JP2006033731A - 送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中電力時のみならず最大出力電力時の効率をも高くし、消費電力を抑えて実使用時間を延ばす。携帯無線通信端末の小型化への限界を少なく、筐体デザインや構造上の制約を少なくする。
【解決手段】 要求される送信電力が最大送信電力付近であるときには、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７を共に被切り替え接点ａ，ａ側に切り替える。これにより、第１の増幅器２３と第２の増幅器２９の間に第１の受信帯域阻止フィルタ２５が配される第１の経路を形成する。一方、要求される送信電力が中電力以下であるときには、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７を共に被切り替え接点ｂ，ｂ側に切り替える。これにより、第２の受信帯域阻止フィルタ２６と第２の増幅器２９が接続された第２の経路を形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、全二重通信方式にて通信を行う携帯無線通信端末（例えば携帯電話端末）に好適な送信装置に関し、特に、受信先での受信電力を一定にするために送信電力の制御を行う送信装置に関する。

図９には、全二重通信方式にて通信を行う無線通信端末が備えている送受信部の構成例を示す。なお、ここでは無線通信端末の一例として、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の携帯電話端末を挙げ、図９にはその送受信部のみを示している。

図９において、アンテナ１０１により受信されたＲＦ信号は、アンテナ共用器であるデュプレクサ１０２を介して受信回路１０５に送られる。受信回路１０５は、受信ＲＦ信号を中間周波数帯域のＩＦ信号へ変換し、さらにベースバンド信号へ変換する。当該受信回路１０５から出力された信号は、図示しないＤＳＰ（Digital Signal Processor）等からなるディジタル信号処理部へ送られる。

一方、ディジタル信号処理部から送信回路１０６へ入力されたベースバンドの送信信号は、そのベースバンド信号を周波数変換してＩＦ信号へ変換し、さらにＲＦ帯域の送信信号へ変換すると共に、送信電力制御を行う。この送信回路１０６から出力された送信信号は、デュプレクサ１０２を介してアンテナ１０１へ送られる。これにより、アンテナ１０１からは送信電力制御がなされた送信信号電波が出力される。

すなわち、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式の携帯電話システムでは、例えばユーザの移動により携帯電話端末の位置が変更されることで電波伝搬の状態が変わり、それに伴って受信電界強度が時間的に変動して生じるフェージング（fading）により引き起こされる電力変動を避けるために、携帯電話端末に対する電力制御がきめ細かく行われている。また、この携帯電話システムでは、多くの携帯電話端末が同じ周波数を使って通信を行うことになるので、例えば、特定の端末からの電波の電力が他の端末からの電波の電力よりも強い場合、当該電力が強い方の電波により、電力の弱い方の電波がマスクされてしまって信号を受信できなくなるのを避けるために、携帯電話端末に対する電力制御がきめ細かく行われている。実際には、基地局において受信される各端末からの電波の電力が等しくなるように、各端末の送信電力を制御するようになされている。

次に、図１０を参照し、図９の送信回路１０６の概略構成について説明する。なお、この図１０において、図９と同じ構成要素については図９のものと同一の指示符号を付してそれらの説明は省略する。

図１０において、送信回路１０６の信号入力端子１０８，１０９には、ディジタル信号処理部から送られてくるＩ信号，Ｑ信号が入力される。これらＩ，Ｑ信号は、直交変調器１２４に送られる。当該直交変調器１２４は、入力されたＩ，Ｑ信号を直交変調し、所望の中心周波数を有する希望波の送信信号を出力する。

上記直交変調器１２４から出力された送信信号は、送信周波数帯域を通過させる送信帯域通過フィルタ１２２を介して、電力増幅器１２１に送られる。

電力増幅器１２１は、初段増幅器１３２と終段増幅器１３１とで構成されており、それら増幅器１３２，１３１により、送信信号の送信電力を所望の値に増幅する。当該電力増幅器１２１から出力された送信信号は、デュプレクサ１０２に送られる。

次に、図１１を参照し、図９，図１０のデュプレクサ１０２の概略構成について説明する。図９，図１０に示したデュプレクサ１０２は、図１１に示すように、一対の帯域通過フィルタと移相回路とで構成される３ポート受動素子である。

この図１１において、受信回路接続端子１４１は前記受信回路１０５に接続され、送信回路接続端子１４７は前記送信回路１０６に接続され、アンテナ接続端子１４４はアンテナ１０１に接続されいる。そして、当該デュプレクサ１０２は、受信帯域を通過帯域とし、送信帯域を減衰させるバンドパスフィルタ１４２と、送信帯域を通過帯域とし、受信帯域を減衰させるバンドパスフィルタ１４６と、それら二つのバンドパスフィルタ１４２，１４６とアンテナ接続端子１４４との間の伝送線路１４３，１４５からなる移相回路とにより構成されている。

ところで、米ＴＩＡ（Telecommunications Industry Association）により決められた第３世代の携帯電話システムの標準規格であるＩＳ−９５や、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses）のＳＴＤ−Ｔ５３では、携帯電話端末からの送信最大電力が２００ｍＷと規定されている。言い換えると、これらＩＳ−９５やＳＴＤＴ−５３によれば、携帯電話端末は上記２００ｍＷの送信最大電力を生成可能でなければならないと規定している。

但し、ＩＳ−９５やＳＴＤ−Ｔ５３では送信最大電力を２００ｍＷと規定しているが、通話中等の実使用時の送信電力は１０ｍＷ前後であることがテストの結果確認されている。すなわち、送信回路に設けられている電力増幅器は、２００ｍＷの送信電力を得られるだけの増幅能力を有した増幅器でありながら、実際にはそれよりも１０ｄＢ程度低い出力の動作条件で使用されている。なお、図１２には、都市部における携帯電話出力電力分布調査の結果を示しており、図１３には、郊外における携帯電話出力電力分布調査の結果を示している。図１２からわかるように、携帯電話端末が２２ｄＢｍを越える送信電力を使用する確率は０．２％以下であり、平均的な出力は３．５ｍＷ（５．４ｄＢｍ）である。これは図１３の郊外での出力電力分布調査の結果についても同様であり、携帯電話端末の平均的な出力は１１．５ｍＷ（１０．６ｄＢｍ）である。このように、送信回路の電力増幅器は、増幅能力に対して１０ｄＢ程度低い出力の動作条件で使用されることが多い。

また、図１４には、図１０に示した送信回路１０５の電力増幅器１２１のように、二段の増幅器を直列に接続し、最大出力電力が２８ｄＢｍとなされた電力増幅器における、出力電力に対する消費電流と電力付加効率（ＰＡＥ）特性の一例（ＶＤＤ＝３．５Ｖ）を示す。

この図１４からわかるように、送信回路に用いられている電力増幅器は、最大出力電力２８ｄＢｍ付近では４０％程度の効率であるが、通話中等の実使用時の平均的な出力電力１３ｄＢｍ付近では６％程度と非常に効率が悪い。これは以下のような理由による。

すなわち、ＣＤＭＡ方式の携帯電話端末の電力増幅器はＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調波を増幅するために線形性が重視されているが、その一方で、線形性が重視される増幅器は、何も信号を入力しなくてもバイアス電流として１００ｍＡ程が必要となる。つまり、線形性が重視される増幅器は、アイドル電流が多くなるという特性を有している。

