(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルターを用いてカプラを具現したデュアルバンド送信器を提供する。【解決手段】高域の第1バンド信号BS1の電力を増幅する第1RF増幅部111と、低域の第2バンド信号BS2の電力を増幅する第2RF増幅部121と、上記第1RF増幅部111の出力信号中一部の信号をカップリングする第1カップリングキャパシタC11と、上記第2RF増幅部121の出力信号中一部の信号をカップリングする第2カップリングキャパシタC21と、カップリングされた信号を高域通過させる第1フィルターFT1と、第2フィルターFT2とを含むフィルタリングカプラ140と、及び、上記フィルタリングカプラ140からの信号の大きさと予め設定された基準値とを比較しその差に応じて上記第1及び第2RF増幅部111、121の各バイアス電圧を調節する電力増幅制御部150とを含む。【選択図】図１
2005253036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルバンド移動通信端末機に適用されるデュアルバンド送信器において、
バイアス電圧に応じて決定される増幅率で高域の第1バンド信号(BS1)の電力を増幅する第1RF増幅部(111)と、
バイアス電圧に応じて決定される増幅率で低域の第2バンド信号(BS2)の電力を増幅する第2RF増幅部(121)と、
上記第1RF増幅部(111)の出力信号中一部の信号をカップリングする第1カップリングキャパシタ(C11)と、
上記第2 RF増幅部(121)の出力信号中一部の信号をカップリングする第2カップリングキャパシタ(C21)と、
上記第1カップリングキャパシタ(C11)を通してカップリングされた信号を高域通過させる第1フィルター(FT1)と、上記第2カップリングキャパシタ(C21)を通してカップリングされた信号を低域通過させる第2フィルター(FT2)とを含むフィルタリングカプラ(140)と、
上記フィルタリングカプラ(140)からの信号の大きさと予め設定された基準値とを比較しその差に応じて上記第1RF増幅部(111)または第2RF増幅部(121)のバイアス電圧を調節し各増幅率を制御する電力増幅制御部(150)と、
を含むことを特徴とするフィルタリングカプラを有するデュアルバンド送信器。 
【請求項２】
上記第1フィルター(FT1)は、
上記第1カップリングキャパシタ(C11)とフィルター出力端との間にキャパシターとインダクタを含む高域通過フィルターから成り、
上記第2フィルター(FT2)は、
上記第2カップリングキャパシタ(C21)とフィルター出力端との間にキャパシターとインダクタを含む低域通過フィルターから成ることを特徴とする請求項１に記載のフィルタリングカプラを有するデュアルバンド送信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯電話などの移動通信端末機に適用されるデュアルバンド送信器に関するもので、とりわけフィルターを用いてRF送信信号を検出するカプラを具現することにより、デュアルバンドのローバンド及びハイバンド間のアイソレーション特性を改善させることができ、また小型化及び集積化に有利なフィルタリングカプラを有するデュアルバンド送信器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話などの移動通信端末機における送信端にはアンテナを通して送出する送信信号の電力を増幅するための電力増幅器が用いられるが、この電力増幅器は適切な電力に送信信号を増幅させなければならない。電力増幅器の出力電力を調節する方法には、電力増幅器の出力端から方向性結合器を通して出力信号の一部を検出し該信号をショートキーダイオードを用いてDC電流に変換してから比較器を通して基準電圧と比較する閉ループ(closed loop)方式と、電力増幅器に印加される電圧や電流をセンシング(sensing)して電力を調節する開ループ(open loop)方式とがある。
【０００３】
上記閉ループ(closed loop)方式は従来の方式として精巧な電力制御が可能な利点があるが、回路具現の複雑性と、カプラによる損失により増幅器の効率を劣化させる欠点がある。また、上記開ループ(Open loop)方式は回路の具現が簡単で、現在広く用いられる方法であるが、電力の調節が精巧でない欠点がある。
【０００４】
