(57)【要約】【課題】送信信号のバンドの切り替かわりに応じた部品間の整合を行うと共に、経年変化等による意図しない部品内部の素子特性の変化等に対応してより適した整合を行う送信器を提供する。【解決手段】信号を増幅してアンテナ（１０１）を介して送信する送信器（１、２、３）は、生成した送信信号を増幅して出力する増幅部（１０６、１０７、３０１、３０２）の入力側と出力側に接続される整合回路（１０４、１０５、１０８、１０９）と、増幅された送信信号を前記整合回路を介して入力し、その信号レベルを検出するレベル検出部（１１０、１１１）とを有する。前記送信器は、複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択して送信信号を生成するとき、当該送信帯域に応じたインピーダンスの値を前記整合回路に設定し、設定後の前記レベル検出部の検出結果に基づいて、設定したインピーダンスの値の微調整を行う。【選択図】図１
2011234155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を増幅してアンテナを介して送信する送信器であって、
複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択し、選択した送信帯域に応じた送信信号を生成する信号生成部と、
前記生成された送信信号の周波数を変換し、増幅して出力する信号変換部と、
前記信号変換部の出力端子に接続され、信号を増幅して出力する増幅部と、
前記信号変換部の出力端子と前記増幅部の入力端子との間に配置された第１の整合回路と、
前記増幅部の出力端子に接続され、増幅された送信信号の信号レベルを検出して検出結果を出力するレベル検出部と、
前記増幅部の出力端子と前記レベル検出部の入力端子との間に配置された第２の整合回路と、
前記第１及び第２の整合回路のインピーダンスを調整する整合回路制御部と、を有する送信器であって、
前記整合回路制御部は、前記整合回路のインピーダンスの値を決定するためのインピーダンス情報を、送信帯域に応ずるインデックス情報に対応させて保持する第１記憶部を有し、
前記信号生成部は、前記整合回路のインピーダンスを決定するために送信信号と当該送信信号に係る送信帯域の情報を出力し、
前記整合回路制御部は、出力された前記送信帯域の情報に基づいて前記第１記憶部から読み出した前記インピーダンス情報に応じて前記第１及び第２の整合回路にインピーダンスの値を設定し、当該設定後の前記検出結果に基づいて当該設定したインピーダンスの値の微調整を行う、送信器。
【請求項２】
前記整合回路制御部は、前記整合回路に設定したインピーダンスの値を基準とした所定の範囲内でインピーダンスの値を可変し、前記信号レベルが最大となるように前記整合回路のインピーダンスの値を調整する、請求項１記載の送信器。
【請求項３】
前記整合回路制御部は更に、書き換え可能な第２記憶部を有し、
前記整合回路制御部は、前記第１記憶部から読み出した前記インピーダンス情報に従って設定したインピーダンスの値を前記所定の範囲の中心値とし、前記中心値に対して所定の調整幅毎にインピーダンスの値を可変して前記整合回路に設定すると共に、当該設定したインピーダンスにおける前記検出結果を当該インピーダンスの値に対応させて前記第２記憶部に記憶し、当該記憶した前記検出結果のうち最大の信号レベルとなるインピーダンスの値を前記第１及び第２の整合回路のインピーダンスの値として設定する、請求項２記載の送信器。
【請求項４】
前記レベル検出回路は、前記増幅送信信号の信号レベルを変換した検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を平滑し、平滑した信号の信号レベルを前記検出結果として出力する生成部とを有する、請求項２記載の送信器。
【請求項５】
前記第１及び第２の整合回路は、キャパシタとインダクタを有し、それらの一方又は双方の値が変更可能とされる、請求項２記載の送信器。
【請求項６】
前記増幅部の温度を測定するための温度センサ部を更に有し、
前記インデックス情報は、前記送信帯域の情報と共に温度を示す情報を含み、
前記整合回路制御部は、前記発行された送信帯域の情報と共に前記温度センサ部によって測定された温度の情報に基づいて、対応する前記インピーダンス情報を前記第１記憶部から取得する、請求項２記載の送信器。
【請求項７】
前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を調整する利得調整部を更に有し、
前記利得調整部は、前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を決定するための利得配分情報を、前記生成した信号に対する前記増幅信号の利得を表す設定利得の情報と前記温度を示す情報を含むインデックス情報に対応させて保持する第３記憶部を有し、
前記信号生成部は、前記信号変換部と前記増幅部の利得を決定するとき、前記設定利得の情報を発行し、
前記利得調整部は、前記発行された前記設定利得の情報と、前記温度センサ部によって測定された温度の情報に応じて前記第３記憶部から対応する前記利得配分情報を読み出し、当該利得配分情報に応じた利得を前記信号変換部と前記増幅部に夫々設定する、請求項６記載の送信器。
【請求項８】
前記利得配分情報は、前記増幅部の利得を示す情報と、前記信号変換部の利得を示す情報を含み、
前記生成した信号に対する前記増幅信号の利得は、前記増幅部の利得と前記信号変換部の利得を加算した値であり、
前記増幅部の利得を示す情報は、温度の上昇に応じて前記増幅部の利得が小さくなるように設定される、請求項７記載の送信器。
【請求項９】
信号を増幅してアンテナを介して送信する送信器であって、
複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択し、選択した送信帯域に応じた送信信号を生成する信号生成部と、
前記生成された送信信号の周波数を変換し、増幅して出力する信号変換部と、
前記信号変換部の出力端子に接続され、信号を増幅して出力する増幅部と、
前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を調整する利得調整部と、
前記増幅部の温度を測定するための温度センサ部と、を有し、
前記利得調整部は、前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を決定するための利得配分情報を、前記生成した信号に対する前記増幅信号の利得を表す設定利得の情報と温度を示す情報を含むインデックス情報に対応させて保持する記憶部を有し、
前記信号生成部は、前記信号変換部と前記増幅部の利得を決定するとき、前記設定利得の情報を発行し、
前記利得調整部は、前記発行された前記設定利得の情報と、前記温度センサ部によって測定された温度の情報とに応じて、前記記憶部から対応する前記利得配分情報を読み出し、当該利得配分情報に応じた利得を前記信号変換部と前記増幅部に夫々設定する、送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを介して信号の送信を行う送信器に関し、特に複数のバンドを切り替えて送信を行う送信器に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末は、使用する周波数を複数の帯域に区切り、区切られた夫々の周波数帯域（以下、「バンド」とも称する。）を使用地域や携帯電話キャリアによって使い分けている。複数のバンドを使用する携帯電話端末には、複数のバンドに対応した携帯電話用モジュールやＩＣチップ等が必要となる。複数バンドに対応したモジュール等を製作する場合、バンド毎に必要な部品等を備えようとすると、部品点数やＩＣの面積増大に招く。そこで、異なるバンド間で部品等を共用化する必要がある。例えば、送信用のパワーアンプの共用化し、一つのパワーアンプで複数バンドに対応できるようにする必要がある。近年の通信方式の増加や地域毎の周波数利用状況の変化により携帯電話端末が扱うバンドの数はより増加すると考えられ、部品等の共用化の必要性がより高まると考えられる。
