(57)【要約】【課題】無線通信における送信電力検出装置、ＡＰＣ制御装置、ＡＰＣ送信制御回路装置を、より低コストで小型に提供する。【解決手段】ＡＰＣ送信制御回路装置１００を、ＲＦＩＣ（制御部）１０４、送信電力検出部１１５、およびアンテナスイッチ１０３により構成する。送信電力検出部１１５は、プリント基板１２３に形成されたスロットライン１２２、通信用マイクロストリップライン１１８、１１９、１２０、検波用マイクロストリップライン１２０、および検波回路部１１４により構成する。アンテナスイッチ１０３は、信号パス１、およびパス切り替え用信号パス２、３、４を有して構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数層からなる基板と、
前記基板の何れかの前記層の表面に形成された金属層と、
前記金属層に線状の空隙が設けられてなるスロットラインと、
前記スロットラインが設けられた前記層とは異なる前記層に、前記スロットラインの長さ方向に対して直交方向であって当該スロットラインと平面視で重なる位置に設けられた１つまたは複数の通信用マイクロストリップラインと、
前記スロットラインに接続する検波回路部と、
を有することを特徴とする送信電力検出装置。
【請求項２】
前記スロットライン上に位置し、前記検波回路部に接続する検波用マイクロストリップラインを、さらに備える請求項１に記載の送信電力検出装置。
【請求項３】
前記スロットラインは、前記通信用マイクロストリップラインとのカップリングが疎結合である請求項１または２に記載の送信電力検出装置。
【請求項４】
前記通信用マイクロストリップラインと、前記検波用マイクロストリップラインとは、前記基板の同一層に形成されている請求項１または２に記載の送信電力検出装置。
【請求項５】
制御部と、
前記制御部からの信号を増幅して出力する１つまたは複数のパワーアンプと、
複数層からなる基板、
前記基板の何れかの前記層の表面に形成された金属層、
前記金属層に線状の空隙が設けられてなるスロットライン、
前記スロットラインが設けられた前記層とは異なる層に、前記スロットラインの長さ方向に対して直交方向であって当該スロットラインと平面視で重なる位置に設けられた１つまたは複数の通信用マイクロストリップライン、および、
前記スロットラインに接続する検波回路部、を有する送信電力検出部と、
前記通信用マイクロストリップラインと接続するアンテナスイッチと、
を有することを特徴とするＡＰＣ送信制御回路装置。
【請求項６】
前記スロットライン上に位置し、前記検波回路部に接続する検波用マイクロストリップラインを、さらに備える請求項５に記載のＡＰＣ送信制御回路装置。
【請求項７】
前記スロットラインは、前記通信用マイクロストリップラインとのカップリングが疎結合である請求項５または６に記載のＡＰＣ送信制御回路装置。
【請求項８】
前記通信用マイクロストリップラインと、前記検波用マイクロストリップラインとは、前記基板の同一層に形成されている請求項６に記載のＡＰＣ送信制御回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信電力検出装置、および、この送信電力検出装置を用いたＡＰＣ送信制御回路装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信方式は、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）からＬＴＥ（Long Term Evolution）まで進化し、無線通信機器に対しても、マルチ通信方式そしてマルチバンド対応が要求されている。図３に、典型的なマルチ通信方式およびマルチバンドに対応したＡＰＣ（Automatic Power Control）送受信制御回路２０の構成例を示しており、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）送受信回路１、ＧＳＭ送受信回路２、およびアンテナスイッチ３からなる、おもに３つの部で構成されている。ＷＣＤＭＡ送受信回路１は複数のバンドで動作する。ＧＳＭ送受信回路２は複数のバンドで動作する。アンテナスイッチ３は通信方式および送受信バンドに合わせて、通信パスの切り替えを行う。ＷＣＤＭＡ送受信回路１には、出力電力を安定化させるために、ＡＰＣ送受信制御回路２０が設けられている。
【０００３】
