(57)【要約】【課題】送信信号を電力増幅回路によって電力増幅する際の送信信号の歪みの増大を無くし且つ消費電力の増大を無くして電力増幅回路のバイパス時の省電力効果を有効にすること。【解決手段】送信信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路で増幅した送信信号を電力増幅する電力増幅回路との間に、増幅回路で増幅した送信信号を電力増幅回路に入力するか、或いはこの電力増幅回路を迂回するバイパス回路に入力するかを送信信号のアンテナ出力レベルにより切り替える出力経路切替回路を設けることにより、電力増幅回路の非バイパス時に送信信号の歪みの増大を無くし且つ消費電力の増大を無くして電力増幅回路のバイパス時の省電力効果を有効にすることができる。【選択図】　図１
2004096422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力送信信号を電力増幅してアンテナへ供給する電力増幅回路と、前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路を迂回してアンテナへ供給するバイパス回路とを有する移動無線端末の送信回路において、
前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力するか、或いは同出力送信信号を前記バイパス回路に入力するかを切り替える切替回路を具備することを特徴とする移動無線端末の送信回路。
【請求項２】
前記切替回路は、前記増幅回路にその一部として組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末の送信回路。
【請求項３】
前記増幅回路は、ベースに送信信号が入力される第１のトランジスタのコレクタと電源との間に、前記切替回路として、コレクタが前記電力増幅回路の入力側に接続された第２のトランジスタとコレクタが前記バイパス回路の入力側に接続された第３のトランジスタとを並列接続してなり、前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力する際には前記第２のトランジスタをオンすると共に前記第３のトランジスタをオフし、前記増幅回路の出力送信信号を前記バイパス回路に入力する際には前記第２のトランジスタをオフすると共に前記第３のトランジスタをオンすることを特徴とする請求項２に記載の移動無線端末の送信回路。
【請求項４】
前記移動無線端末の受信信号レベル或いは受信信号に含まれる送信出力制御信号に基づいて、前記切替回路により前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力するか、或いは同出力送信信号を前記バイパス回路に入力するかを切り替える制御部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の移動無線端末の送信回路。
【請求項５】
前記切替回路により前記増幅回路の出力送信信号を前記バイパス回路に入力するようにした時、前記電力増幅回路の電力増幅動作を停止することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の移動無線端末の送信回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の移動無線端末の送信回路に係り、特にアンテナから送信する送信出力の可変に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機などの無線通信機では、受信した信号の強度や受信信号中に含まれる送信出力制御信号に基づいて送信出力を可変できるようになっている。特に、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式の携帯電話システムでは、携帯電話機（移動無線端末）が送信出力する電波の強度は、その電波を受信する無線基地局側での受信強度（受信電波の強度）が所定の範囲内となるように規制されており、送信出力の強度を可変できることが必須となっている。
【０００３】