ここで、携帯電話端末の電力増幅器としては、前述したように二つの増幅器を２段結合したものが使用されており、１段目の増幅器では例えば１８ｄＢｍ分の増幅を担当し、２段目の増幅器では２８ｄＢｍ分の増幅を担当している。ところが、実使用時の出力電力としては１段目の増幅器分の電力で充分であるため、当該実使用時には不要な二段目の増幅器のアイドル電流１００ｍＡ分が無駄に消費されてしまっていることになる。すなわち、２段の増幅器を直列に接続した電力増幅器をＣＤＭＡ方式の携帯電話端末に使用した場合、実使用時における消費電力を充分に下げることができないことになる。

一方、特開２００１−２１７６６１公報（特許文献１）には、端末の実使用時において電力増幅器に無駄に電力を消費させるのを防いで電力効率を上げ、実使用時間を延ばすための構成が開示されている。

図１５には、その構成の概要を示す。

図１５に示す電力増幅器は、１段目の第１の増幅器１５２と２段目の第２の増幅器１５４の間に、第１の切り替えスイッチ１５３が設けられ、第２の増幅器１５４と出力端子１５６との間に第２の切り替えスイッチ１５５が設けられている。入力端子１５１には、送信信号が供給される。第１の切り替えスイッチ１５３の共通接点ｃは第１の増幅器１５２の出力端と接続され、被切り替え接点ａは第２の増幅器１５４の入力端と接続され、被切り替え接点ｂは第２の切り替えスイッチ１５５の被切り替え接点ｂと接続されている。第２の切り替えスイッチ１５５の被切り替え接点ａは第２の増幅器１５４の出力端と接続され、共通接点ｃは出力端子１５６と接続されている。

第１の増幅器１５２と第２の増幅器１５４の電源電圧ＶＤＤは電源端子１５８を介して供給される。但し、第２の増幅器１５４と電源端子１５８との間にはＶＤＤスイッチ１５７が設けられており、当該ＶＤＤスイッチ１５７の開閉により第２の増幅器１５４への電源電圧ＶＤＤの供給のオン／オフがなされる。

この図１５に示す電力増幅器において、基地局に対して送信する電力が第１の増幅器１５２でまかなえる電力以下である場合、第１の切り替えスイッチ１５３は共通接点ｃと被切り替え接点ｂが接続されると共に、第２の切り替えスイッチ１５５は被切り替え接点ｂと共通接点ｃが接続される。同時に、ＶＤＤスイッチ１５８はオフになされ、第２の増幅器１５４への電源電圧ＶＤＤの供給が遮断される。これにより、当該電力増幅器は、第２の増幅器１５４に流れるアイドル電流分を削減可能となっている。なお、第２の増幅器１５４での増幅も行う場合、第１の切り替えスイッチ１５３は共通接点ｃと被切り替え接点ａが接続され、一方、第２の切り替えスイッチ１５５は被切り替え接点ａと共通接点ｃが接続され、同時にＶＤＤスイッチ１５７はオンになされる。

次に、図１６には、図１５に示した構成の電力増幅器における消費電流と電力付加効率（ＰＡＥ）との関係を示す（ＶＤＤ＝３．５Ｖ）。

この図１６と前述の図１４とを比較すると、図１５の構成の場合は、携帯電話端末の実使用時における１３ｄＢｂｍ付近での電流を９０ｍＡ程度削減できていることがわかる。

また、図１６の例では、出力電力＋１８ｄＢｍ（特性曲線が不連続となっている箇所）を境に、２段目の増幅器１５４のオン／オフが切り替えられている。

ここで、実使用時の消費電流を下げるためには、１段目の第１の増幅器１５２のアイドル電流を増やさない範囲で、できるだけ２段目の第２の増幅器１５４のオン／オフ切り替えポイントを高く設定し、第２の増幅器１５４がオフとなっている確率を高くすることが望ましい。

したがって、図１５の構成において、消費電流を更に削減するためには、第１の増幅器１５２出力から出力端子１５６までの間の電力損失を最小限にすることが望ましいのである。

特開２００１−２１７６６１公報（第６図）

しかしながら、上述した図１５の構成の場合、例えば切り替えスイッチを介さずに二つの増幅器を直列接続したような構成と比較すると、２段目の第２の増幅器１５４の最大出力電力を、第２の切り替えスイッチ１５５での損失分だけ増やさなければならなくなる。このように増幅器の最大出力電力を、切り替えスイッチの損失分だけ増やすようにすると、携帯電話端末の送信最大電力時の消費電力が大きくなってしまい、その結果として、携帯電話端末の実使用時間が短く（つまりバッテリ寿命が短く）なってしまう。また、大きな最大出力電力を得られるようにするためには、増幅器を構成するトランジスタとしてサイズが大きく高価なトランジスタを用いなければならなくなり、端末コストが上昇してしまうことになる。

さらに、増幅器の消費電力が大きくなると、熱損失も増えることになるため、携帯電話端末使用時の温度上昇が大きくなってしまう。一方で、携帯電話端末使用時の温度上昇を抑えるためには、放熱性を考慮して筐体を或る程度の大きさにしなければならなくなるため、端末の小型化に限界ができてしまい、また、筐体デザインや構造にも制約ができてしまう。

本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、実使用時の電力に相当する中電力時の効率のみならず最大出力電力時の効率をも高くし、消費電力を抑えて実使用時間を延ばす（バッテリの寿命を延ばす）ことができるようにすると共に、携帯無線通信端末の小型化への限界を少なく、且つ、筐体デザインや構造上の制約を少なくすることをも可能とする、送信装置を提供することを目的とする。

本発明の送信装置は、全二重通信方式にて信号の送受信を行う通信端末に備えられる送信装置であり、第１，第２の少なくとも二つの電力増幅手段と、第１の電力増幅手段を最終段とし第２の電力増幅手段をその前段とした多段構成により送信電力の増幅を行うための第１の経路と、第２の電力増幅手段を最終段にして送信電力の増幅を行うための第２の経路とを、必要とされる送信電力に応じて切り替える経路切り替え手段と、第１の電力増幅手段の入力側で送信帯域のみを通過させる送信帯域通過手段とを有し、経路切り替え手段は、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには第１の経路へ切り替え、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには第２の経路へ切り替えることにより、上述した課題を解決する。

また、本発明の送信装置は、第１，第２の電力増幅器と、第１，第２の送信帯域通過フィルタと、第１，第２の切り替えスイッチとを有し、第１の切り替えスイッチの共通接点はアンテナ共用器の入力端に接続され、第１の電力増幅器は出力端が第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、第１の送信帯域通過フィルタは第１の電力増幅器の入力端と第２の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点との間に接続され、第２の送信帯域通過フィルタは第１の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点と第２の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点との間に接続され、第２の電力増幅器は出力端が第２の切り替えスイッチの共通接点に接続されると共に入力端には送信信号が供給されている。そして、第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に第１の送信帯域通過フィルタが配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第２の送信帯域通過フィルタが第２の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成することにより、上述した課題を解決する。

また、本発明の送信装置は、第１，第２の電力増幅器と、送信帯域通過フィルタと、第１，第２の切り替えスイッチとを有し、第１の切り替えスイッチの共通接点はアンテナ共用器の入力端に接続され、第１の電力増幅器は出力端が第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、送信帯域通過フィルタは第２の切り替えスイッチの共通接点と第２の電力増幅器の出力端との間に接続され、第２の電力増幅器は入力端に送信信号が供給されている。そして、第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に送信帯域通過フィルタが配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、送信帯域通過フィルタが第２の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成することにより、上述した課題を解決する。

