JP2006180191A - 無線通信装置、アンテナ切り替え装置、および移動体無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る、小型化可能な、無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供すること。
【解決手段】アンテナ切り替え装置１０１は、第１の消費電流値で且つ第１の歪み特性で、アンテナと送受信部１０４を接続する第１の動作モード、第１の消費電流値よりも大きい第２の消費電流値で且つ第１の歪み特性よりも歪みの少ない第２の歪み特性で、アンテナと送受信部１０４を接続する第２の動作モードを有する。制御手段１０５は、送受信部１０４の信号送信状態の検出を行ない、その検出結果でアンテナ切り替え装置１０１の動作モードを第１の動作モード、第２の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号をアンテナ切り替え装置１０１へ送出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線信号を同時に送受信可能にする通信方式を採用した無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置に関する。

近年、無線通信装置の発達は目覚しいものがあり、中でも移動体通信の分野は急速に発展をとげている。

移動体通信で用いられる通信方式は、初代のアナログ方式、それから二代目のＴＤＭＡ（即ち、Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式へと推移してきており、現在ではＣＤＭＡ（即ち、Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式が主流になりつつある。このＣＤＭＡ方式は、同一セル内で時間と周波数を共用し、異なる拡散コードを用いることによって利用者を識別して個々の通信を行なう方式であり、携帯無線電話端末装置（例えば、いわゆる携帯電話機）等の移動体無線通信装置が基地局への信号を無線送信しながら基地局からの無線信号を受信する、いわゆる同時送受信システムに採用されている。

この同時送受信システムでは、移動体無線通信装置が無線信号を送信しながら無線信号を受信するため、送信電力が受信部に漏洩し、更に歪み特性により受信帯域へノイズとなって現れ、信号伝送特性を悪化するといったことがないように、移動体無線通信装置には厳しい歪み特性を満足する（即ち、良好な歪み特性を持つ）ことが要求される。

その厳しい歪み特性を満足する方法の一つとして、受信回路の消費電流を増加させることによって、厳しい歪み特性を満足する方法がある。しかし、この方法では移動体無線通信装置が無線信号を送信している時に、厳しい歪み特性を満足するように移動体無線通信装置を設計する必要があるため、逆に移動体無線通信装置が無線信号を送信していない時には、その歪み特性が過剰に良すぎる特性となり、よって無駄な消費電力が多くなる。

この種の問題を解決するための従来技術として、無線信号の送信時には消費電流が大きく歪み特性が良好な低雑音増幅器を選択し、無線信号の非送信時には消費電流が低い低雑音増幅器を選択することによって、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立させる送受信方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような送受信方式では、低雑音増幅器が二つ必要となり、また受信信号を２つの低雑音増幅器へ振り分ける高周波スイッチも必要となる。よって、小型化が強く要望される携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置には不向きである。また、高周波スイッチでの電力ロスによって受信品質の劣化を招いてしまうという可能性も高い。

尚、特許文献１には、低雑音増幅器を一つだけ用いて、その低雑音増幅器の消費電流を制御することによって、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立させる方式についても記載されているが、この方式では低雑音増幅器の電流を変化させることに伴うゲイン変化の補償が困難であり、現実的ではない。

ところで、携帯無線電話端末装置（例えば、いわゆる携帯電話機）等といった移動体無線通信装置の多くには、一般に、複数のアンテナからなるアンテナ群と、当該アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう１系統の送受信部と、制御手段による電気制御に従い無線送受信に使用するアンテナをアンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと送受信部とを電気的に接続する高周波スイッチと、が設けられる。

ここで挙げた高周波スイッチは例えば周知の半導体スイッチを備えて構成されたものだが、上述した事項と同様に、この高周波スイッチにも、送受信部がアンテナを介して無線信号を送信しながら受信する際に送信電力が漏洩して信号伝送特性を悪化させるといったことがないように、良好な歪み特性を持つことが要求される。そこで、良好な歪み特性を得るために、高周波スイッチの消費電流が常に高く設定されるのだが、送受信部がアンテナを介して無線信号を送信していない時に、その歪み特性が過剰に良すぎる特性となり、電力を無駄に消費することとなってしまう。これは、例えばいわゆる携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置に関して言えば、待受時間向上の妨げ、つまり携帯無線電話端末装置の電源であるバッテリーの放電持続時間を短くする。逆に、高周波スイッチの消費電流を下げるように設計すると、良好な歪み特性が得られない。