【０００３】
一方、近年、携帯電話端末は低消費電力及び高効率動作が求められている。これらを実現するためには、例えば、携帯電話端末用のＩＣやチップ部品等の部品同士の接続において、信号の無駄な反射を抑えた効率の良い伝送を行う必要がある。そのため接続される部品間の精密なインピーダンス整合が必要となる。
【０００４】
しかしながら、複数バンドで部品を供用化する場合には、扱う信号の周波数によって部品間の最適な整合条件が異なるため、バンドごとにインピーダンス整合を調整することが必要となる。
【０００５】
使用するバンドに応じて部品間の整合を行う従来技術として、特許文献１と特許文献２に開示がある。
【０００６】
特許文献１に記載の送信装置は、アンテナと広域増幅回路との間に設けられた、可変容量から構成される整合回路の整合を行うための制御情報を予めメモリに格納しておき、送信信号のチャネル（バンド）に応じた前記制御情報を前記メモリから取り出し、制御情報に基づいて可変容量の容量値を変えることにより整合を行う。
【０００７】
特許文献２に記載の電力増幅負荷調整システムは、送信する信号の動作チャネル、及び出力電力を設定するコマンドに応じた制御値をメモリから読み出し、当該制御値に基づいて電力増幅器の出力に設けられた可変インピーダンス・ネットワークの整合を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−６０４５５号公報
【特許文献２】特開２００１−６８９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１及び２に記載の送信装置等によれば、予めメモリに格納されたチャネル毎の制御情報に基づいて整合回路のインピーダンスを調整することにより、使用するバンド毎に整合を行うことを可能とする。しかしながら前記送信装置等では、部品の経年変化等による意図しない部品内部の素子の値の変化等があった場合に、前記送信装置自らが、素子の値の変化等に応じて最適な整合を行うことはできない。
【００１０】
本発明の目的は、送信信号のバンドを切り替かわりに応じた部品間の整合を行うと共に、経年変化等による意図しない部品内部の素子特性の変化等に対応して、より適した整合を行うことができる送信器を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１３】
すなわち、信号を増幅してアンテナを介して送信する送信器は、生成した送信信号を増幅して出力する増幅部の入力側と出力側に接続される整合回路と、増幅された送信信号を前記整合回路を介して入力し、その信号レベルを検出するレベル検出部とを有する。前記送信器は、複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択して送信信号を生成するとき、当該送信帯域に応じたインピーダンスの値を前記整合回路に設定し、設定後の前記レベル検出部の検出結果に基づいて、設定したインピーダンスの値の微調整を行う。
【発明の効果】
【００１４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１５】
すなわち、送信器は、送信信号のバンドの切り替かわりに応じた部品間の整合を行うと共に、経年変化等による意図しない部品内部の素子特性の変化等に対応して、より適した整合を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態１に係る送受信器の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＷＣＤＭＡのバンドＶとバンドＶＩＩＩの周波数帯域の関係を示す説明図である。
【図３】図３は、整合回路の基本的な回路構成の一例を示した回路図である。
【図４】図４は、インピーダンスの値が可変可能な整合回路の一例を示す回路図である。
【図５】図５は、インピーダンスの値が可変可能な整合回路の別の一例を示す回路図である。
【図６】図６は、インピーダンスの値が可変可能な整合回路の別の一例を示す回路図である。
【図７】図７は、レベル検出部１１０及び１１１の回路構成の一例を示す回路図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係るインピーダンス情報３０００の一例を示す説明図である。
【図９】図９は、整合回路制御部１１３によるインピーダンス整合の一例を示す流れ図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る送受信器の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、センサ部２０５の設置場所の一例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係るインピーダンス情報３０１０の一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３に係る送受信器の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、利得配分情報の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１８】
〔１〕（信号レベルに応じてインピーダンスの値を微調整する送信器）
本発明の代表的な実施の形態に係る送信器（１、２、３）は、信号を増幅してアンテナ（１０１）を介して送信する送信器であって、複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択し、選択した送信帯域に応じた送信信号を生成する信号生成部（１２、３２）と、前記生成された送信信号の周波数を変換し、増幅して出力する信号変換部（１１、３１）と、前記信号変換部の出力端子に接続され、信号を増幅して出力する増幅部（１０６、１０７、３０１、３０２）とを有する。また前記送信器は、前記信号変換部の出力端子と前記増幅部の入力端子との間に配置された第１の整合回路（１０４、１０５）と、前記増幅部の出力端子に接続され、増幅された送信信号の信号レベルを検出して検出結果を出力するレベル検出部（１１０、１１１）とを有する。更に前記送信器は、前記増幅部の出力端子と前記レベル検出部の入力端子との間に配置された第２の整合回路（１０８、１０９）と、前記第１及び第２の整合回路のインピーダンスを調整する整合回路制御部（１１３）とを有する。前記整合回路制御部は、前記整合回路のインピーダンスの値を決定するためのインピーダンス情報を、送信帯域に応ずるインデックス情報に対応させて保持する第１記憶部（１１４）を有する。前記信号生成部は、前記整合回路のインピーダンスを決定するために送信信号と当該送信信号に係る送信帯域の情報を出力する。そして、前記整合回路制御部は、出力された前記送信帯域の情報に基づいて前記第１記憶部から読み出した前記インピーダンス情報に応じて前記第１及び第２の整合回路にインピーダンスの値を設定し、当該設定後の前記検出結果に基づいて当該設定したインピーダンスの値の微調整を行う。これによれば、送信帯域に応じたインピーダンス整合を行うと共に、増幅された送信信号の信号レベルに応じてインピーダンスの微調整を行うから、経年変化等による部品の素子特性の変化によって整合の精度ずれた場合でも、素子特性の変化に応じたインピーダンス整合を行うことが可能となる。また、前記インピーダンス情報に基づいてインピーダンスの値を設定した後に微調整を行うから、前記インピーダンス情報に基づいた設定を行わずに信号レベルに応じた調整だけでインピーダンス整合を行う場合に比べて短い時間でインピーダンス整合を行うことが可能となる。
