(57)【要約】【課題】  通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力の小さな無線通信用回路、および、それを用いた無線通信装置を実現する。【解決手段】  送信すべき電力が変化すると、制御部４１は、当該電力に応じてＩＱ変復調処理部６のゲインを制御するように、ＡＧＣ制御部２２を指示する。スイッチ４２は、制御部４１の指示に基づいて、無線モジュール１４の電源電圧Ｖ１〜Ｖ３のうち、送信すべき電力に応じた電源電圧を選択して、パワーアンプ１０へ供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された信号を増幅してアンテナへ出力する増幅器が設けられた無線通信用回路において、
当該無線通信用回路に含まれる上記増幅器以外の回路と、当該無線通信用回路に電気的に接続された上記増幅器以外の回路とのうちの少なくとも１つの回路へ供給される予め定められた複数の定電圧のうちから、いずれかを選択し、上記増幅器へ電源電圧として供給するスイッチと、
上記増幅器の出力すべき電力に応じて、上記スイッチを切り換える制御手段とを備えていることを特徴とする無線通信用回路。
【請求項２】
上記制御手段は、上記複数の定電圧のうち、上記増幅器が上記出力すべき電力を出力可能な定電圧であって、しかも、できるだけ低い定電圧を選択するように、上記スイッチを制御することを特徴とする請求項１記載の無線通信用回路。
【請求項３】
上記増幅器のゲインは、上記各定電圧が電源電圧として供給された場合に、供給される定電圧に対応して予め定められたゲインになるように設定されており、
上記制御手段は、上記スイッチに上記複数の定電圧のいずれかを選択させることによって、上記増幅器のゲインを制御することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信用回路。
【請求項４】
上記出力すべき電力の中には、秘匿通信用の通信電力として予め定められ、通常の通信よりも低い通信電力で送信するための出力電力が含まれていることを特徴とする請求項１、２または３記載の無線通信用回路。
【請求項５】
上記秘匿通信用の通信電力は、距離が４〔ｍ〕以内の機器と通信するための値に設定されていることを特徴とする請求項４記載の無線通信用回路。
【請求項６】
上記秘匿通信用の通信電力Ｘ〔ｄＢｍ〕は、〔ｍＷ〕表記したときの通信電力をＰｏｕｔ、Ｘ〔ｄＢｍ〕＝１０・ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ〔ｍＷ〕／１〔ｍＷ〕）とするとき、−１０〔ｄＢｍ〕以下に設定されていることを特徴とする請求項４記載の無線通信用回路。
【請求項７】
上記秘匿通信用の通信電力は、当該無線通信用回路を含む機器に接触している機器と通信するための値に設定されていることを特徴とする請求項４記載の無線通信用回路。
【請求項８】
上記秘匿通信用の通信電力は、通信相手の最低受信可能電力を基準にして、＋１０〔ｄＢ〕から２０〔ｄＢ〕の範囲に設定されていることを特徴とする請求項４記載の無線通信用回路。
【請求項９】
入力された信号を変調して上記増幅器へ出力する変調回路と、
上記スイッチの切り換えに連動して、上記変調回路のゲインを変更する変調ゲイン調整回路とを備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の無線通信用回路。
【請求項１０】
入力された信号を変調して上記増幅器へ出力する変調回路と、
上記増幅器の出力電力の検出結果に基づいて、上記変調回路のゲインを変更すると共に、上記スイッチの切り換えに連動して、上記増幅器が飽和しないように、上記変調回路のゲインの制御方法を変更する変調ゲイン調整回路とを備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の無線通信用回路。
【請求項１１】
前記各定電圧を供給する電源を備え、当該電源の供給する上記各定電圧の少なくとも１つのレベルが変更可能であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の無線通信用回路。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項記載の無線通信用回路を有し、携帯型であることを特徴とする無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）または携帯電話などのモバイル機器と、あるいは、ＡＤＳＬモデム、無線アクセスポイントまたは無線ルータなどの通信端末装置と、あるいは、ＴＶまたはＤＶＤなどの民生ＡＶ機器と接続され、例えば、IEEE802.11の各規格に対応する無線通信技術やブルートゥース（Bluetooth ：登録商標）などのスペクトラム拡散（Spread Spectrum ）技術を利用した無線通信機能を有するカード型無線通信装置をはじめとした、種々の無線通信用回路、および、それを有する無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、スペクトラム拡散の無線について以下に説明する。一般に、スペクトラム拡散技術を利用した通信においては、送信側にて音声等の入力ベースバンド信号が変調された変調信号が、拡散符号を使用してスペクトラム拡散された後、高周波信号として通信相手側に送信される。また、受信側では、通信相手側より受信されたスペクトラム拡散信号が、送信側と同一の拡散符号を使用して復調（逆拡散）される。
【０００３】
そして、スペクトラム拡散技術を利用した通信方式には、直接拡散（ＤＳ： Direct Spread）方式と、周波数ホッピング方式とがある。直接拡散方式は、狭帯域変調波に拡散符号を乗算しながら拡散を行い、ある連続した周波数帯域を均一に使用するものである。一方、周波数ホッピング方式は、拡散符号で、通信相手との通信を行う際の搬送波の周波数をランダムに切り換えることで、周波数帯域内に信号を拡散するものであり、例えば、ブルートゥース等がある。
【０００４】
以下に、従来のカード型無線通信装置について説明する。図１２は、従来のカード型無線通信装置の概略的構成を示すブロック回路図である。図１２の従来のカード型無線通信装置１００は、以下の回路構成からなる。アンテナ１０１は、受信回路部１０２と送信回路部１０７とにそれぞれ接続されている。
【０００５】
受信回路部１０２は、増幅器１０３、ミキサ回路１０４および復調回路１０５からなり、アンテナ１０１は、増幅器１０３、ミキサ回路１０４、復調回路１０５を介して、ベースバンド信号処理回路部１１１に接続されている。
【０００６】
また、送信回路部１０７は、変調回路１１０、ミキサ回路１０９および増幅器１０８からなり、ベースバンド信号処理回路部１１１は、変調回路１１０、ミキサ回路１０９、増幅器１０８を介して、アンテナ１０１に接続されている。そして、ミキサ回路１０４およびミキサ回路１０９には、局部発振器１０６が接続されている。
【０００７】
また、ベースバンド信号処理回路部１１１は、インタフェース回路部１１２を介して、コネクタ１１５に接続され、さらに、受信回路部１０２、送信回路部１０７およびベースバンド信号処理回路部１１１のそれぞれには、回路制御部１１３が接続されている。また、電源部１１４は、コネクタ１１５およびカード型無線通信装置１００の上記の各回路に接続されている。
【０００８】
次に、図１２の従来のカード型無線通信装置１００の動作について説明する。受信側において、アンテナ１０１で受信した通信相手側からのスペクトラム拡散信号（例えば２．４ＧＨｚ帯）は、増幅器１０３により増幅され、ミキサ回路１０４に印加される。前記受信高周波信号は、ミキサ回路１０４および復調回路１０５によってベースバンド信号に復調され、ベースバンド信号処理回路部１１１によって必要な信号処理が行われ、インタフェース回路部１１２を介してコネクタ１１５より図示しないパーソナルコンピュータ等の情報端末装置に出力される。
【０００９】
