(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４端子を有し、第１の端子から入力された信号は第２の端子より出力され、第２の端子から入力された信号は第３の端子より出力され、第３の端子から入力された信号は第４の端子より出力され、第４の端子から入力された信号は第１の端子より出力されるような方向性を持つサーキュレータと、
高周波信号を増幅し、前記サーキュレータの第１の端子に出力する増幅手段と、
前記サーキュレータの第２の端子より出力される前記増幅手段にて増幅された前記高周波信号が入力され、この信号の帯域制限を行いアンテナに出力するデュプレクサと、
前記サーキュレータの第３の端子に接続され、前記アンテナより前記デュプレクサおよび前記サーキュレータの第２の端子を通じて入力される前記高周波信号の近傍波を終端する終端手段と、
前記サーキュレータの第４の端子に接続され、前記サーキュレータの第１の端子からの逆方向漏洩信号から、前記増幅手段にて増幅された前記高周波信号の直流値を検波する検波手段とを具備することを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記検波手段は、
入力端が前記前記サーキュレータの第４の端子に接続され、前記サーキュレータ側と当該検波手段側との整合を取る入力整合手段と、
この入力整合手段の出力端にカソード端が接続され、検波を行う検波ダイオードと、
このダイオードのアノード端に入力端が接続され、前記検波ダイオードにて検波された所定のレベルの直流値を所定の直流値に変換する出力整合手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項３】
前記検波手段は、
第１の端子、第２の端子および第３の端子を有し、主線路として前記第１の端子と前記第２の端子とが接続され、結合線路として前記第１の端子と前記第３の端子とが接続され、前記第１の端子が前記前記サーキュレータの第４の端子に接続される結合手段と、
前記結合手段の第２の端子を終端する終端手段と、
前記結合手段の第３の端子に接続され、前記サーキュレータ側と当該検波手段側との整合を取る入力整合手段と、
この入力整合手段の出力端にカソード端が接続され、検波を行う検波ダイオードと、
このダイオードのアノード端に入力端が接続され、前記検波ダイオードにて検波された所定のレベルの直流値を所定の直流値に変換する出力整合手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば携帯電話システムの端末装置をはじめとする種々の無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の移動無線機では、無線部のパワーアンプ以降の回路構成は、一般に、図５に示すように構成される。信号入力端子１より入力された高周波信号は、パワーアンプ（ＰＡ）２にて増幅される。
【０００３】
ここで増幅された高周波信号は、結合手段１５（端子▲１▼−▲２▼間）、アイソレータ１７およびデュプレクサ４を介して信号出力端子５より図示しないアンテナに入力される。
【０００４】
また、結合手段１５の通過信号は、端子▲１▼−▲３▼間の結合により検波手段７にて、パワーアンプ２の出力信号レベルに応じたＤＣ値が検出され、検波出力端子８より出力される。
【０００５】
しかしながら、このパワーアンプ２から信号出力端子５までの間は、全て挿入損失を有している。
この挿入損失の内訳を示すと、結合手段１５は結合度によるが通常０．３ｄＢ、アイソレータ１７は０．６ｄＢ、デュプレクサ４は１．５ｄＢ程度であり、合計２．４ｄＢの挿入損失となる。
【０００６】
このため、信号出力端子５で規定された信号レベルを得るには、パワーアンプ２の出力レベルを２．４ｄＢ余計に上げておく必要があり、この分、移動無線機の電池の寿命を短くしてしまっていた。
【０００７】
このような電力消費の問題を軽減するために、図６に示すような構成が考えられる。信号入力端子１から入力される高周波信号をパワーアンプ２にて増幅した後、結合手段１５（端子▲１▼−▲２▼間）、デュプレクサ４を介して信号出力端子５より図示しないアンテナに出力する。
【０００８】