【００１９】
〔２〕（微調整）
項１の送信器において、前記整合回路制御部は、前記整合回路に設定したインピーダンスの値を基準とした所定の範囲内でインピーダンスの値を可変し、前記信号レベルが最大となるように前記整合回路のインピーダンスの値を調整する。これによれば、前記インピーダンス情報に基づいて設定したインピーダンスの値よりも効率の良い伝送を実現するインピーダンスの値を設定することが可能となる。
【００２０】
〔３〕（微調整の詳細）
項２の送信器において、前記整合回路制御部は更に、書き換え可能な第２記憶部（１１８、２０７）を有し、前記整合回路制御部は、前記第１記憶部から読み出した前記インピーダンス情報に従って設定したインピーダンスの値を前記所定の範囲の中心値とし、前記中心値に対して所定の調整幅毎にインピーダンスの値を可変して前記整合回路に設定する。また、前記整合回路制御部は、当該設定したインピーダンスにおける前記検出結果を当該インピーダンスの値に対応させて前記第２記憶部に記憶し、当該記憶した前記検出結果のうち最大の信号レベルとなるインピーダンスの値を前記第１及び第２の整合回路のインピーダンスの値として設定する。これによれば、より効率の良い伝送を実現するインピーダンス整合を容易に行うことが可能となる。
【００２１】
〔４〕（レベル検出回路）
項２又は３の送信器において、前記レベル検出回路は、前記増幅送信信号の信号レベルを変換した検出信号を出力する検出部（４１００）と、前記検出信号を平滑し、平滑した信号の信号レベルを前記検出結果として出力する生成部（４１０１）とを有する。これによれば、送信信号の信号レベルを直流電圧レベルに変換することができ、容易に送信信号の信号レベルを知ることが可能となる。
【００２２】
〔５〕（整合回路の構成）
項２乃至４の何れかの送信器において、前記第１及び第２の整合回路は、キャパシタ（２０１５〜２０１８）とインダクタ（２０１０〜２０１３）を有し、それらの一方又は双方の値が変更可能とされる。
【００２３】
〔６〕（温度センサ）
項１乃至項５の何れかの送信器は、前記増幅部の温度を測定するための温度センサ部（２０１、２０２）を更に有し、前記インデックス情報は、前記送信帯域の情報と共に温度を示す情報を含む。また、前記整合回路制御部は、前記発行された送信帯域の情報と共に前記温度センサ部によって測定された温度の情報に基づいて、対応する前記インピーダンス情報を前記第１記憶部から取得する。これによれば、送信帯域のみならず前記増幅部の温度も考慮したインピーダンス整合を行うことができ、且つ、項１と同様の作用効果を奏する。
【００２４】
〔７〕（利得調整）
項６の送信器は、前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を調整する利得調整部（３０７）を更に有する。前記利得調整部は、前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を決定するための利得配分情報を、前記生成した信号に対する前記増幅信号の利得を表す設定利得の情報と前記温度を示す情報を含むインデックス情報に対応させて保持する第３記憶部（３０８）を有する。また、前記信号生成部は、前記信号変換部と前記増幅部の利得を決定するとき、前記設定利得の情報を発行し、前記利得調整部は、前記発行された前記設定利得の情報と、前記温度センサ部によって測定された温度の情報に応じて前記第２記憶部から対応する前記利得配分情報を読み出す。そして、前記利得調整部は、当該利得配分情報に応じた利得を前記信号変換部と前記増幅部に夫々設定する。これによれば、前記増幅回路の温度の変化による前記増幅部の電力効率の変動に応じた利得配分を行うことが可能となり、且つ項６と同様の作用効果を奏する。
【００２５】
〔８〕（利得分配）
項７の送信器において、前記利得配分情報は、前記増幅部の利得を示す情報（３０２３）と、前記信号変換部の利得（３０２４）を示す情報を含み、前記生成した信号に対する前記増幅信号の利得（３０２２）は、前記増幅部の利得と前記信号変換部の利得を加算した値である。また、前記増幅部の利得を示す情報は、温度の上昇に応じて前記増幅部の利得が小さくなるように設定される。これによれば、前記増幅部の電力効率が温度の上昇と共に低下する場合、送信器全体としての送信信号の利得を維持しつつ、送信器全体として電力効率が良い動作が可能となる。
【００２６】
〔９〕（利得調整の独立項）
本発明の別の実施の形態に係る送信器（３）は、信号を増幅してアンテナ（１０１）を介して送信する送信器であって、複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択し、選択した送信帯域に応じた送信信号を生成する信号生成部（３２）と、前記生成された送信信号の周波数を変換し増幅して出力する信号変換部（３１）と前記信号変換部の出力端子に接続され、信号を増幅して出力する増幅部（３０１、３０２）を有する。また、前記送信器は、前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を調整する利得調整部（３０７）と、前記増幅部の温度を測定するための温度センサ部（２０１、２０２）とを有する。前記利得調整部は、前記信号変換部と前記増幅部の夫々の利得を決定するための利得配分情報を、前記生成した信号に対する前記増幅信号の利得を表す設定利得の情報と温度を示す情報を含むインデックス情報に対応させて保持する記憶部（３０８）を有する。前記信号生成部は、前記信号変換部と前記増幅部の利得を決定するとき、前記設定利得の情報を発行し、前記利得調整部は、前記発行された前記設定利得の情報と、前記温度センサ部によって測定された温度の情報とに応じて、前記記憶部から対応する前記利得配分情報を読み出し、当該利得配分情報に応じた利得を前記信号変換部と前記増幅部に夫々設定する。これによれば、前記増幅回路の温度の変化に伴う前記増幅部の電力効率に応じた利得配分を行うことが可能となる。
【００２７】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００２８】
《実施の形態１》
図１は、本発明に係る送信器の一実施の形態として、携帯電話端末における信号の送受信を行う、複数バンドに対応した送受信器である。
【００２９】
図１に示される送受信器１は、アンテナ１０１と、フロントエンド回路１０と、ＲＦ（ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ）部１１、ベースバンド部１２、及び整合回路制御部１１３を有する。図１は、便宜上、説明に必要な構成要素のみ図示している。
【００３０】
前記送受信器１は、前記アンテナ１０１で受信した信号を前記フロントエンド回路１０を介して前記ＲＦ部１１に与えることにより、受信した信号の周波数及び信号レベルを変換し、前記ベースバンド部１２により受信した信号の復調を行う。また、前記送受信器１は、前記ベースバンド部１２により通信に使用する送信帯域に応じた送信信号を生成し、生成した送信信号を前記ＲＦ部１１により周波数及び信号レベルを変換し、前記フロントエンド回路１０により増幅させて前記アンテナ１０１を介して送信する。このとき、前記送受信器１は、前記整合回路制御部１１３により前記フロントエンド回路１０の内部のインピーダンスを調整する。
【００３１】