送信側において、図示しないパーソナルコンピュータ等の情報端末装置から、コネクタ１１５、インタフェース回路部１１２を介して入力されたデータ入力信号は、ベースバンド信号処理回路部１１１によって必要な信号処理が行われ、変調回路１１０およびミキサ回路１０９によってスペクトラム拡散信号（例えば２．４ＧＨｚ帯）にスペクトラム拡散された後、増幅器１０８によって増幅され、アンテナ１０１から、通信相手側に送信される。
【００１０】
回路制御部１１３は、受信回路部１０２、送信回路部１０７およびベースバンド信号処理回路部１１１のそれぞれの動作を制御しており、電源部１１４は、図示しないパーソナルコンピュータ等の情報端末装置から、コネクタ１１５を介して供給される電源を入力し、カード型無線通信装置１００の内部の前記各回路に電源＋Ｂを供給する。
【００１１】
局部発振器１０６は、各ミキサ回路１０４、１０９のそれぞれが、動作をするのに必要な周波数信号（例えば２．４ＧＨｚ）を発生する。
【００１２】
無線部のＲＦ信号の制御について、各種の通信機器では、周波数やレベルの異なる信号をそれぞれ周波数変換して変復調するもので、安定した変復調特性が必要とされる。
【００１３】
そのとき、最も重要なファクタの１つとして、入力ダイナッミックレンジと呼ばれるものがある。これはどれだけ微弱な入力信号から強力な入力信号までを安定して受信し、復調できるかを示す指標である。
【００１４】
このダイナミックレンジについては、送受信回路を備えた無線通信装置では、主に送信(高周波)電力値と受信感度、歪特性などのパラメータによって決定される。
【００１５】
通信可能なエリアを広くするための１つの方法として、従来、親機（アクセスポイント若しくはルータ等の機器、送信ボックスなど）と子機間の距離が近い場合は、受信機の入力段のアッテネータ回路を用いたり、低雑音アンプやＩＦアンプなどのＧＡＩＮ(利得)を下げたりすることで、強入力信号に対する歪特性を劣化させないようにして実現していた（特許文献１参照）。
【００１６】
図１３は、この従来例のブロック図を示すものである。図１３においてアッテネータ回路（ＲＦ  ＡＴＴ）１４０は、高周波入力信号の入力端子１２１と高周波増幅器１２８との間に設けられ、高周波増幅器１４１と減衰器１４２と、当該高周波増幅器１４１および減衰器１４２の一方を選択して、上記入力端子１２１へ接続するスイッチ１４３と、当該高周波増幅器１４１および減衰器１４２の一方を選択して、上記高周波増幅器１２８へ接続するスイッチ１４４とにより構成されている。
【００１７】
なお、図１３においては、高周波バンドパスフィルタ（ＲＦＢＰＦ）１２９、混合器（ＭＩＸＥＲ）１３０、第１の電圧制御発振器（ＶＣＤ１）１３１、第１の中間周波増幅器（ＩＦＡＭＰ）１３２、中間周波のバンドパスフィルタ１３３、第２の中間周波増幅器１３４、ＦＭ検波器（ＦＭＤＥＴ）１３５、第２の電圧制御発振器１３６、および、検波信号を出力する出力端子１３７が設けられている。これらは従来周知の回路であるので、それらの説明を省略する。
【特許文献１】実開平４−１１６４４０号公報（公開日：１９９２年１０月１９日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、特に、携帯型の無線通信装置では、稼動時間を延長するために、消費電力の削減が求められている。ここで、送信電力を増幅するパワーアンプとして、アッテネータ回路（ＲＦ  ＡＴＴ）１４０と同様の回路を設け、状況に応じて送信電力を変更すると、余り大きな送信電力が必要ではない場合は、送信電力を低下させることによって、通信可能な範囲を狭めることなく、消費電力を削減できる。
【００１９】
ただし、パワーアンプの電源電圧を固定する構成では、パワーアンプの消費電力を充分には低減することが難しく、さらなる消費電力の削減が求められている。なお、消費電力および占有面積は、携帯型の無線通信装置で特に低減することが求められているが、据え置き型の機器であっても、消費電力および占有面積を低減することが望ましい。
【００２０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力の小さな無線通信用回路、および、それを用いた無線通信装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る無線通信用回路は、上記課題を解決するために、入力された信号を増幅してアンテナへ出力する増幅器が設けられた無線通信用回路において、当該無線通信用回路に含まれる上記増幅器以外の回路と、当該無線通信用回路に電気的に接続された上記増幅器以外の回路とのうちの少なくとも１つの回路へ供給される予め定められた複数の定電圧のうちから、いずれかを選択し、上記増幅器へ電源電圧として供給するスイッチと、上記増幅器の出力すべき電力に応じて、上記スイッチを切り換える制御手段とを備えていることを特徴としている。
【００２２】
なお、上記増幅器以外の回路は、無線通信用回路に含まれる回路、あるいは、無線通信用回路と電気的に接続された回路（例えば、無線通信用回路を含む無線通信装置などに含まれる回路）であればよく、例えば、送信すべきデータを生成するデータ処理回路、当該データ処理回路が送信すべきデータを生成するために参照するデータが格納された記録装置、および、上記送信すべきデータを変調する変調回路などのように、上記増幅器への信号を生成するために用いられる回路（信号源）が挙げられる。また、増幅器以外の回路は、無線通信用回路に含まれる回路、あるいは、無線通信用回路と電気的に接続された回路であれば、例えば、ホストコンピュータとのインターフェース回路、増幅器への信号生成とには使用されないメモリ回路、あるいは、音声や映像データ処理用の回路であってもよい。
【００２３】
上記構成において、制御手段は、上記増幅器の出力すべき電力に応じて、各定電圧のいずれかをスイッチに選択させて増幅器へ供給させ、増幅器は、当該定電圧を電源電圧として、入力された信号（例えば、上記信号源からの信号など）を増幅してアンテナへ出力する。
【００２４】
この結果、アンテナから出力される無線信号の送信電力を変更できる。したがって、例えば、通信相手が比較的近距離に配置されている場合など、送信電力が余り大きくなくても通信できる場合には、増幅器の電源電圧を下げて消費電力を削減できる。一方、例えば、通信相手が比較的遠距離に配置されている場合など、送信電力が大きくないと通信できない場合には、増幅器の電源電圧を上げて、必要な通信電力で無線信号を送信できる。
【００２５】
ここで、一般に、無線通信装置の増幅器の消費電力は、基本的に、消費電流×電源電圧であり、増幅器の出力可能な通信電力は、電源電圧が低くなる程低下する。したがって、送信電力を固定する構成では、送信電力が大きくないと通信できない場合に備えて、増幅器の電源電圧を高く設定すると、余り送信電力を必要としない場合の消費電力が増大してしまう。一方、送信電力を固定する構成において、増幅器の電源電圧を、余り送信電力を必要としない場合に適した電源電圧に設定すると、送信電力を余り大きくできず、遠くと通信できなくなってしまう。
【００２６】
これに対して、上記構成では、必要に応じて送信電力を変更すると共に、増幅器の電源電圧を変更するので、送信電力が一律の構成、および、増幅器の電源電圧が固定されている構成と比較して、通信可能な範囲を狭めることなく、無線通信用回路の消費電力を大幅に削減できる。
【００２７】
さらに、スイッチによって選択される定電圧は、信号源へ供給される定電圧なので、信号源を含むシステムであれば、新たに電圧生成用の回路を設けるまでもなく、信号源を動作させるために既に存在している。したがって、電圧生成用の回路を設ける場合と比較して、回路規模や消費電力を削減できる。
【００２８】
これらの結果、通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力の小さな無線通信用回路を実現できる。
【００２９】
また、上記構成に加えて、上記制御手段は、上記複数の定電圧のうち、上記増幅器が上記出力すべき電力を出力可能な定電圧であって、しかも、できるだけ低い定電圧を選択するように、上記スイッチを制御してもよい。
【００３０】