特開平１１−２７４９６８号公報（図２）

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、伝送品質を損なうことなく、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る、小型化可能な、無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供することを目的としている。

本発明の無線通信装置は、
無線信号を同時に送受信可能な無線通信装置であって、
複数のアンテナからなるアンテナ群と、
前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、
前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置と、
前記アンテナ切り替え装置の切り替え動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記アンテナ切り替え装置が、第１の消費電流値で且つ第１の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第１の動作モードと、前記第１の消費電流値よりも大きい第２の消費電流値で且つ前記第１の歪み特性よりも歪みの少ない第２の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第２の動作モードと、を有し、
前記制御手段が、前記送受信部の信号送信状態の検出を行ない且つその検出結果に基づいて前記アンテナ切り替え装置の動作モードを前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号を前記アンテナ切り替え装置へ送出する。
この構成により、送受信部が信号を送信中である時、即ち、良好な歪み特性が要求される時には制御手段がアンテナ切り替え装置を第２の動作モードで動作させ、そして例えば送受信部が信号を送信中でない時、即ち、良好な歪み特性が要求されない時には制御手段がアンテナ切り替え装置を第１の動作モードで動作させればよいので、消費電流を最適化することができる。

また、本発明の無線通信装置は、そのアンテナ切り替え装置が、
前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードを有する高周波スイッチと、
前記制御信号に従って前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、
を具備することが好ましい。
このような構成を採り、良好な歪み特性が要求される場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧するように電圧変換手段を制御すれば、良好な歪み特性が満たされ、そして良好な歪み特性が要求されない場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧しないように電圧変換手段を制御すれば、低消費電力化を実現できるので、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

また、本発明の無線通信装置は、その制御手段が、前記送受信部の状態を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中の時には前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第１の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、送受信部が信号を送信中であると制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求される場合、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が高めに設定された第２の動作モードで動作させ、そして送受信部が信号を送信中でないと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求されない場合、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が低めに設定された第１の動作モードで動作させるので、消費電流を最適化することができ、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

また、本発明の無線通信装置が、信号を無線送信するための前記送受信部の送信電力レベルを検出する送信電力レベル検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記送信電力レベル検出手段が検出した送信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルで送信している時には前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも低い電力レベルで送信している時もしくは信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第１の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、送信電力レベル検出手段が検出した送信電力レベルの値を制御手段が常時監視しており、送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルで送信していると制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求される高出力送信時には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が高めに設定された第２の動作モードで動作させ、そして送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも低い電力レベルで送信しているかもしくは信号を送信していないと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求されない場合には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が低めに設定された第１の動作モードで動作させるので、更なる低消費電力化を実現でき、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

また、本発明の無線通信装置が、前記送受信部が受信した信号の受信電力レベルを検出する受信電力レベル検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記送受信部の状態を常時監視するとともに前記受信電力レベル検出手段が検出した受信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中であり且つ前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも低い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時または前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも高い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第１の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、受信電力レベル検出手段が検出した受信電力レベルの値を制御手段が常時監視しており、送受信部が受信した信号が所定の受信電力レベルよりも低い電力レベルのものと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求される高出力送信時には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が高めに設定された第２の動作モードで動作させ、そして送受信部が受信した信号が所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルのものかもしくは送受信部が信号を送信していないと制御手段が判定した場合、即ち、良好な歪み特性が要求されない場合には、制御手段がアンテナ切り替え装置を消費電流が低めに設定された第１の動作モードで動作させるので、更なる低消費電力化を実現でき、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

また、本発明の無線通信装置の前記制御手段は、前記送受信部が信号を間欠的に送信する場合には、信号を送信していない状態においても前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力することが好ましい。
このような構成にすれば、例えば頻繁にオンとオフが切り替わる間欠送信時、例えばＷ−ＣＤＭＡ（即ち、Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式におけるＰＲＡＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）送信時には歪み特性の切り替えを行なわなくてよいため、切り替えの立ち上がり時間を高速にする必要がなく、簡単な設計で、要求される歪み特性を満足し且つ低消費電力化を実現することができる。