図３は送信電力制御機能を有するＣＤＭＡ方式移動無線端末のＲＦ（高周波）フロントエンド部の従来構成例を示したブロック図である。アンテナ１にデュープレクサ２を介して低雑音増幅回路３が接続され、この低雑音増幅回路３の後段に受信信号処理回路４が接続されて受信系が構成されている。なお、低雑音増幅回路３にはその入力側と出力側を接続するバイパス回路２０をオン、オフしてこの増幅回路３をバイパスするトランスファースイッチＳＷ１が設けられている。また、送信信号を増幅する増幅回路５を前段とする電力増幅回路６及びこの電力増幅回路６をバイパスするバイパス回路７が、両回路を択一的に選択してデュープレクサ２に接続する切替ＳＷ２及びデュープレクサ２を介してアンテナ１に接続されて送信系が構成されている。
【０００４】
図４は図３に対応した移動無線端末の送信系の具体例を示した回路図である。増幅回路５はトランジスタＱ２と、トランジスタＱ２のベース側に挿入された入力コンデンサＣ４及び入力インピーダンスＺ６と、トランジスタＱ２のコレクタ側に挿入された出力インピーダンスＺ４及び電源電圧ＶＣＣ２をトランジスタＱ２のコレクタに供給するためのインピーダンスＺ５と、トランジスタＱ２をオン、オフさせるバイアス回路１２とにより構成されている。電力増幅回路６はトランジスタＱ１と、トランジスタＱ１のベース側に挿入された入力コンデンサＣ３と、トランジスタＱ１のコレクタ側に挿入された出力インピーダンスＺ１及び出力コンデンサＣ２と、電源電圧ＶＣＣ１をトランジスタＱ１のコレクタに供給するためのインピーダンスＺ２と、トランジスタＱ１をオン、オフさせるバイアス回路１１とにより構成されている。又、電力増幅回路６のバイパス回路７はインピーダンスＺ３とコンデンサＣ１とにより構成されている。
【０００５】
アンテナ１により受信されたＲＦ信号は、デュープレクサ２を介して低雑音増幅回路３に入力されて増幅される。増幅されたＲＦ信号は、受信信号処理回路４により通常行われる信号処埋を施されて、受信信号１００として出力される。ここで、トランスファースイッチＳＷ１は受信信号のピークレベルが設定値より大きな場合にオンし、これによってアンテナ１で受信された受信信号は低雑音増幡回路３をバイパスし、受信信号処理回路４に直接入力され、受信信号の過大レベルによる歪みの増大等を防止している。
【０００６】
一方、送信信号２００は、増幅回路５により所定のレベルまで増幅された後、電力増幅回路６で送信に必要な電力レベルまで電力増幅され、デュープレクサ２を介してアンテナ１より送信される。通常の場合、切替ＳＷ２は端子ｂ側に切り替わっており、送信信号は電力増幅回路６により電力増幅されたレベルでアンテナ１から送信される。しかし、移動無線端末が基地局に近付くと一定の通話品質を保持するために、増幅回路５に入力される送信信号のレベルが絞られるが、更に基地局に近付いて、通話品質保持のために必要な送信電力が増幅回路５の最大出力電力（増幅回路５に入力する送信信号のレベルを最大にしたときに増幅回路５から出力される電力）を下回ると、バイアス回路１１によりトランジスタＱ１がカットオフされるとともに切替ＳＷ２が端子ａ側に切り替わり、増幅回路５の出力送信信号が電力増幅回路６をバイパスして直接アンテナ１から送信される。なお、このとき、増幅回路５に入力される送信信号のレベルは、増幅回路５が適正な電力レベルで送信できるレベルに戻される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記切替ＳＷ２は、実際にはデュープレクサ２と電力増幅回路６との間及びデュープレクサ２とバイパス回路７との間にそれぞれトランスファースイッチを設け、背反的にスイッチングするものであるので、最大電力で送信している時には、デュープレクサ２と電力増幅回路６との間にも受けられたトランスファースイッチを大きなレベルの送信信号が通過するため、送信信号の歪みが増大したり、挿入損失が生じたりする。挿入損失を補うためには電力増幅回路６の出力を更に増大させる必要があるが、増大させると電力増幅回路６をバイパスしない時の消費電力の増大を招き、電力増幅回路６をバイパスして省電力とする効果を相殺し、電池寿命を延ばすことに寄与しないことになる。
【０００８】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電力増幅回路の非バイパス時に送信信号の歪みの増大を無くし且つ消費電力の増大を無くして電力増幅回路のバイパス時の省電力効果を有効にすることができる移動無線端末の送信回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の手段は以下の通りである。