ここで、上記制御手段は、上記複数の定電圧のうち、上記増幅器が上記出力すべき電力を出力可能な定電圧を上記スイッチに選択させており、しかも、ある時点において選択されている定電圧が、他の時点において選択されている定電圧よりも低くなるように、スイッチを制御できれば、無線通信用回路の消費電力を削減できる。ただし、上記のように、できるだけ低い定電圧を選択するように、スイッチを制御することによって、さらに消費電力を削減できる。
【００３１】
さらに、上記構成に加えて、上記増幅器のゲインは、上記各定電圧が電源電圧として供給された場合に、供給される定電圧に対応して予め定められたゲインになるように設定されており、上記制御手段は、上記スイッチに上記複数の定電圧のいずれかを選択させることによって、上記増幅器のゲインを制御してもよい。
【００３２】
当該構成では、スイッチが増幅器へ供給する電源電圧を変更して増幅器のゲインを変更することによって、送信電力を変更しているので、信号源から増幅器を介してアンテナへ出力されるまでの信号経路上にスイッチを設けなくても、送信電力を変更できる。
【００３３】
ここで、ゲインが互いに異なる複数の信号経路を設け、スイッチによって、いずれの信号経路を介してアンテナへ信号を出力するかを切り換える場合は、信号がスイッチを経由して伝送されるので、スイッチとして、信号を支障なく伝送できる程度に高速なスイッチを使用する必要があり、スイッチの消費電力および損失並びに集積した場合の占有面積が増大しがちである。
【００３４】
これに対して、上記構成では、スイッチは、いずれの定電圧を増幅器へ供給するかを選択するだけでよいので、信号を伝送するためのスイッチを設ける構成と比較して、消費電力および集積した場合の占有面積が大幅に小さなスイッチで充分である。また、信号を伝送するためのスイッチを設ける構成とは異なり、ゲインを変更するためのスイッチが電源電圧の供給経路上に設けられているので、当該スイッチに起因する信号の損失も発生しない。したがって、通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力のさらに小さな無線通信用回路を実現できる。なお、増幅器の電源電圧を変更して増幅器のゲインを制御しているので、上述したように、増幅器の電源電圧が固定されている構成と比較して、増幅器の消費電力を大幅に削減できる。
【００３５】
また、上記構成に加えて、上記出力すべき電力の中には、秘匿通信用の通信電力として予め定められ、通常の通信よりも低い通信電力で送信するための出力電力が含まれていてもよい。当該秘匿通信用の通信電力は、例えば、距離が４〔ｍ〕以内の機器と通信するための値に設定されていてもよいし、上記秘匿通信用の通信電力は、上記秘匿通信用の通信電力Ｘ〔ｄＢｍ〕は、〔ｍＷ〕表記したときの通信電力をＰｏｕｔ、Ｘ〔ｄＢｍ〕＝１０・ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ〔ｍＷ〕／１〔ｍＷ〕）とするとき、−１０〔ｄＢｍ〕以下に設定されていてもよい。また、上記秘匿通信用の通信電力は、当該無線通信用回路を含む機器（例えば、無線通信用回路を含む無線通信装置など）に接触している機器と通信するための値に設定されていてもよいし、通信相手の最低受信可能電力を基準にして、＋１０〔ｄＢ〕から２０〔ｄＢ〕の範囲に設定されていてもよい。
【００３６】
上記構成では、無線通信用回路は、秘匿通信用の通信電力として予められ、通常の通信よりも低い通信電力で、上記アンテナから信号を送信する。したがって、通常の送信電力で通信する場合よりも通信範囲を制限でき、正規の通信相手との通信を、不所望な機器に受信される可能性を低減でき、より安全に通信できる。
【００３７】
ここで、秘匿通信用の通信電力は、通常の通信よりも低いので、電源電圧を固定して、増幅器のゲインコントロールのみで、通信電力を制限しようとすると、秘匿通信用の通信電力が低いにも拘わらず、増幅器の消費電力の削減が難しい。ところが、上記構成では、上記制御手段は、スイッチの切り換えによって、増幅器の電源電圧を変更しているので、電源電圧が固定の場合と比較して、消費電力を低減でき、通常の通信時よりも大幅に小さな消費電力で、当該秘匿通信できる。
【００３８】
なお、この場合であっても、スイッチがいずれの定電圧を増幅器へ供給するかによって増幅器の電源電圧が制御されている。ここで、無線通信用回路または無線通信用回路に電気的に接続された回路の必要とする定電圧のレベルの数は、一般に２より大きい。したがって、スイッチが選択可能な電源ラインの数を増やすだけで、何ら支障なく、秘匿通信時に選択される定電圧を増幅器へ供給できる。
【００３９】
さらに、上記構成に加えて、入力された信号を変調して上記増幅器へ出力する変調回路と、上記スイッチの切り換えに連動して、上記変調回路のゲインを変更する変調ゲイン調整回路とを備えていてもよい。また、上記構成に加えて、入力された信号を変調して上記増幅器へ出力する変調回路と、上記増幅器の出力電力の検出結果に基づいて、上記変調回路のゲインを変更すると共に、上記スイッチの切り換えに連動して、上記増幅器が飽和しないように、上記変調回路のゲインの制御方法を変更する変調ゲイン調整回路とを備えていてもよい。
【００４０】
これらの構成では、変調ゲイン調整回路のゲインがスイッチに連動して調整されるので、変調回路および増幅器のゲインの合計を所望のゲインに設定することができ、無線通信用回路の通信電力を所望の値に設定できる。また、増幅器の電源電圧によって増幅器のゲインを制御する構成において、所望のゲインを得るために必要な電圧と信号源へ供給する電圧とが異なってたり、電源電圧の変更によるゲイン変更だけでは充分にゲインを変更できない場合であっても、変調ゲイン調整回路のゲインがスイッチに連動して調整されるので、変調回路および増幅器のゲインの合計を所望のゲインに設定することができる。なお、増幅器のゲインを制御するか否かに拘わらず、出力すべき電力に応じて、増幅器の電源電圧が変更されるので、増幅器の電源電圧を固定する構成と比較して、消費電力を大幅に削減できる。
【００４１】
また、上記構成に加えて、前記各定電圧を供給する電源を備え、当該電源の供給する上記各定電圧の少なくとも１つのレベルが変更可能であってもよい。この場合であっても、ある状況下（ある時点）で、一定レベルの電圧であれば、上記と同様の効果が得られる。
【００４２】
ところで、上記無線通信用回路は、据え置き型の無線通信装置に用いることもできるが、携帯型の無線通信装置に特に好適に使用できる。具体的には、本発明に係る無線通信装置は、上記のいずれかの無線通信用回路を有し、携帯型であることを特徴としている。ここで、携帯型の無線通信装置は、携帯時には、外部からの電力供給を受けず、内蔵された電力供給源（バッテリなど）からの電力によって稼動するので、消費電力が大きくなると、稼動時の稼動時間が短くなってしまう。一方、上記無線通信用回路は、通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力の抑制できる。したがって、より稼動時間が長く、小型の携帯型の無線通信装置を実現できる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力の小さな無線通信用回路を実現できる。したがって、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡまたは携帯電話などのモバイル機器と、あるいは、ＡＤＳＬモデム、無線アクセスポイントまたは無線ルータなどの通信端末装置と、あるいは、ＴＶやＤＶＤなどの民生ＡＶ機器と接続され、例えば、IEEE802.11の各規格に対応する無線通信技術やブルートゥースなどのスペクトラム拡散技術を利用した無線通信機能を有するカード型無線通信装置をはじめとして、種々の無線通信用回路として好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
〔第１の実施形態〕
本発明の一実施形態について図１ないし図８に基づいて説明すると以下の通りである。すなわち、本実施形態に係る無線通信装置は、状況に応じて送信電力を変更可能で、しかも、送信電力の変更時にアンプの電源電圧も合わせて切り換えることによって、消費電力を削減可能な装置であって、例えば、スペクトラム拡散技術を利用したＤＳ方式を使用した無線通信機能を有する無線通信装置などとして好適に使用されている。
