JP2014138328A - Wireless transmitter and wireless portable terminal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面弾性波フィルタと、該表面弾性波フィルタの出力側に接続された複数の出力レベルに切り替え可能な電力増幅器とを備えた無線送信機及び無線携帯端末に関するものであり、詳細には、電力増幅器の各出力レベルに対して表面弾性波フィルタへの入力インピーダンスを一定にし得る無線送信機及び無線携帯端末に関する。 The present invention relates to a wireless transmitter and a wireless portable terminal that include a surface acoustic wave filter and a power amplifier that can be switched to a plurality of output levels connected to the output side of the surface acoustic wave filter. Relates to a wireless transmitter and a wireless portable terminal that can make the input impedance to the surface acoustic wave filter constant for each output level of the power amplifier.
携帯電話等の無線通信端末では、基地局との無線通信のために、高周波のRF(Radio Frequency:高周波)信号に基づく電波を送受信している。このような無線通信端末では、近年、高周波のRF信号から不要な周波数成分を除去するために表面弾性波(Surface Acoustic Wave:SAW)フィルタが用いられるようになってきている。 A wireless communication terminal such as a cellular phone transmits and receives radio waves based on a high-frequency RF (Radio Frequency) signal for wireless communication with a base station. In such wireless communication terminals, in recent years, surface acoustic wave (SAW) filters have been used to remove unnecessary frequency components from high-frequency RF signals.
上記表面弾性波フィルタは、RF信号等の高周波信号が伝播する伝送路上に配置され、伝送路上を伝播する高周波信号の通過帯域を制限する素子であり、基板上に向かい合わせに配置された複数組の櫛歯電極により特定の周波数帯域の電気信号を取り出す構造となっている。 The surface acoustic wave filter is an element that is disposed on a transmission path through which a high-frequency signal such as an RF signal propagates and restricts a pass band of the high-frequency signal that propagates through the transmission path. In this structure, an electric signal in a specific frequency band is taken out by the comb-tooth electrode.
例えば特許文献1に開示されたフィルタ装置100では、図12に示すように、伝送路TC上を伝播する高周波信号の通過帯域を制限する表面弾性波(SAW)フィルタ102と、表面弾性波(SAW)フィルタ102における高周波信号の入力側に接続され、表面弾性波(SAW)フィルタ102の入力特性を変換する入力特性変換部110と、表面弾性波(SAW)フィルタ102における高周波信号の出力側に接続され、表面弾性波(SAW)フィルタ102の出力特性を変換する出力特性変換部120とを有している。これら入力特性変換部110と出力特性変換部とは、入出力特性のばらつきが大きい表面弾性波(SAW)フィルタの入出力特性を改善するために配置されている。
For example, in the
上記入力特性変換部110は、コイルからなる入力インダクタ111、及び入力可変容量ダイオード112からなっている一方、出力特性変換部120は、コイルからなる出力インダクタ121、及び出力可変容量ダイオード122からなっている。したがって、いずれも、可変容量ダイオードにて通過帯域内における周波数毎の損失量の損失差を抑えるようになっている。
The input
そして、フィルタ装置100の出力である通過帯域が制限されたRF信号は、図13に示すように、送信用パワーアンプ(Power Amp:PA)103にて増幅され、デュプレクサ104を介してアンテナ105へ出力される。
Then, the RF signal whose pass band is limited, which is the output of the
ところで、携帯電話等の無線通信端末では、送信用パワーアンプ(Power Amp:PA)を、基地局との距離、つまり信号の送信強度に応じて、例えば、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階の増幅モードに切り替え可能とする場合がある。例えば、基地局との距離が近い場合には、送信用パワーアンプの増幅モードを低出力モードとする。これにより、携帯電話等の無線通信端末の不必要な出力を回避して、電力消費を低減することができる。 By the way, in a wireless communication terminal such as a cellular phone, a transmission power amplifier (Power Amp: PA) is set according to the distance from the base station, that is, the signal transmission intensity, for example, a high output mode, a medium output mode, and a low output. In some cases, it is possible to switch to a three-stage amplification mode. For example, when the distance to the base station is short, the amplification mode of the transmission power amplifier is set to the low output mode. Thereby, unnecessary output of a wireless communication terminal such as a mobile phone can be avoided and power consumption can be reduced.
このような3段階の増幅モードに切り替え可能な送信用パワーアンプ(PA)を用いる場合には、各増幅モードに応じて表面弾性波(SAW)フィルタ102の入出力側のインピーダンスを変更しなければ、増幅モードの種類によっては、表面弾性波(SAW)フィルタ102の入出力側のインピーダンスが互いに異なるというという問題を有している。
When a transmission power amplifier (PA) that can be switched to such a three-stage amplification mode is used, the impedance on the input / output side of the surface acoustic wave (SAW)
しかしながら、上記従来の特許文献1に開示されたフィルタ装置100では、3段階の増幅モードに切り替え可能な送信用パワーアンプ(Power Amp:PA)を用いる場合において、PA入力インピーダンスの影響に関して記述していない。
However, the
例えば、表面弾性波(SAW)フィルタ102の入力インピーダンスの電圧定在波比(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)が大きい場合、図13に示すように、表面弾性波(SAW)フィルタ102の前段に設けられるドライバーアンプ101の出力における例えばパワーのステップ又は隣接チャネル漏洩電力等の特性が周波数によって悪化する。
For example, when the voltage standing wave ratio (VSWR) of the input impedance of the surface acoustic wave (SAW)
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、電力増幅器の任意の出力強度モードにおいて、表面弾性波フィルタへの入力インピーダンスを一定にし得る無線送信機及び無線携帯端末を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a wireless transmitter and a wireless portable device capable of making the input impedance to the surface acoustic wave filter constant in an arbitrary output intensity mode of the power amplifier. To provide a terminal.
