JP3744249B2 - 送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器に関し、特に、アンテナから放射される送信信号を制御する送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話端末などの無線機器では、消費電力の節約や他の端末への干渉低減のために、端末の送信信号の送信出力レベルを基地局の指示によって多段階あるいは連続的に切り換えるようになっている。
【０００３】
図１０は、このような送信出力制御を行う携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信出力制御装置５０は、方向性結合器５１、検波器５２を備える。
【０００４】
発振器５３で生成された搬送波信号は増幅器５４などの各種処理回路を経て送信信号に変換されて高出力増幅器５５に入力される。この高出力増幅器５５で増幅された送信信号は、方向性結合器５１を経てアンテナ共用器５６に入力され、アンテナ共用器５６で不要波が除去された後、アンテナ５７から送信される。また、アンテナ５７が受信した受信信号は、アンテナ共用器５６で不要波が除去されて受信部Ｒｘに入力される。このような基地局からの受信信号に送信信号の送信出力レベルの指示情報が含まれている。
【０００５】
方向性結合器５１は主線路５１−１及び副線路５１−２からなり、高出力増幅器５５からの送信信号の一部が分波、すなわち副線路５１−２の一端から取り出されて検波器５２に入力される。なお、副線路５１−２の他端には終端抵抗Ｒ５１が接続される。検波器５２では、送信信号が検波ダイオードＤ５１で整流された後、平滑コンデンサＣ５１及び負荷抵抗Ｒ５２によって平滑直流化されて検波信号となる。この検波信号は、実際にアンテナ５７から送信される送信信号の送信出力レベルに対応したＴＳＳＩ（Transmitting Signal Strength Indicator）信号として制御回路５８に入力される。
【０００６】
制御部５９は、図示しない基地局からの指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御信号を制御回路５８に与える。この制御部５９からの制御信号により、制御回路５８はＴＳＳＩ信号から認識される実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの差を小さくするように作用する帰還（ＦＢ）信号を形成して、高出力増幅器５５で実際の送信出力レベルを可変できる制御端子Ｔｃに出力する。
【０００７】
以上のように、送信出力制御装置５０が一部を構成する送信出力制御システムは、フィードバックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部５９から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信出力レベルを制御している。
【０００８】
また、近年、北米ではＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Services：８００ＭＨｚ帯）とＰＣＳ（Personal Communication Services：１９００ＭＨｚ帯）とを１つの携帯電話端末で対応できるデュアルバンド型携帯電話端末が開発されている。
【０００９】
図１１は、このようなデュアルバンド型携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信出力制御装置６０は、第１及び第２の方向性結合器６１ａ，６１ｂ、検波器６２を備える。そして、送信出力制御装置６０は、第１及び第２の高出力増幅器６３ａ，６３ｂ、制御回路６４、制御部６５とともにフィードバックループとなる送信出力制御システムを構成する。なお、送信出力制御装置６０を含む送信出力制御システムの動作は、図１０の送信出力制御装置５０を含む送信出力制御システムの場合と同様である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来の送信出力制御装置においては、方向性結合器、検波器及び整合器を構成するディスクリート部品を回路基板上にそれぞれ実装することにより形成しているため、送信出力制御装置が大型化し、その結果、無線機器が大型化するという問題があった。
【００１１】
また、送信出力制御装置の方向性結合器、検波器及び整合器を構成する各ディスクリート部品を回路基板上に設けられた配線により接続するため、その配線による損失が大きくなり、送信出力制御装置の特性が劣化するという問題もあった。
【００１２】
さらに、デュアルバンド型の場合には、複数の方向性結合器間のアイソレーションを得るために、各方向性結合器の間隔を取る必要があるが、それに伴い、送信出力制御装置がさらに大型化し、その結果、無線機器もさらに大型化するという問題もあった。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、良好な特性を備える小型の送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述する問題点を解決するため本発明の送信出力制御装置は、高出力増幅器で増幅された送信信号の一部を分波する方向性結合器と、前記分波された送信信号の一部を検波する検波器と、前記方向性結合器と前記検波器との間のインピーダンス整合を担う整合器と、を備え、 前記方向性結合器、前記検波器及び前記整合器が複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化されていて、前記方向性結合器が主線路及び副線路、前記検波器が検波ダイオード、平滑コンデンサ及び負荷抵抗をそれぞれ含み、前記検波器の前記検波ダイオード及び前記負荷抵抗は前記積層体に搭載されており、前記方向性結合器の前記主線路及び前記副線路は前記積層体の内部に設けられたストリップライン電極で構成されており、前記検波器の前記平滑コンデンサは前記積層体の内部に前記誘電体層を挟んで互いに対向して設けられているコンデンサ電極とグランド電極とで構成されており、前記平滑コンデンサを構成する前記グランド電極は、前記主線路及び前記副線路を構成する前記ストリップライン電極と前記平滑コンデンサを構成する前記コンデンサ電極との間に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記方向性結合器が主線路及び副線路、前記検波器が検波ダイオード、平滑コンデンサ及び負荷抵抗をそれぞれ含み、前記検波器の検波ダイオード及び負荷抵抗を前記積層体に搭載するとともに、前記方向性結合器の主線路及び副線路を前記積層体の内部に設けたストリップライン電極で構成し、前記検波器の平滑コンデンサを前記積層体の内部に前記誘電体層を挟んで互いに対向して設けたコンデンサ電極とグランド電極とで構成することを特徴とする。
【００１６】
また、前記方向性結合器を複数備え、該複数の方向性結合器が異なる周波数の送信信号に対応するとともに、前記複数の誘電体層のうち、異なる誘電体層上に形成されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線機器は、上記の送信出力制御装置を用いることを特徴とする。
【００１８】
本発明の送信出力制御装置によれば、送信出力制御装置を構成する方向性結合器及び検波器を複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化するため、方向性結合器、検波器及び整合器の各配線を積層体の内部に設けることができ、その結果、各配線での損失を低減できる。
【００１９】
本発明の無線機器によれば、良好な特性の送信出力制御装置を備えるため、良好な送信特性を備えた無線機器を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の送信出力制御装置に係る第１の実施例を用いた無線機器の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信部Ｔｘにおいて、送信出力制御装置１０は、主線路１−１及び副線路１−２からなる方向性結合器１、検波ダイオードＤ、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒからなる検波器２、インダクタＬ及びコンデンサＣ２からなる整合器３、並びに第１〜第４の端子Ｐ１〜Ｐ５を備える。
【００２１】
