JP2010252135A - Communication module and communication terminal - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication module comprising a directional coupler capable of sharing a plurality of transmission systems. <P>SOLUTION: At an output side of a transmission circuit 12, three power amplifiers 14a-14c are arranged for amplifying transmission signals of frequency bands different from each other. A switch 18 switches to connect with one of the power amplifiers 14a-14c. In the middle of a line from the switch 18 to a transmission antenna 20, one directional coupler 22 is arranged which is coupled with a transmission signal. Output from the directional coupler 22 is detected by a power detection circuit 26. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、携帯電話機などの通信端末に搭載される通信モジュール及び通信端末に関する。   The present invention relates to a communication module and a communication terminal mounted on a communication terminal such as a mobile phone.

携帯電話機の通信モジュールの一般的な構成では、送信系を担う高周波送信回路、高周波送信回路から出力された送信信号を増幅する電力増幅器、電力増幅器の出力側に配された方向性結合器、電力検波回路を備えている。
方向性結合器は送信信号に対応する信号を出力し、電力検波回路は出力された信号を検波する。検波結果は、送信系の送信信号の出力制御(高周波送信の送信電力制御や電力増幅器の増幅率制御)などに利用されることとなる(例えば、特許文献1参照)。
In a general configuration of a communication module of a cellular phone, a high-frequency transmission circuit responsible for a transmission system, a power amplifier that amplifies a transmission signal output from the high-frequency transmission circuit, a directional coupler disposed on the output side of the power amplifier, power A detection circuit is provided.
The directional coupler outputs a signal corresponding to the transmission signal, and the power detection circuit detects the output signal. The detection result is used for output control of transmission signals in the transmission system (transmission power control for high-frequency transmission and amplification factor control for power amplifiers) (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1の図1では、2つの周波数帯に応じて2個のCoupler(方向性結合器)が配されている。   In FIG. 1 of Patent Document 1, two couplers (directional couplers) are arranged according to two frequency bands.

特開2003-008470号公報JP 2003-008470 A

ところで、携帯電話機においては、複数の周波数帯への対応(マルチバンド化)が進む傾向にある。このため、対応する周波数帯の応じて個数分の方向性結合器を配置すると、部品点数の増加によるコスト高や、実装面積が増加して小型化や軽量化を妨げるような問題が顕著化することが考えられる。
本発明は、このような背景の下になされたものであって、携帯電話機などの通信端末に搭載される通信モジュールにおいて、マルチバンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑制できる通信モジュール及びこのような通信モジュールを備えた通信端末を提供することを目的とする。
By the way, in the cellular phone, there is a tendency that correspondence to a plurality of frequency bands (multiband) is advanced. For this reason, if the number of directional couplers is arranged according to the corresponding frequency band, problems such as high cost due to an increase in the number of components and an increase in mounting area and hindering downsizing and weight reduction become prominent. It is possible.
The present invention has been made under such a background, and in a communication module mounted on a communication terminal such as a mobile phone, a communication module capable of suppressing an increase in the number of directional couplers due to the multibanding. And it aims at providing the communication terminal provided with such a communication module.

本発明に係る通信モジュールは、それぞれ異なる周波数帯の送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、前記複数の電力増幅器の出力を選択的に切り換える切換器と、前記切換器から送信用アンテナに至る線路の途中に配置され、増幅された送信信号に対応する信号を出力をするための方向性結合器と、前記方向性結合器から出力される信号を検波する検波回路とを備えることを特徴としている。   A communication module according to the present invention includes a plurality of power amplifiers that amplify transmission signals of different frequency bands, a switch that selectively switches the outputs of the plurality of power amplifiers, and a line that extends from the switch to the transmitting antenna. And a directional coupler for outputting a signal corresponding to the amplified transmission signal, and a detection circuit for detecting the signal output from the directional coupler. .