本発明の一態様に係る無線送信機は、表面弾性波フィルタと、上記表面弾性波フィルタの出力側に接続される電力増幅器とを備えた無線送信機において、上記電力増幅器は、複数の出力強度モードに切り替え可能となっていると共に、上記表面弾性波フィルタと電力増幅器との間には、上記電力増幅器の任意の出力強度モードにおいて該表面弾性波フィルタの入力における電圧定在波比が所定の目標値付近に揃うように、該表面弾性波フィルタへの入力インピーダンスを調整する入力インピーダンス調整手段が設けられていることを特徴としている。 A radio transmitter according to an aspect of the present invention includes a surface acoustic wave filter and a power amplifier connected to an output side of the surface acoustic wave filter. The power amplifier includes a plurality of output intensities. In addition, the voltage standing wave ratio at the input of the surface acoustic wave filter is predetermined between the surface acoustic wave filter and the power amplifier in an arbitrary output intensity mode of the power amplifier. Input impedance adjusting means for adjusting the input impedance to the surface acoustic wave filter is provided so as to be in the vicinity of the target value.
本発明の一態様に係る無線携帯端末は、前記記載の無線送信機を備えていることを特徴としている。 A wireless portable terminal according to an aspect of the present invention includes the wireless transmitter described above.
本発明の一態様に係る無線送信機及び無線携帯端末によれば、電力増幅器の任意の出力強度モードにおいて、表面弾性波フィルタへの入力インピーダンスを一定にし得る無線送信機及び無線携帯端末を提供するという効果を奏する。 According to the wireless transmitter and the wireless portable terminal according to one aspect of the present invention, there are provided a wireless transmitter and a wireless portable terminal that can make the input impedance to the surface acoustic wave filter constant in any output intensity mode of the power amplifier. There is an effect.
本発明の一実施形態について図1〜図11に基づいて説明すれば、以下のとおりである。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
本実施の形態の無線送信機を備えた無線携帯端末として携帯電話の構成を、図2に基づいて説明する。図2は、無線携帯端末としての携帯電話の構成を示す正面図である。 A configuration of a mobile phone as a wireless mobile terminal including the wireless transmitter according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a front view showing a configuration of a mobile phone as a wireless mobile terminal.
本実施の形態の無線送信機を備えた無線携帯端末として携帯電話1は、図2に示すように、例えば、ヒンジ部2にて折り畳み可能に形成された第1筐体3と第2筐体4とからなっている。
As shown in FIG. 2, a
上記第1筐体3には、表示部5とスピーカ6とが設けられている。上記表示部5は、例えば、タッチパネル式のディスプレイからなっており、液晶タイプ、有機EL(Electro Luminescence)タイプその他の表示装置にて構成されている。
The
また、上記第2筐体4には、入力部7とマイク8とが設けられている。上記入力部7は、少なくとも送信するためのデータを入力する複数のボタンを有している。具体的には、電源キー、テンキー、通話キー等のボタンを有している。
The
次に、図3に基づいて、本実施の形態の携帯電話1のハードウエア構成について説明する。図3は、本実施の形態の携帯電話1のハードウエア構成を示すブロック図である。
Next, the hardware configuration of the
上記携帯電話1は、図3に示すように、アンテナ11、無線送信機としての無線部20、ベースバンド部12、前記スピーカ6及びマイク8に接続された音声処理回路部14、及びCPU30を有しており、上記CPU30には記憶手段としての記憶部15、DAC(Digital-to-Analog Converter:D/A変換器)16並びに前記表示部5及び入力部7等が接続されている。
As shown in FIG. 3, the
上記アンテナ11は、例えば、アンテナロッド又はワイヤアンテナからなっている。
The
上記無線部20は、アンテナ11とベースバンド部12とに接続されており、電波を用いて基地局との間でRF信号を送受信する。
The
具体的には、無線部20は、RF信号とベースバンド信号との間での信号変換処理を実行する。例えば、アンテナ11からRF信号が入力されると、無線部20はRF信号をベースバンド信号へ変換し、ベースバンド信号をベースバンド部12へ出力する。一方、ベースバンド部12からベースバンド信号が入力されると、無線部20は、ベースバンド信号をRF信号へ変換し、RF信号をアンテナ11へ出力する。
Specifically, the
尚、本発明は送信動作に関するものであり、受信動作には直接関係しないことから、本実施の形態では、受信動作に関する説明は省略する。 Note that the present invention relates to the transmission operation and is not directly related to the reception operation, and therefore the description of the reception operation is omitted in this embodiment.