方向性結合器１は高出力増幅器４で増幅された送信信号の一部を分波する役目、検波器２は方向性結合器１で分波された送信信号の一部を検波する役目をそれぞれ担う。また、整合器３は方向性結合器１と検波器２との間に配設され、方向性結合器１と検波器２との間のインピーダンス整合する役目を担う。
【００２２】
なお、第１及び第２の端子Ｐ１，Ｐ２は方向性結合器１の主線路１−１の両端に設けられる。また、第３の端子Ｐ３は方向性結合器１の副線路１−２の一端に設けられ、終端抵抗Ｒｏが接続される。さらに、第４の端子Ｐ４は検波器２の出力端に設けられる。また、第５の端子は方向性結合器１と整合器３と間に設けられ、方向性結合器１のみの特性を評価する際に使用される。
【００２３】
発振器５で生成された搬送波信号は増幅器６などの各種処理回路を経て送信信号に変換されて高出力増幅器４に入力される。この高出力増幅器４で増幅された送信信号は、第１の端子Ｐ１、方向性結合器１及び第２の端子Ｐ２を経てアンテナ共用器７に入力され、アンテナ共用器７で不要波が除去された後、アンテナＡＮＴから送信される。
【００２４】
また、アンテナＡＮＴが受信した受信信号は、アンテナ共用器７で不要波が除去されて受信部Ｒｘに入力される。このような基地局からの受信信号に送信信号の送信出力レベルの指示情報が含まれている。
【００２５】
高出力増幅器４からの送信信号の一部が方向性結合器１で分波、すなわち副線路１−２の一端から取り出されて整合器３を介して検波器２に入力される。
【００２６】
検波器２では、送信信号が検波ダイオードＤで整流された後、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒによって平滑直流化されて検波信号となる。この検波信号は、実際にアンテナＡＮＴから送信される送信信号の送信出力レベルに対応したＴＳＳＩ信号として第４の端子Ｐ４から出力され、制御回路８に入力される。
【００２７】
制御部９は、図示しない基地局からの指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御信号を制御回路８に与える。この制御部９からの制御信号により、制御回路８はＴＳＳＩ信号から認識される実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの差を小さくするように作用する帰還（ＦＢ）信号を形成して、高出力増幅器４で実際の送信出力レベルを可変できる制御端子Ｔｃに出力する。
【００２８】
以上のように、送信出力制御装置１０が一部を構成する送信出力制御システムは、送信部Ｔｘにおいてフィードバックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部９から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信出力レベルを制御している。
【００２９】
図２は、図１の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。送信出力制御装置１０は、複数の誘電体層（図示せず）を積層してなる積層体１１を備える。
【００３０】
そして、積層体１１の上面には、検波器２の検波ダイオードＤ及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２がそれぞれ搭載される。
【００３１】
また、積層体１１の側面から下面に架けて、外部端子Ｔ１〜Ｔ８が設けられる。そのうち、外部端子Ｔ７，Ｔ１，Ｔ３，Ｔ２，Ｔ５が送信出力制御装置１０の第１〜第５の端子Ｐ１〜Ｐ５（図１）、外部端子Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８がグランド端子となるる。
【００３２】
図３（ａ）〜図３（ｈ）は、図２の送信出力制御装置の積層体を構成する各誘電体層の上面図及び下面図である。積層体１１は例えば、８５０℃〜１０００℃の温度で焼成可能な酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする低温焼成セラミッスからなる第１〜第７の誘電体層１１ａ〜１１ｇを順次積層し、焼成することによって形成される。
【００３３】
第１の誘電体層１１ａの上面には図１に示した検波器２の検波ダイオードＤ及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２をそれぞれ実装するためのランドＬａ１が形成される。また、第２の誘電体層１１ｂの上面には配線パターンＬｐ１及びグランド電極Ｇｐ１１が形成される。
【００３４】
さらに、第３の誘電体層１１ｃの上面にはコンデンサ電極Ｃｐ１が形成される。また、第４、第７の誘電体層１１ｄ，１１ｇの上面にはグランド電極Ｇｐ１２，Ｇｐ１３がそれぞれ形成される。
【００３５】
さらに、第５、第６の誘電体層１１ｅ，１１ｆの上面にはストリップライン電極ＳＴ１１，ＳＴ１２がそれぞれ形成される。また、第７の誘電体層の下面（図３（ｈ）中において、１１ｇｕと符号を付す）には外部端子Ｔ１〜Ｔ８が形成される。さらに、第１〜第６の誘電体層１１ａ〜１１ｆには、各誘電体層１１ａ〜１１ｆを貫通するようにビアホール電極Ｖｈ１が形成される。
【００３６】
そして、ストリップライン電極ＳＴ１１で方向性結合器１の主線路１−１を、ストリップライン電極ＳＴ１２で方向性結合器１の副線路１−２をそれぞれ構成する。
【００３７】
また、第２、第３の誘電体層１１ｂ，１１ｃを挟んで互いに対向しているコンデンサ電極Ｃｐ１とグランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２とで検波器２の平滑コンデンサＣ１を構成する。
【００３８】
さらに、方向性結合器１、検波器２及び整合器３を構成する各素子は、積層体１１の内部で配線パターンＬｐ１やビアホール電極Ｖｈ１によりそれぞれ接続される。
【００３９】
図４は、図１の出力制御装置の変形例を示す回路図である。送信出力制御装置１０ａは、図１の出力制御装置１０と比較して、検波器２が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタ１２を備え、整合器３と検波器２との間に入力部バイアス回路１３及び出力リミッタ回路１４を備える点で異なる。
【００４０】
入力部バイアス回路１３は抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、抵抗Ｒ１の一端と抵抗Ｒ２の一端との接続点が検波器２のダイオードＤのアノードに接続され、抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続される。
【００４１】
出力リミッタ回路１４はダイオードＤ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなり、抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点と、検波器２の検波ダイオードＤのカソードとの間にダイオードＤ１が抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点側がカソードになるように接続される。
【００４２】
また、抵抗Ｒ３の他端は入力部バイアス回路１３の抵抗Ｒ１の他端に接続されるとともに、ダイオードＤ１のバイアスを印加する制御端子ＰＢに接続される。さらに、抵抗Ｒ４の他端はグランドに接続される。
【００４３】
なお、サーミスタ１２、入力部バイアス回路１３の抵抗Ｒ１，Ｒ２、出力リミッタ回路１４のダイオードＤ１、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、積層体１１の上面に搭載される。また、サーミスタ１２からの信号を取り出す検出端子ＰＴ、出力リミッタ回路１３のダイオードＤを制御する制御端子ＰＢはそれぞれ外部端子として、積層体１１の側面から下面に架けて設けられる。
【００４４】
上述の第１の実施例の送信出力制御装置によれば、送信出力制御装置を構成する方向性結合器、検波器及び整合器を複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化するため、方向性結合器、検波器及び整合器の各配線を積層体の内部に設けることができ、その結果、各配線での損失を低減できる。したがって、良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００４５】