そして、結合手段１５の通過信号は、端子▲１▼−▲３▼間の結合により検波手段７にてパワーアンプ２の出力信号レベルに応じたＤＣ値が検出され、検波出力端子８より出力される。
【０００９】
すなわち、図５の回路よりアイソレータ１７を除き、結合手段１５とデュプレクサ４を接続することにより、挿入損失をアイソレータ１７の分、１．８ｄＢを減らしたものである。
【００１０】
この構成によれば、パワーアンプの消費電流で約５０〜７０ｍＡ程度減らすことができるが、アイソレータ１７を無くすことにより、上記アンテナを通じて信号出力端子５に送信信号の近傍波が入力される虞がある。
【００１１】
このように近傍波が入力されると、パワーアンプ２の出力端において送信信号と近傍波によって三次歪、五次歪、…、を起こしシステム仕様を満足出来なくなり、ひいては他の移動無線機に妨害を与えることになる。
【００１２】
また、信号出力端子５にて大きな反射が起きた時には、パワーアンプ２が異常発振をしたり、時には破損してしまうこともあり、システムの信頼性は無いに等しい。
【００１３】
この問題は、アナログ方式用のパワーアンプであれば殆ど発生はしないが、ディジタル方式用ではパワーアンプの小型化により大きいトランジスタ素子を使用出来ないため、前述の問題が発生する可能性が極めて高く、アイソレータを無くして挿入損失の低減を図るのは困難であった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線機では、無線部のパワーアンプ以降の回路構成において、電力損失が大きかったり、電力損失を軽減した構成では、システムの仕様を満足できなかったり、他の移動局の通信を妨害してしまうなどなどの問題があった。
【００１５】
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、システムの仕様を満たしつつ、電力損失を軽減して、電池寿命を延ばすことが可能な無線機を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、少なくとも４端子を有し、第１の端子から入力された信号は第２の端子より出力され、第２の端子から入力された信号は第３の端子より出力され、第３の端子から入力された信号は第４の端子より出力され、第４の端子から入力された信号は第１の端子より出力されるような方向性を持つサーキュレータと、高周波信号を増幅し、サーキュレータの第１の端子に出力する増幅手段と、サーキュレータの第２の端子より出力される増幅手段にて増幅された高周波信号が入力され、この信号の帯域制限を行いアンテナに出力するデュプレクサと、サーキュレータの第３の端子に接続され、アンテナよりデュプレクサおよびサーキュレータの第２の端子を通じて入力される高周波信号の近傍波を終端する終端手段と、サーキュレータの第４の端子に接続され、サーキュレータの第１の端子からの逆方向漏洩信号から、増幅手段にて増幅された高周波信号の直流値を検波する検波手段とを具備して構成するようにした。
【００１７】
上記構成の無線機では、増幅手段にて増幅された高周波信号をデュプレクサを介してアンテナに入力するとともに、アンテナを通じて侵入してしまう上記高周波信号の近傍波を、サーキュレータの方向性により、終端手段で吸収し、検波手段がサーキュレータの第１の端子からの逆方向漏洩信号から、増幅手段にて増幅された高周波信号の直流値を検波するようにしている。
【００１８】
したがって、上記構成の無線機によれば、増幅手段にて増幅された高周波信号の電力損失が、サーキュレータおよびデュプレクサのみであるため、電力損失を従来に比して軽減でき、また、アンテナより侵入した送信信号の近傍波は、終端手段で吸収されるので、高周波信号と近傍波による歪の発生が防止され、システムの仕様を満たすとともに、システムの信頼性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる無線機のパワーアンプ以降の構成を示すものである。但し、図１において、従来の無線機の構成を示す図５と同一部分には同一符号を付して示す。
【００２０】
信号入力端子１より入力された高周波信号は、パワーアンプ（ＰＡ）２に入力され、ここで増幅された後、四端子サーキュレータ３の端子▲１▼に出力される。四端子サーキュレータ３は、例えば図２に示すような構成よりなる。
【００２１】
