ＧＳＭ用電力増幅器２１がオフ状態となりＵＭＴＳ用電力増幅器３１がオン状態となる。
【００６０】
例えば、ＧＳＭモードの場合には、第１の共振線路５２を介してオン状態のＧＳＭ用電力増幅器２１へ信号が伝えられるが、オフ状態のＵＭＴＳ用電力増幅器３１と接続されている第２の共振線路５３は、インピーダンスが無限大となるオープンスタブとなるためＵＭＴＳ信号経路３０へ信号が伝わることはない。このように、非常に簡単な構成により信号経路の選択を行うことが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態においては第１の共振線路及び第２の共振線路を、通過させる周波数と同調する物理的な路線長を有する伝送線路により形成したが、受動素子又は受動素子以外の分布定数により形成してもよい。また、第２の実施形態と同様にアンテナを共用する構成としてもよい。
【００６２】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態に係る無線通信機について図面を参照して説明する。図４は第４の実施形態に係る無線通信機のブロック構成を示している。図４において図２と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００６３】
第４の実施形態の無線通信機は、ＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１がＥＥＲ（Envelope Elimination and Reconstruction）増幅器により構成されており、ＥＥＲ増幅器に振幅変調を行うためのＡＭ制御部６４と、周波数発生器１１に位相変調を行うＰＭ制御部６３とを備えている。
【００６４】
変調信号発生器６１により発生させた変調信号は、ポーラ制御部６２において直行座標系の信号から極座標系の信号に変換され、位相情報を持つＰＭ信号と振幅情報を持つＡＭ信号とに分離される。分離されたＰＭ信号は、ＰＭ制御部６３により、周波数発生器１１に対する位相変調に用いられる。同様にＡＭ信号は、ＡＭ制御部６４により、ＥＥＲ増幅器であるＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１に対する振幅変調に用いられる。周波数発生器１１からの位相変調された発振信号は、プリアンプ１３により増幅された後、パス選択スイッチ１４により、ＧＳＭ信号経路２０又はＵＭＴＳ信号経路３０に入力される。
【００６５】
パス選択スイッチ１４を制御するコントローラ１５は、ポーラ制御部６２からの信号によって制御される。従ってポーラ制御部６２においてＧＳＭモードとＵＭＴＳモードとのいずれかを選択すると、選択されたモードに応じた信号経路がパス選択スイッチ１４により選択される。
【００６６】
ＧＳＭ信号経路２０が選択された場合は、ＡＭ制御部６４からの制御信号によりＧＳＭ用電力増幅器２１においてＥＥＲ増幅動作が行われると同時に振幅変調される。ＧＳＭ用電力増幅器２１はＧＳＭモードで要求される送信電力において最も電力効率が高くなるような非線形増幅動作を行うように設定されている。
【００６７】
同様に、ＵＭＴＳ信号経路３０が選択された場合は、ＡＭ制御部６４からの制御信号によりＵＭＴＳ用電力増幅器３１においてＥＥＲ増幅動作が行われると同時に振幅変調される。ＵＭＴＳ用電力増幅器３１はＵＭＴＳモードにおいて要求される送信電力において最も電力効率が高くなるような非線形増幅動作を行うように設定されている。このように電力増幅器をＥＲＲ増幅器とすることにより、変調信号に振幅変調成分を含むＵＭＴＳモードにおいても非線形増幅動作をさせることが可能となり、線形又は準線形増幅動作を用いる場合と比べて大幅に電力効率を高めることが可能となる。
【００６８】
なお、パス選択スイッチ１４は、第３の実施形態と同様に共振線路等により形成してもよい。
【００６９】
（第５の実施形態）
以下に、本発明の第５の実施形態に係る無線通信機について図面を参照して説明する。図５は第５の実施形態に係る無線通信機の一部についてブロック構成を示している。図５において図４と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００７０】
図５に示すように本実施形態の無線通信機においては、プリアンプ１３についてもＥＲＲ増幅器とし、プリアンプ１３に対しても振幅変調を行っている。
【００７１】
これにより、ＧＳＭ用電力増幅器２１及びＵＭＴＳ用電力増幅器３１にそれぞれ入力される信号レベルを選択されたモードに応じて正確に制御することができる。また、プリアンプ１３を非線形動作させることができるので、無線通信機が備えているすべての動作モードにおいて、電力効率をそれぞれ最大とすることができ、その結果、長時間動作させることが可能な無線通信機を実現できる。
【００７２】
なお、本実施形態においてはコントローラ１５とポーラ制御部６２とを一体化した制御部６５によりパス選択スイッチ１４とＡＭ制御部６４とを一括して制御しているが、第４の実施形態と同様にコントローラ１５とポーラ制御部６２とが独立している構成としてもよい。
【００７３】
（第６の実施形態）
以下に、本発明の第６の実施形態に係る無線通信機について図面を参照して説明する。図６は第６の実施形態に係る無線通信機の一部についてブロック構成を示している。図６において図５と同一の構成要素には同一の符号を附すことにより説明を省略する。
【００７４】
図６に示すように本実施形態の無線通信機においては、ＵＭＴＳ信号経路３０には電力増幅器が設けられていない。ＧＳＭモードと比べて送信電力が低いＵＭＴＳモードにおいては、必要とされる送信電力レベルまでプリアンプ１３において増幅を行う。これによりＵＭＴＳ用電力増幅器３１を省略することができ、無線通信機の消費電力を低減できると共に、スペースも低減できる。
【００７５】
またＧＳＭモードにおいては、ＧＳＭ用電力増幅器２１はプリアンプ１２とあわせて増幅器構成全体での電力効率が最適となるよう設定されている。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の無線通信機は、必要とする増幅器の動作特性及び送信電力等がそれぞれ異なる２つ以上の通信方式に対応し且ついずれの通信方式においても電力効率が最大となる条件で増幅器が動作する無線通信機を実現できるという効果を有し、異なる通信方式に対して共通に使用可能な無線通信機等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線通信機を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る無線通信機を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る無線通信機を示すブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る無線通信機を示すブロック図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る無線通信機を示すブロック図である。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る無線通信機を示すブロック図である。
【図７】従来例に係る無線通信機を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１１    周波数発生器
１２    変調部
１３    プリアンプ
１４    パス選択スイッチ
１５    コントローラ
２０    ＧＳＭ信号経路
２１    ＧＳＭ用電力増幅器
２２    ローパスフィルタ
２３    ＧＳＭ用アンテナ
３０    ＵＭＴＳ信号経路
３１    ＵＭＴＳ用電力増幅器
３２    アイソレータ
３３    デュプレクサ
３４    受信部
３５    ＵＭＴＳ用アンテナ
４１    アンテナ切り替えスイッチ
４２    共用アンテナ
５１    分岐点
５２    第１の共振線路
５３    第２の共振線路
６１    変調信号発生器
６２    ポーラ制御部
６３    ＰＭ制御部
６４    ＡＭ制御部
６５    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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