前記送受信器１の内部回路について詳細に説明する。
【００３２】
前記ベースバンド部１２は、前記アンテナ１０１により受信した信号を前記ＲＦ部１１から受け取り、受信信号の復調を行う。また、前記ベースバンド部１２は、複数の送信帯域から一つの送信帯域を選択し、選択した送信帯域に応じて送信情報の変調を行うことで送信信号を生成する。このとき、前記ベースバンド部２０は、内部に備えるバンド選択制御部１１５により、送信信号に係る送信帯域の情報を生成し出力する。前記ベースバンド部１２は、例えば、ベースバンド処理用のＩＣチップである。
【００３３】
前記ＲＦ部１１は、前記アンテナ１０１からの受信信号を前記フロントエンド回路１０を介して入力し、入力した受信信号を後段の前記ベースバンド部１２で処理が可能な周波数及び振幅に変換して出力する。また、前記ベースバンド部１２が生成した送信信号を前記アンテナ１０１による送信と前記フロントエンド回路１０による処理が可能な周波数及び振幅に変換して出力する。前記ＲＦ部１１は、受信信号の増幅を行うＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１１２と、送信信号の増幅を行う出力アンプ１１６及び１１７を有する。また、前記ＲＦ部１１は、前記アンプ１１２、１１６、及び１１７のほかに、図示されないミキサやフィルタ等を有する。また前記ＲＦ部１１は、前記送信信号を増幅して出力するとき、送信信号の送信帯域に応じて前記出力アンプ１１６又は前記出力アンプ１１７の何れかを選択して信号を出力する。例えば、後述する低域用パワーアンプ１０６の周波数帯域に対応する周波数の前記送信信号を出力する場合には、前記出力アンプ１１６から信号を出力する。一方、後述する高域用パワーアンプ１０７の周波数帯域に対応する周波数の前記送信信号を出力する場合には、前記出力アンプ１１７から信号を出力する。
【００３４】
前記フロントエンド回路１０は、受信信号のバンド数と送信信号のバンド数に夫々対応した、送信信号と受信信号を分配するためのデュプレクサを複数備えたデュプレクサ群１０２を有する。前記フロントエンド回路１０は、前記アンテナ１０１で受信された受信信号を当該信号のバンドに応じたデュプレクサを通過させることにより伝送経路を決定し、後段の前記ＲＦ部１１に与える。また、前記フロントエンド回路１０は、前記ＲＦ部１１から出力された送信信号を後述するパワーアンプ１０６又は１０７により増幅し、前記デュプレクサ群１０２を介して前記アンテナ１０１から出力する。
【００３５】
前記フロントエンド回路１０は、前記ＲＦ部１１の出力端子に接続され、信号を増幅して出力するパワーアンプ１０６及び１０７を備える。必要となるパワーアンプの数は、送信に使用するバンドの数に応じて決定される。一つの送信バンドのバンド幅よりもパワーアンプの増幅動作が可能な周波数帯域は広いため、パワーアンプの数は送信信号のバンド数より少なくすることが可能である。具体的に図２を例として説明する。
【００３６】
図２は、ＷＣＤＭＡのバンドＶとバンドＶＩＩＩの周波数帯域の関係を示した図である。
【００３７】
図２において、破線に示される帯域がバンドＶを表し、実線で示される帯域がバンドＶＩＩＩを表す。また図２において、参照符号１００３に示される範囲はバンドＶの送信帯域（８２４〜８４９ＭＨｚ）、参照符号１００４に示される範囲はバンドＶＩＩＩの送信帯域（８８０〜９１５ＭＨｚ）である。更に、参照符号１００５で示される範囲はバンドＶの受信帯域（８６９〜８９４ＭＨｚ）、参照符号１００６で示される範囲はバンドＶＩＩＩの受信帯域（９２５〜９６０ＭＨｚ）である。図２に示すようにバンドＶの送信帯域１００３とバンドＶＩＩＩの送信帯域１００４はお互い近い周波数帯域であるため、使用するパワーアンプを共用することが可能となる。本実施の形態における前記フロントエンド回路１０は、例えば、１７００ＭＨｚ未満の信号（ＷＣＤＭＡにおいて、バンドＶ、ＶＩ、ＶＩＩＩ等）を扱う低域用パワーアンプ１０６と、１７００ＭＨｚ以上の信号（ＷＣＤＭＡのバンドにおいて、バンドＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、ＶＩＩ、ＩＸ等）を扱う高域用パワーアンプ１０７の２つのパワーアンプを備える。
【００３８】
前記フロントエンド回路１０は更に、前記ＲＦ部１１と前記低域用パワーアンプ１０６及び１０７との間の信号伝送を効率よく行うための整合回路１０４及び１０５と、前記低域用パワーアンプ１０６及び１０７と前記デュプレクサ群１０２との間の信号伝送を効率よく行うための整合回路１０８及び１０９を有する。また、前記フロントエンド回路１０は、送信信号と同様に、受信信号について前記デュプレクサ群１０２と前記ＲＦ部１１との信号伝送を効率よく行うための整合回路１０３を備える。
【００３９】
図３〜図６に整合回路の一例を示す。
【００４０】
図３は、整合回路の基本的な回路構成を示した図である。
【００４１】
図３に示される整合回路は、基本的な回路構成を持つ整合回路であり、例えば、入力端子と出力端子を結ぶ信号線２０１９とグランド間にコンデンサ２００１とコイル２００２が直列に接続された構成である。
【００４２】
図４に示される整合回路は、インピーダンスの値が調整可能な整合回路の一例であり、前記コンデンサ２００１の代わりに可変容量素子（バラクタ（ｖａｒａｃｔｏｒ  ｄｉｏｄｅ））２００３を用いて、入力端子又は出力端子に印加するバイアス電圧の大きさによって容量値を可変し、最適な整合がとれる周波数を可変にする。
【００４３】
図５に示される整合回路は、インピーダンスの値が調整可能な整合回路の別の一例であり、コンデンサとＭＯＳトランジスタを直列に接続したセットを複数個用意し、夫々のセットを並列に接続した整合回路である。ＭＯＳトランジスタによるスイッチ群２００４の夫々のＭＯＳスイッチをオン・オフすることにより、使用するコンデンサを切り替えることで整合がとれる周波数を変化させる。
【００４４】
図６に示される整合回路は、インピーダンスの値が調整可能な整合回路の別の一例であり、コンデンサのみならずコイルの値も可変可能とした整合回路である。当該整合回路は、スイッチ群２００９の夫々のＭＯＳスイッチをオン・オフすることにより、使用するコイルを切り替えることで、整合が取れる周波数を変化させる。
【００４５】
本実施の形態に係る送受信器１では、特に制限されないが、例えば、前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９は、図６に示される回路構成の整合回路である。前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９のインピーダンスは、前記整合回路制御部１１３によって制御される。制御方法の詳細については後述する。
【００４６】
前記フロントエンド回路１０は更に、前記パワーアンプ１０６及び１０７の出力信号の信号レベルを検出するレベル検出部１１０及び１１１を有する。前記レベル検出部１１０及び１１１は、前記パワーアンプ１０６及び１０７の出力信号の信号レベルを検出して、検出結果を前記整合制御回路１１３に与える。
【００４７】
図７は、前記レベル検出部１１０及び１１１の回路構成の一例を示した図である。
【００４８】
図７において、信号を分配するカプラ４１００により前記パワーアンプの出力信号の一部を取り出し、信号生成部４１０１が信号検波用のダイオードで整流し、平滑して得られた直流電圧を、信号レベルを表す検出結果として出力する。これによれば、前記カプラ４１００によって出力信号を取り出しているため、もとの信号に大きな影響を与えることなく信号レベルを検出することができ、信号レベルの検出結果を直流電圧として出力することができる。
【００４９】