ＷＣＤＭＡ送受信回路１は、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ９、およびＢａｎｄ６と、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ９、およびＢａｎｄ６にそれぞれ対応したパワーアンプ８、パワーアンプ７、およびパワーアンプ６と、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ９、およびＢａｎｄ６にそれぞれ対応したアンテナ共有器としてのデュプレクサ１１、デュプレクサ１０、およびデュプレクサ９と、を有している。ＧＳＭ送受信回路２は、ＥＧＳＭ９００と、ＤＣＳ１８００、およびＰＣＳ１９００と、ＥＧＳＭ９００に対応したパワーアンプ１２、およびＤＣＳ１８００、ＰＣＳ１９００に対応したパワーアンプ１３と、を有している。アンテナスイッチ３は、信号パス１と、当該信号パス１と接続することでそれぞれ切り替えが行われる信号パス２、３、４、５、６、７と、を有している。
【０００４】
また、ＡＰＣ送受信制御回路２０は、送信電力をも安定化させるために設けられている。図４に示すように、従来のＡＰＣ送受信制御回路２０は、送信電力検出部１５、検波回路部１４、高周波集積回路であるＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）４、パワーアンプ６、パワーアンプ７、およびパワーアンプ８によって構成されている。パワーアンプ６、パワーアンプ７、およびパワーアンプ８から出力した高周波信号を、送信電力検出部１５によって検出する。送信電力検出部１５で検出された高周波信号は、検波回路部１４によって直流電圧に変換して、ＲＦＩＣ４に出力する。ＲＦＩＣ４は、この直流電圧に変換された検波信号を利用し、パワーアンプ６、パワーアンプ７、パワーアンプ８の出力電力をコントロールする。また、ＡＰＣ送受信制御回路２０において、図３に示すように、ＲＦＩＣ４は、送信機１、２、３、４、５(以下、「Ｔｘ１〜Ｔｘ５」と呼ぶ）と、受信機１、２、３、４、５、６（以下、「Ｒｘ１〜Ｒｘ６」と呼ぶ）と、を有している。また、ＲＦＩＣ４は、アンテナスイッチ３に対して、制御信号５を送信する。なお、以上の構成は、一例であって、従来のＡＰＣ送受信制御回路装置が上記ＡＰＣ送受信制御回路２０の構成に限定されるものではない。
【０００５】
以下、図３の送受信回路における送受信動作について説明する。まず、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式のＷＣＤＭＡ送受信回路１のＢａｎｄ１が動作するとき、アンテナスイッチ３は、ＲＦＩＣ４からの制御信号５によって、信号パス１−４に切り替え動作を行う。ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式のＧＳＭのＥＧＳＭ９００が動作するとき、送信動作と受信動作は時分割で、アンテナスイッチ３の切り替えを行う。具体的には、ＥＧＳＭ９００の受信動作を行う際には、アンテナスイッチ３はＲＦＩＣ４からの制御信号５によって、信号パス１−７に切り替え動作を行う。ＥＧＳＭ９００の送信動作を行う際には、アンテナスイッチ３はＲＦＩＣ４からの制御信号５によって、信号パス１−５に切り替え動作を行う。ＥＧＳＭ９００の送受信動作は時分割で、これの繰り返し動作となる。
【０００６】
ＷＣＤＭＡ送受信回路１において、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ９、およびＢａｎｄ６の送信時に、各Ｂａｎｄに応じたパワーアンプ８、パワーアンプ７、パワーアンプ６を使用する。ＦＤＤ方式のＷＣＤＭＡ送受信回路１では送信と受信動作は同時であるため、高レベル送信信号が受信回路に入力されないように、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ９、およびＢａｎｄ６に、デュプレクサ１１、デュプレクサ１０、およびデュプレクサ９をそれぞれ使用する。
【０００７】
ＧＳＭ送受信回路２は、ＥＧＳＭ９００、ならびに、ＤＣＳ１８００およびＰＣＳ１９００の送信時に、各バンドに応じた、パワーアンプ１２、およびパワーアンプ１３をそれぞれ使用する。以上のように、従来の無線通信機器は、マルチ通信方式およびマルチバンドに対応するため、各送信バンド周波数に応じてパワーアンプ（図３では、６、７、８、１２、および１３）が設置されている。
【０００８】
また、従来のＡＰＣ送受信制御回路２０の構成は、図３を用いて上述したとおりであるが、その中で、送信電力検出部１５は、送信波の検出素子とマッチング部分、すなわちカプラ、またはインダクタ（Ｌ）およびコンデンサ（Ｃ）によって構成されている。そのため、送信バンドを増やすことによって、それに対応したカプラ、またはＬおよびＣが必要となる。その結果、回路部品点数が増え、回路は複雑となり、回路面積が大きくなる。また、ＡＰＣ送受信制御回路２０の部品点数が増える。これらによって、制御回路のコストが高くなるという問題があった。また、送信波の検出回路は、１つの送信バンドに対して、１つの検出回路（カプラ、または、ＬおよびＣ）が必要となるため、回路利用効率も低い。