また、本発明のアンテナ切り替え装置は、
複数のアンテナからなるアンテナ群と、前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、制御手段と、を備えた、無線信号を同時に送受信可能な、無線通信装置に搭載され且つ、
前記制御手段による電気制御に従い前記無線送受信に使用するアンテナを前記アンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置であって、
第１の消費電流値で且つ第１の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第１の動作モードと、前記第１の消費電流値よりも大きい第２の消費電流値で且つ前記第１の歪み特性よりも歪みの少ない第２の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第２の動作モードと、を有し、
前記制御手段により、前記送受信部の信号送信状態の検出が行なわれ、そしてその検出結果に基づいて、前記アンテナ切り替え装置の動作モードが前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替えられる。
この構成により、送受信部が信号を送信中である時、即ち、良好な歪み特性が要求される時、アンテナ切り替え装置が第２の動作モードで動作し、そして例えば送受信部が信号を送信中でない時、即ち、良好な歪み特性が要求されない時、アンテナ切り替え装置が第１の動作モードで動作すればよいので、消費電流を最適化することができる。

また、本発明のアンテナ切り替え装置は、
前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードを有する高周波スイッチと、
前記制御信号に従って前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、
を具備することが好ましい。
このような構成を採り、良好な歪み特性が要求される場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧するように電圧変換手段を制御すれば、良好な歪み特性が満たされ、そして良好な歪み特性が要求されない場合、制御手段が高周波スイッチの電源電圧を昇圧しないように電圧変換手段を制御すれば、低消費電力化を実現できるので、部品点数を増加させることなく良好な歪み特性により受信品質を損なわずに無線通信装置からの無線送信が行なえる。

本発明の無線通信装置が移動体無線通信装置であると、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された移動体無線通信装置を提供することができるので、好ましい。尚、本発明の移動体無線通信装置の例としては、携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置、無線通信機能を備え得るＰＤＡ（即ち、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等といった携帯無線情報端末装置、等が挙げられるが、本発明の移動体無線通信装置が、近年世の中で非常に普及している携帯無線電話端末装置であると好ましい。この場合も、上記と同様、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された携帯無線電話端末装置を提供することができることは言うまでもない。

本発明によれば、伝送品質を損なうことなく、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得る小型化可能な無線通信装置、その無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、その無線通信装置を具備する携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置を提供することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る無線通信装置の第１実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、図２は図１の送受信部のシステム構成を示すブロック図、図３は本発明に係る無線通信装置の第２実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、図４は本発明に係る無線通信装置の第３実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、図５は本発明に係る無線通信装置の第４実施形態におけるシステム構成を示すブロック図、そして図６は本発明に係る無線通信装置の一例である携帯無線電話端末装置の正面図である。

［第１実施形態］
無線信号を同時に送受信可能な無線通信装置１００は、図１に示されるように、アンテナ切り替え装置１０１と、送受信部１０４と、制御手段１０５と、アンテナ群１０６と、を備え、更にベースバンド部（不図示）および電源部（不図示）も有する。アンテナ切り替え装置１０１は、高周波スイッチ１０２と、電圧変換手段１０３と、を備える。高周波スイッチ１０２は例えば周知の半導体スイッチを備えたものである。

送受信部１０４は、複数のアンテナからなるアンテナ群１０６の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう。アンテナ切り替え装置１０１は、制御手段１０５による電気制御に従い、無線送受信に使用するアンテナをアンテナ群１０６の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと送受信部１０４とを電気的に接続する。これにより、当該選択されたアンテナに入力された受信信号が送受信部１０４へ送られ、また送受信部１０４からの送信信号が当該選択されたアンテナへ送られ且つ該アンテナを介して無線送信される。

送受信部１０４は、受信信号を復調した後、所定の電力まで増幅し、ベースバンド周波数に変換してベースバンド部（不図示）に受信信号を出力する。逆に、ベースバンド部より出力された送信信号は、送受信部１０４で変調された後、高周波信号に変換され、所定の電力まで増幅された後、アンテナ切り替え装置１０１を通って、アンテナ群１０６の中から選択されたアンテナから送信される。

制御手段１０５は、送受信部１０４の状態を常時監視し、送受信部１０４が送信中であるかどうかを検出し、その検出結果に基づいて制御信号をアンテナ切り替え装置１０１の電圧変換手段１０３に出力する。