最近は閉ループ(closed loop)方式に使用される部品らがIC化されながら回路の具現が簡単になってきており、また制御チップ(control chip)の性能が良くなり、使用される方向性結合器のカップリング(coupling)値が大きく下がり、方向性結合器による損失が大幅に減った。とりわけ、ランピングプロファイル(ramping profile)が重要となるGSM通信方式においては精巧な電力制御が可能な閉ループ(closed loop)方式が適用されている。
【０００５】
上記した閉ループ方式のデュアルバンド送信器を図4を参照しながら説明すると次のとおりである。
【０００６】
図4は従来のデュアルバンド送信器の構成図である。
【０００７】
図4に示したように、従来のデュアルバンド送信器は第1バンド信号(BS1)の電力を増幅する第1電力増幅部(11)と、上記第1電力増幅部(11)の出力信号中一部をサンプリングする第1カプラ(12)と、上記第1カプラ(12)によりサンプリングされた信号の大きさと予め設定された基準値とを比較して上記第1電力増幅部(11)の増幅率を制御する第1電力増幅制御部(13)と、上記第1カプラ(12)を通した信号を低域通過させる第1低域通過フィルター(14)と、第2バンド信号(BS2)の電力を増幅する第2電力増幅器(21)と、上記第2電力増幅器(21)の出力信号中一部をサンプリングする第2カプラ(22)と、上記第2カプラ(22)によりサンプリングされた信号の大きさと予め設定された基準値とを比較して上記第2電力増幅部(21)の増幅率を制御する第2電力増幅制御部(23)と、上記第2カプラ(22)を通した信号を低域通過させる第2低域通過フィルター(24)と、上記第1低域通過フィルター(14)の出力信号または上記第2低域通過フィルター(24)からの信号を選択して送信アンテナ(ANT)に出力するスイッチ(25)とを含む。
【０００８】
このように、従来のデュアルバンド送信器はローバンド(low band)、ハイバンド(high band)の両経路(path)から成り、各経路は選択的に一経路のみ動作される。こうしたデュアルバンド送信器が適用される端末機において、RF電力送出時各電力増幅部から出力された信号は方向性カプラ(directional coupler)を通して信号の一部をカップリングさせ、このカップリングされた信号は検出用ダイオードを通して特定レベルの大きさを有する電圧に変換された後、基準レベルと比較して所望の電力となるよう電力増幅部のバイアスを調整する。
【０００９】
図5は図4の方向性カプラの特性図である。
【００１０】
図5(a)に示したように、図4の方向性カプラは略800MHzのローバンドにおいては略-20dB程の信号減衰が発生し、図5(b)に示したように、略1900MHzのハイバンドにおいては略-15dB程の信号減衰が発生する。
【００１１】
しかし、こうした従来のデュアルバンド送信器においては、デュアルバンド信号、即ち略800MHz台のローバンド及び略1900MHz台のハイバンド夫々に対する電力を制御するために2個のカプラ、2個の電力増幅制御部を具備しなければならず、各電力増幅制御部はダイオード及び比較器などを含む複雑な回路から成らなければならないので、小型化及び集積化に限界を伴う問題がある。
【００１２】
例えば、方向性カプラのカップリング値を略900MHzにおいて19dB、略1.9GHz帯域において14dBで設計し、基板に具現する場合にラインの大きさ、即ちライン幅(w)及びライン長さ(L)を見ると、900MHzにおいてはw=0.38mm及びL=20mmで、1900MHzにおいてはw=0.38mm及びL=10mmである。
【００１３】
これによると、方向性カプラの特性が誘電体の長さに敏感に影響されるのでラインの長さが大変長くなり、PCB上にこうした大きさの方向性結合器を2個具現し、また各バンドに必要な素子を構成しなければならないので、小型化が大変困難である。
【００１４】
また、最近は部品集積化のためにIPD(Integrated passive Device)工程を広く用いるが、IPD工程は部品の寸法に応じて価格が大きく上昇するので、こうした構造のカプラを使用する場合、寸法が大きくなってしまいIPD使用による利点が減る。
【００１５】
一方、図4に示したようなデュアルバンド送信器の複雑性を減らすために、図6に示したようなデュアルバンド送信器が提案されている。
【００１６】
図6は従来の他デュアルバンド送信器の構成図である。
【００１７】
