【手続補正書】
【提出日】平成20年3月27日(2008.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信信号を増幅する複数の電力増幅器を具備して成り、
上記複数の電力増幅器は、相互に最大出力電力が異なる少なくとも２個の電力増幅器を含み、
通信方式に応じて上記複数の電力増幅器のうちの少なくとも１個の電力増幅器が用いられることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記高周波回路装置が所定の通信方式で動作する場合、送信信号に対して上記複数の電力増幅器のうちの１つの電力増幅器が単独で用いられ、
単独で用いられる上記１つの電力増幅器は、上記複数の電力増幅器のうちで最大の最大出力電力を有していることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記１つの電力増幅器は、上記高周波回路装置が上記所定の通信方式とは異なる他の通信方式で動作する場合、１つの送信信号に対して上記複数の電力増幅器のうちの他の少なくとも１つの電力増幅器と共に用いられ、
上記１つの電力増幅器が単独で用いられる場合と、上記１つの電力増幅器が上記他の少なくとも１つの電力増幅器と共に用いられる場合とで、上記１つの電力増幅器の増幅段数が互いに異なることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項４】
請求項２において、
上記１つの電力増幅器は、上記高周波回路装置が上記所定の通信方式とは異なる他の通信方式で動作する場合、１つの送信信号に対して上記複数の電力増幅器のうちの他の少なくとも２つの電力増幅器と共に用いられ、
上記１つの電力増幅器が単独で用いられる場合と、上記１つの電力増幅器が上記他の少なくとも２つの電力増幅器と共に用いられる場合とで、上記１つの電力増幅器の増幅段数が互いに異なり、
上記他の少なくとも２つの電力増幅器は、サイズが互いにほぼ等しい２つの電力増幅器を含んでなることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項５】
請求項２において、
上記高周波回路装置が上記所定の通信方式とは異なる他の通信方式で動作する場合、１つの送信信号に対して上記複数の電力増幅器のうちの他の少なくとも２つの電力増幅器が用いられることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項６】
請求項５において、
上記高周波回路装置が上記所定の通信方式とは異なる他の通信方式で動作する場合、上記１つの電力増幅器はＯＦＦ状態にされることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項７】
請求項１において、
周波数帯域の少なくとも一部が等しい信号の増幅に、上記複数の電力増幅器が用いられることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項８】
請求項１において、
上記送信信号を受信する他の高周波回路装置の通信方法に応じて、上記高周波回路装置自身の通信方法を制御することを特徴とする高周波回路装置。
【請求項９】
請求項１において、
上記相互に最大出力電力が異なる少なくとも２個の電力増幅器の各々で電力増幅器のサイズが異なることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１０】
請求項１において、
通信方式に応じて上記複数の電力増幅器のうちの少なくとも２個の電力増幅器が用いられるとき、上記少なくとも２個の電力増幅器のうちの少なくとも１個の電力増幅器は、最大出力電力が減少するように増幅段数が減じられることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１１】
請求項１において、
上記高周波回路装置は更に、複数のアンテナと上記複数の電力増幅器とを１対１に対応させて電気的に接続するための複数の端子を具備してなり、
上記複数の電力増幅器は上記複数の端子とそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
上記高周波回路装置は更に、平面図が４辺を有する矩形形状となるような基板を具備してなり、
上記複数の端子は共に上記基板の上記４辺のうちの１辺に沿って配置されていることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
上記高周波回路装置が所定の通信方式で動作する場合、１つの送信信号に対して上記複数の電力増幅器のうちの少なくとも２つの電力増幅器が用いられ、
上記少なくとも２つの電力増幅器は、上記複数の端子のうち端子間の平均距離が最大となるように選択された少なくとも２つの端子にそれぞれ電気的に接続された電力増幅器であることを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１４】
請求項１２において、