また、方向性結合器の主線路及び副線路を積層体の内部に設けたストリップライン電極で構成し、検波器の平滑コンデンサを積層体の内部に誘電体層を挟んで互いに対向して設けたコンデンサ電極とグランド電極とで構成するため、送信出力制御装置の部品点数を削減することができる。したがって、小型の送信出力制御装置を得ることができるため、この送信出力制御装置を搭載する無線機器において、送信出力制御装置の占有面積を小さくすることできる。その結果、良好な送信特性を保ちながら、小型の無線機器を実現することができる。
【００４６】
さらに、図４の変形例では、検波器が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタを備えるため、検波器の温度特性を管理することができ、温度補償範囲の広い送信出力制御システムが構成されていても良好な送信出力制御を行うことができる。
【００４７】
また、入力部バイアス回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最小値を決定し、出力リミッタ回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最大値を決定する。したがって、ＴＳＳＩ信号の範囲を制御することができ、その結果、この送信出力制御装置を搭載する無線機器の送信特性を向上させることができる。
【００４８】
図５は、本発明の送信出力制御装置に係る第２の実施例を用いた無線装置の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信部Ｔｘにおいて、送信出力制御装置２０は、異なる周波数の送信信号に対応する主線路１ａ−１及び共通の副線路１−２からなる第１の方向性結合器１ａ、主線路１ｂ−１及び共通の副線路１−２からなる第２の方向性結合器１ｂ、検波ダイオードＤ、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒからなる検波器２、インダクタＬ及びコンデンサＣ２からなる整合器３、並びに及び第１〜第７の端子Ｐ１〜Ｐ７を備える。
【００４９】
なお、第１及び第２の端子Ｐ１，Ｐ２は第１の方向性結合器１ａの主線路１ａ−１の両端に、第３及び第４の端子Ｐ３，Ｐ４は第２の方向性結合器１ｂの主線路１ｂ−１の両端にそれぞれ設けられる。また、第５の端子Ｐ５は第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂの共通の副線路１−２の一端に設けられ、終端抵抗Ｒｏが接続される。さらに、第６の端子Ｐ６は検波器２の出力端に設けられる。また、第７の端子Ｐ７は第２の方向性結合器１ｂと整合器３と間に設けられ、第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂの特性を評価する際に使用される。
【００５０】
送信出力制御装置２０を用いた送信出力制御システムは、２つの異なる周波数の無線システム、例えば、ＡＭＰＳ（８００ＭＨｚ帯）とＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）とを１つの携帯電話端末で対応できるデュアルバンド型携帯電話端末に使用されるものであり、その動作を８００ＭＨｚ帯側を例にとり説明する。
【００５１】
発振器５ａで生成された搬送波信号は増幅器６ａなどの各種処理回路を経て８００ＭＨｚの送信信号に変換されて高出力増幅器４ａに入力される。この高出力増幅器４ａで増幅された送信信号は、第１の端子Ｐ１、方向性結合器１ａ及び第２の端子Ｐ２を経てアンテナ共用器７に入力され、アンテナ共用器７で不要波が除去された後、アンテナＡＮＴから送信される。
【００５２】
また、アンテナＡＮＴが受信した受信信号は、アンテナ共用器７で不要波が除去されて受信部Ｒｘに入力される。このような基地局からの受信信号に送信信号の送信出力レベルの指示情報が含まれている。
【００５３】
高出力増幅器４ａからの送信信号の一部が方向性結合器１ａで分波、すなわち共通の副線路１−２の一端から取り出されて整合器３を介して検波器２に入力される。
【００５４】
検波器２では、送信信号が検波ダイオードＤで整流された後、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒによって平滑直流化されて検波信号となる。この検波信号は、実際にアンテナＡＮＴから送信される送信信号の送信出力レベルに対応したＴＳＳＩ信号として第６の端子Ｐ６から出力され、制御回路８に入力される。
【００５５】
制御部９は、図示しない基地局からの指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御信号を制御回路８に与える。この制御部９からの制御信号により、制御回路８はＴＳＳＩ信号から認識される実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの差を小さくするように作用する帰還（ＦＢ）信号を形成して、高出力増幅器４ａで実際の送信出力レベルを可変できる制御端子Ｔｃに出力する。
【００５６】
以上のように、送信出力制御装置２０が一部を構成する送信出力制御システムは、送信部Ｔｘにおいてフィードバックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部９から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信出力レベルを制御している。
【００５７】
図６は、図５の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。送信出力制御装置２０は、複数の誘電体層（図示せず）を積層してなる積層体２１を備える。
【００５８】
そして、積層体２１の上面には、検波器２の検波ダイオードＤ及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２が搭載される。
【００５９】
また、積層体２１の側面から下面に架けて、外部端子Ｔ１〜Ｔ１０が設けられる。そのうち、外部端子Ｔ１，Ｔ９，Ｔ５，Ｔ３，Ｔ８，Ｔ２，Ｔ６が送信出力制御装置２０の第１〜第７の端子Ｐ１〜Ｐ７（図５）、外部端子Ｔ４，Ｔ７，Ｔ１０がグランド端子となる。
【００６０】
図７（ａ）〜図７（ｈ）及び図８（ａ）〜図８（ｅ）は、図６の送信出力制御装置の積層体を構成する各誘電体層の上面図及び下面図である。積層体２１は例えば、８５０℃〜１０００℃の温度で焼成可能な酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする低温焼成セラミッスからなる第１〜第１０の誘電体層２１ａ〜２１ｊを順次積層し、焼成することによって形成される。
【００６１】
第１の誘電体層２１ａの上面には図５に示した検波器２の検波ダイオードＤ、及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２をそれぞれ実装するためのランドＬａ２が形成される。また、第２の誘電体層２１ｂの上面には配線パターンＬｐ２及びグランド電極Ｇｐ２１がそれぞれ形成される。
【００６２】
さらに、第３の誘電体層２１ｃの上面にはコンデンサ電極Ｃｐ２が形成される。また、第４、第７、第１０の誘電体層２１ｄ，２１ｇ，２１ｊの上面にはグランド電極Ｇｐ２２〜Ｇｐ２４が形成される。
【００６３】
さらに、第５、第６、第８、第９の誘電体層２１ｅ，２１ｆ，２１ｈ，２１ｉの上面にはストリップライン電極ＳＴ２１〜ＳＴ２４が形成される。また、第１０の誘電体層の下面（図３（ｈ）中において、２１ｊｕと符号を付す）には外部端子Ｔ１〜Ｔ１０が形成される。さらに、第１〜第９の誘電体層２１ａ〜２１ｉには、各誘電体層２１ａ〜２１ｉを貫通するようにビアホール電極Ｖｈ２が形成される。
【００６４】
そして、ストリップライン電極ＳＴ２１で第１の方向性結合器１ａの主線路１ａ−１を、ストリップライン電極ＳＴ２４で第２の方向性結合器１ｂの主線路１ｂ−１をそれぞれ構成する。
【００６５】
また、ストリップライン電極ＳＴ２２，ＳＴ２３で第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂの共通の副線路１−２を構成する。
【００６６】
さらに、第２、第３の誘電体層２１ｂ，２１ｃを挟んで互いに対向しているコンデンサ電極Ｃｐ２とグランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２とで検波器２の平滑コンデンサＣ１を構成する。
【００６７】
