(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の通信方式のＩ，Ｑ信号を変調するための変調手段と、所定の周波数の信号を発振する第１の発振手段と、前記複数の通信方式に応じて前記所定の周波数の信号を分周した信号を出力する分周数可変な可変分周手段と、前記可変分周手段から出力される前記分周した信号を所定数で分周し、９０度位相が異なる２つの信号を生成して前記変調手段へ入力する変調用位相信号生成手段と、前記可変分周手段から出力される前記分周した信号及び前記変調手段から出力される変調信号を入力して送信周波数信号を出力する送信用ミキサとを備え、
送信する通信方式に応じて前記可変分周手段の分周数を変えることで、前記変調用位相信号生成手段は、前記送信する通信方式に適合した９０度位相が異なる前記２つの信号を生成する、複数通信方式対応の無線機。
【請求項２】
前記送信用ミキサが出力する送信周波数信号を通過させる送信用バンドパスフィルタと、その通過した送信周波数信号を増幅する送信増幅部と、受信信号を通過させる第１の受信用バンドパスフィルタと、その通過した受信信号を増幅する受信増幅部と、その増幅された受信信号及び前記第１の発振手段から出力された信号を入力して第１の中間周波数信号を出力する第１の受信用ミキサと、その第１の受信用ミキサからの信号を通過させる第２の受信用バンドパスフィルタとを備えたことを特徴とする、請求項１記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項３】
前記第１の発振手段とは異なる周波数の信号を発振する第２の発振手段と、前記第２の発振手段からの信号及び前記第２の受信用バンドパスフィルタを通過した信号を入力して第２の中間周波数信号を出力する第２の受信用ミキサと、前記第２の受信用ミキサからの信号を通過させる第３の受信用バンドパスフィルタと、前記第３の受信用バンドパスフィルタを通過した信号からＩ，Ｑ信号を復調する復調手段と、電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力から９０度位相の異なる信号を生成し、前記復調手段に出力する復調用位相信号生成手段とを備え、
前記変調用位相信号生成手段で生成された２信号は前記変調手段に入力されることを特徴とする請求項２記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項４】
前記送信用バンドパスフィルタ及び／又は前記第１の受信用バンドパスフィルタは、前記複数種類の通信方式の各周波数帯の信号に対応可能な積層プレーナー型であることを特徴とする請求項２、又は３記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項５】
前記送信用バンドパスフィルタは、高周波数帯と低周波数帯とが分かれており、高周波数帯がＤＣＳ１８００及び／又はＰＣＳ１９００に対応し、低周波数帯がＧＳＭに対応していることを特徴とする請求項２記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項６】
前記第１の受信用バンドパスフィルタは、高周波数帯のＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００、および低周波数帯のＧＳＭに対応した各々の専用バンドパスフィルタを有することを特徴とする請求項２記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項７】
前記変調手段、前記第１の発振手段、前記可変分周手段、前記送信用ミキサ、前記受信増幅部、前記第１の受信用ミキサ、前記変調用位相信号生成手段、前記第２の発振手段、前記第２の受信用ミキサ、前記復調手段、前記電圧制御発振器、及び前記復調用位相信号生成手段は集積回路で構成され、フレーム基板上に形成されていることを特徴とする請求項３記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項８】