【００１０】
請求項１の発明は、送信信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力送信信号を電力増幅してアンテナへ供給する電力増幅回路と、前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路を迂回してアンテナへ供給するバイパス回路とを有する移動無線端末の送信回路において、前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力するか、或いは同出力送信信号を前記バイパス回路に入力するかを切り替える切替回路を具備することを特徴とする。
【００１１】
上記発明によれば、前記増幅回路の出力送信信号は切替回路により前記電力増幅回路に入力されるか、或いは前記電力増幅回路を迂回するバイパス回路に入力されるか切り替えられ、送信信号の出力レベルが可変される。
【００１２】
請求項２の発明は、前記請求項１において、前記切替回路は、前記増幅回路にその一部として組み込まれていることを特徴とし、
請求項３の発明は、前記請求項２において、前記増幅回路は、ベースに送信信号が入力される第１のトランジスタのコレクタと電源との間に、前記切替回路として、コレクタが前記電力増幅回路の入力側に接続された第２のトランジスタとコレクタが前記バイパス回路の入力側に接続された第３のトランジスタとを並列接続してなり、前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力する際には前記第２のトランジスタをオンすると共に前記第３のトランジスタをオフし、前記増幅回路の出力送信信号を前記バイパス回路に入力する際には前記第２のトランジスタをオフすると共に前記第３のトランジスタをオンすることを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、第１のトランジスタのコレクタと電源との間に並列接続され、第１のトランジスタを主構成要素とする増幅回路の一部として組み込まれた第２のトランジスタと第３のトランジスタとが切替回路として機能し、第２のトランジスタをオン且つ前記第３のトランジスタをオフとすると、前記増幅回路で増幅された送信信号が前記電力増幅回路に入力され、第２のトランジスタをオフ且つ前記第３のトランジスタをオンとすると、前記増幅回路で増幅された送信信号が前記バイパス回路に入力される。
【００１４】
請求項４の発明は、前記請求項１内視３のいずれかにおいて、前記移動無線端末の受信信号レベル或いは受信信号に含まれる送信出力制御信号に基づいて、前記切替回路により前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力するか、或いは同出力送信信号を前記バイパス回路に入力するかを切り替える制御部を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、制御部は前記移動無線端末の受信信号レベル或いはこの受信信号に含まれる送信出力制御信号に基づいて、前記切替回路により前記増幅回路の出力送信信号を前記電力増幅回路に入力するか、或いは同出力送信信号を前記バイパス回路に入力するかを切り替える。
【００１６】
請求項５の発明は、前記請求項１乃至４いずれかにおいて、前記切替回路により前記増幅回路の出力送信信号を前記バイパス回路に入力するようにした時、前記電力増幅回路の電力増幅動作を停止することを特徴とする。
【００１７】
上記発明によれば、前記増幅回路の出力送信信号を前記バイパス回路に入力して前記電力増幅回路を迂回させた時は前記電力増幅回路の電力増幅動作を停止する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る移動無線端末のＲＦフロントエンド部の構成例を示したブロック図である。但し、従来例と同様の部分には同一符号を付して説明する。