記憶部15は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ又は小型ハードディスクドライブ等の記憶デバイスからなっており、携帯電話1の制御に使用する各種のプログラムやデータ等を記憶している。尚、本実施の形態における無線部20のための特徴的な記憶内容については後述する。
The
DAC(Digital-to-Analog Converter:D/A変換器)16は、無線部20とCPU30との間に設けられており、CPU30にて生成されたデジタル信号をアナログ信号に変換して無線部20に出力する一方、無線部20から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換してCPU30に出力するものとなっている。本実施の形態では、DAC16は、特に、後述するパワーアンプ(PA)27と表面弾性波(SAW)フィルタ25との間の整合回路における可変容量ダイオード42の電圧を調整することに使用される。
A DAC (Digital-to-Analog Converter) 16 is provided between the
上記CPU30は、記憶部15からプログラムを読み込んで実行することにより、携帯電話1の制御部として機能する。この制御部としてのCPU30は、例えば、無線部20及びベースバンド部12を制御する。
The
例えば、CPU30は、無線部20に対して、通信データの送信に用いる周波数(例えば送信用RF局発信号の周波数)、通信データの受信に用いる周波数(例えば受信用RF局発信号の周波数)等を指示する。また、CPU30は、ベースバンド部12に例えば変調方式等を指示する。
For example, the
また、携帯電話1の一般的な制御を行う制御部であるCPU30は、無線部20及びベースバンド部12を用いた基地局との間の通信データの送受信を制御する。尚、本実施の形態における無線部20のための特徴的なCPU30の制御については後述する。
The
次に、本実施の形態の無線部20の構成について、図1に基づいて説明する。図1は、本実施の形態の無線部20における送信系の回路図である。
Next, the structure of the radio |
本実施の形態の無線部20は、図1に示すように、利得可変アンプ21と、ミキサー22と、ドライバーアンプ(DA)23と、第1LC整合回路24と、表面弾性波(SAW)フィルタ25と、第2LC整合回路26と、電力増幅器としてのパワーアンプ(PA)27と、デュプレクサ28とからなっている。
As shown in FIG. 1, the
上記無線部20には、ベースバンド部12から送信したい情報に基づいて位相変調されたベースバンド信号(低周波)が入力され、利得可変アンプ21にて増幅され、ミキサー22にて高周波信号に変換され、表面弾性波(SAW)フィルタ25に入力されるようになっている。ここで、ドライバーアンプ(DA)23の出力特性(パワーや隣接チャネル漏洩電力等)は負荷インピーダンスつまり図1に示すSAWフィルタ入力インピーダンスZ2に対する依存性があり、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2が50Ω付近つまり電圧定在波比(VSWR)=1となるようにするのが望ましい。
The
上記表面弾性波(SAW)フィルタ25は、RF信号等の高周波信号が伝播する伝送路上に配置され、伝送路上を伝播する高周波信号の通過帯域を制限する素子であり、基板上に向かい合わせに配置された複数組の櫛歯電極により特定の周波数帯域の電気信号を取り出す構造となっている。
The surface acoustic wave (SAW)
また、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力側には第1LC整合回路24が設けられ、表面弾性波(SAW)フィルタ25の出力側には第2LC整合回路26が設けられている。
A first
上記第1LC整合回路24及び第2LC整合回路26は、図示しないが、それぞれコイルからなる入力インダクタ、及び入力可変容量ダイオードからなっている。
Although not shown, the first
上記パワーアンプ(PA)27は、表面弾性波(SAW)フィルタ25にて通過帯域が制限されたRF信号を増幅してデュプレクサ28に出力する。ここで、本実施の形態のパワーアンプ(PA)27は、基地局との距離に応じて、例えば、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階の増幅モードに切り替え可能となっている。尚、パワーアンプ(PA)27の切り替えモードは、必ずしも3段階に限らず、2段階でもよく、又は4段階以上でもよい。
The power amplifier (PA) 27 amplifies the RF signal whose pass band is limited by the surface acoustic wave (SAW)
すなわち、例えば、基地局との距離が近い場合には、低出力モードとする。これにより、携帯電話1の不必要な出力を回避して、電力消費を低減するようにしている。
That is, for example, when the distance to the base station is short, the low output mode is set. Thereby, unnecessary output of the
上記デュプレクサ28は、送信経路と受信経路とを電気的に分離するためのものである。
The
尚、本実施の形態の無線部20においては、図示しない受信部を有している。
Note that the
ところで、上記構成の無線部20においては、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階の増幅モードに切り替え可能なパワーアンプ(PA)27を備えている。このようなパワーアンプ(PA)27を用いる場合には、パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1が、各増幅モードに対して異なる場合がある。この場合、表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2の電圧定在波比(VSWR)が悪化する。すなわち、電圧定在波比(VSWR)の理想は1であるのに対して、この1よりも大きくなる。
By the way, the
上記電圧定在波比(VSWR)の悪化について、図4及び図5(a)(b)に基づいて説明する。図4はPA入力インピーダンスZ1を示すスミスチャートである。図5(a)は、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2を示すスミスチャートであり、図5(b)は、表面弾性波(SAW)フィルタの入力における電圧定在波比(VSWR)を示すグラフである。尚、図5(a)(b)は、W−CDMAのBandI(送信周波数帯域は1.92〜1.98GHz)の結果であり、BandIを一例として示している。 Deterioration of the voltage standing wave ratio (VSWR) will be described with reference to FIGS. 4 and 5A and 5B. FIG. 4 is a Smith chart showing the PA input impedance Z1. FIG. 5A is a Smith chart showing the SAW filter input impedance Z2, and FIG. 5B is a graph showing the voltage standing wave ratio (VSWR) at the input of the surface acoustic wave (SAW) filter. 5A and 5B show the results of W-CDMA Band I (transmission frequency band is 1.92 to 1.98 GHz), and Band I is shown as an example.