また、本発明の送信装置は、第１，第２の電力増幅器と、第１，第２の送信帯域通過フィルタと、第１，第２の切り替えスイッチとを有し、第１の切り替えスイッチの共通接点はアンテナ共用器の入力端に接続され、第１の電力増幅器は出力端が第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、第１の送信帯域通過フィルタは第１の電力増幅器の出力端と第２の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点との間に接続され、第２の送信帯域通過フィルタは第２の切り替えスイッチの共通接点と第２の電力増幅器の出力端との間に接続され、第２の電力増幅器は入力端に送信信号が供給されている。そして、第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に第１，第２の送信帯域通過フィルタが直列に配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第２の送信帯域通過フィルタが第２の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成することにほり、上述した課題を解決する。

また、本発明の送信装置は、第１，第２，第３の電力増幅器と、第１，第２の送信帯域通過フィルタと、第１，第２の切り替えスイッチとを有し、第１の切り替えスイッチの共通接点はアンテナ共用器の入力端に接続され、第１の電力増幅器は出力端が第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、第１の送信帯域通過フィルタは第１の電力増幅器の入力端と第２の電力増幅器の出力端との間に接続され、第２の電力増幅器は入力端が第２の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、第２の送信帯域通過フィルタは第１の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点と第３の電力増幅器の出力端との間に接続され、第３の電力増幅器は入力端が第２の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点に接続され、第２の切り替えスイッチは共通接点に送信信号が供給されている。そして、第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に第１の送信帯域通過フィルタが配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、第２の送信帯域通過フィルタが第３の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成することにより、上述した課題を解決する。

すなわち、本発明によれば、送信電力が大きいときに使用する経路において、初段増幅器と終段増幅器との間に送信帯域通過フィルタ（つまり受信帯域阻止フィルタ）を配置することで、送信通過損失を低減したアンテナ共用器（デュプレクサ）を使用することができるようにし、それによって終段増幅器の出力を下げ、消費電力を下げることを可能にしている。

一方、送信電力が小さい時には、アンテナ共用器の入力側に、当該アンテナ共用器の受信帯域の減衰量を補うためのフィルタを追加しており、これにより、初段増幅器の出力と当該追加したフィルタとデュプレクサとが接続されて、受信帯域の雑音を所定値以内にしている。また、同時に終段増幅器の電源供給を遮断、つまりバイアスをオフにすることで、消費電力を下げている。

本発明によれば、送信電力が小さい時つまり実使用時の電力に相当する中電力時の効率のみならず、送信電力が大きい時つまり最大出力電力時の効率をも高くすることができ、その結果、消費電力を抑えて実使用時間を延ばす（すなわちバッテリの寿命を延ばす）ことが可能となる。また、消費電力を低減することで、温度上昇を抑えることができ、その結果、携帯無線通信端末の小型化への限界を少なくでき、且つ、筐体デザインや構造上の制約を少なくすることが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の送信装置の一実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本発明の送信装置を備えた携帯無線通信端末の一実施形態として、全二重通信方式にて通信を行うＣＤＭＡ方式の携帯電話端末を例に挙げている。勿論、ここで説明する内容はあくまで一例であり、本発明はこの例に限定されないことは言うまでもない。

〔携帯無線通信端末の構成〕
先ず、図１には、本発明実施形態の送信装置を備えた携帯電話端末の概略的な内部構成を示す。

図１において、アンテナ１により受信されたＲＦ信号は、デュプレクサ２を介して受信回路５に送られる。受信回路５は、局部発振器１０からの局部発振信号を元に、受信ＲＦ信号を中間周波数帯域のＩＦ信号へ変換し、さらにベースバンド信号へ変換する。当該受信回路５から出力された信号は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等からなるディジタル信号処理部１１へ送られる。信号受信時のディジタル信号処理部１１は、ベースバンド信号のアナログ／ディジタル変換、逆拡散、デインターリーブ、誤り訂正符号、ディジタル／アナログ変換などの処理を行い、音声信号等を復元する。そして、ディジタル信号処理部１１から出力された音声信号は、音声処理部１２へ送られる。音声処理部１２は、音声信号の周波数特性の補正や増幅などの処理を行う。音声処理部１２から出力された音声信号は、スピーカ１４にて音響波に変換されて出力される。

一方、マイクロホン（マイク）１３から入力された音声信号は、音声処理部１２を介してディジタル信号処理部１１へ送られる。このときのディジタル信号処理部１１は、音声信号のアナログ／デジタル変換、誤り訂正符号化、インターリーブ、拡散、ディジタル／アナログ変換などの処理を行い、その処理後のベースバンド信号を送信回路６へ送る。

送信回路６は、局部発振器１０からの局部発信信号を元に、ベースバンド信号を周波数変換してＩＦ信号へ変換し、さらにＲＦ帯域の送信信号へ変換すると共に、後述の制御部１６による制御の元で送信電力調整を行う。この送信回路６から出力された送信信号は、デュプレクサ２を介してアンテナ１へ送られる。これにより、アンテナ１からは送信電力調整がなされた送信信号電波が出力される。

また、当該携帯電話端末は、操作部１６及び制御部１５を備えている。操作部１６は、電話番号を入力するためのテンキーや電源ボタン等や、ジョグダイヤル等の操作子を含む。制御部１６は、マイクロコンピュータにより構成され、当該携帯電話端末全体の動作を制御する。

また、この携帯電話端末の受信回路５は、ＲＦ帯域の受信信号の検波レベル、すなわち受信信号の電界強度を示すデータ（Received signal strength indicator：RSSI）を制御部１６に送るようになされている。制御部１６は、このＲＳＳＩデータに基づいて、送信回路６における送信電力の初期値を設定する。さらに、基地局との間で通信が行われている間、制御部１６は、当該基地局から送られてきた制御信号に応じて、送信回路６における送信電力調整の制御（つまり送信電力制御）を行う。

〔送信回路における電力増幅器の構成と受信帯域雑音電力との関係〕
ここで、本実施形態の詳細な説明に先立ち、携帯電話端末の送信回路における電力増幅器の構成と受信帯域雑音電力との関係について述べる。

送信回路が初段増幅器と終段増幅器からなる２段構成の増幅器が直列に接続された構成を有しているような場合において、初段増幅器のゲインをＧ１、当該初段増幅器の入力の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）と出力のＳ／Ｎとの比率（ノイズフィギュア(Noise Figure：ＮＦ））をＦ１とし、また、受信帯域阻止フィルタのゲインをＧ２、ＮＦをＦ２とし、さらに、終段増幅器のゲインをＧ３、ＮＦをＦ３とし、それら初段増幅器と受信帯域阻止フィルタと終段増幅器が直列に接続されたときのトータルのゲインＧとトータルのＮＦのＦは、下記式（１）及び式（２）で表すことができる。