電圧変換手段１０３は、制御手段１０５からの制御信号に従って動作し、送受信部１０４が送信中である場合には、電源部（不図示）から供給される高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧し、歪み特性を良好にする（第２の動作モード）。一方、送受信部１０４が送信中でない場合には、電源電圧を昇圧せず、消費電流を低く抑える（第１の動作モード）。このように、アンテナ切り替え装置１０１、より具体的には、高周波スイッチ１０２は、第１の消費電流値で且つ第１の歪み特性で動作する第１の動作モードと、前記第１の消費電流値よりも大きい第２の消費電流値で且つ前記第１の歪み特性よりも歪みの少ない第２の歪み特性で動作する第２の動作モードと、を有する。

従って、制御手段１０５は、送受信部１０４の信号送信状態の検出を行ない且つその検出結果に基づいてアンテナ切り替え装置１０１の動作モードを前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号をアンテナ切り替え装置１０１へ送出する。

次に、送受信部１０４に関して、図２を参照しながら詳細に説明する。送受信部１０４では、選択されたアンテナにより受信した受信信号がアンテナ切り替え装置１０１により受信経路を選択されアンテナ共用器２０１に入力される。この受信信号は低雑音増幅器２０２により増幅され、直交復調器２０３により直交復調されベースバンド信号となり、ベースバンド部（不図示）へ送られる。逆に、送信信号は直交変調器２０５により直交変調され高周波信号に変換された後、増幅器２０４により所定の電力に増幅されてアンテナ共用器２０１に入力され、アンテナ切り替え装置１０１により選択されたアンテナから送信される。

この無線通信装置１００においては、電圧変換手段１０３の動作および非動作を切り替えるだけでアンテナ切り替え装置１０１の動作モードが切り替わるので、部品点数を増加させることがなく、必要な歪み特性を確保しつつアンテナ切り替えを行なえる。また、無線通信装置１００においては、無線信号のラインに別途切り替えスイッチ等を追加配置する必要もないため、伝送品質を悪化させることなく、送信時に要求される良好な歪み特性を満足し、且つ低消費電力化を可能にする。

尚、上記の説明では電圧変換手段１０３の動作および非動作により送信時の良好な歪み特性と非送信時の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段１０３による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信時の高周波スイッチ１０２の電源電圧と比較して、非送信時の高周波スイッチ１０２の電源電圧は低く設定される。また、制御手段１０５は送受信部１０４を常時監視することにより送信および非送信を判定しているが、ベースバンド部（不図示）を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段１０３による高周波スイッチ１０２の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段１０３による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。また、送受信部１０４における各部のフィルタや整合回路の図示を省略したが、これらを各部に挿入しても同様に実現可能である。更に、直交変調方式を用いた第１実施形態の説明を行なったが、本発明は送受信部１０４の変復調方式にとらわれるものではない。

［第２実施形態］
次に、図３を参照しながら第２実施形態（無線通信装置２００）について説明する。尚、図１に示した第１実施形態におけるブロックと同様の機能を有する図３のブロックには同じ符号が付されている。

図３において、送信電力レベル検出手段１０８は、信号を無線送信するための送受信部１０４の送信電力レベルを検出し、その送信電力レベルの値を示す検出信号を制御手段１０７に送出する。制御手段１０７は、送信電力レベル検出手段１０８が検出した送信電力レベルの値を常時監視しており、予め設定された閾値よりも送信電力レベルの値が高い場合には、アンテナ切り替え装置１０１に対して第２の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置１０１の電圧変換手段１０３が動作し、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧する。逆に、予め設定された閥値よりも送信電力レベルの値が低い場合には、制御手段１０７は、アンテナ切り替え装置１０１に対して第１の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置１０１は、電圧変換手段１０３を動作させず、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧しない。その他のブロックに関しては第１実施形態と同様の動作であるため、説明を省略する。

このような実施形態によると、送信電力レベルが高い時、つまり良好な歪み特性が要求される場合においては、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧して使用するため、良好な歪み特性を得ることが可能となる。逆に送信電力レベルが低い時もしくは非送信状態であるとき、つまり良好な歪み特性が比較的要求されない場合においては、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧せずに、低消費電力化を達成することができ、全体として良好な歪み特性と低消費電力化を満足することができる。