次に、前記整合回路制御部１１３によるインピーダンス整合の具体的な制御方法について説明する。
【００５０】
前記整合回路制御部１１３は、前記バンド選択制御部１１５から出力された前記送信帯域の情報と、前記レベル検出部１１０及び１１１による検出結果とに基づいて、前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９のインピーダンスの値を調整することにより前記送受信器１のインピーダンス整合を行う。
【００５１】
前記整合回路制御部１１３は、前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９のインピーダンスの値を決定するとき、先ず、前記送信帯域の情報に基づいて前記整合回路制御部１１３が有するメモリ部１１４に予め格納された前記整合回路のインピーダンスの値を決定するためのインピーダンス情報を読み出す。前記インピーダンス情報は、前記整合回路毎に、信号の送信に使用するバンドに応じた前記スイッチ群２０１４及び２００９の夫々のスイッチのオン・オフ状態を示す情報である。前記インピーダンス情報は、例えば、事前に行ったテストサンプルの測定結果やシミュレーション結果等に基づいて、使用バンドに対する最適な整合回路の設定情報を求めておき、その情報を前記メモリ部１１４に格納しておく。
【００５２】
図８は、前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９の前記インピーダンス情報の一例である。図８に示すように、インピーダンス情報３０００は、コンデンサ用のスイッチの制御情報３００２とコイル用のスイッチの制御情報３００３が使用バンド３００１の情報に対応された情報として、前記メモリ１１４に格納される。
【００５３】
例えば、前記ベースバンド部１２が出力した前記送信帯域の情報が“バンドＶ”を示すものであったとき、前記送信信号は前記ＲＦ部１１の前記出力アンプ１１６から出力され、前記低域用パワーアンプ１０６に入力されるので、前記整合回路制御部１１３は、前記整合回路１０４及び前記整合回路１０８のインピーダンスを調整する。このとき前記整合回路制御部１１３は、前記メモリ部１１４から“バンドＶ”に対応する前記整合回路１０５の前記インピーダンス情報を取得して、当該情報に基づいて前記整合回路１０５の前記スイッチ群２０１４及び２００９の状態を決定する。すなわち、前記整合回路制御部１１３は、コンデンサ用のスイッチ２０１４＿１をオン、スイッチ２０１４＿２をオフ、スイッチ２０１４＿３をオン、スイッチ２０１４＿４をオフ、の状態に設定すると共に、コイル用のスイッチ２００９＿１をオフ、スイッチ２００９＿２をオフ、スイッチ２００９＿３をオン、スイッチ２００９＿４をオフ、の状態に設定する。
【００５４】
次に前記整合制御回路１１３は、前記レベル検出部１１０及び１１１の検出結果に応じて、前記インピーダンス情報に基づいて設定した前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９のインピーダンスの値の微調整を行う。具体的には、前記整合制御回路１１３は、前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９のインピーダンスの値を所定の範囲内で可変し、その可変したインピーダンスの値に対する前記検出結果のうち、前記パワーアンプ１０６又は１０７の出力信号の信号レベルが最も大きいインピーダンスの値を、最も整合が取れているとインピーダンスの値と判断し、その値を前記整合回路に設定する。例えば、図６におけるコンデンサ２０１５〜２０１８の容量値が夫々、４ｐＦ、２ｐＦ、１ｐＦ、０．５ｐＦであり、送信に使用するバンドが“バンドＶ”である場合、図８より前記整合回路のコンデンサの値は５ｐＦと設定される。そして、この値による整合周波数が大きく変動しない範囲内でコンデンサの値を可変する。例えば、容量値５ｐＦに対して、前記コンデンサ２０１５〜２０１８の内、最も値の小さいコンデンサ２０１８の値０．５ｐＦを加算又は減算した値、すなわち、５．５ｐＦと４．５ｐＦに可変して、夫々のインピーダンスの値における前記検出結果を取得する。取得した検出結果は、前記整合回路制御部１１３に備えられた書き換え可能なメモリ領域を有するメモリ部１１８に、インピーダンスの値と対応させて記憶する。そして、前記整合回路制御部１１３は、前記メモリ部１１８に記憶した前記検出結果のうち、最も信号レベルの大きいインピーダンスの値を選択する。例えば、コンデンサの値が４．５ｐＦ、５．０ｐＦ、５．５ｐＦのうち、５．５ｐＦのときが最も信号レベルが大きかった場合には、前記スイッチ２０１４＿４をオン状態に設定し、前記インピーダンス情報に基づいて設定したコンデンサの値５．０ｐＦから５．５ｐＦに調整する。
【００５５】
前記整合回路制御部１１３による具体的なインピーダンスの調整方法を、図９を用いて詳細に説明する。
【００５６】
図９は、前記整合回路制御部１１３によるインピーダンスの調整方法のフローチャートの一例である。
【００５７】
例えば、前記ベースバンド部１２がバンドを切り替えて信号を送信するとき、前記ベースバンド部１２は、生成した信号を出力すると共に、前記バンド選択制御部１１５により前記送信帯域の情報を出力する。そして、前記整合回路制御部１１３は、出力された前記送信帯域の情報に基づいて、前記メモリ部１１４から対応する前記インピーダンス情報を読み出す（Ｓ１０１）。前記整合回路制御部１１３は前記インピーダンス情報に基づいて、前述の方法により前記整合回路１０４及び１０８、又は前記整合回路１０５及び１０９のインピーダンスの値を設定する（Ｓ１０２）。次に、前記整合回路制御部１１３は、前記パワーアンプ１０６又は１０７から出力された出力信号の信号レベルの検出結果を、前記レベル検出部１１０又は１１１から取得し、当該設定したインピーダンスの値と対応させて、前記メモリ部１１８に記憶する（Ｓ１０３）。そして、前記整合回路制御部１１３は、前記整合回路のコンデンサの値を１段階大きくする制御を行う（Ｓ１０４）。例えば、図６の整合回路において、ステップ１０２で設定されたコンデンサの値が５ｐＦである場合、最小の調整単位である０．５ｐＦのコンデンサ２０１８をスイッチにより接続して、容量値を５．５ｐＦとする。その後、前記レベル検出部１１０又は１１１は、前記パワーアンプ１０６又は１０７の出力信号の信号レベルを測定し、検出結果を出力する（Ｓ１０５）。前記整合回路制御部１１３は、ステップ１０５において出力された前記検出結果を取得し、前記メモリ部１１８に記憶すると共に、コンデンサの値を１段階増加させる前と比較して前記出力信号の信号レベルが大きくなったか否かを判断する（Ｓ１０６）。信号レベルが大きくなったと判断した場合には、前記整合回路制御部１１３は、コンデンサの値を更に１段階大きくし、上記と同様に信号レベルの増加の判断を行う（Ｓ１０４〜Ｓ１０６）。これらの処理は、コンデンサの値を微調整する範囲の上限値まで行う。例えば、コンデンサの値を微調整する範囲を、ステップ１０２で設定した値（５．０ｐＦ）を基準に±１．５ｐＦとした場合には、５．０ｐＦから６．５ｐＦまで最小調整幅０．５ｐＦ単位でコンデンサの値を増加させて、前述の前記信号レベルの大きさの比較を行う処理を繰り返す。
【００５８】