Ｆ＝Ｆ１＋（Ｆ２−１）／Ｇ１＋（Ｆ３−１）／（Ｇ１＊Ｇ２） (1）
Ｇ＝Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３ (2）
ここで、例えば電力増幅器の前段に置かれた送信帯域通過フィルタ（例えば図１０の電力増幅器１２１の前段の送信帯域通過フィルタ１２２）で充分に受信帯域の雑音が下げられている場合、電力増幅器出力での受信帯域の雑音電力Ｐｎは、下記式（３）で表すことができる。なお、式（３）中のｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、Ｂは周波数帯域幅、ＦはＮＦ、Ｇはゲインを表す。

Ｐｎ＝ｋ＊Ｔ＊Ｂ＊Ｆ＊Ｇ (3）
また例えば、送信帯域通過フィルタを使用しないで２段の増幅器を直列に接続した場合、電力増幅器出力での受信帯域雑音電力は図２に示す表にような値で得られることになる。

すなわち例えば、初段増幅器の受信帯域ゲインが１５ｄＢ、受信帯域ＮＦが５ｄＢであり、終段増幅器の受信帯域ゲインが１０ｄＢ、受信帯域ＮＦが５ｄＢであるとすると、受信帯域雑音電力は−１４３．５ｄＢｍ／Ｈｚとなる。したがって、この受信帯域雑音電力を熱雑音付近まで減衰することを考えた場合、デュプレクサに要求される受信帯域減衰量は３５ｄＢ以上となる。

これに対して、初段増幅器と終段増幅器との間に、例えば送信帯域通過フィルタ（つまり受信帯域阻止フィルタ）を接続したとすると、当該送信回路のトータルの電力増幅器出力での受信帯域雑音電力は、図３に示す表のような値が得られることになる。

すなわち例えば初段増幅器の受信帯域ゲインが１５ｄＢ、受信帯域ＮＦが５ｄＢであり、受信帯域阻止フィルタ（送信帯域通過フィルタ）の受信帯域ゲインが−３０ｄＢ、受信帯域ＮＦが３０ｄＢであり、終段増幅器の受信帯域ゲインが１０ｄＢ、受信帯域ＮＦが５ｄＢであるとすると、受信帯域雑音電力は−１５８．７５ｄＢｍ／Ｈｚとなる。したがって、この受信帯域雑音電力を熱雑音付近まで減衰することを考えた場合、デュプレクサに要求される受信帯域減衰量は２０ｄＢ程度となる。

以上のことから、２段の増幅器の段間に送信帯域通過フィルタ（つまり受信帯域阻止フィルタ）を接続した場合には、そうでないものに比べて、デュプレクサに要求される受信帯域減衰量は１５ｄＢ程度軽減されることになる。例えば、ｃｄｍａ２０００方式用のデュプレクサの場合、送信帯域の挿入損失は１ｄＢ程度軽減できることになる。そして、前述の２段構成の電力増幅器の場合、上記１ｄＢの出力電力の低減は４０ｍＡもの電流削減に相当することになる。

〔送信電力が小さいときの受信帯域減衰量を補うフィルタ〕
ところで、図２に示した例の場合は、終段増幅器出力の受信帯域雑音が初段増幅器出力の受信帯域雑音より大きいため、デュプレクサに要求される受信帯域減衰量は終段増幅器出力の受信帯域雑音で決定できることになる。

しかしながら、図３に示した例の場合は、終段増幅器出力の受信帯域雑音よりも初段増幅器出力の受信帯域雑音の方が５ｄＢ程大きい。これは、大きな電力を供給するトランジスタほどサイズが大きくなり、またゲインが小さくなる傾向にあるためであり、図３の例では５ｄＢのゲイン差となっている。

したがって、デュプレクサに要求される受信帯域減衰量をその前段の増幅器出力の受信帯域雑音で決定する場合において、送信電力が小さいときは、初段増幅器出力を直接デュプレクサに供給するのではなく、初段増幅器出力に受信帯域の減衰量を補うフィルタを追加するか、若しくは、図３の受信帯域阻止フィルタ出力をデュプレクサに供給する必要がある。

本実施形態では、以上のことを踏まえて、以下に説明する各実施形態のような構成を携帯電話端末の送信回路６に設けている。

〔第１の実施形態〕
図４には、本発明の送信装置の第１の実施形態の携帯電話端末の主要部の詳細な構成（特に送信回路６の電力増幅器の構成）を示す。なお、この図４において図１と同じ構成要素については図１のものと同一の指示符号を付してそれらの説明は省略する。

図４において、送信回路６は、切り替え接点ａ側と切り替え接点ｂ側の何れかを選択することで経路を切り替える第１の経路切り替え部２１及び第２の経路切り替え部２７と、受信回路５の受信信号帯域を減衰（つまり送信信号帯域を通過）する第１の受信帯域阻止フィルタ２５及び第２の受信帯域阻止フィルタ２６と、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなる第１の増幅器２３及び第２の増幅器２９と、第１の増幅器２３の入出力用の第１，第２の整合回路２２，２４と、第２の増幅器２９の入出力用の第３，第４の整合回路２８，３０と、電力増幅器出力端子４及び電力増幅器入力端子８とを有している。電力増幅器出力端子４はデュプレクサ２と接続され、電力増幅器入力端子８は図示しない周波数変換のための構成等を介して図１のディジタル信号処理部１１に接続される。

第１の経路切り替えスイッチ２１は、共通接点ｃが電力増幅器出力端子４を介してデュプレクサ２に接続され、被切り替え接点ａが第１の整合回路２２を介して第１の増幅器２３の出力端に接続され、さらにその第１の増幅器２３と第２の整合回路２４，第１の受信帯域阻止フィルタ２５を介して、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ａに接続されている。また、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え接点ｂは、第２の受信帯域阻止フィルタ２６を介して第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ｂに接続されている。第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃは、第３の整合回路２８を介して第２の増幅器２９の出力端に接続され、さらにこの第２の増幅器２９，第４の整合回路３０を介して電力増幅器入力端子８に接続されている。そして、第１の経路切り替えスイッチ２１と第２の経路切り替えスイッチ２７は、図１の制御部１６から供給される切り替え制御信号により、連動して被切り替え接点が選択される。

また、第１の増幅器２３と第２の増幅器２７には、図示しない電源ユニットからの電源電圧ＶＤＤが電源端子を介して供給される。但し、電源端子と第１の増幅器２１との間には、図１の制御部１６からのオン／オフ制御信号により開閉動作が制御されるＶＤＤスイッチ３１が設けられている。したがって、第１の増幅器２１への電源電圧ＶＤＤの供給は、当該ＶＤＤスイッチ３１の開閉に応じてオン／オフされる。

ここで、この図４に示す送信回路６において、基地局から要求される送信電力が第１の増幅器２１と第２の増幅器２９による増幅を必要とする所定値以上の電力となされた場合、図１の制御部１６からは、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７を被切り替え接点ａ側に切り替えるための切り替え制御信号が供給されると同時に、上記ＶＤＤスイッチ３１を閉成（オン）するためのオン／オフ制御信号が供給される。そして、このように第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が共に被切り替え接点ａ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第１の整合回路２２，第１の増幅器２３，第２の整合回路２４，第１の受信帯域阻止フィルタ２５，第２の経路切り替えスイッチ２７，第３の整合回路２８，第２の増幅器２９，第４の整合回路３０からなる第１の経路が選ばれることになる。またこのとき、上記ＶＤＤスイッチ３１は閉成（オン）され、第１の増幅器２３へは電源電圧ＶＤＤが供給されることになる。したがってこの場合、当該送信回路６からは、初段増幅器としての第２の増幅器２９と終段増幅器としての第１の増幅器２３の両方により増幅された送信電力が得られることになる。以下、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ａ側に切り替えられると共にＶＤＤスイッチ３１が閉成（オン）となされたときの状態（第１の経路が選択された状態）を、高出力電力モードと呼ぶことにする。当該高出力電力モードは、本実施形態の携帯電話端末が最大送信電力となされるときに選ばれる。