図6に示したように、従来のデュアルバンド送信器は第1バンド信号(BS1)の電力を増幅する第1RF増幅部(31)と、第2バンド信号(BS2)の電力を増幅する第2RF増幅部(32)と、上記第1RF増幅部(31)の出力信号及び上記第2RF増幅部(32)の出力信号中一部を夫々サンプリングする単一カプラ(33)と、上記単一カプラ(33)からの信号を後端にマッチングさせるマッチング回路部(34)と、上記マッチング回路部(34)を通して、上記単一カプラ(33)によりサンプリングされた信号の大きさと予め設定された基準値とを比較し上記第1RF増幅部(31)の増幅率または上記第2 RF増幅部(32)の増幅率を夫々制御する電力増幅制御部(35)とを含む。
【００１８】
また、上記単一カプラ(33)は第1バンド信号ライン(SL1)と第2バンド信号ライン(SL2)とを含み、上記両バンド信号ラインに隣接したカップリングライン(SL3)を含むが、該カップリングラインは両バンドに共通に使用され、また上記カップリングラインの接地側ポートは50オームの抵抗(RT)で接地される。該カプラのカップリングファクター(coupling factor)はカップリングラインと信号ライン同士の間隔と隣接長さにより決定されるが、通常λ/4の長さが用いられる。
【００１９】
こうしたデュアルバンド送信器の単一カプラ(33)はカップリングされたラインを一つで使用することにより、両バンドにおいてカップリングされた信号が一つのポートに出力される。こうして、カプラ自体の寸法が縮減し、検出用ダイオード及び比較器などが一つだけ使用されるので、回路の構成面においても図4のカプラよりはずっと簡単になる。
【００２０】
図7は図3の方向性カプラの特性図である。
【００２１】
図7(a)に示したように、図6の単一カプラは略800MHzのローバンドにおいては略-20dB程度の信号減衰が発生し、図7(b)に示したように、略 1900MHzのハイバンドにおいては略-15dB程度の信号減衰が発生する。
【００２２】
しかし、図7(c)に示したように、800MHzのローバンドと1900MHzのハイバンドとの両バンド間アイソレーション特性は良くないことがわかる。
【００２３】
また、カップリングラインを共通に具現するので、ローバンド経路とハイバンド経路が相互近接し、両経路間アイソレーション(isolation) 特性が劣化する欠点がある。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
本発明は上記した問題を解決するために案出されたもので、その目的はフィルターを用いてRF送信信号を検出するカプラを具現させることにより、デュアルバンドのローバンド及びハイバンド間アイソレーション特性を改善させることができ、また小型化及び集積化に有利なフィルタリングカプラを有するデュアルバンド送信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記した本発明の目的を成し遂げるために、本発明のフィルタリングカプラを有するデュアルバンド送信器は、デュアルバンド移動通信端末機に適用されるデュアルバンド送信器において、バイアス電圧に応じて決定される増幅率で高域である第1バンド信号の電力を増幅する第1 RF増幅部と、バイアス電圧に応じて決定される増幅率で低域である第2バンド信号の電力を増幅する第2 RF増幅部と、上記第1 RF増幅部の出力信号中一部の信号をカップリングする第1カップリングキャパシタと、上記第2 RF増幅部の出力信号中一部の信号をカップリングする第2カップリングキャパシタと、上記第1カップリングキャパシタを通してカップリングされた信号を高域通過させる第1フィルターと、上記第2カップリングキャパシタを通してカップリングされた信号を低域通過させる第2フィルターとを含むフィルタリングカプラと、上記フィルタリングカプラからの信号の大きさと予め設定された基準値とを比較しその差に応じて上記第1RF増幅部または第2RF増幅部のバイアス電圧を調節して各増幅率を制御する電力増幅制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
上述したような本発明によると、携帯電話などの移動通信端末機に適用されるデュアルバンド送信器において、フィルターを利用してRF送信信号を検出するカプラを具現することにより、デュアルバンドのローバンド及びハイバンド間のアイソレーション特性を改善させることができ、また小型化及び集積化に有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましき実施例を添付の図を参照しながら詳しく説明する。
【００２８】
本発明が参照する図において実質的に同一な構成と機能を有する構成要素には同一符号を付している。
【００２９】
図1は本発明によるカプラを有するデュアルバンド送信器の構成図である。
