(57)【要約】【課題】デュープレクサの接続端インピーダンスを可変して、送信／受信共用時の送信波回り込みを抑制することができる携帯電話機を提供する。【解決手段】送信／受信共用で使用されるアンテナ１０と、送信信号または受信信号を帯域制限する２組のフィルタ（デュープレクサ）５０と、アンテナ１０とデュープレクサ５０との間に接続される移相器３０、４０と、アンテナ１０、移相器３０、４０およびデュープレクサ５０の接続を使用形態により切り替える切替器２０とを備え、移相器３０、４０は、送信または受信信号帯域が帯域外となる側のデュープレクサ５０の接続端インピーダンスがスミスチャートの右周辺（インピーダンス大）にくるように移相量が制御される。【選択図】      図１
2004235815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのアンテナと、送信信号または受信信号を帯域制限する複数のフィルタと、前記２つのアンテナと前記複数のフィルタとの間に接続される複数の移相器と、前記２つのアンテナ、前記複数の移相器および前記複数のフィルタの接続を使用形態により切り替える切替器とを有する携帯電話機であって、前記複数の移相器は、送信または受信信号帯域が帯域外となる側のフィルタの接続端インピーダンスを高くするように移相量が制御されることを特徴とする携帯電話機。
【請求項２】
前記切替器は、１つのアンテナで送受信する場合には、選択した第１のアンテナを共通に第１、第２の移相器および第１、第２のフィルタを受信側あるいは送信側それぞれとして接続し、非選択アンテナを第３の移相器を介して接地することを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
【請求項３】
前記第１、第２の移相器は、送信あるいは受信信号帯域が帯域外となる第１、第２のフィルタの接続端インピーダンスがそれぞれ高くなるように移相量が制御され、前記第３の移相器は、前記非選択アンテナの影響が最少または送信レベルが最大となるように移相量が制御されることを特徴とする請求項２記載の携帯電話機。
【請求項４】
前記切替器は、２つのアンテナで送受信を分ける場合には、第１、第２のアンテナ、第１、第２の移相器および第１、第２のフィルタを受信側あるいは送信側それぞれとして接続することを特徴とする請求項１記載の携帯電話機。
【請求項５】
前記第１、第２の移相器は、受信側では送信レベルが最大、送信側では受信レベルが最大となるように移相量が制御されることを特徴とする請求項４記載の携帯電話機。
【請求項６】
前記移相器は、ジグザグの蛇行パターンでプリント基板上に形成されたマイクロストリップラインと、マイクロストリップラインの電気長を可変するための複数のｐｉｎダイオードと、前記複数のｐｉｎダイオードをオン／オフ制御するための複数の高周波カット用コイルおよび電流を制限する電流制限抵抗と、より構成されることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の携帯電話機。
【請求項７】
前記ｐｉｎダイオードは、前記マイクロストリップラインの片側または両側で、隣接または所要の位置間に接続され、個々にオン／オフされることを特徴とする請求項７記載の携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話機に関し、特に送信／受信を同時に行うフルデュープレクス形式の携帯電話機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯電話機は、アンテナに送信回路及び受信回路がデュープレクサを介して接続され、送信と受信を同時に行うフルデュプレクス機能を備える場合、送信波がデュープレクサを介して受信回路に入り込み、受信回路の増幅器が歪むことを防止するために、送信回路からの送信信号と逆相の相殺信号を発生する相殺信号発生部を備え、相殺信号発生部からの相殺信号を電力合成部にて受信回路への受信信号に合成することにより、受信回路に漏洩する送信回路からの送信信号を相殺して低雑音増幅部における飽和を回避するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、単一の基準発振器の基準周波数を受信段の第１局発用周波数シンセサイザと、音声周波数帯域以下の低周波データ信号によって上記基準周波数が変調された第２局発用周波数シンセサイザとに入力して夫々加え、送信用周波数シンセサイザに対して上記第２局発用周波数シンセサイザの変調出力周波数を用い、送信搬送周波数の受信機への回り込みを相殺するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