【０００９】
このような問題を解決するため、マイクロストリップ線路からなる主線路を利用することで、低コストで小型の電力制御回路を得ることを目的とした提案がされている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の従来技術では、マイクロストリップライン線路からなる主線路と、当該主線路に平行に配置された副線路との間に、絶縁物を介して金属片が設けられている。このため、主線路と副線路との間の抵抗値を増大させることなく、インダクタンス成分を大きくすることができる。その結果、主線路と副線路との結合度を増大させること、結合度の調整範囲を広げることを可能とし、低コストで小型の電力制御回路を得ようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−３０７２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の従来発明では、主線路および副線路の間の中央部に、ガラスなどからなる誘電体を介在させている。その誘電体の表面に、前述の金属片が着膜形成されている。この金属片は金等の高価な材料で形成され、また、誘電体を介在する手間もあり、コストの低減には限界があった。したがって、より低コストで小型の制御回路の開発が望まれていた。
【００１２】
本発明の目的は、より低コストで小型の送信電力検出装置やＡＰＣ送信制御回路装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の各態様では、上述した課題を解決するために、それぞれ以下の構成を採用する。
【００１４】
第１の態様は、送信電力検出装置に関する。第１の態様に係る、送信電力検出装置は、複数層からなる基板と、基板の何れかの層の表面に形成された金属層と、金属層に線状の空隙が設けられてなるスロットラインと、スロットラインが設けられた層とは異なる層に、スロットラインの長さ方向に対して直交方向であって当該スロットラインと平面視で重なる位置に設けられた１つまたは複数の通信用マイクロストリップラインと、スロットラインに接続する検波回路部と、を有する。
【００１５】
第２の態様は、ＡＰＣ送信制御回路装置に関する。第２の態様に係る、ＡＰＣ送信制御回路装置は、制御部からの信号を増幅して出力する１つまたは複数のパワーアンプと、複数層からなる基板、基板の何れかの層の表面に形成された金属層、金属層に線状の空隙が設けられてなるスロットライン、スロットラインが設けられた層とは異なる層に、スロットラインの長さ方向に対して直交方向であって当該スロットラインと平面視で重なる位置に設けられた１つまたは複数の通信用マイクロストリップライン、および、スロットラインに接続する検波回路部、を有する送信電力検出部と、通信用マイクロストリップラインと接続するアンテナスイッチと、を有する。
【００１６】
なお、第３の態様として、以上の何れかの構成をコンピュータに実現させるＡＰＣ送信制御回路装置に組み込むプログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上記各態様によれば、無線通信における送信電力検出装置、および、この送信電力検出装置を用いたＡＰＣ送信制御回路装置を、より低コストで小型に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態におけるＡＰＣ送信制御回路装置の構成例を示す概念図である。
【図２】第１実施形態における送信電力検出部の検出回路の構成例を示す概念図であり、（ａ）は４層プリント基板の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ'線断面図である。
【図３】従来技術におけるＡＰＣ送信制御回路装置の構成例を示す概念図である。
【図４】従来技術におけるＡＰＣ制御回路部の構成例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に挙げる実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。
【００２０】
図１、図２に示すように、本実施形態の送信電力検出部（送信電力検出装置）１１５は、プリント基板１２３上に形成された、スロットライン１２２、当該スロットライン１２２と直交し平面視で重なる位置に設けられた複数の通信用マイクロストリップライン１１８、１１９、１２０、出力用マイクロストリップライン１２１、および、この出力用マイクロストリップライン１２１を介して、スロットライン１２２に接続する検波回路部１１４によって構成される。