前記第２の受信用バンドパスフィルタにＳＡＷフィルタを用い、前記第３の受信用バンドパスフィルタにセラミックフィルタを用いて、各々個別に作製したことを特徴とする請求項３記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項９】
前記ＳＡＷフィルタの周波数は４３２ＭＨｚ、前記セラミックフィルタの周波数は１４．４ＭＨｚであることを特徴とする請求項８記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項１０】
前記第２の発振手段の周波数を４１７．６ＭＨｚ、前記電圧制御発振器の周波数を２８．８ＭＨｚとしたことを特徴とする請求項３記載の複数通信方式対応の無線機。
【請求項１１】
前記第１の発振手段は、発振する信号の周波数を、ＧＳＭでは１４２４から１４６４ＭＨｚ、ＤＣＳ１８００では１３６８から１４２８ＭＨｚ、ＰＣＳ１９００では１４８０から１５２８ＭＨｚとし、その信号を１ｓｔローカルとして、前記可変分周手段を介して前記送信用ミキサへ入力することを特徴とする請求項１記載の複数通信方式対応の無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル移動通信を行う携帯端末において、複数の異なる通信方式を使用できる複数通信方式の無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯電話に用いられている無線部の構成について説明する。
【０００３】
携帯無線のシステム（たとえば、ヨーロッパなどで盛んなＧＳＭ方式、日本などで盛んなＰＤＣ方式およびＰＨＳ方式など）が複数あれば、各々のシステムを利用したい場合は、通常各システムに対応した携帯機を必要な分だけ持たねばならず、１台で複数のシステムを通信できる小型軽量の携帯電話がなかった。
【０００４】
従来における信号の送信系について、以下に説明する。被変調信号のＩおよびＱ信号を、複数の通信信号を変調できる信号変調部の変調入力端子へ送信信号として入力し、信号変調部を通過後の信号と第１局所発振器からの信号とにより、ミキサの乗算回路部で周波数変換する。
【０００５】
その後、送信用バンドパスフィルタを通じ、希望送信周波数のみを電力増幅器で増幅し、アンテナスイッチを通過した後、アンテナ端子から希望送信信号のみを送出する。
【０００６】
また、従来の受信系では、上記アンテナ端子から希望信号の受信時、受信信号がアンテナからアンテナスイッチを通過した後、受信用バンドパスフィルタを通じ、低雑音電力増幅器でその受信信号を増幅する。
【０００７】
その後、受信ミキサの乗算回路部で周波数変換し、受信用バンドパスフィルタよりも低周波を通過させる第２受信バンドパスフィルタを通過させ、第２局所発振器の周波数を用いて周波数変換して、さらに第３受信バンドパスフィルタを通過して、２種類の位相信号により復調されて復調ＩおよびＱ信号を得ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例に示したように、携帯無線のシステム（たとえば、ヨーロッパなどで盛んなＧＳＭ方式、日本などで盛んなＰＤＣ方式およびＰＨＳ方式など）のサービスが複数あり、各々のシステムを利用したければ、通常各システムに対応した携帯機を持たねばならなかった。すなわち、１台で複数のシステムを通信できる小型軽量の携帯電話がなかった。
【０００９】
ただ単に１台の携帯電話で複数システムのサービスを可能にするには、単純に２倍の部品が必要となり高価になる。また、約２倍の体積と大きくなり、重くなる。
【００１０】
そのために、複数システムの周波数構成を満たす広帯域な発振器、ミキサ、各バンドパスフィルタおよび増幅器など共通に利用できるデバイスを開発し搭載しなければならない。さらに、各々の部品を小型軽量化にしなければ携帯用に適さないという課題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題を考慮し、各デバイスの広帯域性を重視し、複数の通信方式に対応できる小型軽量な無線機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の本発明は、複数種類の通信方式のＩ，Ｑ信号を変調するための変調手段と、所定の周波数の信号を発振する第１の発振手段と、前記複数の通信方式に応じて前記所定の周波数の信号を分周した信号を出力する分周数可変な可変分周手段と、前記可変分周手段から出力される前記分周した信号を所定数で分周し、９０度位相が異なる２つの信号を生成して前記変調手段へ入力する変調用位相信号生成手段と、前記可変分周手段から出力される前記分周した信号及び前記変調手段から出力される変調信号を入力して送信周波数信号を出力する送信用ミキサとを備え、