すなわち本実施形態において、当該高出力電力モードの場合には、第１の増幅器２３と第２の増幅器２９との間に第１の受信帯域阻止フィルタ２５（つまり送信帯域通過フィルタ）が接続されているため、前述したように、そうでないものに比べてデュプレクサ２に要求される受信帯域減衰量が軽減され、消費電流を削減することが可能となる。

一方、この図４の送信回路６において、基地局から要求される送信電力が第２の増幅器２９でまかなえる所定値未満の電力となされた場合、図１の制御部１６からは、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７を被切り替え接点ｂ側に切り替えるための切り替え制御信号が供給されると同時に、上記ＶＤＤスイッチ３１を開成（オフ）するためのオン／オフ制御信号が供給される。そして、このように第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が共に被切り替え接点ｂ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第２の受信帯域阻止フィルタ２６，第２の経路切り替えスイッチ２７，第３の整合回路２８，第２の増幅器２９，第４の整合回路３０からなる第２の経路が選ばれることになる。またこのとき、上記ＶＤＤスイッチ３１は開成（オフ）されるため、第１の増幅器２３への電源電圧ＶＤＤの供給が遮断され、当該第１の増幅器２３による増幅は行われないこととなる。したがってこの場合、当該送信回路６からは、第２の増幅器２９のみにより増幅された送信電力が得られることになる。以下、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ｂ側に切り替えられると共にＶＤＤスイッチ３１が開成（オフ）となされたときの状態（第２の経路が選択された状態）を、低出力電力モードと呼ぶことにする。当該低出力電力モードは、本実施形態の携帯電話端末が平均的な送信電力となされるときに選ばれる。

すなわち本実施形態において、当該低出力電力モードの場合には、第２の増幅器２９の出力を第２の受信帯域阻止フィルタ２６を介してデュプレクサ２へ供給することができる。そして、第２の受信帯域阻止フィルタ２６は、送信電力が小さいときの電力増幅器出力端子４の出力における受信帯域雑音を、送信電力が大きいときの電力増幅器出力端子４の出力における受信帯域雑音に比べて小さくするためのフィルタとなされており、デュプレクサ２の受信帯域の減衰量を数ｄＢ補うだけの程度のフィルタでよいため、低損失で実現することが可能である。また、本実施形態によれば、低出力電力モードの場合には、第１の増幅器２３への電源電圧ＶＤＤが遮断されるため、第１の増幅器２３に流れるアイドル電流分を削減することができ、消費電流を下げることができる。

なお、図５には、低出力電力モードと高出力電力モードにおける第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７の被切り替え端子の選択状態との対応表を示している。

また、受信回路５は、端子７を介してディジタル信号処理部１１等に接続されている。その他、図示は省略しているが、電力増幅器出力端子４とデュプレクサ４の間に、アイソレータや方向性結合器又はその両方を設けるようにしても良い。

〔第１の実施形態のまとめ〕
上述したように、本発明の第１の実施形態によれば、特に高出力電力モードのとき（送信電力が大きいとき）には、初段増幅器である第２の増幅器２９と終段増幅器である第１の増幅器２３との間に第１の受信帯域阻止フィルタ２５が接続された経路が選択されることになるため、端子４からの電力増幅器出力における受信帯域雑音電力を減少させることができ、それにより、デュプレクサ２の送信通過損失を低減することが可能となる。

また、本発明の第１の実施形態によれば、携帯電話端末の最大送信電力時（高出力電力モード）と平均的な送信電力時（低出力電力モード）とで増幅器の切り替えが可能となされているため、最大送信電力時と平均的な送信電力時の両方の場合において、内蔵する増幅器に無駄に電力を消費させるのを防いで電力効率を上げることが可能となっている。

このように、本発明の第１の本実施形態によれば、第１の経路切り替えスイッチ２１による電力損失増加に伴う終段増幅器の出力増加を避けることができ、また、第１の増幅器２３の最大出力電力を小さくし、実使用時の電力に相当する中電力時の効率のみならず最大出力電力時の効率をも高くでき、低消費電力化を実現することができる。

また、本実施形態によれば、増幅器の最大電力を下げることができるため、携帯電話端末の温度上昇を抑えることが可能となり、その結果として、携帯電話端末の小型化への限界を少なくでき、且つ、筐体デザインや構造上の制約を少なくすること、さらにはコストの低減も可能となっている。

また、アンテナ端の最大送信電力は携帯電話端末のクラスによって決まっているので、本実施形態によれば、例えば同クラスの携帯電話端末を作る際に、電力増幅器からアンテナ端までの損失が小さい方が電力増幅器の出力電力を小さくすることができる。その結果、増幅器として用いられるＦＥＴのサイズを小さくでき、コストを下げることができる。

さらに、本発明の第１の実施形態によれば、低出力電力モードのとき（送信電力が小さいとき）には、第２の受信帯域阻止フィルタ２６と第２の増幅器２９からなる経路が選択されることになるたり、さらに、第１の増幅器２３への電源電圧ＶＤＤが遮断されるため、消費電流を下げることができる。また、本実施形態によれば、第２の受信帯域阻止フィルタ２６は、デュプレクサ２の受信帯域の減衰量を数ｄＢ補うだけの程度のフィルタでよいため、低損失のフィルタで実現することが可能でき、コストを下げることができる。

以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、送信最大電力での低消費電力化と実使用時の低消費電力化とを同時に実現することが可能となっており、小型で低価格の送受信端末を実現しながら、携帯電話端末の実使用時間を延ばすことが可能となっている。

〔第２の実施形態〕
図６には、本発明の送信装置の第２の実施形態の携帯電話端末の主要部の詳細な構成（特に送信回路６の電力増幅器の構成）を示す。なお、この図６において図１，図４と同じ構成要素についてはそれら図１，図４のものと同一の指示符号を付してそれらの説明は省略する。

図６において、送信回路６は、第１，第２の経路切り替え部２１，２７と、受信回路５の受信信号帯域を減衰（送信信号帯域を通過）する受信帯域阻止フィルタ４１と、第１，第２の増幅器２３，２９と、第１の増幅器２３の入出力用の第１，第２の整合回路２２，２４と、第２の増幅器２９の入出力用の第３，第４の整合回路２８，３０と、電力増幅器出力端子４及び電力増幅器入力端子８とを有している。

第１の経路切り替えスイッチ２１は、被切り替え接点ａが第１の整合回路２２を介して第１の増幅器２３の出力端に接続され、さらにその第１の増幅器２３と第２の整合回路２４を介して、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ａに接続されている。また、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え接点ｂは、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ｂに接続されている。第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃは、受信帯域阻止フィルタ４１を介して第３の整合回路２８に接続され、さらにこの第３の整合回路２８と第２の増幅器２９，第４の整合回路３０を介して電力増幅器入力端子８に接続されている。