【００２１】
また、図１に示される、本実施形態のマルチバンド送信機ＡＰＣ送信制御回路装置１００（以下、単に「ＡＰＣ送信制御回路装置１００」と呼ぶ）は、送信電力を安定化させるために設けられている。当該ＡＰＣ送信制御回路装置１００は、制御部としてのＲＦＩＣ１０４、パワーアンプ１０６、１０７、１０８、上記検波回路部１１４を有する送信電力検出部１１５、およびアンテナスイッチ１０３によって構成されている。送信電力検出部１１５、およびＡＰＣ送信制御回路装置１００の各部位の詳細については、以下の第１実施形態において詳細に説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
〔システム構成〕
本実施形態で提案する、ＡＰＣ送信制御回路装置１００は、前述したように、プリント基板１２３上に形成されたスロットライン１２２を用いており、通信用マイクロストリップライン１１８、１１９、１２０、出力用マイクロストリップライン１２１、および検波回路部１１４によって構成される送信電力検出部１１５と、ＲＦＩＣ１０４と、パワーアンプ１０６、１０７、１０８と、アンテナスイッチ１０３とによって構成されている。アンテナスイッチ１０３は、信号パス１と、当該信号パス１と接続することでそれぞれ切り替えが行われる信号パス２、３、４と、を有している。
【００２３】
そして、パワーアンプ１０６、１０７、１０８の出力電力は、送信電力検出部１１５の通信用マイクロストリップライン１１８、１１９、１２０をそれぞれ通して、出力される。また、パワーアンプ１０６、１０７、１０８は、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ９、およびＢａｎｄ６にそれぞれ対応したアンテナ共有器としてのデュプレクサ１１１、１１０、１０９と接続している
【００２４】
このような構成のＡＰＣ送信制御回路装置１００では、送信電力検出部１１５がスロットライン１２２によって構成されているため、ＡＰＣ送信制御回路装置１００の構成の簡素化を図ることができる。また、図２を用いて後述するように、送信電力検出部１１５の検出回路はプリント基板１２３の中で形成することによって、回路部品点数を削減することができる。
【００２５】
送信電力検出部１１５の検出回路の構造について、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、４層プリント基板１２３（紙面上面、すなわち、通信用マイクロストリップライン１１９等が形成された層を最上層、いわゆる第１層１２３ａとし、以下、第２層１２３ｂ、第３層１２３ｃ、第４層１２３ｄとする）を例として用いて説明する。図２（ａ）は４層プリント基板１２３の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ'線断面図である。送信電力検出部１１５は、パワーアンプ１０６、パワーアンプ１０７、およびパワーアンプ１０８の出力電力を検出するために、第１層１２３aの表面に、通信用マイクロストリップライン１１８、通信用マイクロストリップライン１１９、および通信用マイクロストリップライン１２０の下に、スロットライン１２２を設けている。このスロットライン１２２は、図２（ｂ）に示すように、プリント基板１２３の第３層１２３ｃと第４層１２３ｄとの間に形成された金属層（電気伝導体）１２４に、線状の空隙（スロット）を設けることにより形成されている。また、図１、図２（ａ）に示すように、プリント基板１２３を平面視した際に、スロットライン１２２と通信用マイクロストリップライン１１８、１１９、１２０、出力用マイクロストリップライン１２１とは、前述したように、互いに直交し、かつ、平面上では互いに重なるような位置関係で配置形成されている。
【００２６】
スロットライン１２２の上の第３層１２３ｃ（或いは下の第４層１２３ｄ）に、検波回路部１１４と接続し検出した信号を出力する出力用マイクロストリップライン１２１が設けられている。スロットライン１２２は、通信用マイクロストリップライン１１８、通信用マイクロストリップライン１１９、および通信用マイクロストリップライン１２０のインピーダンス特性に影響しないように、スロットライン１２２と通信用マイクロストリップライン１１８、通信用マイクロストリップライン１１９、および通信用マイクロストリップライン１２０とのカップリングが疎結合である。
【００２７】
このように、本実施形態の送信電力検出部１１５の検出回路構成は、送信電力検出部１１５をスロットライン１２２によって構成したため、回路構成の簡素化を図ることができる。さらに、検出回路はプリント基板１２３の中で形成することによって、回路の部品点数を削減することができ、送信電力検出部１１５やこれを用いたＡＰＣ送信制御回路装置１００の低コスト化、小型化が可能となる。