しかしながら、これらの従来の携帯電話機は、デュープレクサを介して受信回路に入り込む送信波を相殺するために、相殺信号発生部を備えるか、あるいは送信信号で変調された信号を受信機側の第２局発とするなどにより、回路構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３０８１４３号公報
【特許文献２】
特開平５−４１６７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の携帯電話機は、デュープレクサを介して受信回路に入り込む送信波を相殺するために、相殺信号発生部を備えるか、あるいは送信信号で変調された信号を受信機側の第２局発とするなどにより、回路構成が複雑になるという欠点がある。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去するため、デュープレクサの送信あるいは受信信号帯域が帯域外となる側のインピーダンスを十分高くすることにより信号の回り込みを抑圧することを可能とする携帯電話機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の携帯電話機は、少なくとも２つのアンテナと、送信信号または受信信号を帯域制限する複数のフィルタと、前記２つのアンテナと前記複数のフィルタとの間に接続される複数の移相器と、前記２つのアンテナ、前記複数の移相器および前記複数のフィルタの接続を使用形態により切り替える切替器とを有する携帯電話機であって、前記複数の移相器は、送信または受信信号帯域が帯域外となる側のフィルタの接続端インピーダンスを高くするように移相量が制御されることを特徴としている。
【０００９】
また、前記切替器は、１つのアンテナで送受信する場合には、選択した第１のアンテナを共通に第１、第２の移相器および第１、第２のフィルタを受信側あるいは送信側それぞれとして接続し、非選択アンテナを第３の移相器を介して接地することを特徴としている。
【００１０】
また、前記第１、第２の移相器は、送信あるいは受信信号帯域が帯域外となる第１、第２のフィルタの接続端インピーダンスがそれぞれ高くなるように移相量が制御され、前記第３の移相器は、前記非選択アンテナの影響が最少または送信レベルが最大となるように移相量が制御されることを特徴としている。
【００１１】
また、前記切替器は、２つのアンテナで送受信を分ける場合には、第１、第２のアンテナ、第１、第２の移相器および第１、第２のフィルタを受信側あるいは送信側それぞれとして接続することを特徴としている。
【００１２】
また、前記第１、第２の移相器は、受信側では送信レベルが最大、送信側では受信レベルが最大となるように移相量が制御されることを特徴としている。
【００１３】
また、前記移相器は、ジグザグの蛇行パターンでプリント基板上に形成されたマイクロストリップラインと、マイクロストリップラインの電気長を可変するための複数のｐｉｎダイオードと、前記複数のｐｉｎダイオードをオン／オフ制御するための複数の高周波カット用コイルおよび電流を制限する電流制限抵抗と、より構成されることを特徴としている。
【００１４】
また、前記ｐｉｎダイオードは、前記マイクロストリップラインの片側または両側で、隣接または所要の位置間に接続され、個々にオン／オフされることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の携帯電話機の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示す本実施の形態の携帯電話機は、送受信共用のアンテナ１０と、他のアンテナを含むアンテナ１０の使用形態により切り替えを行う切替器２０と、移相量を可変できる移相器３０、４０と、送信信号または受信信号を通過帯域とする２つのフィルタの組（デュープレクサ）５０と、受信ＡＭＰ６０と、送信ＡＭＰ７０とを備えて構成されている。
【００１７】
次に、本実施の形態の携帯電話機について図１を参照して詳細に説明する。なお、図１（ｂ）は、受信側および送信側の移相回転（インピーダンス変化）を説明する図である。
【００１８】
図１によると、アンテナ１０は、送受信共用として使用され，送受信信号の周波数帯域でインピーダンスが５０Ωに調整されている。
【００１９】
切替器２０は、１つのアンテナ１０で送受信する場合、あるいは図示しない他のアンテナとダイバーシチ受信する場合などの使用形態に応じて、アンテナ１０、移相器３０、４０およびデュープレクサ５０を含む接続関係を切り替える。