すなわち、表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間の第2LC整合回路26において、高出力モード及び中出力モードに対してPA入力インピーダンスZ1を50Ωに合わせた場合、図4に示すように、低出力モードに対してはPA入力インピーダンスZ1が50Ωから外れる。その結果、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2についても、図5(a)に示すように、低出力モードに対しては50Ωから外れており、図5(b)に示すように、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)も低出力モードに対しては周波数1.92〜1.98GHzの範囲において1.4〜2.0となり、1よりも大きくなっている。尚、理想系においては、PA入力インピーダンスZ1が50Ωのときには、電圧定在波比(VSWR)は、周波数1.92〜1.98GHzの範囲において1となる。
That is, in the second
したがって、各動作モードにおいて、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)を良くすることができない、つまり目標の1に近づけることができないものとなっている。 Therefore, in each operation mode, the voltage standing wave ratio (VSWR) at the input of the surface acoustic wave (SAW) filter 25 cannot be improved, that is, cannot be close to the target of 1.
そこで、本実施の形態の無線部20においては、図1に示すように、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間には、パワーアンプ(PA)27の各増幅モードの全てにおいて表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が所定の目標値付近に揃うように、該表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を調整する入力インピーダンス調整手段40が設けられている。ここで、電圧定在波比(VSWR)における所定の目標値は1であり、所定の目標値付近とは、本実施の形態では、該電圧定在波比(VSWR)が1以上かつ1.5以内となることをいう。
Therefore, in the
このように、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2を目標とする50Ω付近に近づけることにより、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2の電圧定在波比(VSWR)を小さくして理想系の1に近づけることができる。 In this way, by bringing the SAW filter input impedance Z2 close to the target of 50Ω, the voltage standing wave ratio (VSWR) of the SAW filter input impedance Z2 can be reduced to approach 1 of the ideal system.
これにより、送信帯域内の周波数に対して負荷インピーダンスの変化する範囲を小さくすることができる。 Thereby, the range in which the load impedance changes with respect to the frequency within the transmission band can be reduced.
上記入力インピーダンス調整手段40は、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を変更すべく、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に並列に接続される可変コンデンサを有している。
The input impedance adjusting means 40 is connected to the surface acoustic wave (SAW) filter 25 in order to change the PA input impedance Z1 to the power amplifier (PA) 27 corresponding to each output intensity mode of the power amplifier (PA) 27. A variable capacitor connected in parallel with the second
具体的は、入力インピーダンス調整手段40は、図1に示すように、CPU30とDAC16と抵抗41と可変容量ダイオード42とマッチング用のコンデンサ43とからなっている。上記可変容量ダイオード42及びコンデンサ43は、直列接続されており、コンデンサ43の一端が、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に並列接続されている。また、可変容量ダイオード42の他端は接地されている。さらに、可変容量ダイオード42とコンデンサ43との間には抵抗41が並列に接続され、抵抗41にはDAC16及びCPU30が直列に接続されている。上記可変容量ダイオード42は、可変容量ダイオード42への逆方向電圧を変更することにより、可変容量ダイオード42の静電容量を変更することができるようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the input impedance adjusting means 40 includes a
ここで、本実施の形態のCPU30は、本発明のダイオードへのバイアス電圧設定手段及びバイアス電圧制御手段としての機能を有しており、図3に示すように、受信信号強度判断部31と、PA増幅モード設定部32と、バイアス電圧値指示部33とを有している。また、記憶部15には、パワーアンプ(PA)27の高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階の増幅モード毎に、パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1が50Ω付近に揃うように予め求められた、可変容量ダイオード42へのバイアス電圧値が記憶されている。具体的には、バイアス電圧値としての高出力モード用電圧15a、中出力モード用電圧15b及び低出力モード用電圧15cが記憶されている。
Here, the
上記受信信号強度判断部31は、現在の受信電波の受信強度を判断する。
The received signal
上記PA増幅モード設定部32は、送信出力によってパワーアンプ(PA)27の増幅モードを設定する。端末は、端末内の調整テーブルにより送信出力を認識しており、あるパワーに達すれば、パワーアンプ(PA)27の増幅モードが切り替わる。
The PA amplification
上記バイアス電圧値指示部33は、設定したパワーアンプ(PA)27の増幅モードに対応する増幅モード用電圧を記憶部15から取り出し、バイアス電圧設定手段及びバイアス電圧制御手段としてのDAC16に出力する。
The bias voltage
DAC16は、CPU30から出力されたデジタル値からなる各増幅モードに応じた電圧制御値をアナログの電圧値に変換する。これにより、抵抗41を介して、可変容量ダイオード42とコンデンサ43との間に、パワーアンプ(PA)27の増幅モードに対応したバイアス電圧が印加される。このため、可変容量ダイオード42のバイアス電圧が変化し、可変容量ダイオード42の静電容量が変化するので、可変容量ダイオード42とコンデンサ43との合計の静電容量が変化する。その結果、コンデンサ43へのバイアス電圧が変化し、コンデンサ43の他端における、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間におけるPA入力インピーダンスZ1が目標とする50Ωになるか又は近づくように変化する。その結果、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第1LC整合回路24との間におけるSAWフィルタ入力インピーダンスZ2が目標とする50Ωに揃うように変化する。また、これにより、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)を目標の1に近づけることができるようになる。
The
本実施の形態の無線部20における入力インピーダンス調整手段40が存在する場合の効果について、図6及び図7(a)(b)に基づいて説明する。図6は、無線部20における入力インピーダンス調整手段が存在する場合のPA入力インピーダンスZ1を示すスミスチャートである。図7(a)は無線部20における入力インピーダンス調整手段が存在する場合のSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を示すスミスチャートであり、図7(b)は、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)を示すグラフである。
The effect when the input impedance adjusting means 40 is present in the
すなわち、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26の間において、図6に示すように、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階のいずれの増幅モードに対してもPA入力インピーダンスZ1が目標とする50Ωに近づいている。その結果、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2についても、図7(a)に示すように、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階のいずれの増幅モードに対しても目標とする50Ωに近づいている。そして、図7(b)に示すように、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階のいずれの増幅モードに対しても、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が周波数1.92〜1.98GHzの範囲において1.0〜1.5の範囲内に収まっている。