また、前記方向性結合器と前記検波回路との間に、前記切換器の接続先の電力増幅器が増幅する送信信号の周波数帯に応じて、前記方向性結合器から出力される信号を変更させる変更器を備え、前記検波回路は、前記変更器により変更された信号を検波するとしても構わない。
また、前記変更器が、前記方向性結合器から出力される信号を減衰させる可変減衰器であり、前記検波回路は、前記可変減衰器により減衰された信号を検波するとしても構わない。
Further, a signal output from the directional coupler is changed between the directional coupler and the detection circuit according to a frequency band of a transmission signal amplified by a power amplifier to which the switch is connected. A changer may be provided, and the detection circuit may detect a signal changed by the changer.
The changer may be a variable attenuator that attenuates a signal output from the directional coupler, and the detection circuit may detect the signal attenuated by the variable attenuator.

また、本発明に係る通信端末は、上記通信モジュールを備えることを特徴とする。   A communication terminal according to the present invention includes the communication module.

本発明によれば、携帯電話機などの通信端末に搭載される通信モジュール及びこのような通信モジュールを備えた通信端末において、マルチバンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the communication module mounted in communication terminals, such as a mobile telephone, and the communication terminal provided with such a communication module, the increase in the number of directional couplers accompanying multiband-ization can be suppressed.

携帯電話機1を示す図である。1 is a diagram showing a mobile phone 1. FIG. 通信モジュールを示す図である。It is a figure which shows a communication module. 通信モジュールの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a communication module.

以下、本発明の実施の形態について通信端末として携帯電話機を例に挙げて説明する。
図1は、携帯電話機1を示す図である。
図1に示すように、携帯電話機1は、ディスプレイ2、一般的な折りたたみ式の筐体4、ダイヤルキーやカーソルキーを含む操作キー部6を備える。筐体4内部には、通信モジュール(高周波モジュール)が配されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking a mobile phone as an example of a communication terminal.
FIG. 1 is a diagram showing a mobile phone 1.
As shown in FIG. 1, the mobile phone 1 includes a display 2, a general folding housing 4, and an operation key unit 6 including dial keys and cursor keys. A communication module (high frequency module) is disposed inside the housing 4.

通信モジュールについて図2を用いて説明する。
図2に示すように、通信モジュールは、送信回路12、電力増幅器14a〜14c、デュプレクサ16a〜16c、スイッチ18、アンテナ20、方向性結合器(directional coupler)22、電力検波回路26、可変減衰器24を備える。
電力増幅器14a〜14cはそれぞれ1.9GHz帯、900MHz帯、800MHz帯の送信信号を電力増幅する。
The communication module will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the communication module includes a transmission circuit 12, power amplifiers 14a to 14c, duplexers 16a to 16c, a switch 18, an antenna 20, a directional coupler 22, a power detection circuit 26, and a variable attenuator. 24.
The power amplifiers 14a to 14c amplify the power of transmission signals in the 1.9 GHz band, 900 MHz band, and 800 MHz band, respectively.

デュプレクサ16a〜16cは、アンテナ20への送信信号(TX)とアンテナ20からの受信信号(RX)とを分離する。デュプレクサ16a〜16cにより、アンテナ20を送信用および受信用として共用することができる。
スイッチ18は、(1)デュプレクサ16a、電力増幅器14aへの系統、(2)デュプレクサ16b、電力増幅器14bへの系統、(3)デュプレクサ16c、電力増幅器14cへの系統、この3つの系統への接続を送受信すべき周波数帯に応じて択一的に切り換える。
The duplexers 16 a to 16 c separate the transmission signal (TX) to the antenna 20 and the reception signal (RX) from the antenna 20. The duplexers 16a to 16c can share the antenna 20 for transmission and reception.
The switch 18 includes (1) a system to the duplexer 16a and the power amplifier 14a, (2) a system to the duplexer 16b and the power amplifier 14b, (3) a system to the duplexer 16c and the power amplifier 14c, and connection to these three systems. Are switched alternatively according to the frequency band to be transmitted / received.