【００２８】
〔動作例〕
次に本実施形態のＡＰＣ送信制御回路装置１００の全体の動作について、図１を用いて詳細に説明する。まず、ＲＦＩＣ１０４から出力されたマルチバンド高周波信号は、パワーアンプ１０６、パワーアンプ１０７、およびパワーアンプ１０８でそれぞれ増幅される。パワーアンプ１０６、１０７、１０８で増幅されたマルチバンド高周波信号は、通信用マイクロストリップライン１１８、通信用マイクロストリップライン１１９、または通信用マイクロストリップライン１２０を通して、送信電力検出部１１５内に出力される。
【００２９】
次に、通信用マイクロストリップライン１１８、通信用マイクロストリップライン１１９、および通信用マイクロストリップライン１２０と、スロットライン１２２とのカップリングによって、パワーアンプ１０６、パワーアンプ１０７、およびパワーアンプ１０８からの出力信号は検出される。
【００３０】
さらに、出力用マイクロストリップライン１２１とスロットライン１２２とのカップリングによって、パワーアンプ６、パワーアンプ７、およびパワーアンプ８からの検出されたマルチバンド高周波信号は、検波回路部１１４に入力して、直流電圧に変換される。
【００３１】
そして、検波回路部１１４で直流電圧に変換された検波信号は、ＲＦＩＣ１０４に入力される。ＲＦＩＣ１０４は、検波信号を利用して、パワーアンプ１０６、パワーアンプ１０７、およびパワーアンプ１０８の出力電力をコントロールして、目標値に安定させる。これら一連のＡＰＣ動作によりアンテナ共有器としてのデュプレクサ１１１、デュプレクサ１１０、およびデュプレクサ１０９からの出力電力を規定のレベルに調節する。
【００３２】
〔第１実施形態の作用及び効果〕
以上のように、本実施形態では、マルチ通信方式およびマルチバンドに対応する簡素化したＡＰＣ送信制御回路装置１００を提案する。このＡＰＣ送信制御回路装置１００には、スロットライン１２２を用いた送信電力検出部１１５を利用して、各パワーアンプ１０６、１０７、１０８の出力電力を検出し、検波回路部１１４へ出力する。検波回路部１１４は、入力した高周波信号を直流電圧に変換して、出力信号をＲＦＩＣ１０４に入力する。ＲＦＩＣ１０４は、その入力された信号によって、パワーアンプ１０６、１０７、１０８の出力電力を把握し、ＲＦＩＣ１０４の出力する高周波信号レベル、すなわちパワーアンプ１０６、１０７、１０８に入力される高周波信号レベルをコントロールして、パワーアンプ１０６、１０７、１０８の出力電力を調節することができる。
【００３３】
また、送信電力検出部１１５は、プリント基板１２３の中で形成することができるスロットライン１２２を使用している。これによって、従来の回路の各送信バンドに不可欠となるカプラ、または、インダクタおよびコンデンサが不要となり、無線通信回路の簡素化、回路面積の削減、部品点数の減少を図ることができる。したがって、送信電力検出装置１１５、およびＡＰＣ送信制御回路装置１００の低コスト化、小型化を向上させることができる。
【００３４】
なお、本発明のＡＰＣ制御回路装置の構成は、上記の実施形態に限定されるものではなく、スロットラインを用いることで低コスト化と小型化が可能であれば、様々な態様に適用可能である。
【００３５】
なお、上記各実施形態の説明では、複数のステップを順番に記載して説明してあるが、その複数のステップの順番は内容的に支障のない範囲で変更することができる。また、上述した実施の形態に本発明が限定されるものではなく、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１００    ＡＰＣ送信制御回路装置１００
１０３    アンテナスイッチ１０３
１０４    ＲＦＩＣ（制御部）
１０６、１０７、１０８    パワーアンプ
１１４    検波回路部
１１５    送信電力検出部（送信電力検出装置）
１１８、１１９、１２０    通信用マイクロストリップライン
１２１    出力用マイクロストリップライン
１２２    スロットライン
１２３    プリント基板（基板）
１２３ａ    第１層
１２３ｂ    第２層
１２３ｃ    第３層
１２３ｄ    第４層
１２４    金属層
【図１】
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【図２】
2012209719.tif 000004
【図３】
2012209719.tif 000005
【図４】
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