上記複数の端子のうち上記基板の上記１辺の両端に最も近い２つの端子にそれぞれ電気的に接続された２つの電力増幅器以外の電力増幅器のうちの少なくとも１つは、上記２つの電力増幅器よりもサイズが大きいことを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１５】
請求項２において、
上記高周波回路装置が上記所定の通信方式とは異なる他の通信方式で動作する場合、１つの送信信号に対して上記複数の電力増幅器のうちの他の少なくとも２つの電力増幅器が用いられ、
上記他の少なくとも２つの電力増幅器の任意の２つの電力増幅器のサイズが互いにほぼ等しいことを特徴とする高周波回路装置。
【請求項１６】
周波数帯域の少なくとも一部が等しい送信信号を増幅する複数の電力増幅器を具備してなり、
上記複数の電力増幅器は、相互に最大出力電力が異なる少なくとも２個の電力増幅器であることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１７】
請求項１６において、
上記高周波モジュールは更に、平面図が４辺を有する矩形形状となるような基板を具備してなり、複数のアンテナと上記複数の増幅器とを１対１に対応させて電気的に接続するための複数の端子を具備してなり、上記複数の増幅器は上記複数の端子とそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１８】
請求項１６において、
上記複数の電力増幅器は、互いに最大出力電力がほぼ等しい少なくとも２つの電力増幅器を具備してなることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１９】
請求項１７において、
上記高周波モジュールは相互に最大出力電力が異なる２種類の電力増幅器を具備してなり、上記最大出力電力が他より大きい電力増幅器は、上記最大出力電力が他より小さい電力増幅器がそれぞれ接続される上記端子の間に配置されている端子に接続されることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２０】
請求項１７において、
上記電力増幅器と１対１に対応させて電気的に接続するアンテナを切り替えるためのスイッチを具備してなることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項２１】
請求項１において、
上記複数の電力増幅器の少なくとも１つに接続されたバイアス回路を更に具備して成り、
上記バイアス回路が接続された上記複数の電力増幅器の少なくとも１つは、上記送信信号を受信する他の高周波回路装置の多重度に応じて、該電力増幅器自身の出力電力が上記バイアス回路の生成するバイアス電圧に基づいて制御されるよう構成されている
ことを特徴とする高周波回路装置。
【請求項２２】
請求項２１において、
上記バイアス回路の入力側に接続されたバイアス端子を更に具備して成り、
上記バイアス電圧は、上記バイアス端子に印加される制御信号が上記送信信号を受信する他の高周波回路装置の多重度に応じて変化することにより変更される
ことを特徴とする高周波回路装置。
【請求項２３】
請求項２２において、
上記バイアス回路は、上記制御信号を上記バイアス電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを含んで構成されている
ことを特徴とする高周波回路装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図２Ｂは、第一のＰＡ１及び第二のＰＡ２の電力付加効率の出力電力依存性を示している。図２Ｂに示すように、同じ出力電力の場合、第二のＰＡ２は、効率が第一のＰＡ１の効率よりも良く、第一のＰＡ１と同じ出力電力を出力する場合に、良い効率を保つことができる。このような効率は、第二のＰＡ２が第一のＰＡ１に対して最大出力電力が約３ｄＢ小さくなるように設計されているために実現される。第二のＰＡ２として、第一のＰＡ１と同じ入出力特性を示すＰＡを用いた場合は、第一，第二のＰＡとも効率が下がるが、本実施形態では第二のＰＡ２の効率が良い分、全体として効率の低下が軽減される。即ち、本実施形態に示す高周波回路装置の構成とすることによって、ＳＩＳＯ通信に対しては十分な電力を出力することができ、かつＭＩＭＯ通信に対しては電力増幅器全体の効率の低下を軽減することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
なお、図１に示した高周波回路装置は、モジュール化せずに図７Ａに示すように、ディスクリート部品を用いて、例えば、マザーボードとなる基板１３の上に配置することによって、構成しても良いことは言うまでもない。なお基板の形状は、その作成上、矩形であることが望ましい。図７Ａの基板１３の裏面を図７Ｂに示すが、図１で示したアンテナ用端子は、図７Ｂに示すように、基板１３の一辺に沿って配置することが、アンテナと接続するための配線の配置を容易にするために望ましい。図７Ｂで端子１３０は第一のＰＡ１と電気的に接続する端子、端子１３１は第二のＰＡ２と電気的に接続する端子である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