また、電圧変換手段１０３の動作および非動作を切り替えるだけであるので、部品点数を増加させることがなく、必要な歪み特性を確保しつつアンテナ切り替えを行なえる。また、無線信号のラインに別途切り替えスイッチ等を追加配置する必要がないため、伝送品質を悪化させることがない。

尚、上記の説明では電圧変換手段１０３の動作および非動作により送信電力レベルが高い場合に要求される歪み特性と非送信時もしくは送信電力レベルが低い場合の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段１０３による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信電力レベルが高い時の高周波スイッチ１０２の電源電圧と比較して、非送信時もしくは送信電力レベルが低い時の高周波スイッチ１０２の電源電圧は低く設定される。また、送信電力レベル検出手段１０８は送受信部１０４を常時監視することにより送信電力レベルを検出しているが、ベースバンド部（不図示）を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段１０３による高周波スイッチ１０２の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段１０３による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。

［第３実施形態］
次に、図４を参照しながら第３実施形態（無線通信装置３００）について説明する。尚、図１に示した第１実施形態におけるブロックと同様の機能を有する図４のブロックには同じ符号が付されている。

図４において、受信電力レベル検出手段１１０は、送受信部１０４が受信した信号の受信電力レベルを検出し、その受信電力レベルの値を示す検出信号を制御手段１０９に送出する。制御手段１０９は、送受信部１０４の状態を常時監視するとともに受信電力レベル検出手段１１０が検出した受信電力レベルの値を常時監視する。そして制御手段１０９は、送受信部１０４が送信状態にあり且つ予め設定された閾値よりも受信電力レベルの値が低い場合には、アンテナ切り替え装置１０１に対して第２の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置１０１の電圧変換手段１０３が動作し、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧する。逆に、送受信部１０４が非送信状態もしくは、送信状態で且つ予め設定された閾値よりも受信電力レベルの値が高い場合には、制御手段１０９は、アンテナ切り替え装置１０１に対して第１の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置１０１は、電圧変換手段１０３を動作させず、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧しない。その他のブロックに関しては第１実施形態と同様の動作であるため、説明を省略する。

このような実施形態によると受信電力レベルが低い時、つまり送信電力が高く、良好な歪み特性が要求される場合においては、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧して使用するため良好な歪み特性を得ることが可能となる。逆に送信状態でない場合、もしくは受信電力レベルが高い時、つまり送信電力が低く、良好な歪み特性が比較的要求されない場合においては、高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧せずに、低消費電力化を達成することができ、全体として良好な歪み特性と低消費電力化を満足することができる。また、電圧変換手段１０３の動作および非動作を切り替えるだけであるので、部品点数を増加させることがなく、必要な歪み特性を確保しつつアンテナ切り替えを行なえる。また、無線信号のラインに別途切り替えスイッチ等を追加配置する必要がないため、伝送品質を悪化させることがない。

尚、上記の説明では電圧変換手段１０３の動作および非動作により受信電力レベルが低い場合に要求される歪み特性と非送信時もしくは受信電力レベルが高い場合の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段１０３による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信時且つ受信電力レベルが低い時の高周波スイッチ１０２の電源電圧と比較して、非送信時もしくは受信電力レベルが高い時の高周波スイッチ１０２の電源電圧は低く設定される。また、送信電力レベル検出手段１１０は送受信部１０４を常時監視することにより送信電力レベルを検出しているが、ベースバンド部（不図示）を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段１０３による高周波スイッチ１０２の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段１０３による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。

［第４実施形態］
次に、図５を参照しながら第４実施形態（無線通信装置４００）について説明する。尚、図１に示した第１実施形態におけるブロックと同様の機能を有する図５のブロックには同じ符号が付されている。

制御手段１１１は送受信部１０４の状態を常時監視し、送受信部１０４が送信状態にあるか、非送信状態になるか、更には、送信状態が連続送信状態なのか、間欠送信状態なのか、を判定する。そして、制御手段１１１は、連続送信状態および間欠送信状態の時には、アンテナ切り替え装置１０１に対し第２の動作モードを指示する制御信号を送出する。これにより、アンテナ切り替え装置１０１は、電圧変換手段１０３を動作させて高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧する。特に、間欠送信状態（例えばＷ−ＣＤＭＡ方式におけるＰＲＡＣＨ送信時）においては、送信状態と非送信状態とが繰り返されるが、非送信状態においても高周波スイッチ１０２の電源電圧を昇圧するように制御する。その他のブロックは第１実施形態と同様の動作をするため、ここでは説明を省略する。

