(57)【要約】【課題】方向性結合器を必要とすることなくアンテナからの反射信号をアイソレータによって検出でき、好ましい送信状態に自動的に調整できる送信回路を得る。【解決手段】終端抵抗Ｒを有するアイソレータ２０と、終端抵抗Ｒの発熱量を検出する熱量検出手段（サーミスタＳ１）と、アンテナ特性を切り替える調整手段（スイッチング素子Ｓｗ）と、サーミスタＳによる検出値に基づいて制御信号を出力することによってスイッチング素子Ｓｗを変化させる制御手段３０と、を備えた送信回路。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
終端抵抗を有するアイソレータと、
前記終端抵抗の発熱量を検出する熱量検出手段と、
アンテナ特性を切り替える調整手段と、
前記熱量検出手段による検出値に基づいて制御信号を出力することによって前記調整手段を変化させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする送信回路。
【請求項２】
前記熱量検出手段はサーミスタであること、を特徴とする請求項１に記載の送信回路。
【請求項３】
前記調整手段は二つのアンテナへの接続を切り替えるスイッチング素子であること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送信回路。
【請求項４】
前記調整手段は一つのアンテナのインピーダンスを変更させる容量可変デバイスであること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の送信回路。
【請求項５】
前記アイソレータは複数の中心電極を有し、
前記中心電極のうち順方向の送信時に比較的大きな電流が流れる中心電極の発熱量を検出する第２の熱量検出手段を備え、
前記第２の熱量検出手段による検出値に基づいて、前記アイソレータの前段に接続されたパワーアンプの出力を制御すること、
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の送信回路。
【請求項６】
前記第２の熱量検出手段はサーミスタであること、を特徴とする請求項５に記載の送信回路。
【請求項７】
前記アイソレータは、
永久磁石と、
前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、
前記フェライトに互いに絶縁状態で交差して配置された第１中心電極及び第２中心電極と、
を備え、
前記第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、
前記第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に第１整合容量が電気的に接続され、
前記出力ポートと前記グランドポートとの間に第２整合容量が電気的に接続され、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に前記終端抵抗が電気的に接続されていること、
を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の送信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信回路、特に、携帯無線通信端末に組み込まれる送信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯無線通信端末の送信回路にはパワーアンプからの送信信号をアイソレータを介してアンテナへ出力している。アイソレータは、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性（非可逆性）を有している。
【０００３】
ところで、携帯無線通信端末は、使用環境の変化（例えば、端末に金属材が近接するなど）によって、アンテナの入力インピーダンスが変化する場合がある。この場合、インピーダンスの不整合が生じて送信信号がアンテナから反射されるので、アンテナからの放射出力が低下する不具合を有している。送信信号の低下を補正するため、送信信号の一部を検出してパワーアンプにフィードバックし、送信出力を高める方式が存在する。しかし、アンテナで反射された送信信号はアイソレータで消費され、送信信号に変化はないので、この方式では、アンテナからの放射出力が低下したことを検出できない。
【０００４】
アンテナで反射した送信信号を検出するために、特許文献１，２には、アンテナとアイソレータとの間に方向性結合器を追加する回路構成が記載されている。しかし、これでは、順方向と逆方向を区別するためには高い方向性を持つ高価な方向性結合器が必要であり、コスト的に現実的ではない。
【０００５】
また、順方向の送信時においても、アイソレータに流れる順方向の電力レベルに基づいてアイソレータの前段に設けられているパワーアンプの出力値を調整できることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５７５１１号公報
【特許文献２】特開２０００−３４１１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高価な方向性結合器を必要とすることなくアンテナからの反射信号をアイソレータによって検出でき、好ましい送信状態に自動的に調整できる送信回路を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、アイソレータに流れる順方向の電力レベルに基づいて送信出力を調整することのできる送信回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態である送信回路は、