さらに、第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂ、検波器２、並びに整合器３を構成する各素子は、積層体２１の内部で配線パターンＬｐ２やビアホール電極Ｖｈ２によりそれぞれ接続される。
【００６８】
図９は、図５の出力制御装置の変形例を示す回路図である。送信出力制御装置２０ａは、図５の出力制御装置２０と比較して、検波器２が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタ２２を備え、整合器３と検波器２との間に入力部バイアス回路２３及び出力リミッタ回路２４を備える点で異なる。
【００６９】
入力部バイアス回路２３は抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、抵抗Ｒ１の一端と抵抗Ｒ２の一端との接続点が検波器２のダイオードＤのアノードに接続され、抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続される。
【００７０】
出力リミッタ回路２４はダイオードＤ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなり、抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点と、検波器２の検波ダイオードＤのカソードとの間にダイオードＤ１が抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点側がカソードになるように接続される。
【００７１】
また、抵抗Ｒ３の他端は入力部バイアス回路２３の抵抗Ｒ１の他端に接続されるとともに、ダイオードＤ１のバイアスを印加する制御端子ＰＢに接続される。さらに、抵抗Ｒ４の他端はグランドに接続される。
【００７２】
なお、サーミスタ２２、入力部バイアス回路２３の抵抗Ｒ１，Ｒ２、出力リミッタ回路２４のダイオードＤ１、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、積層体２１の上面に搭載される。また、サーミスタ２２からの信号を取り出す検出端子ＰＴ、出力リミッタ回路２３のダイオードＤを制御する制御端子ＰＢはそれぞれ外部端子として、積層体２１の側面から下面に架けて設けられる。
【００７３】
上述の第２の実施例の送信出力制御装置によれば、異なる周波数の送信信号に対応する２つの方向性結合器を積層体の内部において異なる誘電体層上に形成するため、２つの方向性結合器を誘電体層を介して配設することができる。
【００７４】
したがって、第１の実施例の効果に加えて、２つの方向性結合器間のアイソレーションを十分に取ることができる。その結果、さらに良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００７５】
さらに、図９の変形例では、検波器が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタを備えるため、検波器の温度特性を管理することができ、温度補償範囲の広い送信出力制御システムが構成されていても良好な送信出力制御を行うことができる。
【００７６】
また、入力部バイアス回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最小値を決定し、出力リミッタ回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最大値を決定する。したがって、ＴＳＳＩ信号の範囲を制御することができ、その結果、この送信出力制御装置を搭載する無線機器の送信特性を向上させることができる。
【００７７】
なお、上述の第１及び第２の実施例の送信出力制御装置では、整合器を備える場合について説明したが、整合器を備えていない場合においても同様の効果が得られる。
【００７８】
また、検波器が１段の場合について説明したが、多段のｎ倍検波器でも同様の効果が得られる。
【００７９】
さらに、第１及び第２の実施例の変形例では、サーミスタを有する検波器、入力バイアス部、出力リミッタ回路を備える場合について説明したが、いずれか１つあるいは２つを備える場合においても同様の効果が得られる。
【００８０】
また、上述の第２の実施例の送信出力制御装置では、２つの方向性結合器を備えたデュアルバンド型について説明したが、方向性結合器を３つ以上備えていても同様の効果が得られる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の送信出力制御装置によれば、送信出力制御装置を構成する方向性結合器及び検波器を複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化するため、方向性結合器及び検波器の各配線を積層体の内部に設けることができる。
【００８２】
したがって、各配線での損失を低減できるため、良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００８３】
請求項２の送信出力制御装置によれば、方向性結合器の主線路及び副線路を積層体の内部に設けたストリップライン電極で構成し、検波器の平滑コンデンサを積層体の内部に誘電体層を挟んで互いに対向して設けたコンデンサ電極とグランド電極とで構成するため、送信出力制御装置の部品点数を削減することができる。
【００８４】
したがって、小型の送信出力制御装置を得ることができるため、この送信出力制御装置を搭載する無線機器において、送信出力制御装置の占有面積を小さくすることできる。
【００８５】
請求項３の送信出力制御装置によれば、異なる周波数の送信信号に対応する複数の方向性結合器を積層体の内部において異なる誘電体層上に形成するため、複数の方向性結合器を誘電体層を介して配設することができる。
【００８６】
したがって、複数の方向性結合器間のアイソレーションを十分に取ることができる。その結果、さらに良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００８７】
請求項４の無線機器によれば、良好な特性を備えた小型の送信出力制御装置を用いるため、良好な送信特性を保ちながら、小型の無線機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送信出力制御装置に係る第１の実施例を用いた無線機器の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。
【図３】図２の送信出力制御装置の積層体を構成する（ａ）第１の誘電体層〜（ｇ）第７の誘電体層の上面図及び（ｈ）第７の誘電体層の下面図である。
【図４】図１の送信出力制御装置の変形例の回路図である。
【図５】本発明の送信出力制御装置に係る第２の実施例を用いた無線機器の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【図６】図５の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。
【図７】図６の送信出力制御装置の積層体を構成する（ａ）第１の誘電体層〜（ｆ）第６の誘電体層の上面図である。
【図８】図６の送信出力制御装置の積層体を構成する（ａ）第７の誘電体層〜（ｄ）第１０の誘電体層の上面図及び（ｅ）第１０の誘電体層の下面図である。
【図９】図５の送信出力制御装置の変形例の回路図である。
【図１０】一般的な携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【図１１】一般的なデュアルバンド型携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，２０，２０ａ 送信出力制御装置
１１，２１ 積層体
１１ａ〜１１ｇ，２１ａ〜２１ｊ 誘電体層
１，１ａ，１ｂ 方向性結合器
１−１，１ａ−１，１ｂ−１ 主線路
１−２，１ａ−２，１ｂ−２ 副線路
２ 検波器
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｃｐ１，Ｃｐ２ コンデンサ電極
Ｄ 検波ダイオード
Ｇｐ１１〜Ｇｐ１４，Ｇｐ２１〜Ｇｐ２４ グランド電極
Ｒ１ 負荷抵抗
ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ２１〜ＳＴ２４ ストリップライン電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器に関し、特に、アンテナから放射される送信信号を制御する送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話端末などの無線機器では、消費電力の節約や他の端末への干渉低減のために、端末の送信信号の送信出力レベルを基地局の指示によって多段階あるいは連続的に切り換えるようになっている。