【００４５】
以下では、電源電圧を変更するための構成について説明する前に、無線通信用回路全体の構成について簡単に説明する。なお、当該無線通信装置は、いずれの変調方法によって当該高周波信号を生成してもよく、また、中間周波信号を生成してもよいし、中間周波信号を生成せず、ベースバンド信号から直接高周波信号を生成してもよいが、以下では、一例として、ＱＰＳＫ（QuadriPhase-Shift Keying）方式で変調し、かつ、中間周波信号を生成する場合について説明する。
【００４６】
図１に示すように、本実施形態に係る無線通信装置１は、データを処理するデータ処理部（信号源）２と、当該データ処理部２から送信すべきデータを示すデータ信号Ｔｘを受け取ると、互いに直交するＩ信号およびＱ信号を生成するために当該データ信号Ｔｘを直並列変換するベースバンド信号処理回路部４と、直並列変換されたデータ信号ｉ（Ｔｘ）およびＱ（Ｔｘ）に基づいて、Ｉ信号およびＱ信号を生成した後合成して、ＱＰＳＫ変調された中間周波信号を生成するＩＱ変復調処理部６と、当該中間周波信号を高周波信号へ変換する変換処理部８と、当該変換処理部８からの高周波信号を増幅してアンテナＡへ出力するパワーアンプ（増幅器）１０と、無線通信装置１の内部回路（例えば、上記部材２〜１０など）へ電源電圧を供給する電源回路１２とを備えている。
【００４７】
なお、本実施形態に係る無線通信装置１には、ＩＱ変復調処理部６、変換処理部８、パワーアンプ１０およびアンテナＡのそれぞれの間に、中間周波バンドパスフィルタ（ＩＦ・ＢＰＦ）７、および、高周波バンドパスフィルタ（ＲＦ・ＢＰＦ）９・１１が設けられており、それぞれを流れる信号を帯域制限している。また、本実施形態に係るデータ処理部２は、コンパクトフラッシュ（登録商標））カードや、ＳＤ（Secure Digital；商標）メモリカードなどのＩＣカード（信号源）３へアクセス可能に構成されており、当該ＩＣカード３を参照して、データ信号Ｔｘを生成できる。
【００４８】
上記ＩＱ変復調処理部６では、例えば、図２に示すように、上記直並列変換されたデータ信号ｉ（Ｔｘ）およびＱ（Ｔｘ）が、それぞれに対応するミキサにおいて、互いに直交する中間周波用の基準信号と乗積され、Ｉ信号およびＱ信号として出力された後、合成される。合成後の両信号は、ゲイン可変のアンプによって、ＡＧＣ制御信号ＴＸ・ＡＧＣの示すゲインで増幅された後、中間周波信号として、ＩＦ・ＢＰＦ７を介して、上記変換処理部８へ出力される。なお、上記中間周波用の基準信号は、例えば、水晶発振子、ＰＬＬ（Phase-Locked Loop ）回路、中間周波ＶＣＯ（ＩＦ・Voltage Controlled Oscillator ）および分周器などによって生成され、それらの周波数は、予め定められた中間周波用の基準周波数に設定されている。また、当該ＩＱ変復調処理部６は、例えば、ＩＱ変復調器のＬＳＩと、当該ＬＳＩに外付けされるＩＦ・ＶＣＯ、水晶発振器などによって実現される。
【００４９】
一方、変換処理部８では、例えば、図３に示すように、ＩＱ変復調処理部６からの中間周波信号が、高周波用の基準信号と乗積され、高周波信号にアップコンバートされる。当該高周波信号は、前段アンプ（ＰＲＥ−ＤＲＩＶＥＲ）８１によって増幅された後、上記ＲＦ・ＢＰＦ９を介して、パワーアンプ１０へ出力される。なお、当該高周波用の基準信号は、例えば、水晶発振器、ＰＬＬ回路およびＲＦ・ＶＣＯなどによって生成され、その周波数は、予め定められた高周波用の基準周波数ｆ０に設定されている。また、当該変換処理部８は、例えば、ＲＦ・Ｕ／ＤコンバータのＬＳＩと、当該ＬＳＩに外付けされるＲＦ・ＶＣＯおよび水晶発振器などによって実現されている。なお、本実施形態では、水晶発振器が変換処理部８、ＩＱ変復調処理部６およびベースバンド信号処理回路部４間で共用されている。
【００５０】
ここで、一般に、無線通信装置１内には、例えば、ＬＳＩ(Large Scale Integration）を製造するときのプロセスの相違のため、過去の製品との互換性を保つため、あるいは、制御対象の相違など、種々の要因によって、必要とする電源電圧の互いに異なる回路が存在しており、上記電源回路１２は、これらの回路のそれぞれへ、必要な電圧を供給できるように構成されている。
【００５１】
現状では、プロセスの相違によって、無線通信装置１を構成するために使用可能なＬＳＩとして、３．３〔Ｖ〕、３．０〔Ｖ〕、１．５〔Ｖ〕、１．０〔Ｖ〕などを電源電圧とするＬＳＩが存在しており、無線通信装置１内に、電源電圧の異なるＬＳＩが混在していることが多い。ここで、今後は、ＬＳＩの多くの電源電圧が１〜１．５〔Ｖ〕以下に低電圧化されると予想される。ただし、例えば、無線通信装置１が携帯機器である場合など、取り外し可能な記録媒体へアクセスする回路（ＩＣカード３へのインターフェースなど、）を必要とする場合が多く、この場合には、プロセス技術が発達して、電源電圧を下げることができるようになったとしても、これまでに記録された記録媒体へアクセスするために、電源電圧を、これまでと同じにする必要があるので、無線通信装置１の外部とのインターフェースを持たない回路と異なり、電源電圧を下げることが難しい。したがって、外部とのインターフェースを持つ回路が設けられている場合には、依然として、無線通信装置１内に複数の電源電圧を必要とする回路が混在し続けることが予想される。
【００５２】
ここで、本実施形態に係る無線通信装置１では、データ信号Ｔｘを高周波信号へ変調してアンテナＡから出力するための部材４〜１０が、無線モジュール（無線通信用回路）１４として集約されていおり、上記電源回路１２は、無線モジュール１４の電源端子（電源ライン）Ｔ１…を介して、無線モジュール１４のうち、電力を必要とする部材（ベースバンド信号処理回路部４、ＩＱ変復調処理部６、変換処理部８およびパワーアンプ１０など）へ電源電圧を供給している。
【００５３】
上記無線モジュール１４は、例えば、カード型無線通信装置あるいは外付け／内蔵の増設機器などとして実現されており、例えば、パーソナルコンピュータやＡＤＳＬモデム、無線アクセスポイントや無線ルータ等の情報端末装置やＴＶやＤＶＤ等の民生ＡＶ機器と接続することによって、データ処理部２を含む、これらの情報端末装置や民生ＡＶ機器は、無線通信できる。
【００５４】
例えば、無線モジュール１４がＰＣカードであれば、ＰＣＭＣＩＡ（１６ＢＩＴ若しくは３２ＢＩＴのカードバス）、ＵＳＢアダプタであれば、ＵＳＢ１．１若しくはＵＳＢ２．０、ＳＤカードでは、ＳＤＩＯ、あるいは、内蔵タイプではＰＣＩバスなどの規格に従って、無線モジュール１４は、データ処理部２との間で、データ信号Ｔｘ（あるいは後述のＲｘ）をやり取りする。
【００５５】
なお、図１では、無線モジュール１４の各部材４〜１０として、３．０〔Ｖ〕、１．５〔Ｖ〕および０〔Ｖ〕を電源電圧とする回路が混在している場合を例示しており、電源回路１２は、これらの電源電圧Ｖ１〜Ｖ３を生成すると共に、電源端子Ｔ１〜Ｔ３を介して、各電源電圧Ｖ１〜Ｖ３を、無線モジュール１４へ供給している。ここで、上記電源端子Ｔ１〜Ｔ３は、上記規格で規定された端子であってもよいし、上記規格で規定された端子とは別に電源端子Ｔ１〜Ｔ３を設けてもよい。また、図１では、一例として、上記ＩＱ変復調器のＬＳＩおよびＲＦ・Ｕ／ＤコンバータのＬＳＩへ上記電源端子Ｔ１およびＴ３からの電源電圧Ｖ１およびＶ３（３．０〔Ｖ〕および０〔Ｖ〕）が供給され、ベースバンド信号処理回路部４のＬＳＩへ上記電源端子Ｔ２・Ｔ３からの電源電圧Ｖ２・Ｖ３（１．５〔Ｖ〕・０〔Ｖ〕）が供給されている場合を例示している。
【００５６】
さらに、本実施形態に係る無線通信装置１は、パワーアンプ１０の出力を検波する検波ダイオード２１と、当該検波回路２１の検波出力ＴＸ・ＤＥＴに基づき、当該検波出力ＴＸ・ＤＥＴが予め定められた値になるように、送信信号の経路、すなわち、データ処理部２からパワーアンプ１０の出力までのゲインを制御することによって、アンテナＡの送信電力を一定に制御するＡＧＣ制御部２２とを備えている。これにより、無線通信装置１は、データ処理部２からのデータ信号Ｔｘを変調して生成した一定電力の高周波信号をアンテナＡから送信できる。
【００５７】