四端子サーキュレータ３は、４つの端子（ストリップライン）▲１▼〜▲４▼を有し、は、これらの端子間を結ぶ交点にフェライト９を備える分岐形サーキュレータ（Ｘサーキュレータ）である。
【００２２】
そして、四端子サーキュレータ３は、図２において、紙面の表側より裏側へぬける適当な大きさの直流磁界が与えられ、これにより例えば端子▲１▼より入力された信号は、フェライト９の右側の部分が左側の部分よりその位相速度が大きくなり、入力信号は左側に旋回される。
【００２３】
そしてまた、四端子サーキュレータ３は、上記旋回の角度が左側に隣接する端子に一致するように調整されており、端子▲１▼から入力される信号は全て端子▲２▼に現れ、同様に端子▲２▼から入力される信号は全て端子▲３▼に、端子▲３▼から入力される信号は全て端子▲４▼に、端子▲４▼から入力される信号は全て端子▲２▼に現れるように、それぞれ調整されている。
【００２４】
したがって、四端子サーキュレータ３の端子▲１▼から入力されたパワーアンプ２の高周波増幅出力は、端子▲２▼に現れ、デュプレクサ４に入力される。デュプレクサ４に入力された高周波増幅出力は、デュプレクサ４にて帯域制限され、信号出力端子５より図示しないアンテナに入力される。
【００２５】
また、四端子サーキュレータ３の端子▲３▼は、終端手段６に接続され、端子▲４▼は、検波手段７に接続される。
検波手段７は、四端子サーキュレータ３の端子▲４▼に、端子▲１▼の信号レベルより四端子サーキュレータ３のアイソレーション特性分（通常約１４ｄＢ程度）を減じた信号レベルが出力されるため、これに基づいて、パワーアンプ２の出力レベルに応じたＤＣ値を検出し、検波出力端子８に出力する。
【００２６】
図３に、検波手段７の構成例を示す。
この図に示す検波手段７は、入力整合回路１１と、検波ダイオード１２と、出力整合回路１３とからなる。
【００２７】
入力整合回路１１の入力端１０は、四端子サーキュレータ３の端子▲４▼に接続され、出力端は、検波ダイオード１２のカソード端に接続される。
また、アノード端は、出力整合回路１３の入力端に接続され、出力整合回路１３の出力端１４より上記ＤＣ値を得る。
【００２８】
入力整合回路１１は、入力端１０に接続される回路特性および検波ダイオード１２の特性を損なわないようにするための整合に用いられる。また、出力整合回路１３は、検波ダイオード１２の特性を損なわず、なおかつ、所定のパワーアンプ２出力レベルに対して任意のＤＣ値が出力されるように設定するために用いられる。
【００２９】
次に、上記構成の回路の動作について説明する。
信号入力端子１より入力された高周波信号は、パワーアンプ２に入力される。そして、ここで増幅された高周波信号は、四端子サーキュレータ３の端子▲１▼−▲２▼間を通じ、さらにはデュプレクサ４を介して、信号出力端子５より図示しないアンテナに入力される。
【００３０】
また、上記アンテナを通じて入力される送信信号の近傍波は、信号出力端子５およびデュプレクサ４を介した後、四端子サーキュレータ３の端子▲２▼に入力される。
【００３１】
そして、上記近傍波は、四端子サーキュレータ３の持つ方向性から、端子▲２▼より端子▲３▼を通じて終端手段６に入力され、ここで吸収される。これにより、パワーアンプ２の出力端である四端子サーキュレータ３の端子▲１▼には、上記近傍波が漏洩することはほとんどない。
【００３２】
一方、四端子サーキュレータ３の端子▲４▼には、端子▲１▼の信号レベルより四端子サーキュレータ３のアイソレーション特性分（通常約１４ｄＢ程度）を減じた信号レベルが出力され、これに基づいて、検波手段７は、パワーアンプ２の出力レベルに応じたＤＣ値を検出し、検波出力端子８に出力する。
【００３３】
以上のように、上記構成の無線機では、四端子サーキュレータ３を用いて、その方向性により、パワーアンプ２にて増幅された高周波信号をデュプレクサ４を介して、信号出力端子５に入力するとともに、信号出力端子５より侵入してしまう送信信号の近傍波を、四端子サーキュレータ３の方向性により、終端手段６で吸収し、検波手段７が四端子サーキュレータ３の端子▲１▼からの逆方向漏洩信号から、パワーアンプ２にて増幅された高周波信号のＤＣ値を検波するようにしている。
【００３４】