【００２０】
移相器３０、４０は、切替器２０とデュープレクサ５０との間の受信側、送信側それぞれに接続され、デュープレクサ５０の送信あるいは受信信号帯域が帯域外となる側のインピーダンスを可変し、信号の回り込みを抑圧するように移相量が制御される。
【００２１】
デュープレクサ５０は、受信周波数帯域および送信周波数帯域のそれぞれに対応した２つのフィルタ素子を一体化したものである。また、それぞれの通過帯域では特性インピーダンスが５０Ωに調整され、互いの通過帯域が帯域外となる側のインピーダンスが５０Ωから外れた例えば５Ωに調整されているものとする。
【００２２】
受信ＡＭＰ６０および送信ＡＭＰ７０は、受信部および送信部の入力端および出力端となり、受信信号および送信信号を所要の電力レベルにまで増幅する。
【００２３】
次に、移相器の動作について図１および図２により説明する。図２は、図１に示す移相器の構成を説明する図である。
【００２４】
図２によると、移相器３０、４０は、ジグザグの蛇行パターンでプリント基板上に形成されたマイクロストリップライン１と、マイクロストリップライン１の長さを調整するためのダイオード２と、高周波カット用コイル３、４と、ダイオード２に流れる電流を制限する電流制限抵抗５とより構成されている。
【００２５】
マイクロストリップライン１は、パターン幅やプリント基板の材質を選定することにより、一般には、５０Ω（特性インピーダンス）に設定される。
【００２６】
ダイオード２は、マイクロストリップライン１の隣接する２点間に接続される。また、ダイオード２に使用されるＰｉｎダイオードは、オン抵抗が小さく、オフ時のインピーダンスが比較的大きいことより、インピーダンス不整合を生じることなく、オン／オフ動作でライン長を切り替えることができる。図２では、ダイオードが１個の場合を示しているが、マイクロストリップライン１の隣接する２点間に繰り返して複数設けるか、または、マイクロストリップライン１の反対側において、隣接する２点間あるいは所定の２点間に繰り返して複数設けるなど、適宜選択できるものとする。
【００２７】
高周波カット用コイル３、４および電流制限抵抗５は、ダイオード２をオン／オフする際に、高周波信号の遮断および電流の制限に使用されている。
【００２８】
図２に示した移相器を図１（ａ）の携帯電話機に使用した場合、デュープレクサ５０は、受信側の移相器３０側（点Ｅ）から見た受信信号帯域のインピーダンスが５０Ωに調整されているため、図１（ｂ）に示すように、スミスチャートの中心（５０Ω）に位置し、移相器３０による移相調整に無関係となり、したがって、切替器２０側（点Ａ）から見たインピーダンスも５０Ωのままであり、アンテナ１０とのインピーダンス整合が得られる。一方、送信信号帯域でのインピーダンスは、５Ω、すなわち、図１（ｂ）に示すスミスチャートの左周辺（位置Ｅ）にあるため、５０Ωに比較してインピーダンスが低く送信信号に影響（送信信号の回り込みによるレベル低下）を与える。これを避けるため、移相器３０の移相量を制御し、切替器２０側から見たインピーダンスを高く、すなわち、図１（ｂ）に示すスミスチャートの右周辺（位置Ａ）に回転することにより、例えば、５Ωから５００Ωにして、送信信号の影響を排除することができる。同様にして、送信側の移相器４０も移相量が制御され、切替器２０側（点Ｂ）から見たインピーダンスが高くされる。
【００２９】
以上のことより、移相器３０、４０の移相量を調整することにより、送信／受信共用による接続点を介した信号の回り込み、あるいはレベル低下を防止することができる。
【００３０】
次に、ダイバーシチ用に備えた未使用のアンテナによる影響について説明する。図３は、送受信共用アンテナ以外のアンテナが隣接して備えられた場合を説明する図である。
【００３１】
図３（ａ）によると、図１の構成と同じであるが、送受信共用とするアンテナ１１のほかに、選択されていないアンテナ１２が移相器８０を介して接地されている。
【００３２】
アンテナ１１は、アンテナ１２が未使用であっても、隣接して備えられる場合には、アンテナ１２による影響を受ける。これは、アンテナ１１より放射される電波あるいは受信される電波がアンテナ１１、１２の空間結合により、相手方のアンテナ１２に入りさらに反射して自身のアンテナ１１の送信パワーあるいは受信パワーを強めたり弱めたりするためである。
【００３３】