方向性結合器22は、スイッチ18からアンテナ20に至る線路の途中に配置されており、線路を流れる信号と結合する。方向性結合器22はP1からP4までのポートを備えており、動作する周波数範囲は、例えば400MHz〜5GHz、結合度は、例えば20±5dBである。
方向性結合器22は、特に、P2からP1へと流れる送信信号に対応して、順方向のP4から進行波として信号を出力する。なお、逆方向のP3からの信号の出力(反射波出力)はターミナル23で終端する。
The directional coupler 22 is disposed in the middle of the line from the switch 18 to the antenna 20 and couples with a signal flowing through the line. The directional coupler 22 includes ports P1 to P4. The operating frequency range is, for example, 400 MHz to 5 GHz, and the degree of coupling is, for example, 20 ± 5 dB.
In particular, the directional coupler 22 outputs a signal as a traveling wave from the forward P4 in response to the transmission signal flowing from P2 to P1. The signal output (reflected wave output) from P3 in the reverse direction terminates at the terminal 23.

可変減衰器24は、送信回路12から送信回路12が送信中の周波数帯を示す信号が入力されており、送信中の周波数帯に応じて減衰率を可変させる(コントロールする)。特に、3つの周波数帯が大きく異なると、方向性結合器22の結合度が周波数帯によって大きく変化する。上記のように、可変減衰器24の減衰率を周波数帯に応じて可変することで、方向性結合器22からの信号の出力を調整し、電力検波回路26が正常に検波できる範囲内に収めることができる。   The variable attenuator 24 receives a signal indicating the frequency band being transmitted by the transmission circuit 12 from the transmission circuit 12, and varies (controls) the attenuation rate according to the frequency band being transmitted. In particular, when the three frequency bands are greatly different, the degree of coupling of the directional coupler 22 varies greatly depending on the frequency band. As described above, by changing the attenuation rate of the variable attenuator 24 in accordance with the frequency band, the output of the signal from the directional coupler 22 is adjusted so that the power detection circuit 26 can normally be detected. be able to.

電力検波回路26は、可変減衰器24を経た方向性結合器22の出力を検波する。検波した出力は、送信回路12の送信電力の制御(電力増幅器14a〜14cの増幅率の制御でもよい。)などに利用される。
次に、通信モジュールの信号の流れを800MHz帯の信号を用いる場合を例に挙げて、送信系、受信系の順に説明する。
The power detection circuit 26 detects the output of the directional coupler 22 that has passed through the variable attenuator 24. The detected output is used for control of transmission power of the transmission circuit 12 (or control of amplification factors of the power amplifiers 14a to 14c).
Next, the flow of signals in the communication module will be described in the order of the transmission system and the reception system, taking as an example the case of using signals in the 800 MHz band.

まず、送信系では、送信回路12から出力された800MHz帯の送信信号は電力増幅器14bに入力される。電力増幅器14bは、入力された送信信号を電力増幅し、増幅された送信信号は、デュプレクサ16b、スイッチ18を通ってアンテナ20から送信される。
この送信を行っている間、方向性結合器22は、P2からP1へと流れる送信信号を取り出して、P4から進行波として出力する。P4から出力された進行波は、可変減衰器24により減衰された後に、電力検波回路26により検波される。上述のように電力検波回路26による検波結果は送信回路12の増幅率の制御に利用されることとなる。
First, in the transmission system, the 800 MHz band transmission signal output from the transmission circuit 12 is input to the power amplifier 14b. The power amplifier 14 b amplifies the power of the input transmission signal, and the amplified transmission signal is transmitted from the antenna 20 through the duplexer 16 b and the switch 18.
During this transmission, the directional coupler 22 takes out a transmission signal flowing from P2 to P1, and outputs it as a traveling wave from P4. The traveling wave output from P4 is attenuated by the variable attenuator 24 and then detected by the power detection circuit 26. As described above, the detection result by the power detection circuit 26 is used for controlling the amplification factor of the transmission circuit 12.