ステップ１０６において、コンデンサの値を１段階増加させる前と比較して前記出力信号の信号レベルが小さくなった場合には、前記整合回路制御部１１３は、前記整合回路のコンデンサの値を１段階小さくする制御を行う（Ｓ１０７）。例えば、前述の例の場合において、ステップ１０２で設定されたコンデンサの値が５ｐＦである場合、最小の調整単位である０．５ｐＦだけ小さくした４．５ｐＦの値に設定する。その後、前記レベル検出部１１０又は１１１は、ステップ１０５と同様に前記出力信号の信号レベルを測定し、検出結果を出力する（Ｓ１０８）。ステップ１０８において出力された前記検出結果を取得した前記整合回路制御部１１３は、コンデンサの値を１段階小さくする前と比較して前記出力信号の信号レベルが大きくなったか否かを判断する（Ｓ１０６）。信号レベルが大きくなったと判断した場合には、前記整合回路制御部１１３は、コンデンサの値を更に１段階小さくし、上記と同様に信号レベルの増加の判断を行う（Ｓ１０７〜Ｓ１０９）。これらの処理は、ステップ１０４〜ステップ１０６と同様にコンデンサの値を微調整する範囲内で行う。例えば、前述の例の場合、コンデンサの値を５．０ｐＦから３．５ｐＦまで最小調整幅０．５ｐＦ単位でコンデンサの値を段階的に小さく設定して、前述の前記信号レベルの大きさの比較を行う処理を繰り返す。一方、ステップ１０９において、コンデンサの値を１段階小さくする前と比較して前記出力信号の信号レベルが小さくなった場合には、前記整合回路制御部１１３は、前記整合回路のコンデンサの値を１段階大きくする制御を行い（Ｓ１１０）、再度、前記検出結果を取得する（Ｓ１１１）。例えば、前述の例の場合において、コンデンサの値を５．０ｐＦから０．５ｐＦ単位で減少させていき、コンデンサの値が３．５ｐＦのときに、その一段階前の４．０ｐＦよりも信号レベルが小さくなった場合には、コンデンサの値を３．５ｐＦから一段階大きくした４．０ｐＦに設定し、４．０ｐＦでの信号レベルを測定する。これら一連の制御により、出力信号の信号レベルがより大きくなるコンデンサの値、すなわち、より整合がとれるコンデンサの値を探索し、設定することができる。
【００５９】
前記整合回路制御部１１３は、ステップ１１１において前記検出結果を取得した後、コイルの値の調整を開始する。コイルの値の調整は、前述のコンデンサの値の調整方法のステップ（Ｓ１０４〜Ｓ１１０）と同様の手順で行う。すなわち、前記整合回路制御部１１３は先ず、前記整合回路のコイルの値を一段階ずつ大きくし、前記出力信号の信号レベルの検出結果を取得し、コイルの値を１段階増加させる前と比較して、前記出力信号の信号レベルが大きくなったか否かを判断する（Ｓ１１２〜Ｓ１１４）。その後、前記整合回路制御部１１３は、前記整合回路のコイルの値を一段階ずつ小さくし、前記出力信号の信号レベルの検出結果を取得し、コイルの値を１段階減少させる前と比較して、前記出力信号の信号レベルが大きくなったか否かを判断する（Ｓ１１５〜Ｓ１１８）。これらの一連の処理により、コンデンサの場合と同様に、出力信号の信号レベルがより大きくなるコイルの値、すなわち、より整合がとれるコイルの値を探索し、設定することができる。なお、前述のインピーダンスの微調整は、送信のバンドが切り替わる度に一度だけ行う方法でもよいし、バンド切り替わり時に一度調整を行った後に、定期的に微調整を繰り返し行う方法でもよい。例えば、バンド切り替わり時に図９に示されるフローに基づいてインピーダンスの値を調整した後は、所定の期間が経過する毎に、図９のステップ１０４〜１１８に示される処理を実行することで、インピーダンスの微調整を定期的に行うこと方法でもよい。
【００６０】
上記一連のコンデンサとコイルの値の調整により、より整合がとれるインピーダンスの値を整合回路に設定することが可能となる。
【００６１】
以上、実施の形態１に係る送受信器１によれば、バンドを切り替えて信号を送信する際に、前記整合回路制御部１１３が前記メモリ部１１４に予め格納された前記インピーダンス情報に基づいて整合回路のインピーダンスの値を設定するから、パワーアンプの供用化を図った場合であっても、使用バンドに応じた適正なインピーダンス整合が可能となる。その結果、信号送信時の効率を犠牲にすることなく、携帯電話用フロントエンドモジュールやＲＦＩＣの部品点数及び面積の削減に資することになる。
【００６２】
また、前記整合回路制御部１１３は、前記インピーダンス情報に基づいて設定したインピーダンスの微調整を行う。これにより、例えば、素子バラツキや経年変化等によるコンデンサやコイル等の素子特性の変動や多少の温度変化による素子特性の変動により、予め格納された前記インピーダンス情報に基づいて決定した整合回路のインピーダンスの値が最適なものでなくなった場合でも、その整合状態に比べてより良い整合をとることが可能となる。その結果、信号送信時の効率をより向上させることが可能となる。
【００６３】
なお、前記インピーダンス情報に基づいた設定を行わずに前記出力信号の信号レベルに応じた調整だけでインピーダンス整合を行うことも可能である。しかしながら、そのように調整するよりも前記インピーダンス情報に基づいて設定した後にインピーダンスの微調整を行う方が、より短い時間で最適な整合条件を探索して設定することができるため、好適な方法である。
【００６４】
《実施の形態２》
図１０は、本発明に係る送信器の別の一実施の形態として、携帯電話端末における信号の送受信を行う、複数バンドに対応した送受信器である。
【００６５】
前記パワーアンプは動作時の発熱量が大きく、他の素子より温度変化が大きい傾向にある。そのため、前記パワーアンプの温度変化により、前記パワーアンプ内部の素子の特性が変化することにより、整合がとれる周波数が変化する。そこで、図１０に示される送受信器２は、実施の形態１に係る送受信器１の構成要素に加え、パワーアンプ１０６及び１０７の温度を測定するための温度センサ２０１及び２０２を備え、送信バンドの情報とパワーアンプの測定温度の情報に基づいてインピーダンス整合を行う。
【００６６】
図１０において、前記送受信器２の構成要素のうち、前記送受信器１と同様の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
前記温度センサ２０１及び２０２は、パワーアンプの温度を測定するための回路であり、フロントエンド回路１３内のパワーアンプ１０６及び１０７の近傍に設置される。前記温度センサ２０１及び２０２は、例えば、温度を測定するセンサ部２０５と、前記センサ部２０５の測定結果を読み取って、測定結果に応じた温度の情報を生成する温度情報生成部２０６とを備える。前記センサ部２０５は、例えば、温度検知用のダイオードである。
【００６８】
図１１は、前記センサ部２０５の設置場所の一例を示した図である。
【００６９】
図１１において、前記パワーアンプ１０６及び１０７は、説明の便宜上、出力段のコイル４０１１とトランジスタ４０１２のみを表示し、その他の内部回路を内部回路４０１０として簡略化して示している。前記センサ部２０５としての温度検知用のダイオードは、パワーアンプ１０６及び１０７の内部の中で、動作時に最も発熱しやすい部分である前記トランジスタ４０１２の近傍に配置される。
【００７０】
前記温度情報生成部２０６は、前記温度検知用のダイオード２０５の温度に応じて変化する出力電圧を入力し、当該出力電圧に応じた温度の情報を生成して出力する。前記温度情報生成部２０６は、特に制限されないが、例えば−４０℃〜１４０℃の温度を１０℃刻みで測定し、前記温度の情報を生成する。
【００７１】
整合回路制御部２０３は、前記送信帯域の情報と前記検出結果に加えて、前記温度センサ部２０１及び２０２によって測定された前記パワーアンプ１０６及び１０７の温度の情報に基づいて、前記整合回路１０４、１０５、１０８、及び１０９のインピーダンスの値を調整することにより前記送受信器２のインピーダンス整合を行う。前記整合回路制御部２０３は、前記整合回路制御部１１３と同様に、前記整合回路のインピーダンスの値を決定するためのインピーダンス情報を格納するメモリ部２０７と、前記パワーアンプ１０６及び１０７の出力信号の信号レベルに係る検出結果を記憶する、書き換え可能なメモリ領域を有するメモリ部２０７を有する。