ここで、この図６に示す第２の実施形態の送信回路６において、高出力電力モードとなされ、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ａ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第１の整合回路２２，第１の増幅器２３，第２の整合回路２４，第２の経路切り替えスイッチ２７，受信帯域阻止フィルタ４１，第３の整合回路２８，第２の増幅器２９，第４の整合回路３０からなる第１の経路が選ばれることになる。

一方、この図６の送信回路６において、低出力電力モードとなされ、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ｂ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第２の経路切り替えスイッチ２７，第３の整合回路２８，第２の増幅器２９，第４の整合回路３０からなる第２の経路が選ばれることになる。

〔第２の実施形態のまとめ〕
この第２の実施形態では、上述した第１の実施形態における第１，第２の受信帯域阻止フィルタ２５，２６の機能を、一つの受信帯域阻止フィルタ４１で兼用している。したがって、第２の実施形態の場合は、第１の実施形態の場合よりも、受信帯域阻止フィルタ１個分のコスト削減が可能となる。勿論、第２の実施形態によれば、第１の実施形態で説明したのと同様の効果も備えている。

また、第２の実施形態の場合、受信帯域阻止フィルタ４１は、低出力電力モードのときも高出力電力モードのときも、増幅器出力端子４に接続されているため、低出力電力モードのときの電力増幅器出力端子４の出力における受信帯域雑音は、高出力電力モードのときの電力増幅器出力端子４の出力における受信帯域雑音に比べて必ず小さくなっており、したがって、デュプレクサ２の送信通過損失を最も低減でき、終段増幅器である第２の増幅器２３の出力を下げ、消費電力を低減することができる。

また、一般にフィルタを通過する際の位相は、通過帯域の両端では周波数によって大きく変化することになり、例えば第１の実施形態のように二つのフィルタを切り替えて使用するような構成では、低出力電力モードと高出力電力モードとで使用されるフィルタが異なるため、フィルタ切り替え時の通過位相の差により不要な周波数特性が発生する虞があるが、本発明の第２の実施形態の場合は、常に同じフィルタが使用されるため、切り替え時の通過位相の差による不要な周波数特性の発生は全くない。すなわち第２の実施形態によれば、フィルタ切り替え時の通過位相差を一定にでき、位相差の補正が必要ない。

また、当該第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、図示は省略しているが、電力増幅器出力端子４とデュプレクサ４の間には、アイソレータや方向性結合器又はその両方を設けるようにしても良い。

〔第３の実施形態〕
図７には、本発明の送信装置の第３の実施形態の携帯電話端末の主要部の詳細な構成（特に送信回路６の電力増幅器の構成）を示す。なお、この図７において図１，図４，図６と同じ構成要素についてはそれらと同一の指示符号を付して説明は省略する。

図７において、送信回路６は、第１，第２の経路切り替え部２１，２７と、受信回路５の受信信号帯域を減衰（送信信号帯域を通過）する第１の受信帯域阻止フィルタ４２及び第２の受信帯域阻止フィルタ４３と、第１，第２の増幅器２３，２９と、第１の増幅器２３の入出力用の第１，第２の整合回路２２，２４と、第２の増幅器２９の入出力用の第３，第４の整合回路２８，３０と、電力増幅器出力端子４及び電力増幅器入力端子８とを有している。

第１の経路切り替えスイッチ２１は、被切り替え接点ａが第１の整合回路２２を介して第１の増幅器２３の出力端に接続され、さらにその第１の増幅器２３と第２の整合回路２４，第１の受信帯域阻止フィルタ４２を介して、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ａに接続されている。また、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え接点ｂは、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ｂに接続されている。第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃは、第２の受信帯域阻止フィルタ４３を介して第３の整合回路２８に接続され、さらにこの第３の整合回路２８と第２の増幅器２９，第４の整合回路３０を介して電力増幅器入力端子８に接続されている。

ここで、この図７に示す第３の実施形態の送信回路６において、高出力電力モードとなされ、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ａ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第１の整合回路２２，第１の増幅器２３，第２の整合回路２４，第１の受信帯域阻止フィルタ４２，第２の経路切り替えスイッチ２７，第２の受信帯域阻止フィルタ４３，第３の整合回路２８，第２の増幅器２９，第４の整合回路３０からなる第１の経路が選ばれることになる。

一方、この図７の送信回路６において、低出力電力モードとなされ、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ｂ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第２の経路切り替えスイッチ２７，第２の受信帯域阻止フィルタ４３，第３の整合回路２８，第２の増幅器２９，第４の整合回路３０からなる第２の経路が選ばれることになる。

この第３の実施形態の場合、第１，第２の受信帯域阻止フィルタ４２，４３は、それら二つ合わせて前述の第１の実施形態の第１の受信帯域阻止フィルタ２５と略々同じフィルタ特性を有するものとなされ、また、第２の受信帯域阻止フィルタ４３は、それのみで前述の第１の実施形態の第２の受信帯域阻止フィルタ２６と略々同じフィルタ特性を有するものとなされている。

〔第３の実施形態のまとめ〕
この第３の実施形態によれば、前述の第１の実施形態で説明したのと同様の効果を備えている。

なお、当該第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様、図示は省略しているが、電力増幅器出力端子４とデュプレクサ４の間には、アイソレータや方向性結合器又はその両方を設けるようにしても良い。

〔第４の実施形態〕
図８には、本発明の送信装置の第４の実施形態の携帯電話端末の主要部の詳細な構成（特に送信回路６の電力増幅器の構成）を示す。なお、この図８において図１，図４，図６，図７と同じ構成要素についてはそれらと同一の指示符号を付して説明は省略する。

図８において、送信回路６は、第１，第２の経路切り替え部２１，２７と、第１，第２の受信帯域阻止フィルタ２５，２６と、第１の増幅器２３，第２の増幅器４６及び第３の僧服器４７と、第１の増幅器２３の入出力用の第１，第２の整合回路２２，２４と、第２の増幅器４６の入出力用の第３，第４の整合回路４４，４８と、第３の増幅器４７の入出力用の第５，第６の整合回路４５，４９と、電力増幅器出力端子４及び電力増幅器入力端子８とを有している。

第１の経路切り替えスイッチ２１は、被切り替え接点ａが第１の整合回路２２を介して第１の増幅器２３の出力端に接続され、さらにその第１の増幅器２３と第２の整合回路２４，第１の受信帯域阻止フィルタ２５、第３の整合回路４４，第２の増幅器４６，第４の整合回路４８を介して、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ａに接続されている。また、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え接点ｂは、第２の受信帯域阻止フィルタ２６，第５の整合回路４４，第３の増幅器４７，第６の整合回路４９を介して、第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え接点ｂに接続されている。そして、第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃは、電力増幅器入力端子８に接続されている。

ここで、この図８に示す第４の実施形態の送信回路６において、高出力電力モードとなされ、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ａ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第１の整合回路２２，第１の増幅器２３，第２の整合回路２４，第１の受信帯域阻止フィルタ２５，第３の整合回路４４，第２の増幅器４６，第４の整合回路４８，第２の経路切り替えスイッチ２７からなる第１の経路が選ばれることになる。