なお、電力検波回路26による検波結果は、送信回路12の増幅率の制御に利用されることに代えて、又は、送信回路12の増幅率の制御に利用されると共に、電力増幅器14a,14b,14cの増幅率の制御に利用されるとしてもよい。
一方、受信系については、アンテナ20が受信した受信信号は、スイッチ18、デュプレクサ16bを通って受信回路へと入力され、受信回路において信号処理されることとなる。
The detection result by the power detection circuit 26 is used for controlling the amplification factor of the transmission circuit 12, or is used for controlling the amplification factor of the transmission circuit 12, and the power amplifiers 14a, 14b, It may be used for controlling the gain of 14c.
On the other hand, for the reception system, the reception signal received by the antenna 20 is input to the reception circuit through the switch 18 and the duplexer 16b, and is subjected to signal processing in the reception circuit.

以上、説明したように、方向性結合器22は、スイッチ18からアンテナ20に流れる送信信号に対応する信号を電力検波回路26側へと出力する。スイッチ18の接続先を切り換えることにより、1つの方向性結合器22は、3つの電力増幅器14a〜14cから出力される送信信号に対応する信号を電力検波回路24側へと出力できる。
このように、1個の方向性結合器22により、3つの電力増幅器14a〜14cの送信信号に応じた出力ができ、検波に用いることができる。従って、3バンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑えられる。
As described above, the directional coupler 22 outputs a signal corresponding to the transmission signal flowing from the switch 18 to the antenna 20 to the power detection circuit 26 side. By switching the connection destination of the switch 18, one directional coupler 22 can output signals corresponding to transmission signals output from the three power amplifiers 14a to 14c to the power detection circuit 24 side.
Thus, the output according to the transmission signals of the three power amplifiers 14a to 14c can be generated by one directional coupler 22, and can be used for detection. Therefore, an increase in the number of directional couplers due to the three bands can be suppressed.

また、本実施の形態に係る通信モジュールによれば、切換器から送信用アンテナに至る線路の途中に配置され方向性結合器は、切換器の接続先の電力増幅器により増幅された送信される送信信号に対応する信号を出力する。切換器の接続先を切り換えることにより、上記方向性結合器は、異なる電力増幅器の(異なる周波数帯の)送信信号に対応する信号を出力することができる。すなわち、1個の方向性結合器を利用して複数の周波数帯の送信信号の検波を行うことができる。これにより、マルチバンド化に伴う方向性結合器の個数の増加を抑えることができ、コスト削減、実装面積の削除を図ることができる。   Further, according to the communication module according to the present embodiment, the directional coupler arranged in the middle of the line from the switch to the transmitting antenna is transmitted by being amplified by the power amplifier to which the switch is connected. A signal corresponding to the signal is output. By switching the connection destination of the switch, the directional coupler can output signals corresponding to transmission signals (of different frequency bands) of different power amplifiers. That is, transmission signals in a plurality of frequency bands can be detected using a single directional coupler. As a result, an increase in the number of directional couplers due to the multibanding can be suppressed, and cost reduction and mounting area deletion can be achieved.

(変形例)
本発明は、図2を用いて説明した通信モジュールに限らず、図3に示すような通信モジュールの構成も考えられる。以下、実施の形態に係る変形例として説明する。
図3の通信モジュールは、基本的には図2に示した通信モジュールと同様であるが、デュプレクサ16a〜16cが無い点、および、スイッチ19が、電力増幅器14a〜14cを含む3つの送信系統および3つの受信系統の合わせて6系統を切り換える点が異なっている。
(Modification)
The present invention is not limited to the communication module described with reference to FIG. 2, and a configuration of the communication module as shown in FIG. 3 is also conceivable. Hereinafter, it demonstrates as a modification which concerns on embodiment.
The communication module in FIG. 3 is basically the same as the communication module shown in FIG. 2 except that there are no duplexers 16a to 16c, and that the switch 19 includes three transmission systems including power amplifiers 14a to 14c and The difference is that six systems are switched among the three reception systems.

図3の通信モジュールの動作は、基本的には図2で説明したものと同じ動作であるが、異なる点を中心に送信系、受信系の順に簡単に説明する。
まず、送信系では、スイッチ19は例えば電力増幅器14bとの接続に切り替えられ、送信回路12から出力された送信信号は、電力増幅器14b、スイッチ19を通ってアンテナ20から送信される。
The operation of the communication module shown in FIG. 3 is basically the same as that described with reference to FIG.
First, in the transmission system, the switch 19 is switched to, for example, connection with the power amplifier 14 b, and the transmission signal output from the transmission circuit 12 is transmitted from the antenna 20 through the power amplifier 14 b and the switch 19.