送信する通信方式に応じて前記可変分周手段の分周数を変えることで、前記変調用位相信号生成手段は、前記送信する通信方式に適合した９０度位相が異なる前記２つの信号を生成する、複数通信方式対応の無線機である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明にかかる第１の実施の形態の複数通信方式対応の無線機としてのデュアルモード機における送信用ミキサ周辺のブロック図である。本実施の形態では、携帯電話サービスの送信系について考える。
【００１６】
図１において、被変調信号のＩ，Ｑ信号を、複数の通信信号を変調できる変調器１１の変調入力端子へ送信信号として入力し、変調器１１を通過後、第１局所発振器１４からの信号により高周波側ミキサ１３の乗算回路部で周波数変換され、高周波側ミキサ１３から高周波側出力１７に出力され、あるいはＮ分周器１５を通過した第１局所発振器１４からの信号により低周波側ミキサ１２の乗算回路部で周波数変換され、低周波側ミキサ１２から低周波側１６に出力される。ここで、変調器１１が変調手段であり、第１局所発振器１４が発振手段であり、Ｎ分周器１５がＮ分周手段である。また、図示していないが、変調器１１への入力信号の位相角度は、９０度異なる信号２種類とする。
【００１７】
ここでのデュアルとは、２種類以上の携帯電話サービスの通信システムを１台でできる携帯端末のことをいう。例えば、低周波数と高周波数のデュアルとして、低周波数側をヨーロッパ地区などで盛んに利用されている９００ＭＨｚ付近のＧＳＭ方式、また、高周波数側をＧＳＭを拡張したＤＣＳ１８００と呼ばれている１８００ＭＨｚ付近の２つのシステムのデュアルモードを想定する。
【００１８】
上記２つのシステムでは、前者のＧＳＭの方が後者のＤＣＳよりも低周波であるために、周波数により低周波用、高周波用と区別する。
【００１９】
従って、変調器１１からの出力を周波数の高低で判定して、低ければ低周波側ミキサ１２、高ければ高周波用ミキサ１３へ変調信号が送られる。
【００２０】
この各々のミキサ１２，１３へ第１局所発振器１４からの信号が、そのままあるいはＮ分周されて入力される。この時、第１局所発振器１４からの周波数を希望する信号へＮ分周するために、Ｎ分周器１５を通過する。例えば、ＧＳＭ方式では、２分周し、それよりも高帯域のＤＣＳでは、１分周と分周数を使用周波数により異なるように用いる。
【００２１】
第１局所発振器１４からの周波数を何分周にするかは、実際の送受信用周波数に影響のないように不必要なスプリアスを少なくするように分周数を決める。従って、最適な周波数にするのは、必ずしも１通りではない。
【００２２】
各ミキサ１２，１３からの出力は低周波側出力１６、または、高周波側出力１７となる。
【００２３】
そのためには、第１局所発振器１４から複数の周波数を生成する場合、少なくとも一方の周波数をＮ分周して生成する。
【００２４】
なお、本実施の形態では、信号がＮ分周器１５を通過して、低周波側ミキサ１２へ入力されるものと、Ｎ分周器１５を通過せずに高周波側ミキサ１３へ入力されるものがある。しかし、さらに、小型化のためには、それらは同一のミキサであっても構わない。すなわち、低周波側ミキサ１２と高周波側ミキサ１３は、同一でも構わない。
（第２の実施の形態）
図２及び図３は、本発明にかかる第２の実施の形態の複数通信方式対応の無線機としてのトリプルモード機のブロック図である。これは、前述の第１の実施の形態のデュアルモード機へさらにアメリカなどでサービスされているＰＣＳ１９００と呼ばれる通信システムを付加した場合を考慮したものである。
【００２５】