That is, between the surface acoustic wave (SAW)
したがって、全ての増幅モードにおいて、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)を目標の1に近づけることができるものとなっている。
Therefore, in all the amplification modes, the voltage standing wave ratio (VSWR) at the input of the surface acoustic wave (SAW) filter 25 can be brought close to the
ここで、本実施の形態においては、前述したように、パワーアンプ(PA)27の増幅モード毎に、パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1が目標値50Ωに揃うように予め求められた可変容量ダイオード42へのバイアス電圧値を記憶部15に記憶するようになっている。
Here, in the present embodiment, as described above, the PA input impedance Z1 to the power amplifier (PA) 27 is obtained in advance for each amplification mode of the power amplifier (PA) 27 so that the target value is 50Ω. The bias voltage value to the
上記のパワーアンプ(PA)27の増幅モード毎における可変容量ダイオード42のバイアス電圧値の求め方について、図8及び図9(a)(b)に基づいて説明する。図8は、パワーアンプ(PA)27の増幅モード毎における可変容量ダイオード42のバイアス電圧値の求め方を示すフローチャートである。尚、このバイアス電圧値の算出は、設計段階で行う。また、図9(a)は可変容量ダイオード42への逆方向電圧と容量との関係を示すグラフであり、図9(b)はパワーアンプ(PA)27の各増幅モードに対応する逆方向電圧値を示す図である。
A method of obtaining the bias voltage value of the
まず、図8に示すように、表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間の回路を検討する(S1)。この回路の検討は、回路定数つまりコンデンサ43の容量値の決定と、可変容量ダイオード42におけるバイアス電圧の暫定値の決定とを含んでいる。
First, as shown in FIG. 8, a circuit between a surface acoustic wave (SAW)
具体的には、PA入力インピーダンスZ1を見ながら、回路定数つまりコンデンサ43の容量C1や可変容量ダイオード42のバイアス電圧を調整してPA入力インピーダンスZ1が50Ω付近になるように調整する。そのときのバイアス電圧は暫定値である。この処理を、高出力モード、中出力モード及び低出力モードの増幅モード毎に行い、各増幅モードにおける可変容量ダイオード42のバイアス使用電圧範囲においてPA入力インピーダンスZ1が50Ω付近となるように回路定数つまりコンデンサ43の容量C1を決定する。
Specifically, while looking at the PA input impedance Z1, the circuit constant, that is, the capacitance C1 of the
次いで、可変容量ダイオード42のバイアス電圧値を最終的に決定する(S2)。具体的には、SAWフィルタ入力インピーダンスZ2を見ながら、上記S1にて求めたバイアス電圧暫定値から電圧を変更し、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が最小となる可変容量ダイオード42の電圧値を求める。この処理を各増幅モードにて実施する。尚、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)を最小とする場合の基準は、本実施の形態においては電圧定在波比(VSWR)1.5以内である。
Next, the bias voltage value of the
この結果、図9(b)に示すように、パワーアンプ(PA)27の高出力モードにおける逆方向電圧値VR として、例えば2.5Vとすることができる。これにより、この高出力モードにおける逆方向電圧値VR =2.5Vを記憶部15における高出力モード用電圧15aとして記憶する。また、パワーアンプ(PA)27の中出力モードにおける逆方向電圧値VR として例えば2.25Vとすることができ、これにより、中出力モードにおける逆方向電圧値VR =2.25Vを記憶部15における中出力モード用電圧15bとして記憶する。さらに、パワーアンプ(PA)27の低出力モードにおける逆方向電圧値VR として例えば1.0Vとすることができ、これにより、低出力モードにおける逆方向電圧値VR =1.0Vを記憶部15における低出力モード用電圧15cとして記憶する。
As a result, as shown in FIG. 9 (b), as the reverse voltage value V R in the high output mode of the power amplifier (PA) 27, for example, it can be 2.5V. Thereby, the reverse voltage value V R = 2.5 V in the high output mode is stored as the high output mode voltage 15 a in the
ところで、上述した説明においては、本発明の入力インピーダンス調整手段として、例えば、図1に示すように、可変容量ダイオード42を用いてこの可変容量ダイオード42に逆方向電圧を印加して該可変容量ダイオード42の容量を変化させ、PA入力インピーダンスZ1を変更する入力インピーダンス調整手段40となっていた。しかしながら、本発明においては、必ずしもこれに限らず、他の入力インピーダンス調整手段を使用することが可能である。
By the way, in the above description, as the input impedance adjusting means of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a
例えば、図10に示す入力インピーダンス調整手段50を使用することが可能である。この入力インピーダンス調整手段50は、前記入力インピーダンス調整手段40と同様に、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に並列にコンデンサ43及び可変容量ダイオード42を設けている。コンデンサ43と可変容量ダイオード42とは直列に接続され、可変容量ダイオード42の一端は接地されている。コンデンサ43と可変容量ダイオード42との間には、抵抗41を介してDAC16に接続されている。
For example, the input impedance adjusting means 50 shown in FIG. 10 can be used. Similar to the input impedance adjusting means 40, the input impedance adjusting means 50 is provided with a
また、この入力インピーダンス調整手段50は、加えて、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に直列に可変容量ダイオード53及びコンデンサ54を設けている。そして、可変容量ダイオード53とコンデンサ54との間には、抵抗52が並列に接続され、抵抗52の他端にはDAC51が直列に接続されている。
In addition, the input impedance adjusting means 50 is further provided with a
上記構成では、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に並列に接続される可変容量ダイオード42等を含む可変コンデンサの機能は、前述した入力インピーダンス調整手段40の説明のとおりである。
In the above configuration, the function of the variable capacitor including the
これに加えて、さらに、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に直列に可変容量ダイオード53等を含む可変コンデンサを接続することによって、抵抗52及びDAC51にて可変容量ダイオード53に逆方向電圧を印加して、可変容量ダイオード53の静電容量を変更し、前記PA入力インピーダンスZ1及びSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を調整することが可能である。
In addition to this, by connecting a variable capacitor including a
このように、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に、コンデンサ43及び可変容量ダイオード42を並列に設けると共に、可変容量ダイオード53及びコンデンサ54を直列に設けて2組の可変容量ダイオードとすることによって、インピーダンス設定の自由度が上がる。
As described above, the
ただし、入力インピーダンス調整手段50は、可変容量ダイオードが2組となるので、面積、コスト的には不利になる。 However, the input impedance adjusting means 50 is disadvantageous in terms of area and cost because two sets of variable capacitance diodes are provided.