【００７２】
前記インピーダンス情報は、前記整合回路毎に、信号の送信に使用するバンドと温度の情報に応じた前記スイッチ群２０１４及び２００９の夫々のスイッチのオン・オフ状態を示す情報である。前記インピーダンス情報は、前記送受信器１と同様に、予め前記メモリ部２０４に格納しておく。
【００７３】
図１２は、前記メモリ部２０４に格納されるインピーダンス情報３０１０の一例である。図１２に示すように、コンデンサ用のスイッチの制御情報３０１３とコイル用のスイッチの制御情報３０１４が、温度の情報３０１１と使用バンド３０１２の情報に対応されて前記メモリ２０４に格納される。
【００７４】
次に、前記整合回路制御部２０３によるインピーダンス整合の具体的な制御方法について説明する。
【００７５】
インピーダンス整合の基本的な制御の流れは、前記送受信器１の前記整合回路制御１１３による制御の流れと同様である。例えば、前記ベースバンド部１２が“バンドＶ”に係る送信信号を送信する場合を考える。この場合、前記送信信号は前記ＲＦ部１１の前記出力アンプ１１６から出力され、前記低域用パワーアンプ１０６に入力されるので、前記整合回路制御部２０３は、前記整合回路１０４及び前記整合回路１０８のインピーダンスの調整を行う。このとき、前記整合回路制御部２０３は、前記ベースバンド部１２の前記バンド情報制御部１１５から出力された前記送信帯域の情報と、前記温度センサ部２０１から出力された前記温度の情報を取得する。そして、前記整合回路制御部２０３は、前記送信帯域の情報と前記温度の情報に基づいて前記メモリ部２０４から、対応するインピーダンス情報を取得する。例えば、前記送信帯域の情報が“バンドＶ”であり、前記温度の情報が“−３０℃”を表わす情報であった場合、これらの組み合わせに対応するスイッチの情報を取得して、前記整合回路の前記スイッチ群２０１４及び２００９の状態を決定する。すなわち、前記整合回路制御部２０３は、コンデンサ用のスイッチ２０１４＿１をオン、スイッチ２０１４＿２をオン、スイッチ２０１４＿３をオン、スイッチ２０１４＿４をオフ、の状態に設定すると共に、コイル用のスイッチ２００９＿１をオフ、スイッチ２００９＿２をオフ、スイッチ２００９＿３をオフ、スイッチ２００９＿４をオン、の状態に設定する。
【００７６】
次に前記整合制御回路２０３は、前記レベル検出部１１０の検出結果に応じて、前記送信帯域の情報と前記温度の情報に基づいて設定した前記整合回路１０４及び１０８のインピーダンスの値の微調整を行う。具体的な方法は、前述した前記送受信器１による方法と同様である。
【００７７】
以上実施の形態２に係る送受信器２によれば、温度変化によりパワーアンプのインピーダンス整合の特性が変化しても、温度変化に応じたインピーダンス整合を実現することが可能となり、且つ、実施の形態１に係る送受信器１と同様に、経年変化等による素子特性が変化した場合でも、より良い整合を実現することが可能となる。また、実施の形態２に係るインピーダンス整合の制御は、送信のバンドが切り替わる度に一度だけ行う方法でもよいし、バンドの切り替わり時に一度整合を行った後に、定期的にインピーダンス整合を行う方法でもよい。定期的にインピーダンス整合を行うことにより、バンド切り替わり時から温度が変化した場合であっても、最適なインピーダンス整合を実現することが可能となる。
【００７８】
≪実施の形態３≫
図１３は、本発明に係る送信器の別の一実施の形態として、携帯電話端末における信号の送受信を行う、複数バンドに対応した送受信器である。
【００７９】
前述したように、前記パワーアンプは動作時の発熱量が大きく、他の素子より温度変化が大きい傾向にある。そのため、温度変化により前記パワーアンプの効率が変化する。すなわち、前記パワーアンプの効率が最適となるように前記パワーアンプの利得を設定しても、温度変動により高効率となる利得設定値が変化する。そこで、図１３に示される送受信器３は、実施の形態２に係る送受信器２の構成要素に加え、パワーアンプ３０１及び３０２とＲＦ部３１の出力アンプ３０３及び３０４の利得を、測定された温度に応じて調整する利得配分制御部３０７を有する。
【００８０】
図１３において、前記送受信器３の構成要素のうち、前記送受信器２と同様の構成要素については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、図１３は、本実施の形態に係る送受信器３の説明に必要な構成要素のみを表示している。
【００８１】
図１３に示されるベースバンド部３２は、前記ベースバンド部１２の構成要素に加え、利得制御部３０９を有する。前記利得制御部３０９は、生成した信号を送信する際の増幅率を示す利得の情報（以下、「利得設定値」と称する。）を出力する。前記利得設定値は、送信バンド等に応じて決定される増幅率の情報であり、前記ベースバンド部３２の内部に設けられた図示されない記憶装置等に予め格納される。前記利得制御部３０９は、前記パワーアンプ３０１及び３０２と前記出力アンプ３０３及び３０４の利得を設定する際に、前記利得設定値を読み出して出力する。
【００８２】
ＲＦ部３１は、前記ＲＦ部１１の出力アンプ１１６及び１１７の代わりに、利得が可変とされる出力アンプ３０３及び３０４を有する。前記出力アンプ３０３及び３０４は、前記利得配分制御部３０７の制御により利得が調整され、例えば、アンプ内部のバイアス電圧が調整されることにより利得が可変にされる。
【００８３】
フロントエンド回路１４内のパワーアンプ３０１及び３０２は、前記パワーアンプ１０６及び１０７の機能に加え、利得可変の機能を有する。利得の調整は、前記出力アンプ３０３及び３０４と同様に、前記利得配分制御部３０７により制御される。
【００８４】
前記利得配分制御部３０７は、前記利得設定値と前記温度の情報に対応する利得配分情報が格納されたメモリ部３０８を有し、前記利得配分情報に基づいて前記前記パワーアンプ３０１及び３０２と、前記出力アンプ３０３及び３０４の利得を調整する。具体的には、前記利得配分制御部３０７は、前記利得制御部３０９から出力された前記利得設定値と、前記温度センサ２０１及び２０２から出力された前記温度の情報を取得する。そして、前記利得配分制御部３０７は、取得した情報に応じた前記利得配分情報を前記メモリ部３０８から読み出し、読み出した情報に基づいて前記パワーアンプ３０１及び３０２と、前記出力アンプ３０３及び３０４の利得を調整する。
【００８５】
図１４は、前記メモリ部３０８に格納される前記利得配分情報の一例を示した図である。
【００８６】
図１４に示すように、前記利得配分情報は、前記送信信号のバンドに応じて使用するパワーアンプ毎に、温度３０２１と利得設定値３０２２に対応するパワーアンプの利得３０２３と出力アンプの利得３０２４の情報である。前記利得配分情報は、利得の配分を決定するための情報であるので、前記パワーアンプの利得３０２３の値と出力アンプの利得３０２４の値の和が、前記利得設定値３０２２の値となっている。前記利得配分情報は、パワーアンプの温度と設定する利得において、パワーアンプと出力アンプの合計の消費電力が最も小さくなるように配分された利得の組み合わせの情報である。例えば、利得を大きくするほど電力効率が下がり、温度が上昇するほど電力効率が低下するパワーアンプであれば、図１４に示すように、温度の上昇に併せてパワーアンプの利得配分が小さくなるように設定し、出力アンプの利得配分が大きくなるように設定する。このようにすることで、温度上昇に伴うパワーアンプと出力アンプの合計の電力効率の低下を緩やかにすることが可能となる。これらの利得配分の情報は、事前に行ったテストサンプルの測定結果やシミュレーション結果等に基づいて求めておき、前記メモリ部３０８に予め格納しておく。
【００８７】