次に、図１４Ａを用いて本実施形態の高周波モジュール３１の望ましい複数のＰＡの配置の仕方を説明する。本実施形態で説明したＰＡは、ＳＩＳＯのときは第一のＰＡ１、多重度が２のときは第一のＰＡ１と第二のＰＡ２を用いる。ＭＩＭＯでは、それぞれに用いられるアンテナが相互に無相関とみなせる場合に最もＭＩＭＯ効果を得ることができる。従って、アンテナの間隔は可能な限り離すことが望ましい。従って、ＭＩＭＯ用の高周波モジュール３１を多重度２として用いる場合、図１４Ａに示すように、アンテナ３３とアンテナ３５をアンテナ３４を間に挟むように配置して、通信を行なうことが望ましい。この場合、高周波モジュール３１からアンテナ３３、３４、３５までの配線を互いに交差することなしに配置するためには、多重度２の場合に用いる第一のＰＡ１と第二のＰＡ２を、それぞれアンテナ３５、３３と接続するようにし、そのためには第一のＰＡ１並びに第二のＰＡ２を含む送受信部がモジュールの両端に配置されることが望ましい。また、そのために第一から第三のＰＡがスイッチを介して、アンテナと接続するために設けられる端子の、望ましい配置を図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ｂは本実施形態における高周波モジュールにおいて、ＰＡやスイッチが搭載させる面を表面とした場合に、高周波モジュールの裏面を示した図である。アンテナと接続するための端子を、矩形のモジュールの一辺に備えており、その中で、図１４Ｂに示した端子１３０、１３１、１３２が、第一から第三のＰＡとアンテナを接続する端子であり、端子１３０が第一のＰＡ１、端子１３１が第二のＰＡ２と、端子１３２が第三のＰＡとそれぞれ電気的に接続されている。本実施形態では端子１３０と端子１３１が、端子１３０，１３１，１３２の中で、互いの距離が最も遠くなるように配置されている。端子１３０，１３１，１３２をこのように配置することで、高周波モジュール内での配線を交差させることなく、高周波モジュールとアンテナとの間の配線の交差させることなく、配線を引き回すことが可能になる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、送受信ともに多重度が３であるＭＩＭＯシステムにおいて、第一のＰＡ１、及び２個の第二のＰＡ２ａ，２ｂが用いられ、それらが含まれる送信部に送信信号が入力される。また、従来の無線ＬＡＮ環境においてＳＩＳＯ通信を行なう場合は、送信時には第一のＰＡ１が含まれる送信部のみに送信信号が入力される。本実施形態における第一のＰＡ１はＭＩＭＯ通信に用いられる場合は、ＳＩＳＯ通信に用いられる場合に比べて、電力増幅器の増幅段数が減じられる。電力増幅器の増幅段数を変える方法は、後の実施例で説明する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
本実施形態では、送受信端末ともに多重度が４であるＭＩＭＯシステムにおいて、第一のＰＡ１及び３個の第二のＰＡ２ａ〜２ｃが含まれる送信部に信号が入力される。また、従来の無線ＬＡＮ環境においてＳＩＳＯ通信を行なう場合は、送信時には第一のＰＡ１が含まれる送信部のみに送信信号が入力される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
高周波モジュール５０をこのように構成することにより、相手の無線通信機の受信多重度が２である場合は、本実施形態の高周波モジュールでは、第二のＰＡ２ａと第二のＰＡ２ｂの電力増幅器に送信信号が入力される。そして、第二のＰＡ２ａからの信号がアンテナ５６又はアンテナ５７のいずれかから送信されるようにスイッチ５３ａ，５３ｂが切り替えられる。また、第二のＰＡ２ｂからの信号はアンテナ５４又はアンテナ５５のいずれかから送信されるようにスイッチ５３ｃ，５３ｄが切り替えられる。これらのスイッチ５３ａ，５３ｂ、５３ｃ，５３ｄの切り替え制御は、ＭＩＭＯ制御部１４５がスイッチ部１４０に送る制御信号１５０によって、制御される。定期的に行なわれるトレーニングパケットの送受信のビットエラーレート、または、通常のデータ伝送におけるビットエラーレートが、あらかじめ設定された閾値以上になった場合に、スイッチ５３ａ，５３ｂ、５３ｃ，５３ｄを切り替える。スイッチ５３ａ，５３ｂ、５３ｃ，５３ｄを切り替えることによって、ビットエラーレートがさらに悪くならなければ、スイッチ５３ａ，５３ｂ、５３ｃ，５３ｄを切り替えた状態で、すなわち通信に使用するアンテナを変更した状態で通信を行なう。このように、スイッチ５３ａ，５３ｂ、５３ｃ，５３ｄを切り替えることにより、より良い伝搬条件で通信を行なうことができる送信ダイバシティが実現される。本実施形態の高周波モジュールには受信部も含まれているため、受信ダイバシティを実現することもできる。このように本実施形態の高周波モジュールは第二のＰＡ２ａ並びに第二のＰＡ２ｂが電気的に接続するアンテナを切り替えるためのスイッチを具備して構成されており、その結果として、より良い通信条件で相手の無線通信機と通信することができる。本実施形態では、高周波モジュールの形態で説明したが、モジュール化していない高周波回路装置でも同様である。本実施形態の場合は、通信相手の受信多重度が２以外でも、４未満であれば同様の効果を得ることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