このような実施形態によると、連続送信状態では第２実施形態と同様の動作をするが、間欠送信状態においては非送信状態でも歪み特性が良好な特性となる。このように制御することによって、電圧変換手段１０３の動作および非動作の切り替え時間に対する設計自由度が向上し、簡素な回路で本発明を実現可能となり、また切り替え時間の制約が厳しい場合と比較して低消費電流で実現可能である。

尚、上記の説明では電圧変換手段１０３の動作および非動作により送信時の良好な歪み特性と非送信時の低消費電力化とを両立させたが、電圧変換手段１０３による昇圧後の電圧の値を変更することによっても同様に実現可能である。この場合、送信時の高周波スイッチ１０２の電源電圧と比較して、非送信時の高周波スイッチ１０２の電源電圧は低く設定される。また、制御手段１１１は送受信部１０４を常時監視することにより送信もしくは非送信を判定しているが、ベースバンド部（不図示）を常時監視することによっても同様に実現可能である。また、要求される良好な歪み特性を満足する手段として、電圧変換手段１０３による高周波スイッチ１０２の電源電圧の昇圧に関して説明したが、電圧変換手段１０３による負電源電圧の生成によっても同様に実現可能である。

以上、本発明に係る無線通信装置の第１実施形態〜第４実施形態を説明したが、本発明の無線通信装置が移動体無線通信装置であると、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された移動体無線通信装置を提供することができるので、好ましい。尚、本発明の移動体無線通信装置の例としては、携帯電話機等といった携帯無線電話端末装置、無線通信機能を備え得るＰＤＡ（即ち、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等といった携帯無線情報端末装置、等が挙げられるが、本発明の移動体無線通信装置が、近年世の中で非常に普及している携帯無線電話端末装置であると好ましい。この場合も、上記と同様、良好な歪み特性により受信品質が良好で、低消費電力化され且つ小型化された携帯無線電話端末装置を提供することができることは言うまでもない。図６には本発明に係る無線通信装置の一例である携帯無線電話端末装置（以下、「携帯電話機」と記す。）１０が示される。

携帯電話機１０は、その本体に、数字や記号を含む文字を入力したり各種機能を選択したりする際に操作される操作部（キー操作部）１１と、該操作部１１を操作することにより生成された文字データ等を表示するための液晶表示装置等のディスプレイ装置１２と、音を発するためのスピーカー１３と、伸び縮み自在な外部アンテナ１４と、集音マイク１５と、前記外部アンテナとともにアンテナ群を形成する内部アンテナ（不図示）と、を備えている。図１〜図５に示される機能ブロックが示す回路等は携帯電話機１０の本体に収容される。尚、携帯電話機１０は、外部アンテナ１４が設けられた形態であるが、複数の内部アンテナ（不図示）のみでアンテナ群を形成する形態であってもよいことは言うまでもない。

本発明の無線通信装置、無線通信装置に搭載されるアンテナ切り替え装置、および携帯無線電話端末装置等といった移動体無線通信装置は、無線信号の送信時に良好な歪み特性を得ることと無線信号の非送信時に消費電流を低くすることとを両立して実現し得るとともに小型化可能なので、無線信号を同時に送受信可能にする通信方式を採用した装置に有用である。

本発明に係る無線通信装置の第１実施形態におけるシステム構成を示すブロック図 図１の送受信部のシステム構成を示すブロック図 本発明に係る無線通信装置の第２実施形態におけるシステム構成を示すブロック図 本発明に係る無線通信装置の第３実施形態におけるシステム構成を示すブロック図 本発明に係る無線通信装置の第４実施形態におけるシステム構成を示すブロック図 本発明に係る無線通信装置の一例である携帯無線電話端末装置の正面図