また、他の入力インピーダンス調整手段として、例えば、図12に示すように、パワーアンプ(PA)27の高出力モードに対応する個別コンデンサ61aと、パワーアンプ(PA)27の中出力モードに対応する個別コンデンサ61bと、パワーアンプ(PA)27の低出力モードに対応する個別コンデンサ61cとを設け、これらを切り替えるための切り替えスイッチ62を介して、表面弾性波(SAW)フィルタ25と第2LC整合回路26との間に並列に接続した入力インピーダンス調整手段60とすることができる。
As other input impedance adjusting means, for example, as shown in FIG. 12, the
この入力インピーダンス調整手段60では、パワーアンプ(PA)27の増幅モードに対応して、パワーアンプ(PA)27及び切り替えスイッチ62を切り替えることにより、表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を所定の目標値付近である50Ωに揃えるように調整することができる。
In this input impedance adjusting means 60, the SAW filter input to the surface acoustic wave (SAW)
(まとめ)
本発明の一態様に係る無線送信機としての無線部20は、表面弾性波(SAW)フィルタ25と、上記表面弾性波(SAW)フィルタ25の出力側に接続される電力増幅器としてのパワーアンプ(PA)27とを備えた無線部20において、パワーアンプ(PA)27は複数の出力強度モードに切り替え可能となっていると共に、上記表面弾性波フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間には、上記パワーアンプ(PA)27の任意の出力強度モードにおいて該表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が所定の目標値付近に揃うように、該表面弾性波(SAW)フィルタ25への入力インピーダンス(SAWフィルタ入力インピーダンスZ2)を調整する入力インピーダンス調整手段40・50・60が設けられていることを特徴としている。
(Summary)
A
上記構成によれば、無線部20は、表面弾性波(SAW)フィルタ25と、上記表面弾性波(SAW)フィルタ25の出力側に接続される電力増幅器としてのパワーアンプ(PA)27とを備えている。ここで、本発明の一態様では、パワーアンプ(PA)27は、複数の出力強度モードに切り替え可能となっている。すなわち、携帯電話1等の無線通信端末では、パワーアンプ(PA)27を、基地局との距離、つまり信号の送信強度に応じて、例えば、高出力モード、中出力モード、低出力モードとの3段階の増幅モードに切り替え可能とする場合がある。例えば、基地局との距離が近い場合には、パワーアンプ(PA)27の増幅モードを低出力モードとする。これにより、携帯電話1等の電力消費を低減することができる。
According to the above configuration, the
このような複数の増幅モードに切り替え可能なパワーアンプ(PA)27を用いる場合には、各増幅モードに応じてPA入力インピーダンスZ1を変更しなければ、増幅モードの種類によっては、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力側のインピーダンスが互いに異なる場合があるというという問題を有している。
When the power amplifier (PA) 27 that can be switched to a plurality of amplification modes is used, the surface acoustic wave (depending on the type of the amplification mode) unless the PA input impedance Z1 is changed according to each amplification mode. There is a problem that the impedance on the input side of the SAW)
そこで、本発明の一態様では、表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間には、上記パワーアンプ(PA)27の任意の出力強度モードにおいて該表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が所定の目標値付近に揃うように、該表面弾性波(SAW)フィルタ25への入力インピーダンス(SAWフィルタ入力インピーダンスZ2)を調整する入力インピーダンス調整手段40・50・60が設けられている。
Therefore, in one aspect of the present invention, the surface acoustic wave (SAW) 25 is interposed between the surface acoustic wave (SAW)
これにより、入力インピーダンス調整手段40・50・60によって、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を目標とする50Ωに揃えるように調整することができる。すなわち、入力インピーダンス調整手段40を表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間に設けることによって、パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を該パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して変更し、これにより、表面弾性波(SAW)フィルタの入力における電圧定在波比(VSWR)が所定の目標値付近に揃うように、表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を調整することができる。具体的には、表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を目標とする50Ωに揃えるように調整することができる。
As a result, the input impedance adjusting means 40, 50, 60 can target the SAW filter input impedance Z2 to the surface acoustic wave (SAW) filter 25 corresponding to each output intensity mode of the power amplifier (PA) 27 to 50Ω. Can be adjusted to match. That is, by providing the input impedance adjusting means 40 between the surface acoustic wave (SAW)
したがって、パワーアンプ(PA)27の任意の出力強度モードにおいて、表面弾性波(SAW)フィルタ25へのSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を一定にし得る無線部20を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide the
また、本発明の一態様に係る無線送信機としての無線部20では、前記入力インピーダンス調整手段40は、前記パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該パワーアンプ(PA)27のPA入力インピーダンスZ1を変更すべく、前記表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間に並列に接続されるコンデンサを有しているとすることができる。
In the
これにより、表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間に並列に接続される可変コンデンを用いることにより、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を目標とする50Ωに揃えるように調整することができる。