移動無線端末のＲＦフロントエンド部は送受信用のアンテナ１と、このアンテナ１を受信系の低雑音増幅回路３の入力側に接続するか、送信系の電力増幅回路６の出力側に接続するかを切り替えるデュープレクサ２、アンテナ１で受信した受信信号を増幅する低雑音増幅回路３、この低雑音増幅回路３の後段に接続され、受信信号に所定の処理を施して受信信号１００を出力する受信信号処理回路４、低雑音増幅回路３の入力と出力を接続するバイパス回路２０をオン、オフするトランスファースイッチＳＷ１、送信信号２００を入力する増幅回路８、増幅回路８の出力信号を電力増幅する電力増幅回路６、増幅回路８の出力信号を電力増幅回路６を迂回して直接デュープレクサ２に入力するためのバイパス回路９、増幅回路８の出力信号を電力増幅回路６に入力するか、或いはバイパス回路９に入力するかを切り替える切替回路８１、及び切替回路８１を制御したり、電力増幅回路６のオン、オフを制御する制御部１０を有している。切替回路８１は、増幅回路８とは独立した構成、すなわち増幅回路８からの出力信号を電力増幅回路６に入力するか、或いはバイパス回路９に入力するかを切り替える切替回路であってもよいし、また増幅回路８に組み込まれた構成、すなわち増幅回路の一部を構成する素子が切替回路としての機能を有するものであってもよい。
【００１９】
図２は図１に対応する例えば携帯電話機等の移動無線端末の送信系回路部の具体的構成例を示した回路図であり、上述した、増幅回路の一部を構成する素子が切替回路としての機能を有する構成の一例を示すものである。電力増幅回路６はトランジスタＱ３と、トランジスタＱ３のベース側に挿入された入力インピーダンスＺ１０及び入力コンデンサＣ７、トランジスタＱ３のコレクタ側に挿入された出力インピーダンスＺ７及び出力コンデンサＣ６と、電源電圧ＶＣＣ１をトランジスタＱ１のコレクタに供給するための電源インピーダンスＺ８と、トランジスタＱ３をオン、オフさせるバイアス回路１３により構成されている。
【００２０】
増幅回路８はトランジスタＱ６と、トランジスタＱ６のベース側に挿入された入力コンデンサＣ８と入力インピーダンスＺ１３と、トランジスタＱ６のコレクタ側にそれぞれエミッタが接続された２つのトランジスタＱ４及びＱ５と、電源電圧ＶＣＣ２をトランジスタＱ４のコレクタに供給するためのインピーダンスＺ１１と、電源電圧ＶＣＣ２をトランジスタＱ５のコレクタに供給するためのインピーダンスＺ１２と、トランジスタＱ４をオン、オフさせるバイアス回路１４と、トランジスタＱ５をオン、オフさせるバイアス回路１６と、トランジスタＱ６をオン、オフさせるバイアス回路１６とにより構成されている。この増幅回路８における増幅信号出力端はトランジスタＱ４のコレクタ側とトランジスタＱ５のコレクタ側とにあり、トランジスタＱ４のコレクタ側の増幅信号出力端は、入力インピーダンスＺ１０、すなわち電力増幅回路６の入力側に接続され、トランジスタＱ５のコレクタ側の増幅信号出力端は、インピーダンスＺ９、すなわち当該素子とコンデンサＣ５との直列接続により構成されるバイパス回路９の入力側に接続されている。
【００２１】
次に本実施の形態の動作について説明する。受信系の動作は従来と同様であり、アンテナ１により受信されたＲＦ信号は、デュープレクサ２を介して低雑音増幅回路３に入力されて増幅される。増幅されたＲＦ信号は、受信信号処理回路４により通常行われる所定の信号処埋を施されて受信信号１００として出力される。ここで、トランスファースイッチＳＷ１は入力受信信号のピークレベルが設定値より大きな場合にオンし、アンテナ１で受信された受信信号は低雑音増幅回路３をバイパスし、受信信号処理回路４に直接入力される。
【００２２】
次に送信系の動作について説明する。今、送信系が最大電力で送信を行っているものとする。この場合、制御部１０はバイアス回路１３〜バイアス回路１６を制御して、トランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ６をオンとして正常動作状態にし、トランジスタＱ５をカットオフ状態にしている。この状態では、トランジスタＱ６のコレクタへの電源電圧ＶＣＣ２の供給はインピーダンスＺ１１及びトランジスタＱ４を介して行なわれるので、送信信号２００はトランジスタＱ６によって増幅されてトランジスタＱ４のコレクタ側の増幅信号出力端から出力され、電力増幅回路６の入力インピーダンスＺ１０に印加される。これにより、送信信号はトランジスタＱ３により電力増幅され、出力インピーダンスＺ７、コンデンサＣ６を介してデュープレクサ２に出力される。
【００２３】