図３（ｂ）は、アンテナ１２が移相器８０を介して接地（低インピーダンス）されている場合に、移相器８０の移相量が予め設定されたスミスチャートの右周辺（位置Ｃ）を基点に、反時計回りに調整された場合の送信パワーの変化が示されている。これより、選択されていないアンテナ１２に接続された移相器８０の移相量が、送信パワーの最適値（最大値）を得るために、スミスチャートの右周辺（位置Ｃ）ではなく、９０度戻したスミスチャートの上周辺（位置Ｃ’）になったとしても、移相器８０のＰｉｎダイオードを選択的にオン／オフ制御することにより、所定の移相量に調整される。
【００３４】
次に、２つのアンテナを送受信それぞれで使用する場合について説明する。図４は、２つのアンテナを送受信それぞれで使用する場合について説明する図である。図４（ｂ）に示す図の実線は、受信側の移相器３０の移相調整による送信側のパワー特性であり、図の破線は、同様にして求めた送信側の移相器４０の移相調整による受信側のパワー特性である。
【００３５】
図４（ａ）によると、送受信それぞれで使用するアンテナ１１、１２の接続を除いては、図１の構成と同じである。
【００３６】
アンテナ１１およびアンテナ１２は、切替器２０により、送信側、受信側それぞれでデュープレクサ５０に接続されている。したがって、アンテナ１１およびアンテナ１２が隣接して備えられる場合の空間結合を最少限にすることが好ましい。
【００３７】
図４（ｂ）には、図３（ｂ）と同様に、移相器３０、４０の移相量を予め設定されたスミスチャートの右周辺を基点に、調整した場合の送信側および受信側のパワーの変化が示されている。
【００３８】
受信側の移相器３０は、図４（ｂ）の実線で示すように、移相量９０度の時に、送信側のパワー特性を最適（最大）値にすることができる。また、送信側の移相器４０は、図４（ｂ）の破線で示すように、移相量１３５度の時に、受信側のパワー特性を最適（最大）値にすることができる。
【００３９】
図５は、図４（ａ）に示す移相器を、図２に示す移相器で置き換えた図である。受信側の移相器３０の移相量（９０度戻し）および送信側の移相器４０移相量（１３５度戻し）を実現するために、例えば、マイクロストリップライン３１およびマイクロストリップライン４１に設けられたダイオード３２およびダイオード４２がそれぞれオンに制御される。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、アンテナとデュープレクサとの間に接続したそれぞれの移相器の移相量を制御することにより、１つのアンテナで送受信する場合の送信信号が受信側に回り込むこと、また、受信信号が送信側の低インピーダンスにより減衰することを抑制するために、デュープレクサの送信あるいは受信信号帯域が帯域外となる側のインピーダンスを十分高くすることができるとともに、隣接するアンテナとの空間結合による送信／受信パワーの劣化を抑制することができる。
【００４１】
また、移相器は、ジグザグの蛇行パターンで隣接する２点間に接続される複数のＰｉｎダイオードをオン／オフすることにより、使用形態に応じた移相量（電気長）を１つの移相器で実現することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の携帯電話機によれば、ジグザグの蛇行パターンのマイクロストリップラインを複数のＰｉｎダイオードのオン／オフにより電気長を可変とする移相器を用いることにより、最小限の移相器により、同一アンテナで送信と受信を同時に行う場合、あるいは、２つのアンテナを送受信それぞれで使用する場合に応じて、最適な送信および受信特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の携帯電話機の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示す移相器の構成を説明する図である。
【図３】送受信共用アンテナ以外のアンテナが隣接して備えられた場合を説明する図である。
【図４】２つのアンテナを送受信それぞれで使用する場合について説明する図である。
【図５】図４（ａ）に示す移相器を、図２に示す移相器で置き換えた図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２    アンテナ
２０    切替器
３０、４０、８０    移相器
５０    デュープレクサ
６０    受信ＡＭＰ
７０    送信ＡＭＰ
１、３１、４１    マイクロストリップライン
２、３２、４２    ダイオード
３、４    高周波カット用コイル
５    抵抗
【図１】
2004235815.tif 000003
【図２】
2004235815.tif 000004
【図３】
2004235815.tif 000005
【図４】
2004235815.tif 000006
【図５】
2004235815.tif 000007