【００３０】
図1によると、本発明によるデュアルバンド送信器はデュアルバンド移動通信端末機に適用され、これはバイアス電圧に応じて決定される増幅率で高域の第１バンド信号(BS1)の電力を増幅する第1RF増幅部(111)と、バイアス電圧に応じて決定される増幅率で低域の第2バンド信号(BS2)の電力を増幅する第2RF増幅部(121)と、上記第1RF増幅部(111)の出力信号中一部の信号をカップリングする第1カップリングキャパシタ(C11)と、上記第2RF増幅部(121)の出力信号中一部の信号をカップリングする第2カップリングキャパシタ(C21)と、上記第1カップリングキャパシタ(C11)を通してカップリングされた上記第1RF増幅部(111)の出力信号または上記第2カップリングキャパシタ(C21)を通してカップリングされた上記第2RF増幅部(121)の出力信号をフィルタリングするフィルタリングカプラ(140)と、上記フィルタリングカプラ(140)からの信号の大きさと予め設定された基準値とを比較しその差に応じて上記第1RF増幅部(111)または第2RF増幅部(121)のバイアス電圧を調節し各増幅率を制御する電力増幅制御部(150)とを含む。
【００３１】
ここで、上記第1、第2RF増幅部(111、121)は次の段階のインピーダンスマッチングのためのマッチング回路部を夫々含むことができ、上記電力増幅制御部(150)は上記フィルタリングカプラ(140)からの信号を安定した電圧に変換するためのダイオードなどの素子を含むことができる。
【００３２】
上記フィルタリングカプラ(140)は上記第1カップリングキャパシタ(C11)を通してカップリングされた上記第1RF増幅部(111)の出力信号を高域通過させる第1フィルター(FT1)と、上記第2カップリングキャパシタ(C21)を通してカップリングされた上記第2RF増幅部(121)の出力信号を低域通過させる第2フィルター(FT2)とを含む。
【００３３】
図2は本発明によるフィルターを利用したカプラ回路図である。
【００３４】
図2によると、上記第1フィルター(FT1)は上記第1カップリングキャパシタ(C11)とフィルター出力端との間に、キャパシター(C1)とインダクタ(L1)を含む高域通過フィルターから成る。
【００３５】
上記第2フィルター(FT2)は上記第2カップリングキャパシタ(C21)とフィルター出力端との間に、キャパシター(C2)とインダクタ(L2)を含む低域通過フィルターから成る。
【００３６】
図3は図6のカプラの特性図である。
【００３７】
図3(a)には略800MHzのローバンドに対して図1のフィルタリングカプラの信号カップリング特性を示し、図3(b)には略1900MHzのハイバンドに対して図1のフィルタリングカプラの信号カップリング特性を示しており、そして図3(c)には略800MHzのローバンドと略1900MHzのハイバンドの両バンド間のアイソレーション特性を示している。
【００３８】
ここで、図中説明しない符号である112及び113は第1及び第2低域通過フィルターで、130は信号選択部で、TL1及びTL2は上記第1 RF増幅部(111)及び第2 RF増幅部(121)の出力伝送ラインである。
【００３９】
以下、本発明の作用及び効果を添付の図に基づき詳しく説明する。
【００４０】
本発明は携帯電話などの移動通信端末機に適用されるデュアルバンド送信器において、フィルターを利用してRF送信信号を検出するカプラを具現させ、デュアルバンドのローバンド及びハイバンド間のアイソレーション特性を改善できるもので、これについては図1ないし図3を参照しながら説明する。
【００４１】
図1によると、先ず、本発明の第1RF増幅部(111)はバイアス電圧に応じて決定される増幅率で高域の第1バンド信号(BS1)の電力を増幅させて出力し、または本発明の第2 RF増幅部(121)はバイアス電圧に応じて決定される増幅率で低域の第2バンド信号(BS2)の電力を増幅させて出力する。ここで、第1バンド信号(BS1)は略1800MHzのGSM1800(DCS1800)または略1900MHzのGSM1900(PCS1900)となることができ、上記第2バンド信号(BS2)は略900MHzのGSM900(GSM)になることができる。
【００４２】
次いで、上記第1RF増幅部(111)の出力信号中一部の信号は第1カップリングキャパシタ(C11)によりカップリングされフィルタリングカプラ(140)に提供され、または上記第2RF増幅部(121)の出力信号中一部の信号は第2カップリングキャパシタ(C21)によりカップリングされ上記フィルタリングカプラ(140)に提供される。