したがって、上記構成の無線機によれば、結合手段１５を用いないにもかかわらず、図５に示した回路と同様の機能を発揮できる。すなわち、結合手段１５による電力損失がなくして電力損失を軽減することができる。
【００３５】
また、信号出力端子５より侵入した送信信号の近傍波は、終端手段６で吸収されるので、送信信号と近傍波による歪の発生が防止され、信号出力端子５にて大きな反射が起きた時でも、パワーアンプ２が異常発振するようなことはなく、破損する虞もないため、システムの仕様を満たすとともに、システムの信頼性を向上させることができる。
【００３６】
尚、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、検波手段７の構成を図３に示す構成したが、これに代わって例えば、図４に示すような構成であってもよい。
図４に示す検波手段７は、四端子サーキュレータ３の端子▲４▼が入力端１０に接続され、入力端１０は結合手段１５の端子▲１▼に接続される。また、結合手段１５は、主線路として端子▲１▼と端子▲２▼が接続されており、結合線路として端子▲１▼と端子▲３▼が接続されている。結合手段１５の端子▲２▼は終端手段１６にて終端され、一方、端子▲３▼は入力整合回路１１の入力端に接続される。
【００３７】
入力整合回路１１は、その出力端に検波ダイオード１２のカソード端が接続され、図３に示した入力整合回路１１と同様に、自己の入力端に接続される回路特性および検波ダイオード１２の特性を損なわないようにするための整合に用いられる。
【００３８】
また、出力整合回路１３は、その入力端に検波ダイオード１２のアノード端が接続され、図３に示した出力整合回路１３と同様に、検波ダイオード１２の特性を損なわず、なおかつ、所定のパワーアンプ２出力レベルに対して任意のＤＣ値が出力されるように設定するために用いられる。
【００３９】
このような構成の検波手段７によれば、図３に示した検波手段７と同様の効果を得られるばかりか、安定した性能を得るために実施する、パワーアンプ２、四端子サーキュレータ３および検波ダイオード１２間の調整が行いやすくなる。  その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明では、増幅手段にて増幅された高周波信号をデュプレクサを介してアンテナに入力するとともに、アンテナを通じて侵入してしまう上記高周波信号の近傍波を、サーキュレータの方向性により、終端手段で吸収し、検波手段がサーキュレータの第１の端子からの逆方向漏洩信号から、増幅手段にて増幅された高周波信号の直流値を検波するようにしている。
【００４１】
したがって、この発明によれば、増幅手段にて増幅された高周波信号の電力損失が、サーキュレータおよびデュプレクサのみであるため、電力損失を従来に比して軽減でき、また、アンテナより侵入した送信信号の近傍波は、終端手段で吸収されるので、高周波信号と近傍波による歪の発生が防止され、システムの仕様を満たすとともに、システムの信頼性を向上させることが可能な無線機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる無線機のパワーアンプ以降の構成の一実施の形態を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した無線機の四端子サーキュレータの構成を示す図。
【図３】図１に示した無線機の検波手段の構成を示す回路ブロック図。
【図４】図１に示した無線機の検波手段の変形例の構成を示す回路ブロック図。
【図５】従来の無線機のパワーアンプ以降の構成を示す回路ブロック図。
【図６】従来の無線機のパワーアンプ以降の構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
１…信号入力端子
２…パワーアンプ
３…四端子サーキュレータ
４…デュプレクサ
５…信号出力端子
６…終端手段
７…検波手段
８…検波出力端子
９…フェライト
１０…入力端
１１…入力整合回路
１２…検波ダイオード
１３…出力整合回路
１４…出力端
１５…結合手段
１６…終端手段
１７…アイソレータ
【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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