一方、この図８の送信回路６において、低出力電力モードとなされ、第１，第２の経路切り替えスイッチ２１，２７が被切り替え接点ｂ側に切り替えられた場合、電力増幅器入力端子８から電力増幅器出力端子４までの間では、第１の経路切り替えスイッチ２１，第２の受信帯域阻止フィルタ２６，第５の整合回路４５，第３の僧服器４７，第６の整合回路４９，第２の経路切り替えスイッチ２７からなる第２の経路が選ばれることになる。

〔第４の実施形態のまとめ〕
この第４の実施形態によれば、前述の第１の実施形態で説明したのと同様の効果を備えている。

なお、当該第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様、図示は省略しているが、電力増幅器出力端子４とデュプレクサ４の間には、アイソレータや方向性結合器又はその両方を設けるようにしても良い。

〔その他の構成〕
上述した各実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。

上述した各実施形態では、送信回路が第１，第２の二つの増幅器を備えている例を挙げているが、送信回路は、さらに多数の増幅器を備えていても良い。

例えば前述の第１の実施形態において、Ｎ（Ｎは２以上の自然数）段の増幅器を備えた場合、前述の第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え端子ａから第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え端子ａまでの間の経路内に前述の図４の例と同様にＮ段目（最終段）増幅器と第１の受信帯域阻止フィルタ２５が配されることになり、また、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え端子ｂから第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え端子ｂまでの間の経路内に第２の受信帯域阻止フィルタ２６が配され、第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃから電力増幅器入力端子８までの間の経路内にＮ−１段目（最終段より一つ入力側）増幅器が配されることになる。

同じく、例えば前述の第２の実施形態において、Ｎ段の増幅器を備えた場合、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え端子ａから第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え端子ａまでの間の経路内にＮ段目（最終段）増幅器が配されることになり、また、第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃから電力増幅器入力端子８までの間の経路内に前述の図６の例と同様に受信帯域阻止フィルタ４１とＮ−１段目（最終段より一つ入力側）増幅器が配されることになる。

例えば前述の第３の実施形態において、Ｎ段の増幅器を備えた場合、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え端子ａから第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え端子ａまでの間の経路内に前述の図７の例と同様にＮ段目（最終段）増幅器と第１の受信帯域阻止フィルタ４２が配されることになり、また、第２の経路切り替えスイッチ２７の共通接点ｃから電力増幅器入力端子８までの間の経路内に図７の例と同様に受信帯域阻止フィルタ４３とＮ−１段目（最終段より一つ入力側）増幅器が配されることになる。

例えば前述の第４の実施形態において、Ｎ段の増幅器とＭ段の増幅器を備えた場合、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え端子ａから第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え端子ａまでの間の経路内に前述の図８の例と同様にＮ段目（最終段）増幅器と第１の受信帯域阻止フィルタ２５とＮ−１段目（最終段より一つ入力側）増幅器が配されることになり、また、第１の経路切り替えスイッチ２１の被切り替え端子ｂから第２の経路切り替えスイッチ２７の被切り替え端子ｂまでの間の経路内に図８の例と同様に第２の受信帯域阻止フィルタ２６とＭ段目（最終段）増幅器が配されることになる。

また、本発明は、携帯電話端末とそのシステムに限定されず、無線送受信を同時に行う無線通信端末の何れにも適用可能であり、例えば無線通信機能を備えたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やノート型パーソナルコンピュータ等の各種の携帯端末にも適用可能である。

本発明の携帯電話端末の概略的な内部構成を示すブロック図である。 送信帯域通過フィルタを使用しないで２段の増幅器を直列に接続した場合における、各段の増幅器の受信帯域ゲイン、受信帯域ＮＦ、受信帯域雑音電力の各値を表に表した図である。 初段増幅器と終段増幅器との間に送信帯域通過フィルタを接続した場合において、各段の増幅器の受信帯域ゲイン、受信帯域ＮＦ、受信帯域雑音電力の各値を表に表した図である。 本発明の第１の実施形態の携帯電話端末の概略的な内部構成を示す回路図である。 本発明の各実施形態において、低出力電力モードと高出力電力モード時の第１，第２の経路切り替えスイッチと各被切り替え端子の選択状態との対応表を示す図である。 本発明の第２の実施形態の携帯電話端末の概略的な内部構成を示す回路図である。 本発明の第３の実施形態の携帯電話端末の概略的な内部構成を示す回路図である。 本発明の第４の実施形態の携帯電話端末の概略的な内部構成を示す回路図である。 全二重通信方式にて通信を行う無線通信端末が備えている送受信部の概略的な構成例を示すブロック図である。 図９の送信回路の概略構成の説明に用いるブロック図である。 デュプレクサの概略構成を示す回路図である。 都市部における携帯電話出力電力分布調査の結果を示す図である。 郊外における携帯電話出力電力分布調査の結果を示す図である。 二段の増幅器を直列に接続した電力増幅器における出力電力に対する消費電流と電力付加効率（ＰＡＥ）特性の一例（ＶＤＤ＝３．５Ｖ）を示す特性図である。 二段の増幅器を切り替え接続可能とした電力増幅器の概略構成を示す回路図である。 二段の増幅器を切り替え接続可能とした電力増幅器における出力電力に対する消費電流と電力付加効率（ＰＡＥ）特性の一例（ＶＤＤ＝３．５Ｖ）を示す特性図である。

符号の説明

１，１０１ アンテナ、２，１０２ デュプレクサ、５，１０５ 受信回路、６，１０６ 送信回路、７，８ 端子、１０ 局部発振器、１１ ディジタル信号処理部、１２ 音声処理部、１３ マイクロホン、１４ スピーカ、１５ 操作部、１６ 制御部、２１ 第１の経路切り替えスイッチ、２２ 第１の整合回路、２３，１５１ 第１の増幅器、２４ 第２の整合回路、２５，４２ 第１の受信帯域阻止フィルタ、２６，４３ 第２の受信帯域阻止フィルタ、２７ 第２の経路切り替えスイッチ、２８，４４ 第３の整合回路、２９，１５４ 第２の増幅器、３０，４８ 第４の整合回路、３１、１５７ ＶＤＤスイッチ、４１ 受信帯域阻止フィルタ、４５ 第５の整合回路、４９ 第６の整合回路、 １２１ 電力増幅器、１２２ 送信帯域通過フィルタ、１２４ 直交変調器、１４１ 受信回路接続端子、１４２，１４６ バンドパスフィルタ、１４３，１４５ 伝送線路、１４４ アンテナ接続端子、１４７ 送信回路接続端子、１５３ 第１の切り替えスイッチ、１５５ 第２の切り替えスイッチ

Claims (14)