【００４３】
この際、上記フィルタリングカプラ(140)は上記第1カップリングキャパシタ(C11)を通してカップリングされた上記第1RF増幅部(111)の出力信号または上記第2カップリングキャパシタ(C21)を通してカップリングされた上記第2RF増幅部(121)の出力信号をフィルタリングするが、これについては図2及び図3を参照しながら詳しく説明する。
【００４４】
図2によると、上記フィルタリングカプラの第1フィルター(FT1)は上記第1カップリングキャパシタ(C11)を通してカップリングされた上記第1 RF増幅部(111)の出力信号を高域通過させ、また上記フィルタリングカプラの第2フィルター(FT2)は上記第2カップリングキャパシタ(C21)を通してカップリングされた上記第2 RF増幅部(121)の出力信号を低域通過させる。
【００４５】
ここで、上記第1フィルター(FT1)はキャパシター(C1)とインダクタ(L1)により決定される遮断周波数以上の周波数を通過させ、上記第2フィルター(FT2)はキャパシター(C2)とインダクタ(L2)により決定される遮断周波数以下の周波数を通過させる。
【００４６】
こうした上記フィルタリングカプラ(140)の第1フィルター(FT1)及び第2フィルター(FT2)により、第1バンド信号(BS1)と第2バンド信号(BS2)は夫々信号の干渉無しで電力増幅制御部(150)に提供されるが、これについては図3を参照しながら説明する。
【００４７】
図3は図2のカプラの特性図である。
【００４８】
図3(a)に示したように、図1の単一カプラは略800MHzのローバンドにおいては略-20dB程の信号減衰が発生し、図3(b)に示したように、略1900MHzのハイバンドにおいては略-15dB程の信号減衰が発生する。
【００４９】
そして、図3(c)に示したように、800MHzのローバンドと1900MHzのハイバンドの両バンド間のアイソレーション特性は優れていることがわかる。
【００５０】
次に、上記電力増幅制御部(150)は上記フィルタリングカプラ(140)からの信号の大きさと予め設定された基準値とを比較しその差に応じて上記第1RF増幅部(111)または第2RF増幅部(121)のバイアス電圧を調節し各増幅率を制御する。
【００５１】
上述したような本発明は、従来の方向性カプラの方式から脱皮して新たなフィルタリングカプラを送信器に採用し、こうしたフィルタリングカプラのカップリングファクターは信号ラインに連結されたカップリングキャパシタにより決定され、例えば第1バンド信号に該当するDCSラインと第2バンド信号に該当するGSMラインの間に連結されたカップリングフィルターにより、上記両バンド信号間に十分なアイソレーション(isolation)を確保することができる。
【００５２】
以上の説明は本発明の具体的な実施例に関する説明に過ぎず、本発明はこうした具体的な実施例に限定されるわけではなく、また本発明に係わる上述した具体的な実施例からその構成の多様な変更及び改造が可能なことは本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者にとっては明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるカプラを有するデュアルバンド送信器の構成図である。
【図２】本発明によるフィルターを用いたカプラ回路図である。
【図３】は図6のカプラの特性図である。
【図４】従来のデュアルバンド送信器の構成図である。
【図５】図4の方向性カプラの特性図である。
【図６】従来の他デュアルバンド送信器の構成図である。
【図７】図6の方向性カプラの特性図である。
【符号の説明】
【００５４】
111  第1RF増幅部
112  第1低域通過フィルター
121  第2RF増幅部
122  第2低域通過フィルター
130  信号選択部
140  フィルタリングカプラ
150  電力増幅制御部
BS1  第1バンド信号
BS2  第2バンド信号
C11  第1カップリングキャパシタ
C21  第2カップリングキャパシタ
FT1  第1フィルター
FT2  第2フィルター 
【図１】
2005253036.tif 000003
【図２】
2005253036.tif 000004
【図３】
2005253036.tif 000005
【図４】
2005253036.tif 000006
【図５】
2005253036.tif 000007
【図６】
2005253036.tif 000008
【図７】
2005253036.tif 000009