その後、移動無線端末が基地局に近付くと、通話品質を一定に保持するために、制御部１０は受信した受信信号のレベルや受信信号中に含まれる送信出力制御信号に基づいて送信信号２００のレベルを絞るが、更に基地局に近付き、制御部１０が受信した受信信号のレベルや受信信号中に含まれる送信出力制御信号に基づいて、通話品質保持のために必要な送信電力が増幅回路８の最大出力電力を下回ると判断すると、制御部１０はバイアス回路１３〜バイアス回路１５を制御して、トランジスタＱ３及びＱ４をカットオフすると共にトランジスタＱ５をオンする。
【００２４】
これにより、トランジスタＱ６のコレクタへの電源電圧ＶＣＣ２の供給はインピーダンスＺ１２及びトランジスタＱ５を介して行なわれるので、送信信号２００はトランジスタＱ６によって増幅されてトランジスタＱ５のコレクタ側の増幅信号出力端から出力され、バイパス回路９のインピーダンスＺ９に印加される。つまり、送信信号は電力増幅回路６を迂回して直接デュープレクサ２に出力される。なお、トランジスタＱ６のベースへ入力する送信信号２００のレベルは、制御部１０がトランジスタＱ３、Ｑ４及びＱ５のオンオフ切り替えを行う毎に、制御部１０により適正なレベルに戻される。
【００２５】
制御部１０は受信した受信信号のレベルや受信信号中に含まれる送信出力制御信号に基づいて、上記のようにトランジスタＱ３、Ｑ４、Ｑ５をオン、オフすることにより、増幅回路８で増幅された送信信号を電力増幅回路６を通して電力増幅するか、或いはバイパス回路９を通して直接デュープレクサ２に入力するかを制御し、移動無線端末と基地局の距離などに応じて一定の通話品質レベルを保持するように、送信レベルを制御している。
【００２６】
本実施の形態によれば、増幅回路８の主構成要素であるトランジスタＱ６のコレクタと電源との間にトランジスタＱ４とトランジスタＱ５とを並列的に接続し、増幅回路８の一部として組み込んだこのトランジスタＱ４とトランジスタＱ５とを、増幅回路８の出力を電力増幅回路６に入力するか、バイパス回路９に入力して電力増幅回路６を迂回するかを切り替える切替回路としているので、換言すれば、切替回路として機能するトランジスタＱ４とトランジスタＱ５とは、増幅回路８の一部として組み込み、増幅した信号の伝送路中には設けていないので、送信信号の歪や挿入損失を抑えることができる。
【００２７】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、切替回路は、先述したように、増幅回路８とは独立した構成、すなわち増幅回路８からの出力信号を電力増幅回路６に入力するか、或いはバイパス回路９に入力するかを切り替える構成にしてもよい。この場合、切替回路は、増幅回路で増幅した信号の伝送路中に設けられることになるが、その挿入位置は電力増幅回路６の出力側ではないので、図１及び図２を参照して説明した従来技術に比べると、送信信号の歪や挿入損失を抑えることができる。また、上記実施の形態では、移動無線端末として携帯電話を例にとって説明したが、ＰＤＡや携帯型のパソコン等、無線通信機能を有する端末であれば同様に本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本願発明によれば、電力増幅回路の非バイパス時に送信信号の歪みの増大を無くし且つ消費電力の増大を無くして電力増幅回路のバイパス時の省電力効果を有効にすることができ、電池寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る移動無線端末のＲＦフロントエンド部の構成例を示したブロック図である。
【図２】図１に対応する移動無線端末の送信回路の具体的構成例を示した回路図である。
【図３】従来の移動無線端末のＲＦフロントエンド部の構成例を示したブロック図である。
【図４】図３に対応する移動無線端末の送信回路の具体的構成例を示した回路図である。
【符号の説明】
１　アンテナ
２　デュープレクサ
３　低雑音増幅回路
４　受信信号処理回路
６　電力増幅回路
８　増幅回路
９、２０　バイパス回路
１０　制御部
１３、１４、１５、１６　バイアス回路
８１　切替回路
Ｑ３〜Ｑ５　トランジスタ
ＳＷ１　トランスファースイッチ
【図１】
2004096422.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004096422.tif 000006