本実施形態に係る検波回路２１は、例えば、ショットキー型のダイオードなどのダイオードによって構成されており、パワーアンプ１０からの送信出力信号を検波して、その直流成分を検波出力ＴＸ・ＤＥＴとして、ベースバンド信号処理回路部４に設けられたＡＧＣ制御部２２へフィードバックしている。一方、当該ＡＧＣ制御部２２は、ＡＧＣ制御信号ＴＸ・ＡＧＣにより、ＩＱ変復調処理部６のゲイン、より詳細には、図２に示す上記ゲイン可変のアンプのゲインを制御することによって、送信信号の経路のゲインを制御している。
【００５８】
また、本実施形態に係る無線通信装置１は、送信だけではなく、受信も可能なように構成されている。具体的には、無線通信装置１は、上記アンテナＡとパワーアンプ１０との間（より詳細には、ＲＦ・ＢＰＦ１１とパワーアンプ１０との間）に設けられ、送信受信を切り換えるスイッチ（ＴＸ／ＲＸＳＷ）３１と、当該ＴＸ／ＲＸＳＷ３１および上記変換処理部８の間に設けられた低雑音アンプ（ＬＮＡ）３２とを備えている。また、上記変換処理部８は、ＬＮＡ３２からの高周波信号をダウンコンバートして、中間周波信号へと変換し、ＩＱ変復調処理部６は、変換処理部８からの中間周波信号をＩＱ復調して、ベースバンドの並列のデータ信号ｉ（Ｒｘ）およびＱ（Ｒｘ）を出力し、ベースバンド信号処理回路部４は、当該データ信号ｉ（Ｒｘ）およびＱ（Ｒｘ）を直列データに変換して、受信データＲＸとしてデータ処理部２へ出力できるように構成されている。
【００５９】
より詳細には、当該ＴＸ／ＲＸＳＷ３１は、送信側を選択された期間、パワーアンプ１０の出力をアンテナＡへ送信する一方、受信側を選択された時間には、アンテナＡによって受信された高周波信号を、低雑音アンプ（ＬＮＡ）４へ入力して増幅させる。さらに、例えば、図２に示すように、変換処理部８において、受信信号は、低域フィルタ（ＬＰＦ）などで、さらに不要信号を減衰された後、例えば、ミキサによって、上記高周波用の基準周波数と乗積するなどして、中間周波数の中間周波信号に変換（ダウンコンバート）されて出力される。なお、本実施形態では、当該低域フィルタも、上記ＲＦ・Ｕ／ＤコンバータのＬＳＩに外付けされている。
【００６０】
上記変換処理部８からの中間周波信号は、図１に示すＩＦ・ＢＰＦ７によって帯域制限されると共に、図３に示すように、ゲイン可変の受信用アンプによって、ＩＦ・ＡＧＣ信号の示すゲインで増幅された後、例えば、ミキサによって、上述した互いに直交する中間周波用の基準信号とそれぞれ乗積され、上記データ信号ｉ（Ｒｘ）およびＱ（Ｒｘ）として出力される。なお、本実施形態では、上記両ミキサは、それぞれ、バンドパスフィルタを介して出力されている。
【００６１】
また、本実施形態に係るＩＱ変復調処理部６は、ＩＦ・ＢＰＦ７で帯域制限を掛けられた受信信号に基づいて、当該受信信号の強度を示す受信信号強度指標値（ＲＳＳＩ；Received Signal Strength Indicator）を生成している。例えば、図３に示すように、本実施形態に係るＩＱ変復調処理部６では、ダイオードがＩＦ・ＢＰＦ７で帯域制限を掛けられた受信信号を包絡線検波して、直流電圧を生成し、上記受信信号強度指標値として出力している。なお、ベースバンド信号処理回路部４は、ＩＱ変復調処理部６からのＲＳＳＩに基づいて上記ＩＦ・ＡＧＣ信号を生成し、ＩＱ変復調処理部６からの上記データ信号ｉ（Ｒｘ）およびＱ（Ｒｘ）の振幅が一定になるように、上記ゲイン可変の受信用アンプのゲインを制御している。
【００６２】
ここで、本実施形態に係る無線通信装置１には、送信電力を制御するために、図１に示すＡＧＣ制御部２２へ、状況に応じた送信電力を指示する制御部４１が設けられている。なお、本実施形態では、上記制御部４１がベースバンド信号処理回路部４に設けられている。
【００６３】
上記制御部４１は、例えば、ＲＳＳＩに基づいて、送信電力を決定している。より詳細には、ＲＳＳＩが比較的強い場合（受信信号が強い場合）、無線通信装置１の通信相手が比較的近い場所に位置しており、比較的弱い送信電力でも正常に通信できることが想定される。一方、ＲＳＳＩが弱い場合（受信信号が弱い場合）は、通信相手が比較的遠い場所に位置しており、比較的強い送信電力でないと正常に通信できないことが想定される。
【００６４】
上記制御部４１は、ＩＱ変復調処理部６からのＲＳＳＩが予め定められた第１のしきい値よりも高い場合、送信電力が予め定められた第１の値になるように、ＡＧＣ制御部２２へ指示する。ここで、後述するように、電源電圧を下げれば、パワーアンプ１０が出力可能な最大電力が低下するので、ＡＧＣ制御部２２は、パワーアンプ１０が飽和しないように、送信信号の経路、すなわち、データ処理部２からパワーアンプ１０の出力までのゲイン（この例では、図２に示す上記ゲイン可変のアンプのゲイン）を制御する。これにより、無線通信装置１の送信電力は、第１の値に制御される。一方、ＲＳＳＩが上記第１の値よりも低い場合、送信電力が上記第１の値よりも高く設定された第２の値になるように、ＡＧＣ制御部２２へ指示し、無線通信装置１の送信電力が第２の値に設定される。
【００６５】
このように、無線通信装置１は、受信信号が強くなると、送信電力をより弱く設定するので、常時、一定の電力で送信する場合と比較して、無線通信装置１の消費電力を大幅に低減できる。
【００６６】
また、上記無線通信装置１は、送信電力を変更しているので、無線ＬＡＮのように、多数の無線通信装置が特定の領域内にて同時に通信する場合においても、他の無線通信装置の通信帯を占拠したり、他の機器に障害を与えたりすることを抑制できる。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格準拠の無線ＬＡＮなどに上記無線通信装置１を適用した場合、使用している周波数が２．４ＧＨｚであり、現在、産業・科学・医療関係用としてかなり自由に使用できるため、ブルートゥースや電子レンジ、ＰＯＳ端末や監視カメラなどさまざまな機器が電波を出している。したがって、エチケットの点からも、送信電力を抑え電波放射レベルを抑圧することは重要な機能である。
【００６７】
さらに、本実施形態では、ベースバンド信号処理回路部４、ＩＱ変復調処理部６および変換処理部８へ供給される電源電圧Ｖ１・Ｖ２のいずれかを選択し、選択された電源電圧を、パワーアンプ１０の電源電圧として供給するスイッチ４２が設けられており、制御部４１は、設定すべき送信電力に応じて、スイッチ４２の切り換えを制御している。なお、制御部４１およびＡＧＣ制御部２２が特許請求の範囲に記載の変調ゲイン調整回路に対応する。また、制御部４１によるスイッチ４２への切り換え指示、あるいは、ＡＧＣ制御部２２への切り換え指示は、電圧によって指示してもよいし、デジタルデータによって指示してもよい。
【００６８】
ここで、一般に、パワーアンプ１０の最大出力は、図６に示すように電圧によって異なる。しかし、図５に示すように、電源電圧に拘わらず、出力可能な範囲では、消費電流は、略同じか、電源電圧が低下するに従って若干低下する傾向にある。また、図４に示すように、電圧に対するパワーアンプのゲインは電源電圧が低い程、低下する傾向にある。このため、必要な出力を得ることのできる電圧の範囲において、低い電圧を選択し、所望のゲインになるようゲイン調整を行うことによって、より低い消費電力にすることが可能になる。
【００６９】
また、別の構成（比較例）として、高周波信号や中間周波信号など、信号の伝送経路を分岐し、互いにゲインの異なる伝送経路を設けると共に、これらの伝送経路のいずれを介して信号を伝送するかを選択するスイッチを配置する構成もあるが、これとは異なり、本実施形態に係る無線通信装置１では、設定すべき送信電力がより低い程、スイッチ４２が、より低い電源電圧を選択するように、制御部４１が指示することによって、電源電圧を変え、ゲインを変更するので、伝送経路上のスイッチが設けられていないにも拘わらず、送信電力を変更できる。したがって、上記信号経路上のスイッチを設ける構成よりも、信号伝送上の損失を防止でき、無線モジュール１４の消費電力を削減できる。
【００７０】
さらに、上記比較例の構成とは異なり、伝送経路上のスイッチが設けられていないにも拘わらず、送信電力を変更できる。したがって、上記信号経路上のスイッチを設ける構成よりも、信号伝送上の損失を防止でき、無線モジュール１４の消費電力を削減できる。