Thus, by using a variable condenser connected in parallel between the surface acoustic wave (SAW)
また、本発明の一態様に係る無線送信機としての無線部20では、前記入力インピーダンス調整手段40におけるコンデンサは、表面弾性波(SAW)フィルタ25とパワーアンプ(PA)27との間に並列に接続される固定コンデンサとしてのコンデンサ43と、コンデンサ43に直列に接続される可変容量ダイオード42と、上記コンデンサ43と可変容量ダイオード42との間に並列に接続されるバイアス電圧設定手段とからなる可変コンデンサからなっており、上記バイアス電圧設定手段は、前記パワーアンプ(PA)27の任意の出力強度モードにおいて、表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が所定の目標値付近に揃うように該パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を調整すべく、予め求められた上記ダイオードへのバイアス電圧値を記憶する記憶手段としての記憶部15と、前記パワーアンプ(PA)27における複数の出力強度モードのうちのどの出力強度モードに切り替えられたかを判断し、上記記憶部15から該当する出力強度モードのための可変容量ダイオード42へのバイアス電圧値を取り出して、該可変容量ダイオード42に印加して、パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を変更させるバイアス電圧制御手段としてのCPU30及びDAC16を有しているとすることができる。
In the
これにより、入力インピーダンス調整手段40は、バイアス電圧設定手段を備えた可変コンデンサからなっている。このため、パワーアンプ(PA)27の出力強度モード毎に、バイアス電圧設定手段にて適切なバイアス電圧を可変容量ダイオード42に印加することにより、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を変更する。この結果、PA入力インピーダンスZ1及びSAWフィルタ入力インピーダンスZ2を目標とする50Ωに揃えるように調整することができ、延いては、表面弾性波(SAW)フィルタの入力における電圧定在波比(VSWR)が所定の目標値付近である1〜1.5に揃うように調整することができる。
Thereby, the input impedance adjusting means 40 is composed of a variable capacitor having a bias voltage setting means. For this reason, by applying an appropriate bias voltage to the
ここで、本発明の一態様では、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して可変容量ダイオード42に印加するバイアス電圧は、予め求められて記憶部15に記憶されている。そして、バイアス電圧制御手段としてのCPU30及びDAC16は、パワーアンプ(PA)27における複数の出力強度モードのうちのどの出力強度モードに切り替えられたかを判断し、記憶部15から該当する出力強度モードのための可変容量ダイオード42へのバイアス電圧を取り出して、バイアス電圧制御手段としてのDAC16を介して該可変容量ダイオード42に印加して、パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を変更させる。
Here, in one aspect of the present invention, the bias voltage applied to the
したがって、CPU30及びDAC16からなるバイアス電圧設定手段とメモリ等の記憶部15とを用いることにより、命令をデジタル値にて行うバイアス電圧設定手段を構成することができる。
Therefore, by using the bias voltage setting means including the
また、本発明の一態様に係る無線送信機としての無線部20では、前記コンデンサは、前記パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を変更する複数の個別コンデンサ61a・61b・61cからなっており、入力インピーダンス調整手段60は、前記表面弾性波(SAW)フィルタ25と電力増幅器としてのパワーアンプ(PA)27との間に並列に接続され、上記複数の個別コンデンサ61a・61b・61cを切り替える切り替えスイッチ62とを有しているとすることができる。
In the
これにより、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して該パワーアンプ(PA)27へのPA入力インピーダンスZ1を変更する複数の個別コンデンサ61a・61b・61cを設けておき、パワーアンプ(PA)27の各出力強度モードに対応して切り替えスイッチ62にて複数の個別コンデンサ61a・61b・61cを切り替えることができる。したがって、簡単な構成にて入力インピーダンス調整手段60を構成することができる。
As a result, a plurality of
本発明の一態様に係る無線携帯端末としての携帯電話1は、前記記載の無線送信機としての無線部20を備えていることを特徴としている。
A
上記の構成によれば、無線携帯端末としての携帯電話1において、パワーアンプ(PA)27の出力強度モードがいずれの場合であっても、最適なインピーダンス特性を有する無線部20を備えた携帯電話1を提供することができる。
According to the above configuration, in the
尚、上述した入力インピーダンス調整手段が設けられているのは、出力強度モードの一部でもよいし、出力強度モードの全てでもよい。また、一部の出力強度モードについては入力インピーダンス調整手段を設けていなくてもよい。入力インピーダンス調整手段が無くても表面弾性波(SAW)フィルタ25の入力における電圧定在波比(VSWR)が目標値付近である1〜1.5であればよい。
The input impedance adjusting means described above may be provided in a part of the output intensity mode or in all of the output intensity modes. Further, the input impedance adjustment means may not be provided for some output intensity modes. Even if there is no input impedance adjusting means, the voltage standing wave ratio (VSWR) at the input of the surface acoustic wave (SAW)
また、本発明は、上述した本実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the present embodiment. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、表面弾性波フィルタと、複数の出力レベルに切り替え可能な電力増幅器とを備えた無線送信機及び無線携帯端末に関するものであり、例えば、携帯電話、タブレット等の無線携帯端末に適用することが可能である。 The present invention relates to a wireless transmitter and a wireless portable terminal including a surface acoustic wave filter and a power amplifier that can be switched to a plurality of output levels, and is applied to, for example, a wireless portable terminal such as a cellular phone and a tablet. It is possible.