図２及び図３において、送信側では、被変調信号のＩ，Ｑ信号を、複数の通信信号を変調できる変調器２１の変調入力端子へ送信信号として入力する。変調器２１を通過した信号は、可変分周手段としてのＮ分周器２５で分周された第１局所発振器２４からの信号により、送信用のミキサ２２の乗算回路部で周波数変換され、ミキサ２２から出力される。また、変調器２１への入力信号の位相角度は、９０度異なる信号２種類とする。
【００２６】
第１局所発振器２４の周波数をＧＳＭでは、１４２４から１４６４ＭＨｚ、ＤＣＳ１８００（通称ＰＣＮ）では、１３６８から１４２８ＭＨｚ、およびＰＣＳ１９００では、１４８０から１５２８ＭＨｚとして、その信号を１ｓｔローカルとしてＮ分周器２５を介してミキサ２２側へ入力する。
【００２７】
この時、複数の携帯電話のサービス周波数があると、低周波数では、２分周してミキサ２２側に入力する。また、その約２倍の高周波数では、１分周とし、ＤＣＳ１８００（通称ＰＣＮ）では、１３６８から１４２８ＭＨｚ、およびＰＣＳ１９００では、１４８０から１５２８ＭＨｚの周波数を１ｓｔローカルとしてミキサ２２側へ入力する。
【００２８】
送信用の変調器２１へ入力される信号は、第１局所発振器２４からの周波数を、希望する信号の周波数に応じて、Ｎ分周器２５でＮ分周した後、例えば高周波側のＮを１、低周波側のＮを２であり、その信号をさらにＭ分周器６０でＭ分周し、例えばＭ＝２、さらに位相信号生成器６１で２分周して位相角度が９０度異なる２種類の信号を生成し、変調器２１へ入力する。但し、Ｎ，Ｍ≧１の実数である。ここで、Ｍ分周器６０及び位相信号生成器６１が変調用位相信号生成手段を構成している。
【００２９】
上述した各周波数の信号をミキサ２２へ入力すると、ミキサ２２の出力は、ＧＳＭでは、８９０から９１５ＭＨｚ、ＤＣＳ１８００では、１７１０から１７８５ＭＨｚ、およびＰＣＳ１９００では、１８５０から１９１０ＭＨｚの周波数になる。そして、各々の信号は積層プレーナ２６の送信用バンドパスフィルタを通じて、各サービス周波数に適した信号が送信増幅部としてのパワーアンプ２７（通称ＰＡ）へ送られて増幅され、アンテナスイッチ２８を通過後、アンテナ２９端から送信される。
【００３０】
上記積層プレーナ２６のフィルタは、高周波数であるＤＣＳ１８００とＰＣＳ１９００では周波数が近いために、同一フィルタ部を利用し、また、低周波数のＧＳＭでは、単独のフィルタ部を利用する。このように、積層フィルタを２分割した機能を有し、通過帯域幅が２カ所あるフィルタで１パッケージ体として小型、軽量化を図る。
【００３１】
また、パワーアンプ２７も周波数の構成上２分割したものとし、低周波数側のＧＳＭ、高周波数側の通称ＰＣＮおよびＰＣＳの信号を増幅する部分とに通路を分割したものが１パッケージに収まっている。
【００３２】
また、受信側では、アンテナ２９端子から希望信号の受信時、受信信号はアンテナ２９からアンテナスイッチ２８を通過し、第１の受信用バンドパスフィルタである積層プレーナ３０を通じ、受信増幅部としての低雑音電力増幅器３１（通称ＬＮＡ）で受信信号を増幅した後、第１局所発振器２４からの送信側と同一周波数の１ｓｔローカル信号により第１の受信用のミキサ３２の乗算回路部で周波数変換される。その後受信用バンドパスフィルタよりも低周波を通過させる第２の受信バンドパスフィルタであるＳＡＷフィルタ３３を通り、第２局所発振器３４の周波数により周波数変換して、さらに第３の受信バンドパスフィルタであるセラミックフィルタ３６を通過した後、温度補償付き電圧制御発振器３７からの信号を入力として復調用位相信号生成手段である分周器６２で生成された位相が９０度異なる２種類の位相信号により、復調器３８でＩおよびＱ信号に復調される。
【００３３】
この受信時の１ｓｔローカル周波数を前述の送信側の周波数と同一として、１個の発振器で送信および受信を兼ね、また、低周波数と高周波数のものをまかなえるようして、部品点数を少なく、小型軽量化を図れる。
【００３４】
また、携帯端末機の送信信号用周波数変換部の変調器２１、送信用のミキサ２２、第１局所発振器２４および分周器２５、受信部の、複数の通信方式に対応するように設けられた複数の低雑音電力増幅器３１、第２局所発振器３４、受信用のミキサ３２，３５、復調器３８、及び温度補償付き電圧制御発振器３７を集積回路で構成し、１枚のフレーム基板上に作製し、無線部を１チップ化として小型軽量にする。