また送信部のみによる高周波回路装置および高周波モジュールであっても、本発明の効果を得られることは明白である。また本発明の高周波回路装置および高周波モジュールは、ＲＦ−ＩＣやベースバンド部の機能を有するように構成しても良いことは言うまでもない。また、周波数帯域も本実施例で述べた周波数帯に限ったものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ、他の周波数帯でも同様の効果を得られることは明白である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
【図１】本発明に係る高周波回路装置および高周波モジュールの第１の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図２Ａ】第１の実施形態に用いたパワーアンプの入出力特性を示す図。
【図２Ｂ】第１の実施形態に用いたパワーアンプの電力付加効率の出力電力依存性を示す図。
【図３】第１の実施形態を説明するための第１の斜視図。
【図４】第１の実施形態を説明するための第２の斜視図。
【図５】第１の実施形態を説明するための第３の斜視図。
【図６】第１の実施形態を説明するための第４の斜視図。
【図７Ａ】第１の実施形態を説明するための第５の斜視図。
【図７Ｂ】第１の実施形態を説明するための第６の斜視図。
【図８】本発明の第２の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図９】本発明の第３の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図１０】本発明の第４の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図１１】本発明の第５の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図１２】本発明の第６の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図１３】第６の実施形態に用いたパワーアンプの入出力特性を示す図。
【図１４Ａ】第６の実施形態を説明するための別の回路ブロック図。
【図１４Ｂ】第６の実施形態を説明するための斜視図。
【図１５】本発明の第７の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図１６】第７の実施形態を説明するための別の回路ブロック図。
【図１７Ａ】第７の実施形態を説明するための斜視図。
【図１７Ｂ】第７の実施形態を説明するための別の斜視図。
【図１８】本発明の第８の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図１９】第８の実施形態に用いたパワーアンプの入出力特性を示す図。
【図２０】本発明の第９の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図２１】第９の実施形態を説明するための別の回路ブロック図。
【図２２】本発明の第１０の実施形態を説明するためのパワーアンプの第１の構成図。
【図２３】第１０の実施形態を説明するためのパワーアンプの第２の構成図。
【図２４Ａ】第１０の実施形態を説明するためのパワーアンプの第３の構成図。
【図２４Ｂ】第１０の実施形態を説明するためのパワーアンプの第４の構成図。
【図２４Ｃ】第１０の実施形態を説明するためのパワーアンプの第５の構成図。
【図２５】第１０の実施形態を説明するためのパワーアンプの第６の構成図。
【図２６Ａ】本発明の第１１の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図２６Ｂ】本発明の第１１の実施形態を説明するための無線通信機の機能ブロック図。
【図２７】第１１の実施形態を説明するための別の回路ブロック図。
【図２８】本発明の第１２の実施形態を説明するための回路ブロック図。
【図２９】本発明の第１３の実施形態を説明するための別の回路ブロック図。
【図３０】第１〜第１３の実施形態における別の第１の回路構成を説明するための回路ブロック図。
【図３１】第１〜第１３の実施形態における別の第２の回路構成を説明するための回路ブロック図。
【図３２】第１〜第１３の実施形態における別の第３の回路構成を説明するための回路ブロック図。
【図３３】本発明の第１４の実施形態を説明するための斜視図。
【図３４】従来の高周波回路を説明するため回路構成図。
【図３５】従来の高周波回路を説明するため別の回路構成図。
【図３６】従来の高周波回路に用いられるパワーアンプの電力付加効率の出力電力依存性を示す図。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２Ｂ】
2006295282.tif 000001
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３６】
2006295282.tif 000002