この送信を行っている間、方向性結合器22のP4から出力された進行波は、可変減衰器24により減衰された後に、電力検波回路により検波され、この検波結果は送信回路12の増幅率の制御などに利用されることとなる。
次に、受信系では、スイッチ19は3つの受信回路のいずれかとの接続に切り替えられ、アンテナ20が受信した受信信号は、スイッチ19を通って接続先の受信回路へと入力されることとなる。
During this transmission, the traveling wave output from P4 of the directional coupler 22 is attenuated by the variable attenuator 24 and then detected by the power detection circuit, and the detection result is the amplification factor of the transmission circuit 12. It will be used for the control of.
Next, in the reception system, the switch 19 is switched to connection with one of the three reception circuits, and the reception signal received by the antenna 20 is input to the connection destination reception circuit through the switch 19. .

図3のように、デュプレクサを備えない簡易な通信モジュールにおいても、方向性結合器22により3つの電力増幅器14a〜14cの送信信号に応じた出力を行うことができ、検波に用いることができる。
(補足)
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するための各種形態においても実施可能であり、例えば、以下であっても構わない。
(1)図2,図3で示した通信モジュールの構成はあくまでも一例であり、例えば、整合回路、周波数帯を分けるためのフィルタやノイズフィルタなどを各種回路部品を用いて構成するようにしても構わない。
(2)実施の形態では、3つの異なる周波数帯の送信信号の送信電力のモニターを、1個の方向性結合器22により行うとして説明したが、1個の方向性結合器により2つの異なる周波数帯の送信信号をモニターするようにしてもよい。要するに、1個の方向性結合器により複数(2以上)の周波数帯の送信電力をモニターを行わせるようにしてもよい。
(3)実施の形態では、電力増幅器14a〜14cがそれぞれ電力増幅する周波数帯の値や、方向性結合器22の仕様を具体的に説明したが、これらに限られない。
(4)実施の形態では、方向性結合器22は、3つの周波数帯の全てを、動作する周波数範囲に含んでいるとして説明した。このように方向性結合器22の動作する周波数範囲内に3つの周波数帯を収めると高い結合度で効率よく検波できる。
As shown in FIG. 3, even in a simple communication module that does not include a duplexer, the directional coupler 22 can perform output according to the transmission signals of the three power amplifiers 14a to 14c, and can be used for detection.
(Supplement)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said content, It can implement also in the various forms for achieving the objective of this invention, its related or incidental object, for example, The following may also be used.
(1) The configuration of the communication module shown in FIGS. 2 and 3 is merely an example. For example, a matching circuit, a filter for dividing a frequency band, a noise filter, and the like may be configured using various circuit components. I do not care.
(2) In the embodiment, it has been described that the transmission power of transmission signals of three different frequency bands is monitored by one directional coupler 22, but two different frequencies are obtained by one directional coupler. The transmission signal of the band may be monitored. In short, transmission power in a plurality of (two or more) frequency bands may be monitored by one directional coupler.
(3) In the embodiment, the value of the frequency band in which each of the power amplifiers 14a to 14c amplifies the power and the specification of the directional coupler 22 are specifically described. However, the present invention is not limited thereto.
(4) In the embodiment, the directional coupler 22 has been described as including all three frequency bands in the operating frequency range. Thus, if three frequency bands are included in the frequency range in which the directional coupler 22 operates, detection can be efficiently performed with a high degree of coupling.