【０００３】
図１０は、このような送信出力制御を行う携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信出力制御装置５０は、方向性結合器５１、検波器５２を備える。
【０００４】
発振器５３で生成された搬送波信号は増幅器５４などの各種処理回路を経て送信信号に変換されて高出力増幅器５５に入力される。この高出力増幅器５５で増幅された送信信号は、方向性結合器５１を経てアンテナ共用器５６に入力され、アンテナ共用器５６で不要波が除去された後、アンテナ５７から送信される。また、アンテナ５７が受信した受信信号は、アンテナ共用器５６で不要波が除去されて受信部Ｒｘに入力される。このような基地局からの受信信号に送信信号の送信出力レベルの指示情報が含まれている。
【０００５】
方向性結合器５１は主線路５１−１及び副線路５１−２からなり、高出力増幅器５５からの送信信号の一部が分波、すなわち副線路５１−２の一端から取り出されて検波器５２に入力される。なお、副線路５１−２の他端には終端抵抗Ｒ５１が接続される。検波器５２では、送信信号が検波ダイオードＤ５１で整流された後、平滑コンデンサＣ５１及び負荷抵抗Ｒ５２によって平滑直流化されて検波信号となる。この検波信号は、実際にアンテナ５７から送信される送信信号の送信出力レベルに対応したＴＳＳＩ（Transmitting Signal Strength Indicator）信号として制御回路５８に入力される。
【０００６】
制御部５９は、図示しない基地局からの指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御信号を制御回路５８に与える。この制御部５９からの制御信号により、制御回路５８はＴＳＳＩ信号から認識される実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの差を小さくするように作用する帰還（ＦＢ）信号を形成して、高出力増幅器５５で実際の送信出力レベルを可変できる制御端子Ｔｃに出力する。
【０００７】
以上のように、送信出力制御装置５０が一部を構成する送信出力制御システムは、フィードバックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部５９から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信出力レベルを制御している。
【０００８】
また、近年、北米ではＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Services：８００ＭＨｚ帯）とＰＣＳ（Personal Communication Services：１９００ＭＨｚ帯）とを１つの携帯電話端末で対応できるデュアルバンド型携帯電話端末が開発されている。
【０００９】
図１１は、このようなデュアルバンド型携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信出力制御装置６０は、第１及び第２の方向性結合器６１ａ，６１ｂ、検波器６２を備える。そして、送信出力制御装置６０は、第１及び第２の高出力増幅器６３ａ，６３ｂ、制御回路６４、制御部６５とともにフィードバックループとなる送信出力制御システムを構成する。なお、送信出力制御装置６０を含む送信出力制御システムの動作は、図１０の送信出力制御装置５０を含む送信出力制御システムの場合と同様である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来の送信出力制御装置においては、方向性結合器、検波器及び整合器を構成するディスクリート部品を回路基板上にそれぞれ実装することにより形成しているため、送信出力制御装置が大型化し、その結果、無線機器が大型化するという問題があった。
【００１１】
また、送信出力制御装置の方向性結合器、検波器及び整合器を構成する各ディスクリート部品を回路基板上に設けられた配線により接続するため、その配線による損失が大きくなり、送信出力制御装置の特性が劣化するという問題もあった。
【００１２】
さらに、デュアルバンド型の場合には、複数の方向性結合器間のアイソレーションを得るために、各方向性結合器の間隔を取る必要があるが、それに伴い、送信出力制御装置がさらに大型化し、その結果、無線機器もさらに大型化するという問題もあった。
【００１３】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、良好な特性を備える小型の送信出力制御装置及びそれを用いた無線機器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述する問題点を解決するため本発明の送信出力制御装置は、高出力増幅器で増幅された送信信号の一部を分波する方向性結合器と、前記分波された送信信号の一部を検波する検波器と、前記方向性結合器と前記検波器との間のインピーダンス整合を担う整合器と、を備え、 前記方向性結合器、前記検波器及び前記整合器が複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化されていて、前記方向性結合器が主線路及び副線路、前記検波器が検波ダイオード、平滑コンデンサ及び負荷抵抗をそれぞれ含み、前記検波器の前記検波ダイオード及び前記負荷抵抗は前記積層体に搭載されており、前記方向性結合器の前記主線路及び前記副線路は前記積層体の内部に設けられたストリップライン電極で構成されており、前記検波器の前記平滑コンデンサは前記積層体の内部に前記誘電体層を挟んで互いに対向して設けられているコンデンサ電極とグランド電極とで構成されており、前記平滑コンデンサを構成する前記グランド電極は、前記主線路及び前記副線路を構成する前記ストリップライン電極と前記平滑コンデンサを構成する前記コンデンサ電極との間に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記方向性結合器が主線路及び副線路、前記検波器が検波ダイオード、平滑コンデンサ及び負荷抵抗をそれぞれ含み、前記検波器の検波ダイオード及び負荷抵抗を前記積層体に搭載するとともに、前記方向性結合器の主線路及び副線路を前記積層体の内部に設けたストリップライン電極で構成し、前記検波器の平滑コンデンサを前記積層体の内部に前記誘電体層を挟んで互いに対向して設けたコンデンサ電極とグランド電極とで構成することを特徴とする。
【００１６】
また、前記方向性結合器を複数備え、該複数の方向性結合器が異なる周波数の送信信号に対応するとともに、前記複数の誘電体層のうち、異なる誘電体層上に形成されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の無線機器は、上記の送信出力制御装置を用いることを特徴とする。
【００１８】
本発明の送信出力制御装置によれば、送信出力制御装置を構成する方向性結合器及び検波器を複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化するため、方向性結合器、検波器及び整合器の各配線を積層体の内部に設けることができ、その結果、各配線での損失を低減できる。
【００１９】
本発明の無線機器によれば、良好な特性の送信出力制御装置を備えるため、良好な送信特性を備えた無線機器を実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明の送信出力制御装置に係る第１の実施例を用いた無線機器の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信部Ｔｘにおいて、送信出力制御装置１０は、主線路１−１及び副線路１−２からなる方向性結合器１、検波ダイオードＤ、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒからなる検波器２、インダクタＬ及びコンデンサＣ２からなる整合器３、並びに第１〜第４の端子Ｐ１〜Ｐ５を備える。
【００２１】
方向性結合器１は高出力増幅器４で増幅された送信信号の一部を分波する役目、検波器２は方向性結合器１で分波された送信信号の一部を検波する役目をそれぞれ担う。また、整合器３は方向性結合器１と検波器２との間に配設され、方向性結合器１と検波器２との間のインピーダンス整合する役目を担う。