【００７１】
また、図１３に示すスイッチ１４３・１４４のように、信号の伝送経路上に設けられたスイッチは、信号を伝送するために、比較的消費電力が大きく占有面積の大きなスイッチを用いる必要がある。ところが、図１に示すスイッチ４２は、電源電圧の供給路に配置されているので、信号経路上のスイッチよりも消費電力が小さく簡略な構成のスイッチにより実現できる。したがって、無線モジュール１４も構成を簡略化できる。
【００７２】
さらに、上記各電源電圧Ｖ１・Ｖ２は、無線モジュール１４のうち、パワーアンプ１０へ入力される高周波信号を生成するための回路（信号源）、すなわち、変換処理部８、ＩＱ変復調処理部６およびベースバンド信号処理回路部４で必要な電源電圧Ｖ１・Ｖ２なので、上記スイッチ４２は、当該電源電圧Ｖ１・Ｖ２が印加される電源ラインＬ１・Ｌ２と、パワーアンプ１０の電源端子との接続を選択するだけで、当該電源電圧Ｖ１・Ｖ２をパワーアンプ１０へ供給できる。したがって、電源電圧Ｖ１・Ｖ２を生成するための回路を、新たに設ける必要がなく、無線モジュール１４の回路規模を削減できる。
【００７３】
加えて、例えば、図５に示すように、パワーアンプ１０の消費電流は、出力電力に応じて決定され、より多くの電力を出力する程、多くの電流が消費される。また、図６に示すように、電源電圧が低くなると、出力可能な最大電力が、より小さくなる。ただし、互いに異なる電源電圧のいずれを用いても、ある電力を出力可能であれば、一般に、電源電圧に拘わらず、消費電流が略同じであり、図５の例では、電源電圧が低い程、消費電流が若干小さくなる傾向にある。また、パワーアンプ１０は、パワーアンプ１０を制御するために、略一定の電力を必要としているが、パワーアンプ１０の消費電力は、基本的に、消費電流×電源電圧で算出される。
【００７４】
したがって、設定すべき送信電力がより低い場合、制御部４１の指示に基づいて、スイッチ４２が、当該送信電力を送信可能な範囲内で、より低い電源電圧を選択することによって、パワーアンプ１０の消費電力を大幅に削減できる。
【００７５】
一例として、特に、送信電力を制限しないとき、アンテナＡからの送信電力を１６〔ｄＢｍ〕に設定するモード（通常通信モード）と、例えば、部屋の中で通信するときを想定して、アンテナＡからの送信電力を０〔ｄＢｍ〕にも設定するモード（省電力通信モード）とを切り換えることができるように無線通信装置１を構成する場合、変換処理部８の出力電力が０〔ｄＢｍ〕であり、パワーアンプ１０からアンテナＡまでの損失が４〔ｄＢ〕とすると、パワーアンプ１０の出力を、２０〔ｄＢｍ〕と、４〔ｄＢｍ〕に設定する必要がある。したがって、図４〜図６の特性を持ったパワーアンプ１０の場合、２０〔ｄＢｍ〕の出力を必要とする期間には、電源電圧として、３〔Ｖ〕以上の電圧を供給する必要がある。なお、〔ｄＢｍ〕は、１〔ｍＷ〕を基準にした電力であって、電力をＰｏｕｔとするとき、１０・ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ〔ｍＷ〕／１〔ｍＷ〕）で算出される。
【００７６】
この場合、図７に示すように、消費電流が８９〔ｍＡ〕なので、パワーアンプ１０の制御に必要な電力を１０〔ｍＷ〕とすると、パワーアンプ１０の消費電力は、８９〔ｍＡ〕×３．０〔Ｖ〕＋１０〔ｍＡ〕＝２７７〔ｍＷ〕になる。なお、本実施形態に係るスイッチ４２は、当該通常通信モードの場合、図１に示す電源電圧Ｖ１〜Ｖ３のうち、３．０〔Ｖ〕の電源電圧Ｖ１を選択して、パワーアンプ１０へ供給する。
【００７７】
ここで、他の比較例として、電源電圧を変更せずに、パワーアンプ１０のゲインを制御して、出力が４〔ｄＢｍ〕になるように設定すると、図６に示すように、この場合の消費電流が３５〔ｍＡ〕なので、消費電力は、３５〔ｍＡ〕×３．０〔Ｖ〕＋１０〔ｍＷ〕＝１１５〔ｍＷ〕になってしまう。
【００７８】
これに対して、本実施形態に係る無線通信装置１では、スイッチ４２が所望の送信電力を送信可能な範囲内で、より低い電源電圧を選択している。具体的には、パワーアンプ１０の出力が４〔ｄＢｍ〕必要なので、図５〜図７に示すように、パワーアンプ１０の電源電圧は、１．０〔Ｖ〕あれば充分であり、スイッチ４２は、省電力通信モードの場合、図１に示す電源電圧Ｖ１〜Ｖ３のうち、１．５〔Ｖ〕の電源電圧Ｖ２を選択して、パワーアンプ１０へ供給する。
【００７９】
この場合の消費電流は、図４〜図６の特性を持ったパワーアンプ１０の場合、３２．５〔ｍＡ〕なので、消費電力は、３２．５〔ｍＡ〕×１．５〔Ｖ〕＋１０〔ｍＷ〕≒５９〔ｍＷ〕となり、上記比較例のように、ゲインコントロールのみで出力を低下させる構成と比較して、消費電力を５６〔ｍＷ〕削減でき、比較例の約１／２に消費電力を抑えることができる。
【００８０】
なお、上記では、一例として、無線モジュール１４へ供給される電源電圧Ｖ２が１．５〔Ｖ〕の場合を例にして説明したが、無線モジュール１４へ供給される電源電圧Ｖ２に１．０〔Ｖ〕の場合は、図５に示すように消費電流が３２〔ｍＡ〕になる。したがって、消費電力は、３２〔ｍＡ〕×１．０〔Ｖ〕＋１０〔ｍＷ〕＝４２〔ｍＷ〕となり、上記比較例と比較して、消費電力を７２〔ｍＷ〕削減でき、比較例の約１／３に消費電力を抑えることができる。
【００８１】
また、上記構成では、パワーアンプ１０が変換処理部８からの高周波信号を増幅する際のゲインが、パワーアンプ１０へ供給する電源電圧の変更によって変更される。したがって、伝送経路上にスイッチを配置し、しかも、当該スイッチによってパワーアンプのＯＮ／ＯＦＦを切り換える構成、すなわち、切り換え先の伝送経路にパワーアンプが設けられていない構成と異なり、変換処理部８の出力電力が低く、そのままアンテナＡへ出力すると、正常に通信できない場合であっても、パワーアンプ１０の出力電力が正常に通信できる程度になるまで増幅できる。したがって、変換処理部８およびＩＱ変復調処理部６などのＲＦ回路を選択する際、変換処理部８の出力電力が所望のレベル以上になるようなＲＦ回路を選択する場合よりも、選択の幅を広げることができる。なお、パワーアンプ１０の電源電圧を変更せずにゲインを調整すると、上述のように、消費電力を低減することが難しいが、本実施形態では、スイッチ４２によって、電源電圧を変更しているので、消費電力を大幅に低減できる。
【００８２】
ここで、一般に、パワーアンプ１０の消費電力は、無線通信装置１全体の消費電力の中で比較的大きな割合を占めている。例えば、現在のＩＥＥＥ８０２.１１ｂ規格準拠の無線ＬＡＮカード（無線通信装置）では、パワーアンプの消費電力がカード全体の消費電力の約３分の１を占めている。したがって、パワーアンプ１０の消費電力を削減することによって、無線通信装置１全体の消費電力を大幅に削減できる。
【００８３】
また、無線通信装置１は、据え置き型の無線通信装置であってもよいが、携帯型の場合は、バッテリなどによって駆動されており、消費電力の削減が稼動時間の延長につながるので、特に好適である。また、本実施形態に係る無線通信装置１は、状況に応じて送信電力可能で、しかも、消費電力を削減可能な無線通信装置１は、通信相手あるいは自らが携帯型の無線通信装置の場合のように、通信相手との距離が変化する場合に、特に好適に使用できる。
【００８４】
ところで、上記では、通常通信モードと省電力通信モードとの２つのモードの切り換えについて説明したが、本実施形態に係る無線通信装置１では、上記省電力通信モードよりも、さらに送信電力を制限した秘匿通信モードにも切り換えることができるように構成されている。
【００８５】
より詳細には、秘匿通信モードは、通信可能な範囲を、例えば、通信相手と接触している場合、あるいは、通信相手を必ず目視できる程度に近接している範囲（例えば、４〔ｍ〕以内など）と大幅に制限することによって、第三者による通信の傍受を防止するためのモードである。秘匿通信モードにおける無線通信装置１の送信電力は、第三者による通信の傍受を防止できる程度に通信範囲を制限でき、しかも、当該通信範囲内の相手と正常に通信できる程度の電力であればよい。例えば、第三者による通信の傍受を防止するために、−１０〔ｄＢｍ〕以下の送信電力が好適に用いられる。また、接触していない正規の通信相手と確実に通信するために、−５０〔ｄＢｍ〕以上の送信電力が好適に用いられる。