もっとも、方向性結合器22が動作する周波数範囲から多少外れた周波数帯が存在していても構わない。動作範囲から外れる周波数帯があれば、各周波数帯の結合度のバラツキは特に大きくなる。これに対しては、例えば、予め実験などにより各周波数帯の結合度を測定しておき、測定結果に基づいて、各周波数帯ごとの可変減衰器24の減衰率を適宜調整することにより、支障なく検波に用いることができる。
(5)実施の形態では、通信端末として携帯電話機を例に挙げて説明したが、PDA(Personal Data Assistance)などのモバイル端末や、その他各種通信端末に適用することができる。
(6)また、実施の形態では、方向性結合器22からの出力が可変減衰器24に入力するとしたが、本発明では、方向性結合器22からの出力が入力する先としては、可変減衰器に限定されるものではなく、例えば、方向性結合器22からの出力を増幅する可変増幅器であったり、この出力を変更する、すなわち、方向性結合器22からの出力に対して、制御されることにより減衰と増幅を切り替える、可変変更器であっても良い。
However, a frequency band slightly deviating from the frequency range in which the directional coupler 22 operates may exist. If there is a frequency band that is out of the operating range, the variation in the coupling degree of each frequency band becomes particularly large. For this, for example, the degree of coupling of each frequency band is measured in advance by an experiment or the like, and the attenuation rate of the variable attenuator 24 for each frequency band is appropriately adjusted based on the measurement result. And can be used for detection.
(5) In the embodiment, a mobile phone has been described as an example of a communication terminal. However, the present invention can be applied to a mobile terminal such as a PDA (Personal Data Assistance) and other various communication terminals.
(6) In the embodiment, the output from the directional coupler 22 is input to the variable attenuator 24. However, in the present invention, the output from the directional coupler 22 is input as the variable attenuation. For example, it is a variable amplifier that amplifies the output from the directional coupler 22 or changes the output, that is, the output from the directional coupler 22 is controlled. Thus, a variable changer that switches between attenuation and amplification may be used.

本発明に係る通信モジュールは、方向性結合器の個数の増加を抑えつつマルチバンド化に対応でき有用である。   The communication module according to the present invention is useful because it can cope with multiband while suppressing an increase in the number of directional couplers.

1 携帯電話機
12 送信回路
14a〜14c 電力増幅器
16a〜16c デュプレクサ
18,19 スイッチ(切換器)
20 アンテナ
22 方向性結合器
24 可変減衰器
26 電力検波回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cellular phone 12 Transmission circuit 14a-14c Power amplifier 16a-16c Duplexer 18, 19 Switch (switching device)
20 antenna 22 directional coupler 24 variable attenuator 26 power detection circuit

Claims (4)

それぞれ異なる周波数帯の送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、
前記複数の電力増幅器の出力を選択的に切り換える切換器と、
前記切換器から送信用アンテナに至る線路の途中に配置され、増幅された送信信号に対応する信号を出力をするための方向性結合器と、
前記方向性結合器から出力される信号を検波する検波回路と
を備えることを特徴とする通信モジュール。
A plurality of power amplifiers each amplifying transmission signals of different frequency bands;
A switch for selectively switching the outputs of the plurality of power amplifiers;
A directional coupler for outputting a signal corresponding to the amplified transmission signal, disposed in the middle of the line from the switch to the transmitting antenna;
A communication module comprising: a detection circuit that detects a signal output from the directional coupler.
前記方向性結合器と前記検波回路との間に、前記切換器の接続先の電力増幅器が増幅する送信信号の周波数帯に応じて、前記方向性結合器から出力される信号を変更させる変更器を備え、
前記検波回路は、前記変更器により変更された信号を検波する
ことを特徴とする請求項1記載の通信モジュール。
A changer for changing a signal output from the directional coupler between the directional coupler and the detection circuit according to a frequency band of a transmission signal amplified by a power amplifier to which the switch is connected With
The communication module according to claim 1, wherein the detection circuit detects a signal changed by the changer.
前記変更器が、
前記方向性結合器から出力される信号を減衰させる可変減衰器であり、
前記検波回路は、前記可変減衰器により減衰された信号を検波することを特徴とする請求項2に記載の通信モジュール。
The changer is
A variable attenuator that attenuates a signal output from the directional coupler;
The communication module according to claim 2, wherein the detection circuit detects a signal attenuated by the variable attenuator.
請求項1から3のいずれか1項に記載の通信モジュールを備えることを特徴とする通信端末。   A communication terminal comprising the communication module according to any one of claims 1 to 3.
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