【００２２】
なお、第１及び第２の端子Ｐ１，Ｐ２は方向性結合器１の主線路１−１の両端に設けられる。また、第３の端子Ｐ３は方向性結合器１の副線路１−２の一端に設けられ、終端抵抗Ｒｏが接続される。さらに、第４の端子Ｐ４は検波器２の出力端に設けられる。また、第５の端子は方向性結合器１と整合器３と間に設けられ、方向性結合器１のみの特性を評価する際に使用される。
【００２３】
発振器５で生成された搬送波信号は増幅器６などの各種処理回路を経て送信信号に変換されて高出力増幅器４に入力される。この高出力増幅器４で増幅された送信信号は、第１の端子Ｐ１、方向性結合器１及び第２の端子Ｐ２を経てアンテナ共用器７に入力され、アンテナ共用器７で不要波が除去された後、アンテナＡＮＴから送信される。
【００２４】
また、アンテナＡＮＴが受信した受信信号は、アンテナ共用器７で不要波が除去されて受信部Ｒｘに入力される。このような基地局からの受信信号に送信信号の送信出力レベルの指示情報が含まれている。
【００２５】
高出力増幅器４からの送信信号の一部が方向性結合器１で分波、すなわち副線路１−２の一端から取り出されて整合器３を介して検波器２に入力される。
【００２６】
検波器２では、送信信号が検波ダイオードＤで整流された後、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒによって平滑直流化されて検波信号となる。この検波信号は、実際にアンテナＡＮＴから送信される送信信号の送信出力レベルに対応したＴＳＳＩ信号として第４の端子Ｐ４から出力され、制御回路８に入力される。
【００２７】
制御部９は、図示しない基地局からの指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御信号を制御回路８に与える。この制御部９からの制御信号により、制御回路８はＴＳＳＩ信号から認識される実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの差を小さくするように作用する帰還（ＦＢ）信号を形成して、高出力増幅器４で実際の送信出力レベルを可変できる制御端子Ｔｃに出力する。
【００２８】
以上のように、送信出力制御装置１０が一部を構成する送信出力制御システムは、送信部Ｔｘにおいてフィードバックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部９から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信出力レベルを制御している。
【００２９】
図２は、図１の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。送信出力制御装置１０は、複数の誘電体層（図示せず）を積層してなる積層体１１を備える。
【００３０】
そして、積層体１１の上面には、検波器２の検波ダイオードＤ及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２がそれぞれ搭載される。
【００３１】
また、積層体１１の側面から下面に架けて、外部端子Ｔ１〜Ｔ８が設けられる。そのうち、外部端子Ｔ７，Ｔ１，Ｔ３，Ｔ２，Ｔ５が送信出力制御装置１０の第１〜第５の端子Ｐ１〜Ｐ５（図１）、外部端子Ｔ４，Ｔ６，Ｔ８がグランド端子となるる。
【００３２】
図３（ａ）〜図３（ｈ）は、図２の送信出力制御装置の積層体を構成する各誘電体層の上面図及び下面図である。積層体１１は例えば、８５０℃〜１０００℃の温度で焼成可能な酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする低温焼成セラミッスからなる第１〜第７の誘電体層１１ａ〜１１ｇを順次積層し、焼成することによって形成される。
【００３３】
第１の誘電体層１１ａの上面には図１に示した検波器２の検波ダイオードＤ及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２をそれぞれ実装するためのランドＬａ１が形成される。また、第２の誘電体層１１ｂの上面には配線パターンＬｐ１及びグランド電極Ｇｐ１１が形成される。
【００３４】
さらに、第３の誘電体層１１ｃの上面にはコンデンサ電極Ｃｐ１が形成される。また、第４、第７の誘電体層１１ｄ，１１ｇの上面にはグランド電極Ｇｐ１２，Ｇｐ１３がそれぞれ形成される。
【００３５】
さらに、第５、第６の誘電体層１１ｅ，１１ｆの上面にはストリップライン電極ＳＴ１１，ＳＴ１２がそれぞれ形成される。また、第７の誘電体層の下面（図３（ｈ）中において、１１ｇｕと符号を付す）には外部端子Ｔ１〜Ｔ８が形成される。さらに、第１〜第６の誘電体層１１ａ〜１１ｆには、各誘電体層１１ａ〜１１ｆを貫通するようにビアホール電極Ｖｈ１が形成される。
【００３６】
そして、ストリップライン電極ＳＴ１１で方向性結合器１の主線路１−１を、ストリップライン電極ＳＴ１２で方向性結合器１の副線路１−２をそれぞれ構成する。
【００３７】
また、第２、第３の誘電体層１１ｂ，１１ｃを挟んで互いに対向しているコンデンサ電極Ｃｐ１とグランド電極Ｇｐ１１，Ｇｐ１２とで検波器２の平滑コンデンサＣ１を構成する。
【００３８】
さらに、方向性結合器１、検波器２及び整合器３を構成する各素子は、積層体１１の内部で配線パターンＬｐ１やビアホール電極Ｖｈ１によりそれぞれ接続される。
【００３９】
図４は、図１の出力制御装置の変形例を示す回路図である。送信出力制御装置１０ａは、図１の出力制御装置１０と比較して、検波器２が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタ１２を備え、整合器３と検波器２との間に入力部バイアス回路１３及び出力リミッタ回路１４を備える点で異なる。
【００４０】
入力部バイアス回路１３は抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、抵抗Ｒ１の一端と抵抗Ｒ２の一端との接続点が検波器２のダイオードＤのアノードに接続され、抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続される。
【００４１】
出力リミッタ回路１４はダイオードＤ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなり、抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点と、検波器２の検波ダイオードＤのカソードとの間にダイオードＤ１が抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点側がカソードになるように接続される。
【００４２】
また、抵抗Ｒ３の他端は入力部バイアス回路１３の抵抗Ｒ１の他端に接続されるとともに、ダイオードＤ１のバイアスを印加する制御端子ＰＢに接続される。さらに、抵抗Ｒ４の他端はグランドに接続される。
【００４３】
なお、サーミスタ１２、入力部バイアス回路１３の抵抗Ｒ１，Ｒ２、出力リミッタ回路１４のダイオードＤ１、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、積層体１１の上面に搭載される。また、サーミスタ１２からの信号を取り出す検出端子ＰＴ、出力リミッタ回路１３のダイオードＤを制御する制御端子ＰＢはそれぞれ外部端子として、積層体１１の側面から下面に架けて設けられる。
【００４４】
上述の第１の実施例の送信出力制御装置によれば、送信出力制御装置を構成する方向性結合器、検波器及び整合器を複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化するため、方向性結合器、検波器及び整合器の各配線を積層体の内部に設けることができ、その結果、各配線での損失を低減できる。したがって、良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００４５】
また、方向性結合器の主線路及び副線路を積層体の内部に設けたストリップライン電極で構成し、検波器の平滑コンデンサを積層体の内部に誘電体層を挟んで互いに対向して設けたコンデンサ電極とグランド電極とで構成するため、送信出力制御装置の部品点数を削減することができる。したがって、小型の送信出力制御装置を得ることができるため、この送信出力制御装置を搭載する無線機器において、送信出力制御装置の占有面積を小さくすることできる。その結果、良好な送信特性を保ちながら、小型の無線機器を実現することができる。