1. 全二重通信方式にて信号の送受信を行う通信端末に備えられる送信装置において、
   第１，第２の少なくとも二つの電力増幅手段と、
   上記第１の電力増幅手段を最終段とし上記第２の電力増幅手段を上記第１の電力増幅手段の前段とした多段構成により送信電力の増幅を行うための第１の経路と、上記第２の電力増幅手段を最終段にして送信電力の増幅を行うための第２の経路とを、必要とされる送信電力に応じて切り替える経路切り替え手段と、
   上記第１の電力増幅手段の入力側で送信帯域のみを通過させる送信帯域通過手段とを有し、
   上記経路切り替え手段は、上記必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには上記第１の経路へ切り替え、上記必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには上記第２の経路へ切り替える
   ことを特徴とする送信装置。
2. 請求項１記載の送信装置であって、
   上記第１の経路は、上記第１の電力増幅手段と上記第２の電力増幅手段との間に上記送信帯域通過手段を有し、
   上記第２の経路は、上記第１の経路上の上記送信帯域通過手段とは別の送信帯域通過手段を上記第２の電力増幅手段の出力側に有することを特徴とする送信装置。
3. 請求項１記載の送信装置であって、
   上記第１の経路は、上記第１の電力増幅手段と第２の電力増幅手段の間に上記送信帯域通過手段を有し、
   上記第２の経路は、上記第１の経路上の上記送信帯域通過手段を上記第２の電力増幅手段の出力側にて共有することを特徴とする送信装置。
4. 請求項１記載の送信装置であって、
   上記送信帯域通過手段は、少なくとも第１，第２の二つの送信帯域通過手段からなり、
   上記第１の経路は、上記第１の電力増幅手段の入力側に上記第１の送信帯域通過手段を有すると共に、当該第１の送信帯域通過手段の入力側に上記第２の送信帯域通過手段を有し、
   上記第２の経路は、上記第１の経路上の上記第２の送信帯域通過手段を上記第２の電力増幅手段の出力側にて共有することを特徴とする送信装置。
5. 請求項１記載の送信装置であって、
   上記第１の経路は、上記第１の電力増幅手段とは別の第３の電力増幅手段との間に上記送信帯域通過手段を有し、
   上記第２の経路は、上記第１の経路上の上記送信帯域通過手段とは別の送信帯域通過手段を上記第２の電力増幅手段の出力側に有することを特徴とする送信装置。
6. 請求項１乃至請求項５記載の送信装置であって、
   上記経路切り替え手段にて上記第２の経路への切り替えがなされているとき、上記第１の電力増幅手段への電源供給を遮断する電源供給遮断手段を有することを特徴とする送信装置。
7. 全二重通信方式にて信号の送受信を行う通信端末に備えられる送信装置において、
   送信電力を増幅するための第１，第２の電力増幅器と、
   送信帯域のみを通過させる第１，第２の送信帯域通過フィルタと、
   第１，第２の被切り替え接点と共通接点を備えた第１，第２の切り替えスイッチとを有し、
   上記第１の切り替えスイッチは、共通接点がアンテナ共用器の入力端に接続され、
   上記第１の電力増幅器は、出力端が上記第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、
   上記第１の送信帯域通過フィルタは、上記第１の電力増幅器の入力端と上記第２の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点との間に接続され、
   上記第２の送信帯域通過フィルタは、上記第１の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点と上記第２の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点との間に接続され、
   上記第２の電力増幅器は、出力端が上記第２の切り替えスイッチの共通接点に接続されると共に入力端には送信信号が供給され、
   上記第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に上記第１の送信帯域通過フィルタが配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第２の送信帯域通過フィルタが第２の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成する
   ことを特徴とする送信装置。
8. 請求項７記載の送信装置であって、
   上記第１，第２の切り替えスイッチにて上記第２の経路への切り替えがなされているとき、上記第１の電力増幅器への電源供給を遮断する電源スイッチを有することを特徴とする送信装置。
9. 全二重通信方式にて信号の送受信を行う通信端末に備えられる送信装置において、
   送信電力を増幅するための第１，第２の電力増幅器と、
   送信帯域のみを通過させる送信帯域通過フィルタと、
   第１，第２の被切り替え接点と共通接点を備えた第１，第２の切り替えスイッチとを有し、
   上記第１の切り替えスイッチは、共通接点がアンテナ共用器の入力端に接続され、
   上記第１の電力増幅器は、出力端が上記第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、
   上記送信帯域通過フィルタは、上記第２の切り替えスイッチの共通接点と上記第２の電力増幅器の出力端との間に接続され、
   上記第２の電力増幅器は、入力端に送信信号が供給され、
   上記第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に上記送信帯域通過フィルタが配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記送信帯域通過フィルタが第２の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成する
   ことを特徴とする送信装置。
10. 請求項９記載の送信装置であって、
    上記第１，第２の切り替えスイッチにて上記第２の経路への切り替えがなされているとき、上記第１の電力増幅器への電源供給を遮断する電源スイッチを有することを特徴とする送信装置。
11. 全二重通信方式にて信号の送受信を行う通信端末に備えられる送信装置において、
    送信電力を増幅するための第１，第２の電力増幅器と、
    送信帯域のみを通過させる第１，第２の送信帯域通過フィルタと、
    第１，第２の被切り替え接点と共通接点を備えた第１，第２の切り替えスイッチとを有し、
    上記第１の切り替えスイッチは、共通接点がアンテナ共用器の入力端に接続され、
    上記第１の電力増幅器は、出力端が上記第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、
    上記第１の送信帯域通過フィルタは、上記第１の電力増幅器の出力端と上記第２の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点との間に接続され、
    上記第２の送信帯域通過フィルタは、上記第２の切り替えスイッチの共通接点と第２の電力増幅器の出力端との間に接続され、
    上記第２の電力増幅器は、入力端に送信信号が供給され、
    上記第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に上記第１，第２の送信帯域通過フィルタが直列に配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第２の送信帯域通過フィルタが第２の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成する
    ことを特徴とする送信装置。
12. 請求項１１記載の送信装置であって、
    上記第１，第２の切り替えスイッチにて上記第２の経路への切り替えがなされているとき、上記第１の電力増幅器への電源供給を遮断する電源スイッチを有することを特徴とする送信装置。
13. 全二重通信方式にて信号の送受信を行う通信端末に備えられる送信装置において、
    送信電力を増幅するための第１，第２，第３の電力増幅器と、
    送信帯域のみを通過させる第１，第２の送信帯域通過フィルタと、
    第１，第２の被切り替え接点と共通接点を備えた第１，第２の切り替えスイッチとを有し、
    上記第１の切り替えスイッチは、共通接点がアンテナ共用器の入力端に接続され、
    上記第１の電力増幅器は、出力端が上記第１の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、
    上記第１の送信帯域通過フィルタは、上記第１の電力増幅器の入力端と上記第２の電力増幅器の出力端との間に接続され、
    上記第２の電力増幅器は、入力端が上記第２の切り替えスイッチの第１の被切り替え接点に接続され、
    上記第２の送信帯域通過フィルタは、上記第１の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点と上記第３の電力増幅器の出力端との間に接続され、
    上記第３の電力増幅器は、入力端が上記第２の切り替えスイッチの第２の被切り替え接点に接続され、
    上記第２の切り替えスイッチは、共通接点に送信信号が供給され、
    上記第１の切り替えスイッチと第２の切り替えスイッチは、必要とされる送信電力が所定電力以上であるときには共に第１の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第１の電力増幅器と第２の電力増幅器の間に上記第１の送信帯域通過フィルタが配される第１の経路を形成し、一方、必要とされる送信電力が所定電力未満であるときには共に第２の被切り替え接点側へ切り替えを行い、上記第２の送信帯域通過フィルタが第３の電力増幅器の出力端側に接続される第２の経路を形成する
    ことを特徴とする送信装置。
14. 請求項１３記載の送信装置であって、
    上記第１，第２の切り替えスイッチにて上記第２の経路への切り替えがなされているとき、上記第１の電力増幅器への電源供給を遮断する電源スイッチを有することを特徴とする送信装置。

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