【００８６】
一方、通信相手となる機器とアンテナ同士が接触している場合は、一般に、通信相手の受信感度（最低受信可能電力）＋１０〔ｄＢ〕であれば、略確実に通信でき、さらに、通信相手の受信感度（最低受信可能電力）＋２０〔ｄＢ〕であれば、より安定して通信できる。ここで、現状では、多くの場合、通信相手の受信感度が、−８０〔ｄＢｍ〕に設定されているので、接触している場合は、例えば、−７０〔ｄＢｍ〕以上の送信電力が好適に用いられる。
【００８７】
また、上記接触通信専用の場合は、上限値を、受信感度（最低受信可能電力）〔ｄＢｍ〕＋２０〔ｄＢ〕程度に設定することによって、第三者による通信の傍受をさらに確実に防止できる。したがって、接触通信専用の場合は、受信感度（最低受信可能電力）を基準にして、＋１０〜２０〔ｄＢｍ〕の範囲に送信電力を設定することによって、安全かつ確実に通信できる。
【００８８】
本実施形態では、これらの範囲のうちでも、特に好適な値として、無線通信装置１の送信電力を−２０〔ｄＢｍ〕に制限している。具体的には、本実施形態に係るスイッチ４２は、上述の電源電圧Ｖ１・Ｖ２に加えて、０〔Ｖ〕の電源電圧Ｖ３も選択可能なように構成されており、制御部４１は、例えば、ユーザからの秘匿通信モードへの切り換え指示を受け付けた場合など、秘匿通信モードが設定された場合、上記電源電圧Ｖ３を選択するように、スイッチ４２へ指示する。また、制御部４１は、ＡＧＣ制御部２２へ指示して、パワーアンプ１０の出力電力が−１６〔ｄＢｍ〕になるようにＡＧＣ制御させる。
【００８９】
これにより、図４〜図６の特性を持ったパワーアンプ１０の場合、出力電力が−１６〔ｄＢｍ〕になり、アンテナＡからの送信電力は、−２０〔ｄＢｍ〕に制限される。この結果、無線通信装置１の通信範囲は、例えば、通信相手と接触している場合や、通信相手とアンテナ同士が接触している場合、あるいは、４〔ｍ〕以内の範囲など、極めて狭い範囲に制限され、第三者による通信の傍受を防止を防止できる。
【００９０】
なお、この場合であっても、上述した電源電圧Ｖ１およびＶ２の選択と同様に、信号経路上のスイッチではなく、既存の電圧を選択するスイッチによりゲインを制御するので、比較的無線通信装置１の回路構成を簡略化できる。
【００９１】
さらに、本実施形態に係る制御部４１は、秘匿通信モードの場合、パワーアンプ１０を制御したり、パワーアンプ１０へパワーアンプ１０の制御のための電力を供給するための回路を制御したりして、パワーアンプ１０の制御を停止させる。
【００９２】
ここで、比較例のように、ゲインコントロールのみで、出力を−１０〔ｄＢｍ〕以下に低下させた場合（例えば、−２０〔ｄＢｍ〕など）、消費電流は、２７〔ｍＡ〕になるで、消費電力は、２７〔ｍＡ〕×３〔Ｖ〕＋１０〔ｍＷ〕＝９１〔ｍＷ〕となる。
【００９３】
これに対して、本実施形態のパワーアンプ１０の消費電力は、図７中、最下行に示すように、０になるので、無線通信装置１の消費電力を大幅に削減できる。なお、上記では、パワーアンプ１０の制御を停止させた場合を例にして説明したが、図７中、下から２行目に示すように、停止させない場合でも、消費電力は、１０〔ｍＷ〕であり、上記比較例に比べて消費電力が大幅に削減されている。
【００９４】
なお、上記では、送信電力を−２０〔ｄＢｍ〕に設定するために、ＡＧＣ制御する場合を例にして説明したが、例えば、送信電力を−１４〔ｄＢｍ〕に設定する場合など、ＡＧＣ制御を停止させて、オープン制御しても、送信電力を所望の値に設定できる場合は、制御部４１がＡＧＣ制御部２２へ指示してＡＧＣ制御を停止させてもよい。
【００９５】
ところで、上記では、無線モジュール１４において、パワーアンプ１０への高周波信号を生成するための回路（４・６・８）で必要な電源電圧Ｖ１〜Ｖ３を、無線通信装置１の電源回路１２が生成し、無線モジュール１４の電源端子Ｔ１〜Ｔ３を介して供給する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。
【００９６】
例えば、図８に示すように、無線モジュール１４と略同様の無線モジュール１４ａ内に、降圧回路４３を設け、当該降圧回路４３が、これらの電源電圧Ｖ１〜Ｖ３を生成してもよい。なお、この場合は、電源回路１２は、電源端子Ｔ１を介して、無線モジュール１４ａへ電源電圧を供給し、上記降圧回路４３が、電源端子Ｔ１からの電源電圧から、上記各回路４・６・８で必要な電源電圧Ｖ１〜Ｖ３を生成する。この場合であっても、上記電源電圧Ｖ１〜Ｖ３は、上記各回路４・６・８で必要な電源電圧なので、図１の無線通信装置１と同様に、無線通信装置１ａの構成を簡略化すると共に消費電力を削減できる。
【００９７】
〔第２の実施形態〕
ところで、上記第１の実施形態では、高周波信号のゲインをパワーアンプ１０のみで制御する場合を例にして説明したが、本実施形態では、パワーアンプ１０のゲインに加えて、変換処理部において、高周波信号を増幅する前段アンプのゲインも制御することによって、無線通信装置の送信電力を制御する構成について説明する。
【００９８】
すなわち、本実施形態に係る無線通信装置１ｂは、図９に示すように、ＡＧＣ制御部２２が、制御信号ＴＸ・ＡＧＣによって、変換処理部８のゲインを制御するように構成されている。なお、ベースバンド信号処理回路部４は、ＩＱ変復調処理部６と共通の制御信号ＴＸ・ＡＧＣによって、ＩＱ変復調処理部６と前段アンプ８１との双方に、それぞれのゲインを指示してもよいし、それぞれ別の制御信号ＴＸ・ＡＧＣによって、それぞれのゲインを指示してもよい。
【００９９】
また、本実施形態において、変換処理部８に代えて設けられた変換処理部８ｂは、図１０に示すように、図２に示す変換処理部８と略同様の構成であるが、高周波信号を増幅する前段アンプとして、ゲインが可変の前段アンプ８１ｂが設けられている。
【０１００】
上記構成では、第１の実施形態とは異なり、高周波信号のゲインをパワーアンプ１０だけではなく、高周波信号を増幅する前段アンプ８１ｂによっても制御するので、無線モジュール１４ｂにおいて高周波信号を生成するための回路（４・６・８）の電源電圧のいずれかをスイッチ４２が選択して、パワーアンプ１０へ供給するだけでは、高周波信号を充分に増幅できず、パワーアンプ１０の出力電力が不足する場合であっても、前段アンプ８１ｂのゲイン制御と併用することによって、パワーアンプ１０の出力電力を所望の値に設定できる。
【０１０１】
この場合であっても、パワーアンプ１０の電源電圧は、送信すべき送信電力に応じて変更されるので、第１の実施形態と同様、パワーアンプ１０の電源電圧を固定する構成に比べて、無線モジュール１４ｂの構成を余り複雑にすることなく、パワーアンプ１０の消費電力を大幅に削減できる。
【０１０２】
なお、図９では、図１と同様に、スイッチ４２が無線モジュール１４の電源電圧端子Ｔ１〜Ｔ３のいずれかを選択して、パワーアンプ１０へ接続する場合を例にして説明したが、図８と同様に、図１１に示す無線通信装置１ｃのように、無線モジュール１４ｃが降圧回路４３を備えていてもよい。この場合であっても、上記スイッチ４２が選択可能な電源電圧Ｖ１〜Ｖ３は、高周波信号を生成するための回路で必要な電源電圧なので、図８の無線通信装置１ａと同様に、無線通信装置１ｃの構成を簡略化すると共に消費電力を削減できる。
【０１０３】
また、上記第１および第２の実施形態では、スイッチ４２の選択可能な電源電圧が、無線モジュール１４の部材（４・６・８）の電源電圧（Ｖ１〜Ｖ３）のいずれかである場合を例にして説明したが、無線通信装置１内の部材（例えば、データ処理部２やＩＣカード３など）のように、無線モジュール１４に電気的に接続される回路の電源電圧であってもよい。この場合であっても、スイッチ４２の選択可能な電源電圧を新たに生成する回路が不要なので、同様の効果が得られる。
【０１０４】
ところで、上記各実施形態では、ベースバンド信号と高周波信号との間で変復調する際、中間周波数の中間周波信号を生成しているが、中間周波信号を生成せず、直接、ベースバンド周波数へダウンコンバートしたり、高周波信号へアップコンバートしてもよい。
【０１０５】