【００４６】
さらに、図４の変形例では、検波器が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタを備えるため、検波器の温度特性を管理することができ、温度補償範囲の広い送信出力制御システムが構成されていても良好な送信出力制御を行うことができる。
【００４７】
また、入力部バイアス回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最小値を決定し、出力リミッタ回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最大値を決定する。したがって、ＴＳＳＩ信号の範囲を制御することができ、その結果、この送信出力制御装置を搭載する無線機器の送信特性を向上させることができる。
【００４８】
図５は、本発明の送信出力制御装置に係る第２の実施例を用いた無線装置の送信部の基本構成を示すブロック図である。送信部Ｔｘにおいて、送信出力制御装置２０は、異なる周波数の送信信号に対応する主線路１ａ−１及び共通の副線路１−２からなる第１の方向性結合器１ａ、主線路１ｂ−１及び共通の副線路１−２からなる第２の方向性結合器１ｂ、検波ダイオードＤ、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒからなる検波器２、インダクタＬ及びコンデンサＣ２からなる整合器３、並びに及び第１〜第７の端子Ｐ１〜Ｐ７を備える。
【００４９】
なお、第１及び第２の端子Ｐ１，Ｐ２は第１の方向性結合器１ａの主線路１ａ−１の両端に、第３及び第４の端子Ｐ３，Ｐ４は第２の方向性結合器１ｂの主線路１ｂ−１の両端にそれぞれ設けられる。また、第５の端子Ｐ５は第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂの共通の副線路１−２の一端に設けられ、終端抵抗Ｒｏが接続される。さらに、第６の端子Ｐ６は検波器２の出力端に設けられる。また、第７の端子Ｐ７は第２の方向性結合器１ｂと整合器３と間に設けられ、第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂの特性を評価する際に使用される。
【００５０】
送信出力制御装置２０を用いた送信出力制御システムは、２つの異なる周波数の無線システム、例えば、ＡＭＰＳ（８００ＭＨｚ帯）とＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯）とを１つの携帯電話端末で対応できるデュアルバンド型携帯電話端末に使用されるものであり、その動作を８００ＭＨｚ帯側を例にとり説明する。
【００５１】
発振器５ａで生成された搬送波信号は増幅器６ａなどの各種処理回路を経て８００ＭＨｚの送信信号に変換されて高出力増幅器４ａに入力される。この高出力増幅器４ａで増幅された送信信号は、第１の端子Ｐ１、方向性結合器１ａ及び第２の端子Ｐ２を経てアンテナ共用器７に入力され、アンテナ共用器７で不要波が除去された後、アンテナＡＮＴから送信される。
【００５２】
また、アンテナＡＮＴが受信した受信信号は、アンテナ共用器７で不要波が除去されて受信部Ｒｘに入力される。このような基地局からの受信信号に送信信号の送信出力レベルの指示情報が含まれている。
【００５３】
高出力増幅器４ａからの送信信号の一部が方向性結合器１ａで分波、すなわち共通の副線路１−２の一端から取り出されて整合器３を介して検波器２に入力される。
【００５４】
検波器２では、送信信号が検波ダイオードＤで整流された後、平滑コンデンサＣ１及び負荷抵抗Ｒによって平滑直流化されて検波信号となる。この検波信号は、実際にアンテナＡＮＴから送信される送信信号の送信出力レベルに対応したＴＳＳＩ信号として第６の端子Ｐ６から出力され、制御回路８に入力される。
【００５５】
制御部９は、図示しない基地局からの指示にしたがって、所定の送信出力レベルを表わす制御信号を制御回路８に与える。この制御部９からの制御信号により、制御回路８はＴＳＳＩ信号から認識される実際の送信出力レベルと目標の送信出力レベルとの差を小さくするように作用する帰還（ＦＢ）信号を形成して、高出力増幅器４ａで実際の送信出力レベルを可変できる制御端子Ｔｃに出力する。
【００５６】
以上のように、送信出力制御装置２０が一部を構成する送信出力制御システムは、送信部Ｔｘにおいてフィードバックループとなり、実際の送信出力レベルが制御部９から与えられた目標の送信出力レベルになるように送信出力レベルを制御している。
【００５７】
図６は、図５の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。送信出力制御装置２０は、複数の誘電体層（図示せず）を積層してなる積層体２１を備える。
【００５８】
そして、積層体２１の上面には、検波器２の検波ダイオードＤ及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２が搭載される。
【００５９】
また、積層体２１の側面から下面に架けて、外部端子Ｔ１〜Ｔ１０が設けられる。そのうち、外部端子Ｔ１，Ｔ９，Ｔ５，Ｔ３，Ｔ８，Ｔ２，Ｔ６が送信出力制御装置２０の第１〜第７の端子Ｐ１〜Ｐ７（図５）、外部端子Ｔ４，Ｔ７，Ｔ１０がグランド端子となる。
【００６０】
図７（ａ）〜図７（ｈ）及び図８（ａ）〜図８（ｅ）は、図６の送信出力制御装置の積層体を構成する各誘電体層の上面図及び下面図である。積層体２１は例えば、８５０℃〜１０００℃の温度で焼成可能な酸化バリウム、酸化アルミニウム、シリカを主成分とする低温焼成セラミッスからなる第１〜第１０の誘電体層２１ａ〜２１ｊを順次積層し、焼成することによって形成される。
【００６１】
第１の誘電体層２１ａの上面には図５に示した検波器２の検波ダイオードＤ、及び負荷抵抗Ｒ、並びに整合器３のインダクタＬ及びコンデンサＣ２をそれぞれ実装するためのランドＬａ２が形成される。また、第２の誘電体層２１ｂの上面には配線パターンＬｐ２及びグランド電極Ｇｐ２１がそれぞれ形成される。
【００６２】
さらに、第３の誘電体層２１ｃの上面にはコンデンサ電極Ｃｐ２が形成される。また、第４、第７、第１０の誘電体層２１ｄ，２１ｇ，２１ｊの上面にはグランド電極Ｇｐ２２〜Ｇｐ２４が形成される。
【００６３】
さらに、第５、第６、第８、第９の誘電体層２１ｅ，２１ｆ，２１ｈ，２１ｉの上面にはストリップライン電極ＳＴ２１〜ＳＴ２４が形成される。また、第１０の誘電体層の下面（図３（ｈ）中において、２１ｊｕと符号を付す）には外部端子Ｔ１〜Ｔ１０が形成される。さらに、第１〜第９の誘電体層２１ａ〜２１ｉには、各誘電体層２１ａ〜２１ｉを貫通するようにビアホール電極Ｖｈ２が形成される。
【００６４】
そして、ストリップライン電極ＳＴ２１で第１の方向性結合器１ａの主線路１ａ−１を、ストリップライン電極ＳＴ２４で第２の方向性結合器１ｂの主線路１ｂ−１をそれぞれ構成する。
【００６５】
また、ストリップライン電極ＳＴ２２，ＳＴ２３で第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂの共通の副線路１−２を構成する。
【００６６】
さらに、第２、第３の誘電体層２１ｂ，２１ｃを挟んで互いに対向しているコンデンサ電極Ｃｐ２とグランド電極Ｇｐ２１，Ｇｐ２２とで検波器２の平滑コンデンサＣ１を構成する。
【００６７】
さらに、第１及び第２の方向性結合器１ａ，１ｂ、検波器２、並びに整合器３を構成する各素子は、積層体２１の内部で配線パターンＬｐ２やビアホール電極Ｖｈ２によりそれぞれ接続される。
【００６８】
図９は、図５の出力制御装置の変形例を示す回路図である。送信出力制御装置２０ａは、図５の出力制御装置２０と比較して、検波器２が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタ２２を備え、整合器３と検波器２との間に入力部バイアス回路２３及び出力リミッタ回路２４を備える点で異なる。
【００６９】
入力部バイアス回路２３は抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、抵抗Ｒ１の一端と抵抗Ｒ２の一端との接続点が検波器２のダイオードＤのアノードに接続され、抵抗Ｒ２の他端はグランドに接続される。
【００７０】
出力リミッタ回路２４はダイオードＤ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４からなり、抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点と、検波器２の検波ダイオードＤのカソードとの間にダイオードＤ１が抵抗Ｒ３の一端と抵抗Ｒ４の一端との接続点側がカソードになるように接続される。