終端抵抗を有するアイソレータと、
前記終端抵抗の発熱量を検出する熱量検出手段と、
アンテナ特性を切り替える調整手段と、
前記熱量検出手段による検出値に基づいて制御信号を出力することによって前記調整手段を変化させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記送信回路に設けたアイソレータは、送信信号をアンテナに順方向に出力し、逆方向の信号は終端抵抗で熱として消費されるので伝送されない。そして、アンテナからの反射信号は終端抵抗の発熱として熱量検出手段によって検出され、検出値が大きくなると、現在使用されているアンテナの放射出力が低下しているので、制御手段は調整手段を変化させてアンテナ特性を切り替える。例えば、メインアンテナとサブアンテナが設置されている場合は、メインアンテナからサブアンテナにあるいはその逆に切り替える。また、一つのアンテナのインピーダンスを変更して特性を切り替える。これにて、高価な方向性結合器を用いることなく、アンテナからの放射出力を安定化させることができる。
【００１１】
また、送信回路は、アイソレータの中心電極のうち順方向の送信時に比較的大きな電流が流れる中心電極の発熱量を検出する第２の熱量検出手段を備え、該第２の熱量検出手段による検出値に基づいて、アイソレータの前段に接続されたパワーアンプの出力を制御してもよい。これにて、アイソレータに流れる順方向の電力レベルに基づいて送信出力を調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高価な方向性結合器を必要とすることなくアンテナからの反射信号をアイソレータによって検出でき、好ましい送信状態に自動的に調整できる。また、アイソレータに流れる順方向の電力レベルに基づいて送信出力を調整することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施例である送信回路を示す等価回路図である。
【図２】第２実施例である送信回路を示す等価回路図である。
【図３】第３実施例である送信回路を示す等価回路図である。
【図４】第４実施例である送信回路を示す等価回路図である。
【図５】第５実施例である送信回路を示す等価回路図である。
【図６】第６実施例である送信回路を示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る送信回路の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
（第１実施例、図１参照）
第１実施例である送信回路は、図１に示すように、メインアンテナＡｍ又はサブアンテナＡｓのいずれかに送信信号を伝送するもので、パワーアンプＰＡとインピーダンスマッチング回路１０と、アイソレータ２０と、デュプレクサＤｕｐと調整手段（スイッチング素子Ｓｗ）とを備え、さらに、アイソレータ２０に組み込まれた終端抵抗Ｒの発熱量を検出する熱量検出手段（サーミスタＳ１）と制御回路３０とを備えている。
【００１６】
パワーアンプＰＡはベースバンドＩＣの送信信号を増幅するものである。インピーダンスマッチング回路１０は、インピーダンスを５０Ωに変換するものであり、インダクタＬ１１とコンデンサＣ１１からなる共振回路として形成されている。インダクタＬ１１はパワーアンプＰＡの出力端子４１とアイソレータ２０の入力端子２５との間に直列に接続されている。コンデンサＣ１１は一端がインダクタＬ１１の一端とアイソレータ２０の入力端子２５との間に接続され、他端がグランドに落とされている。
【００１７】
デュプレクサＤｕｐは送信信号をアンテナＡｍ，Ａｓに伝送するとともに受信信号を図示しない受信回路に伝送する。スイッチング素子Ｓｗは、デュプレクサＤｕｐの入出力端子４５に接続されており、送信用又は受信用としてメインアンテナＡｍとサブアンテナＡｓとを切り替える。
【００１８】
アイソレータ２０は、集中定数型の２ポートタイプであり、図示しない永久磁石により直流磁界が印加されるフェライト２１と、該フェライト２１に互いに絶縁状態で交差して配置された第１中心電極２２（Ｌ１）及び第２中心電極２３（Ｌ２）とを備えている。第１中心電極２２は、一端が入力ポートＰ１に接続され、他端が出力ポートＰ２に接続されている。第２中心電極２３は、一端が出力ポートＰ２に接続され、他端がグランドポートＰ３に接続されている。入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に終端抵抗Ｒが第１中心電極２２と並列に接続され、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に、第１整合用コンデンサＣ１が接続され、出力ポートＰ２とグランドポートＰ３との間に第２整合用コンデンサＣ２が接続されている。第１ポートＰ１は入力端子２５に接続され、第２ポートＰ２は出力端子２６に接続されている。
【００１９】
サーミスタＳ１は終端抵抗Ｒに近接して配置され、終端抵抗Ｒの発熱量を検出する。制御回路３０はサーミスタＳ１の熱量検出値に基づいてスイッチング素子Ｓｗを駆動してアンテナＡｍ，Ａｓを切り替える。サーミスタは一般に正特性と負特性のものが存在する。本第１実施例においては、サーミスタＳ１としていずれの特性のものを用いてもよい。
【００２０】