なお、上記図４〜図７ではシャープ株式会社製で、型番ＩＲＭ０４９Ｕ６およびＩＲＭ０３７Ｕ６のパワーアンプの特性を例にして説明したが、上述したパワーアンプ１０の特性の傾向のうち、「電源電圧が低くなると、出力可能な最大電力が、より小さくなる」こと、および、「パワーアンプ１０の消費電力は、基本的に、消費電流×電源電圧で算出される」ことは、一般的な傾向である。したがって、パワーアンプ１０として、広く一般のパワーアンプを用いた場合であっても、所望の送信電力に応じて、パワーアンプ１０の電源電圧を切り換えることによって、送信電力が余り大きくなくても通信できる場合には、増幅器の電源電圧を下げて消費電力を削減できると共に、通信電力が大きくないと通信できない場合には、増幅器の電源電圧を上げて、必要な通信電力で無線信号を送信できる。
【０１０６】
また、無線ＬＡＮ用の無線通信用回路において、パワーアンプ１０として一般に用いられるＡＢ級のパワーアンプでは、上述したパワーアンプ１０と同様に、「消費電流は、出力電力に応じて決定され、より多くの電力を出力する程、多くの電流が消費される」傾向がある。したがって、パワーアンプ１０として、ＡＢ級のパワーアンプを用いた場合は、Ａ級アンプのように、出力電力に拘わらず、消費電流が略一定のアンプを用いる場合よりも、特に効果が大きい。
【０１０７】
さらに、一般的なアンプでは、「電源電圧が低い程、ゲインが低下する」傾向にない場合であっても、ある一定の電源電圧よりも低くなると、それ以上のときよりも、ゲインが低下することが多い。また、「電源電圧が低い程、消費電流が小さくなる」傾向にない場合であっても、ある一定の電源電圧よりも低くなると、それ以上のときよりも、消費電流が低下することが多い。したがって、一般的なパワーアンプをパワーアンプ１０として用いた場合にも、上記各実施形態と略同様の効果が得られ、上記両傾向にあるパワーアンプをパワーアンプ１０として用いた場合は、特に効果が大きい。
【０１０８】
また、上記各実施形態では、電源電圧を変更することによって、パワーアンプ１０のゲインが変更される場合を例にして説明したが、これに限るものではない。電源電圧の変更に拘わらず、パワーアンプ１０のゲインが一定の場合であっても、上述したように、電源電圧が低くなると、出力可能な最大電力が、より小さくなり、パワーアンプ１０の消費電力は、基本的に、消費電流×電源電圧で算出される。したがって、パワーアンプ１０の出力すべき電力に応じて、上記スイッチ４２を切り換え、パワーアンプ１０の電源電圧を変更することによって、送信電力が余り大きくなくても通信できる場合には、増幅器の電源電圧を下げて消費電力を削減できると共に、通信電力が大きくないと通信できない場合には、増幅器の電源電圧を上げて、必要な通信電力で無線信号を送信できる。
【０１０９】
なお、上記各実施形態では、電源回路１２の生成する定電圧（電源電圧）のレベルが、常時、一定であり、スイッチ４２が、これらの定電圧のいずれかを選択して、パワーアンプ１０へ供給する場合について説明したが、これに限るものではなく、電源回路１２が、自らの生成する定電圧を、状況（時点）によって変更する可変電源であってもよい。ある状況下（ある時点）で、一定レベルの電圧（電源電圧）であれば、同様の効果が得られる。また、当該構成では、複数レベルの定電圧を１つの電源ラインを介して供給できるので、パワーアンプ１０へ供給可能な各定電圧を、それぞれ別個に生成し、それぞれ別個の電源ラインを設ける構成よりも、電源ラインの数を削減できる。なお、上記可変電圧に合わせて、ゲイン調整・最大出力調整もしてもよい。
【０１１０】
一例として、ＣＰＵに供給される電圧のように、その時点や状況（例えば、ＣＰＵの負荷など）に応じて、ある程度の範囲（たとえば1.0V〜1.5V）で、電圧のレベルが変更される電源電圧がある。また、負荷がＣＰＵの場合であれば、負荷で電源電圧を変更している場合もある。これらの電源電圧であっても、ある時点や状況においては、当該電源電圧は、電源回路によって、一定のレベルに制御されている。したがって、当該電源回路が可変電源であり、当該電源回路から供給される電源電圧のレベルが変更される場合であってもよい。例えば、外部インターフェース用の３．３〔Ｖ〕とＣＰＵ用の１．０〜１．５〔Ｖ〕と〔０〕Ｖの３つの電源が用意されている場合、この３種の電圧を切り換えてもよく、各電圧での最大可能出力を越えないようにゲインコントロールできていれば通信モ−ドに合った低消費電力で通信を行うことができる。
【０１１１】
いずれの場合であっても、当該無線通信用回路に含まれる上記増幅器以外の回路と、当該無線通信用回路に電気的に接続された上記増幅器以外の回路とのうちの少なくとも１つの回路へ供給される電圧と同じ電圧を、パワーアンプ１０へ供給すると共に、当該パワーアンプ１０へ供給する電源電圧を、パワーアンプ１０の出力すべき電力に応じて変更する手段があれば、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明によれば、通信可能な範囲を狭めることなく、占有面積および消費電力の小さな無線通信用回路を実現できる。したがって、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡまたは携帯電話などのモバイル機器と、あるいは、ＡＤＳＬモデム、無線アクセスポイントまたは無線ルータなどの通信端末装置と、あるいは、ＴＶやＤＶＤなどの民生ＡＶ機器と接続され、例えば、IEEE802.11の各規格に対応する無線通信技術やブルートゥースなどのスペクトラム拡散技術を利用した無線通信機能を有するカード型無線通信装置をはじめとして、種々の無線通信用回路として好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記無線通信装置に設けられたＩＱ変復調処理部の要部構成を示す回路図である。
【図３】上記無線通信装置に設けられた変換処理部の要部構成を示す回路図である。
【図４】上記無線通信装置に設けられたパワーアンプの特性を示すものであり、電源電圧とゲインとの関係を示すグラフである。
【図５】上記パワーアンプの特性を示すものであり、パワーアンプの出力と、各電源電圧における消費電流との対応を示す図面である。
【図６】上記パワーアンプの特性を示すものであり、電源電圧と、出力可能な最大電力との対応を示す図面である。
【図７】電源電圧を可変する場合と固定する場合とのそれぞれにおける、出力電力と消費電力との対応を示す図面である。
【図８】上記無線通信装置の変形例を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示すものであり、無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１０】上記無線通信装置に設けられた変換処理部の要部構成を示す回路図である。
【図１１】上記無線通信装置の変形例を示すブロック図である。
【図１２】従来例を示すものであり、カード型無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。
【図１３】従来例を示すものであり、ＲＦＡＧＣ回路を採用した無線モジュールのブロック図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１〜１ｃ    無線通信装置
１４〜１４ｃ  無線モジュール（無線通信用回路）
１０          パワーアンプ（増幅器）
Ａ          アンテナ
Ｔ１〜Ｔ３    電源端子（電源ライン）
２          データ処理部（信号源）
３          ＩＣカード（信号源）
４          ベースバンド信号処理回路部（信号源）
６          ＩＱ変復調処理部（信号源）
８          変換処理部（信号源；変調回路）
２２          ＡＧＣ制御部（変調ゲイン調整回路）
４１          制御部（変調ゲイン調整回路）
４２          スイッチ
【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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