【００３５】
また、受信用のＳＡＷフィルタ３３の周波数を４３２ＭＨｚ、セラミックフィルタ３６の周波数を１４．４ＭＨｚ、送信用の第２局所発振器３４の周波数を４１７．６ＭＨｚ、温度補償付き電圧制御発振器３７の周波数を２８．８ＭＨｚで作製する。
（第３の実施の形態）
図４は、本発明にかかる第３の実施の形態の複数通信方式対応の無線機としてのデュアルモード機の主なブロック図である。ここでは、携帯端末からの送信周波数が、低周波数側を第２の周波数としての８８０から９１５ＭＨｚの周波数、また、高周波数側を第１の周波数としての１９８５から２０１５ＭＨｚの周波数である構成を想定する。すなわち、第１の周波数が第２の周波数の２倍あるいはその近傍である２つの送信周波数に対応する構成である。
【００３６】
図４において、第１局所発振器４４から出力された１ｓｔローカル周波数１５４６ＭＨｚをＰ分周器４５で分周し、Ｐ＝２で７７３から８０８ＭＨｚの信号を第２のミキサとしての低周波側ミキサ４２へ入力する。また、２ｎｄローカル周波数においては、第２局所発振器５０から出力された４２８ＭＨｚの信号をＱ分周器４９へ送り、例えばＱ＝４では、１０７ＭＨｚとなり、低周波側ミキサ４２へ入力し、Ｐ分周器４５から入力された前述の７７３から８０８ＭＨｚと乗算して、周波数８８０から９１５ＭＨｚの信号を得て低周波側出力４６として、送信する。
【００３７】
また、第１局所発振器４４から、１５５７から１５８７ＭＨｚの信号を第１のミキサとしての高周波側ミキサ４３へＰ分周器４５を通過させずに入力する。また、第２局所発振器５０からの４２８ＭＨｚの信号を、Ｑ分周器４９を通過させずに高周波側ミキサ４３へ送信し、１５５７から１５８７ＭＨｚと４２８ＭＨｚとの乗算で１９８５ＭＨｚから２０１５ＭＨｚの信号を得て高周波側出力４７として、送信する。
【００３８】
また、第１局所発振器４４からの信号が入力されているミキサ４８は受信用の第１ミキサであり、第２局所発振器５０からの信号が入力されているミキサ５１は受信用の第２ミキサである。
【００３９】
なお、この回路構成に用いる信号源は、正弦波、帯域幅の持つＣＤＭＡなどコード化されたものなどの変調信号すべての信号系に適応可能である。
【００４０】
以上のように、本発明の複数信号の無線構成では、複数の携帯電話システムを１台の携帯電話機で送受信可能とし、従来の１台分ぐらいの大きさおよび重量で小型、軽量を実現することが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、各デバイスの広帯域性を重視し、複数種類の通信方式に対応でき、小型軽量化が可能になるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態の複数通信方式対応の無線機としてのデュアルモード機における送信用ミキサ周辺のブロック図である。
【図２】本発明にかかる第２の実施の形態の複数通信方式対応の無線機としてのトリプルモード機の前段部を示すブロック図である。
【図３】上記図２の第２の実施の形態のトリプルモード機の後段部を示すブロック図である。
【図４】本発明にかかる第３の実施の形態の複数通信方式対応の無線機としてのデュアルモード機の主なブロック図である。
【符号の説明】
１１、２１…変調器
１２、４２…低周波側ミキサ
１３、４３…高周波側ミキサ
１４、２４、４４…第１局所発振器
１５…Ｎ分周器
１６、４６…低周波側出力
１７、４７…高周波側出力
２２…ミキサ
２５…Ｎ分周器
２６…積層プレーナ（送信）
２７…パワーアンプ
２８…アンテナスイッチ
２９…アンテナ
３０…積層プレーナ（受信）
３１…低雑音電力増幅器（ＬＮＡ）
３２…ミキサ（受信）
３３…ＳＡＷフィルタ
３４、５０…第２局所発振器
３５…第２ミキサ（受信）
３６…セラミックフィルタ
３７…温度補償付き電圧制御発振器
３８…復調器
４５…Ｐ分周器
４９…Ｑ分周器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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