次に、前記送受信器３における前記パワーアンプ及び出力アンプの利得設定とインピーダンス整合の流れについて説明する。
【００８８】
例えば、前記送受信器３が低域用パワーアンプ３０１を利用して送信信号を出力する場合において、先ず、前記ベースバンド部３２が前記利得設定値を出力する。次に、前記利得配分制御部３０７は、前記利得設定値を取得すると共に、前記温度センサ２０１から前記パワーアンプ３０１の温度の情報を取得する。そして、前記利得配分制御部３０７は、前記利得設定値と前記温度の情報に基づいて前記メモリ部３０８から対応する前記利得配分情報を読み出し、前記パワーアンプ３０１と前記出力アンプ３０４の利得を設定する。例えば、前記パワーアンプ３０１の温度が“１３０℃”で、前記ベースバンド部３２から出力される前記利得設定値が“３０ｄＢ”であった場合、前記利得配分制御部３０７は、前記パワーアンプ３０１の利得を“１９ｄＢ”に設定し、前記出力アンプ３０３の利得を“１１ｄＢ”に設定する。
【００８９】
その後、前記ベースバンド部３２は、インピーダンス整合を行うために、送信信号と前記送信帯域の情報を出力する。そして、前記整合回路制御部２０３は、前記送信帯域の情報を取得すると共に、前記温度センサ２０１から前記温度の情報を取得し、前述した実施の形態２に係る送受信器２と同様の方法により、インピーダンス整合を実行する。
【００９０】
以上実施の形態３に係る送受信器３は、前記送受信器２と同様の整合の制御に加え、前記パワーアンプ３０１及び３０２とその前段の出力アンプ３０３及び３０４の合計利得により送信信号の増幅率を決定し、且つ、温度依存性の大きい前記パワーアンプの測定温度に基づいてアンプの合計の消費電力が小さくなるように利得の配分を決定する。これにより、より高効率の信号伝送が可能となる。例えば、バッテリ駆動の携帯端末における送受信器に適用することで、バッテリの長寿命化を図ることが可能となる。
【００９１】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００９２】
例えば、前記送受信器１乃至３において、整合回路の回路構成の一例として図３乃至６にコンデンサとコイルが信号線２０１９からグランドへ分岐する構成を示したが、これに限られず、整合回路であればどのような構成でもよい。例えば、整合回路の構成を抵抗素子を交えた回路構成としてもよい。また、図４ではバラクタを可変容量として用いているが、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）による容量を用いても良い。更に図５及び図６ではスイッチ素子としてＭＯＳトランジスタを用いているが、ＭＥＭＳスイッチを用いても良い。
【００９３】
前記送受信器１乃至３において、整合回路のコンデンサの値をスイッチ素子で切り替える方法を示したが、これに限られず、コンデンサとスイッチとの組み合わせの代わりにバラクタ等の可変容量素子を並列に並べて、印加する直流電圧を各可変容量素子毎に前記整合回路制御部１１３及び２０３が調整する方法としてもよい。
【００９４】
図９におけるインピーダンス整合の制御手順において、コンデンサの値を決定してからコイルの値を決定する手順を示したが、これに限られず、コイルの値を決定してからコンデンサの値を決定する手順としてもよい。また、ステップ１０３〜１１８の処理を何度か繰り返し行っても良い。例えば、コンデンサの値を決定し、コイルの値を決定した後、再度コンデンサの値を調整する方法としてもよい。これによれば、コイルの値が変更されることで、はじめに微調整したコンデンサの値が最適値からずれてしまった場合でも、変更されたコイルの値に応じた最適なコンデンサの値を決定することができるから、より精度の高いインピーダンス整合を行うことが可能となる。なお、前述したようにコイルとコンデンサに加えて抵抗も含んだ整合回路である場合には、ステップ１０３〜１１０に対応する処理を抵抗についても実行する。
【００９５】
図１３におけるパワーアンプ３０１及び３０２と出力アンプ３０３及び３０４の利得配分手順において、効率が最適となることを指標に利得配分の情報をメモリ部３０８へ格納したが、パワーアンプや出力アンプの利得の上限値をもとに配分を決定するなど、他の指標を用いて利得配分情報を決定してもよい。また、利得の配分は図１４のように温度の上昇応じてパワーアンプ３０２３が低下するという配分には限らない。
【００９６】
前記送受信器１乃至３において、前記整合回路制御部１１３及び２０３は、前記ベースバンド部１２及び３２から独立して構成されているが、これに限られず、前記ベースバンド部１２及び３２の内部に前記整合回路制御部１１３及び２０３と同様の機能を備えた回路を内蔵して一つのＩＣチップとしてもよい。
【００９７】
前記送受信器２及び３において、温度検知用の素子としてダイオードを用いたが、これに限られず、抵抗等のように、温度に応じて特性が変化する素子を用いても良い。
【００９８】
前記送受信器３において、前記利得配分制御部３０７は、前記利得設定値と前記温度の情報に基づいてアンプの利得制御を行ったが、これに限られず、バンド選択制御部１１５からの前記送信帯域の情報も用いて利得制御を行ってもよい。また、前記送受信器３における前記整合回路制御部２０３は、前記温度の情報と前送信帯域の情報に加え、前記利得配分制御部３０７の前記メモリ部３０８に格納された前記利得配分情報に基づいてインピーダンス整合を行ってもよい。
【００９９】
前記送受信器１乃至３において、パワーアンプ１０６、１０７、３０１、及び３０２の入力側と出力側の双方の整合回路１０４、１０８、１０５、及び１０９のインピーダンスを上記の方法により調整する方法を示したが、これに限られず、出力側の整合回路１０８及び１０９をのみを調整してもよいし、入力側の整合回路１０４及び１０５のみを調整してもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１、２、３  送受信器
１０、１３、１４  フロントエンド回路
１０１  アンテナ
１０２  デュプレクサ群
１０３、１０４、１０５、１０８、１０９  整合回路
１０６、１０７、３０１、３０２  パワーアンプ
１１０、１１１  レベル検出部
１１、３１  ＲＦ部
１１２  ＬＮＡ
１１６、１１７、３０３、３０４  出力アンプ
１２、３２  ベースバンド部
１１５  バンド選択制御部
３０９  利得制御部
１１３  整合回路制御部
１１４、１１８、２０４、２０７、３０８  メモリ部
３０７  利得配分制御部
２０１、２０２  温度センサ部
２０５  センサ部
２０６  温度情報生成部
１００３  バンドＶの送信帯域
１００４  バンドＶＩＩＩの送信帯域
１００５  バンドＶの受信帯域
１００６  バンドＶＩＩＩの受信帯域
２００１、２００５〜２００８、２０１５〜２０１８  コンデンサ
２００２、２０１０〜２０１３  コイル
２０１９  信号線
２００３  可変容量素子（バラクタ）
２００４、２００９、２０１４  スイッチ群
２０１４＿１〜２０１４＿４、２００９＿１〜２００９＿４  スイッチ
４１００  カプラ
４１０１  信号生成部
３０００、３０１０  インピーダンス情報
３００１、３０１２  使用バンド
３００２、３０１３  コンデンサ用スイッチ
３００３、３０１４  コイル用スイッチ
３０１１、３０２１  温度
４０１１  出力段のコイル
４０１２  出力段のトランジスタ
４０１０  内部回路
３０２２  利得設定値
３０２３  パワーアンプ利得
３０２４  出力アンプ利得
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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