符号の説明

１００ 無線通信装置
２００ 無線通信装置
３００ 無線通信装置
４００ 無線通信装置
１０１ アンテナ切り替え装置
１０２ 高周波スイッチ
１０３ 電圧変換手段
１０４ 送受信部
１０５ 制御手段
１０６ アンテナ群
１０７ 制御手段
１０８ 送信電力レベル検出手段
１０９ 制御手段
１１０ 受信電力レベル検出手段
１１１ 制御手段
２０１ アンテナ共用器
２０２ 低雑音増幅器
２０３ 直交復調器
２０４ 増幅器
２０５ 直交変調器

Claims (10)

1. 無線信号を同時に送受信可能な無線通信装置であって、
   複数のアンテナからなるアンテナ群と、
   前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、
   前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置と、
   前記アンテナ切り替え装置の切り替え動作を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記アンテナ切り替え装置が、第１の消費電流値で且つ第１の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第１の動作モードと、前記第１の消費電流値よりも大きい第２の消費電流値で且つ前記第１の歪み特性よりも歪みの少ない第２の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第２の動作モードと、を有し、
   前記制御手段が、前記送受信部の信号送信状態の検出を行ない且つその検出結果に基づいて前記アンテナ切り替え装置の動作モードを前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替えるための制御信号を前記アンテナ切り替え装置へ送出する無線通信装置。
2. 請求項１記載の無線通信装置であって、
   前記アンテナ切り替え装置が、
   前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードを有する高周波スイッチと、
   前記制御信号に従って前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、
   を具備する無線通信装置。
3. 請求項１または請求項２記載の無線通信装置であって、
   前記制御手段が、前記送受信部の状態を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中の時には前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第１の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。
4. 請求項１または請求項２記載の無線通信装置が、信号を無線送信するための前記送受信部の送信電力レベルを検出する送信電力レベル検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記送信電力レベル検出手段が検出した送信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも高い電力レベルで送信している時には前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を所定の送信電力レベルよりも低い電力レベルで送信している時もしくは信号を送信していない時には前記アンテナ切り替え装置が前記第１の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。
5. 請求項１または請求項２記載の無線通信装置は、前記送受信部が受信した信号の受信電力レベルを検出する受信電力レベル検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記送受信部の状態を常時監視するとともに前記受信電力レベル検出手段が検出した受信電力レベルの値を常時監視し且つ、前記送受信部が信号を送信中であり且つ前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも低い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作、そして前記送受信部が信号を送信していない時または前記受信電力レベルが所定の電力レベルよりも高い場合には前記アンテナ切り替え装置が前記第１の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。
6. 請求項１または請求項２記載の無線通信装置であって、
   前記制御手段は、前記送受信部が信号を間欠的に送信する場合には、信号を送信していない状態においても前記アンテナ切り替え装置が前記第２の動作モードで動作するように、前記制御信号を出力する無線通信装置。
7. 複数のアンテナからなるアンテナ群と、前記アンテナ群の中から選択されたアンテナを介して信号の無線送受信を行なう送受信部と、制御手段と、を備えた、無線信号を同時に送受信可能な、無線通信装置に搭載され且つ、
   前記制御手段による電気制御に従い前記無線送受信に使用するアンテナを前記アンテナ群の中から選択するとともに当該選択されたアンテナと前記送受信部とを電気的に接続するアンテナ切り替え装置であって、
   第１の消費電流値で且つ第１の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第１の動作モードと、前記第１の消費電流値よりも大きい第２の消費電流値で且つ前記第１の歪み特性よりも歪みの少ない第２の歪み特性で、前記無線送受信に使用するアンテナと前記送受信部とを接続する第２の動作モードと、を有し、
   前記制御手段により、前記送受信部の信号送信状態の検出が行なわれ、そしてその検出結果に基づいて、前記アンテナ切り替え装置の動作モードが前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替えられるアンテナ切り替え装置。
8. 請求項７記載のアンテナ切り替え装置であって、
   前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードを有する高周波スイッチと、
   前記制御信号に従って前記第１の動作モードおよび前記第２の動作モードのいずれか一方に切り替わるように前記高周波スイッチの電源電圧を変化させる電圧変換手段と、
   を具備するアンテナ切り替え装置。
9. 請求項１ないし６のいずれか一項記載の無線通信装置である移動体無線通信装置。
10. 請求項９記載の移動体無線通信装置である携帯無線電話端末装置。

Images