1 携帯電話(無線携帯端末)
5 表示部
7 入力部
11 アンテナ
12 ベースバンド部
15 記憶部(記憶手段)
15a 高出力モード用電圧
15b 中出力モード用電圧
15c 低出力モード用電圧
16 DAC(バイアス電圧設定手段、バイアス電圧制御手段)
20 無線部(無線送信機)
24 第1LC整合回路
25 表面弾性波フィルタ
26 第2LC整合回路
27 パワーアンプ(電力増幅器)
30 CPU(バイアス電圧設定手段、バイアス電圧制御手段)
31 受信信号強度判断部
32 PA増幅モード設定部
33 バイアス電圧値指示部
40 入力インピーダンス調整手段
41 抵抗(バイアス電圧設定手段)
42 可変容量ダイオード(コンデンサ、ダイオード)
43 コンデンサ(固定コンデンサ)
50 入力インピーダンス調整手段
51 DAC(バイアス電圧設定手段、バイアス電圧制御手段)
52 抵抗
53 可変容量ダイオード
54 コンデンサ
60 入力インピーダンス調整手段
61a 個別コンデンサ
61b 個別コンデンサ
61c 個別コンデンサ
62 切り替えスイッチ
1 Mobile phone (wireless mobile terminal)
5
15a High
20 Radio section (wireless transmitter)
24 first
30 CPU (bias voltage setting means, bias voltage control means)
31 Received signal
42 Variable capacitance diode (capacitor, diode)
43 Capacitor (fixed capacitor)
50 Input impedance adjustment means 51 DAC (bias voltage setting means, bias voltage control means)
52
Claims (5)
上記電力増幅器は、複数の出力強度モードに切り替え可能となっていると共に、
上記表面弾性波フィルタと電力増幅器との間には、上記電力増幅器の任意の出力強度モードにおいて該表面弾性波フィルタの入力における電圧定在波比が所定の目標値付近に揃うように、該表面弾性波フィルタへの入力インピーダンスを調整する入力インピーダンス調整手段が設けられていることを特徴とする無線送信機。 In a wireless transmitter comprising a surface acoustic wave filter and a power amplifier connected to the output side of the surface acoustic wave filter,
The power amplifier can be switched to a plurality of output intensity modes,
Between the surface acoustic wave filter and the power amplifier, the surface standing wave ratio at the input of the surface acoustic wave filter is aligned in the vicinity of a predetermined target value in an arbitrary output intensity mode of the power amplifier. A radio transmitter characterized in that input impedance adjusting means for adjusting input impedance to an elastic wave filter is provided.
上記バイアス電圧設定手段は、
前記電力増幅器の任意の出力強度モードにおいて、表面弾性波フィルタの入力における電圧定在波比が所定の目標値付近に揃うように該電力増幅器への入力インピーダンスを調整すべく、予め求められた上記ダイオードへのバイアス電圧値を記憶する記憶手段と、
前記電力増幅器における複数の出力強度モードのうちのどの出力強度モードに切り替えられたかを判断し、上記記憶手段から該当する出力強度モードのためのダイオードへのバイアス電圧値を取り出して、該ダイオードに印加して、電力増幅器への入力インピーダンスを変更させるバイアス電圧制御手段とを有していることを特徴とする請求項2記載の無線送信機。 The capacitor in the input impedance adjusting means includes a fixed capacitor connected in parallel between the surface acoustic wave filter and a power amplifier, a diode connected in series to the fixed capacitor, and between the fixed capacitor and the diode. It consists of a variable capacitor consisting of bias voltage setting means connected in parallel,
The bias voltage setting means includes:
In any output intensity mode of the power amplifier, the above-mentioned obtained in advance to adjust the input impedance to the power amplifier so that the voltage standing wave ratio at the input of the surface acoustic wave filter is close to a predetermined target value. Storage means for storing a bias voltage value to the diode;
Determine which output intensity mode of the plurality of output intensity modes in the power amplifier has been switched, take out the bias voltage value to the diode for the corresponding output intensity mode from the storage means, and apply to the diode The wireless transmitter according to claim 2, further comprising bias voltage control means for changing an input impedance to the power amplifier.
前記入力インピーダンス調整手段は、
前記表面弾性波フィルタと電力増幅器との間に並列に接続され、上記複数の個別コンデンサを切り替える切り替えスイッチを有していること特徴とする請求項2記載の無線送信機。 The capacitor consists of a plurality of individual capacitors that change the input impedance to the power amplifier corresponding to each output intensity mode of the power amplifier,
The input impedance adjusting means is
The radio transmitter according to claim 2, further comprising a changeover switch that is connected in parallel between the surface acoustic wave filter and a power amplifier and switches the plurality of individual capacitors.
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