【００７１】
また、抵抗Ｒ３の他端は入力部バイアス回路２３の抵抗Ｒ１の他端に接続されるとともに、ダイオードＤ１のバイアスを印加する制御端子ＰＢに接続される。さらに、抵抗Ｒ４の他端はグランドに接続される。
【００７２】
なお、サーミスタ２２、入力部バイアス回路２３の抵抗Ｒ１，Ｒ２、出力リミッタ回路２４のダイオードＤ１、抵抗Ｒ３，Ｒ４は、積層体２１の上面に搭載される。また、サーミスタ２２からの信号を取り出す検出端子ＰＴ、出力リミッタ回路２３のダイオードＤを制御する制御端子ＰＢはそれぞれ外部端子として、積層体２１の側面から下面に架けて設けられる。
【００７３】
上述の第２の実施例の送信出力制御装置によれば、異なる周波数の送信信号に対応する２つの方向性結合器を積層体の内部において異なる誘電体層上に形成するため、２つの方向性結合器を誘電体層を介して配設することができる。
【００７４】
したがって、第１の実施例の効果に加えて、２つの方向性結合器間のアイソレーションを十分に取ることができる。その結果、さらに良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００７５】
さらに、図９の変形例では、検波器が温度変動を補償するための感温素子であるサーミスタを備えるため、検波器の温度特性を管理することができ、温度補償範囲の広い送信出力制御システムが構成されていても良好な送信出力制御を行うことができる。
【００７６】
また、入力部バイアス回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最小値を決定し、出力リミッタ回路で送信出力制御装置から制御回路へのＴＳＳＩ信号の最大値を決定する。したがって、ＴＳＳＩ信号の範囲を制御することができ、その結果、この送信出力制御装置を搭載する無線機器の送信特性を向上させることができる。
【００７７】
なお、上述の第１及び第２の実施例の送信出力制御装置では、整合器を備える場合について説明したが、整合器を備えていない場合においても同様の効果が得られる。
【００７８】
また、検波器が１段の場合について説明したが、多段のｎ倍検波器でも同様の効果が得られる。
【００７９】
さらに、第１及び第２の実施例の変形例では、サーミスタを有する検波器、入力バイアス部、出力リミッタ回路を備える場合について説明したが、いずれか１つあるいは２つを備える場合においても同様の効果が得られる。
【００８０】
また、上述の第２の実施例の送信出力制御装置では、２つの方向性結合器を備えたデュアルバンド型について説明したが、方向性結合器を３つ以上備えていても同様の効果が得られる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の送信出力制御装置によれば、送信出力制御装置を構成する方向性結合器及び検波器を複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化するため、方向性結合器及び検波器の各配線を積層体の内部に設けることができる。
【００８２】
したがって、各配線での損失を低減できるため、良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００８３】
請求項２の送信出力制御装置によれば、方向性結合器の主線路及び副線路を積層体の内部に設けたストリップライン電極で構成し、検波器の平滑コンデンサを積層体の内部に誘電体層を挟んで互いに対向して設けたコンデンサ電極とグランド電極とで構成するため、送信出力制御装置の部品点数を削減することができる。
【００８４】
したがって、小型の送信出力制御装置を得ることができるため、この送信出力制御装置を搭載する無線機器において、送信出力制御装置の占有面積を小さくすることできる。
【００８５】
請求項３の送信出力制御装置によれば、異なる周波数の送信信号に対応する複数の方向性結合器を積層体の内部において異なる誘電体層上に形成するため、複数の方向性結合器を誘電体層を介して配設することができる。
【００８６】
したがって、複数の方向性結合器間のアイソレーションを十分に取ることができる。その結果、さらに良好な特性の送信出力制御装置を得ることができる。
【００８７】
請求項４の無線機器によれば、良好な特性を備えた小型の送信出力制御装置を用いるため、良好な送信特性を保ちながら、小型の無線機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送信出力制御装置に係る第１の実施例を用いた無線機器の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。
【図３】図２の送信出力制御装置の積層体を構成する（ａ）第１の誘電体層〜（ｇ）第７の誘電体層の上面図及び（ｈ）第７の誘電体層の下面図である。
【図４】図１の送信出力制御装置の変形例の回路図である。
【図５】本発明の送信出力制御装置に係る第２の実施例を用いた無線機器の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【図６】図５の送信出力制御装置の一部分解透視斜視図である。
【図７】図６の送信出力制御装置の積層体を構成する（ａ）第１の誘電体層〜（ｆ）第６の誘電体層の上面図である。
【図８】図６の送信出力制御装置の積層体を構成する（ａ）第７の誘電体層〜（ｄ）第１０の誘電体層の上面図及び（ｅ）第１０の誘電体層の下面図である。
【図９】図５の送信出力制御装置の変形例の回路図である。
【図１０】一般的な携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【図１１】一般的なデュアルバンド型携帯電話端末の送信部の基本構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，２０，２０ａ 送信出力制御装置
１１，２１ 積層体
１１ａ〜１１ｇ，２１ａ〜２１ｊ 誘電体層
１，１ａ，１ｂ 方向性結合器
１−１，１ａ−１，１ｂ−１ 主線路
１−２，１ａ−２，１ｂ−２ 副線路
２ 検波器
Ｃ１ 平滑コンデンサ
Ｃｐ１，Ｃｐ２ コンデンサ電極
Ｄ 検波ダイオード
Ｇｐ１１〜Ｇｐ１４，Ｇｐ２１〜Ｇｐ２４ グランド電極
Ｒ１ 負荷抵抗
ＳＴ１１，ＳＴ１２，ＳＴ２１〜ＳＴ２４ ストリップライン電極
Claims (5)
- 高出力増幅器で増幅された送信信号の一部を分波する方向性結合器と、前記分波された送信信号の一部を検波する検波器と、前記方向性結合器と前記検波器との間のインピーダンス整合を担う整合器と、を備え、
前記方向性結合器、前記検波器及び前記整合器が複数の誘電体層を積層してなる積層体に一体化されていて、
前記方向性結合器が主線路及び副線路、前記検波器が検波ダイオード、平滑コンデンサ及び負荷抵抗をそれぞれ含み、
前記検波器の前記検波ダイオード及び前記負荷抵抗は前記積層体に搭載されており、前記方向性結合器の前記主線路及び前記副線路は前記積層体の内部に設けられたストリップライン電極で構成されており、前記検波器の前記平滑コンデンサは前記積層体の内部に前記誘電体層を挟んで互いに対向して設けられているコンデンサ電極とグランド電極とで構成されており、
前記平滑コンデンサを構成する前記グランド電極は、前記主線路及び前記副線路を構成する前記ストリップライン電極と前記平滑コンデンサを構成する前記コンデンサ電極との間に配置されている
ことを特徴とする送信出力制御装置。 - 前記方向性結合器を複数備え、該複数の方向性結合器が異なる周波数の送信信号に対応するとともに、前記複数の誘電体層のうち、異なる誘電体層上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の送信出力制御装置。
- 前記整合器がインダクタ及びコンデンサの直列回路で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の送信出力制御装置。
- 前記インダクタ及び前記コンデンサは、前記積層体に搭載されていることを特徴とする請求項３に記載の送信出力制御装置。
- 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の送信出力制御装置を用いたことを特徴とする無線機器。
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