このアイソレータ２０においては、高周波信号（送信信号）が入力端子２５から出力端子２６へ流れる順方向動作時には、第２中心電極２３に大きな高周波電流が流れ、終端抵抗ＲやコンデンサＣ１にはほとんど高周波電流が流れないため（終端抵抗Ｒはほとんど発熱しない）、小さな挿入損失で送信信号が伝送される。一方、出力端子２６から高周波信号が入力されると、該高周波信号は第１中心電極２２とコンデンサＣ１とで形成される並列共振回路によって減衰されるとともに、終端抵抗Ｒによって熱として消費される、即ち、アイソレーションされる。減衰量は終端抵抗Ｒのインピーダンスによって調整可能である。
【００２１】
この送信回路は携帯無線通信端末に組み込まれて使用される。使用時に端末に金属材が近接したりして、アンテナＡｍ，Ａｓのインピーダンスが変化すると送信信号がアンテナＡｍ，Ａｓから反射され、放射出力が低下する。アンテナＡｍ，Ａｓからの反射信号が増大すると、終端抵抗Ｒが発熱してその発熱量はサーミスタＳ１の出力値（直流電圧）として制御回路３０によって検出される。従って、現在使用しているアンテナ（例えば、メインアンテナＡｍ）からの反射信号が一定量増大すると、制御回路３０はスイッチング素子Ｓｗを動作させて使用アンテナをメインアンテナＡｍからサブアンテナＡｓに切り替える。これにて、好ましい送信状態に調整されることになる。
【００２２】
（第２実施例、図２参照）
第２実施例である送信回路は、図２に示すように、基本的には前記第１実施例と同様の構成からなり、異なるのは、一つのアンテナＡを使用しており、アンテナ特性を切り替える調整手段として前記スイッチング素子Ｓｗに代えて容量可変デバイス３５を用いた点にある。容量可変デバイス３５は、インダクタＬ２１と容量可変コンデンサＣ２１からなる共振回路として形成されている。インダクタＬ２１はデュプレクサＤｕｐの入出力端子４５とアンテナＡとの間に直列に接続されている。容量可変コンデンサＣ２１は一端がインダクタＬ２１の一端とアンテナＡとの間に接続され、他端がグランドに落とされている。
【００２３】
アイソレータ２０の作用は前記第１実施例で説明したとおりであり、金属材の近接でアンテナＡの入力インピーダンスが変化した場合、アンテナＡからの反射信号の増大がサーミスタＳ１の出力値として制御回路３０によって検出され、容量可変コンデンサＣ２１の容量を変化させる。これにて、アンテナＡの入力インピーダンスが変更され、インピーダンスの不整合による損失を低減できる。
【００２４】
なお、容量可変コンデンサＣ２１は、容量値が段階的に変更可能、あるいは、容量値が無段階に変更可能のいずれであってもよい。
【００２５】
（第３実施例、図３参照）
第３実施例である送信回路は、図３に示すように、前記第１実施例に示した送信回路に、第２の熱量検出手段（サーミスタＳ２、正特性、負特性のいずれであってもよい）を第２中心電極２３に近接して配置し、第２中心電極２３の発熱量を検出するようにしたものである。制御回路３０はサーミスタＳ２の熱量検出値に基づいてパワーアンプＰＡの制御部（ベースバンドＩＣ）５０を駆動し、パワーアンプＰＡの出力を制御する。
【００２６】
即ち、順方向の送信時において、第２中心電極２３は大きな電流が流れて電流量に応じて発熱する。この発熱量をサーミスタＳ２が検出することによりアイソレータ２０の出力を検出することが可能となる。よって、サーミスタＳ２による検出値が所定値よりも小さければパワーアンプＰＡの出力を増大させ、所定値よりも大きければパワーアンプＰＡの出力を減少させる。これにて、アイソレータ２０に流れる順方向の電力レベルに基づいて送信出力を調整することができる。そして、反射電力と入力電力の情報を利用できるため、送信状態を高精度に調整することが可能になる。
【００２７】
（第４実施例、図４参照）
第４実施例である送信回路は、図４に示すように、前記第２実施例に示した送信回路に、前記第３実施例と同様に、第２の熱量検出手段（サーミスタＳ２）を第２中心電極２３に近接して配置し、その検出値を制御部５０にフィードバックするようにしたものである。従って、本第４実施例の作用効果は第３実施例と同様である。
【００２８】
（第５及び第６実施例、図５及び図６参照）
ところで、前記第３実施例及び第４実施例において、サーミスタＳ２のみを単独で用いても（サーミスタＳ１を省略しても）、アイソレータ２０に流れる順方向の電力レベルに基づいて送信出力を調整することができる。このような例を第５実施例及び第６実施例としてそれぞれ図５及び図６に示す。
【００２９】
（他の実施例）
なお、本発明に係る送信回路は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３０】
例えば、熱量検出手段は、サーミスタＳ１，Ｓ２以外の素子、回路を用いることができる。調整手段にあってもスイッチング素子Ｓｗや容量可変コンデンサＣ２１以外の素子や回路を用いることができる。また、アイソレータ２０自体も終端抵抗Ｒを備えたものであれば、種々の構成のものを用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明は、携帯無線通信端末などに組み込まれる送信回路に有用であり、特に、好ましい送信状態に自動的に調整できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３２】
２０…アイソレータ
２１…フェライト
２２…第１中心電極
２３…第２中心電極
３０…制御回路
３５…容量可変デバイス
５０…制御部
Ｐ１…入力ポート
Ｐ２…出力ポート
Ｐ３…グランドポート
Ｃ１，Ｃ２…整合用コンデンサ
Ｒ…終端抵抗
Ｓ１，Ｓ２…サーミスタ
ＰＡ…パワーアンプ
Ｓｗ…スイッチング素子
Ａ，Ａｍ，Ａｓ…アンテナ
【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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