JP4127706B2 - transceiver - Google Patents

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Description

本発明は、例えば携帯型無線端末等の無線機に関する。   The present invention relates to a wireless device such as a portable wireless terminal.

近年、携帯型無線端末(以下携帯端末と称す)は、需要が増加する傾向にあり高性能なものの商品化が盛んに行なわれている。   In recent years, portable wireless terminals (hereinafter referred to as portable terminals) have been in increasing demand, and high-performance products have been commercialized.

商品化の傾向としては、人が持ち運びやすいような小型化、消費電流を下げ通話時間を長くするような低消費電力化、妨害波に強い高線形化などである。   Trends in commercialization include miniaturization that makes it easy for people to carry around, low power consumption that lowers current consumption and lengthens talk time, and high linearization that resists interference.

このような商品を市場に提供する上で、全ての問題が解決したわけではなく、現在、個々の問題の解決のためのさらなる研究が進められている。   Not all problems have been solved in providing such products to the market, and further research is currently underway to solve individual problems.

以下、図35〜図43を参照して従来の無線機について説明する。   Hereinafter, a conventional wireless device will be described with reference to FIGS.

図35に従来のヘテロダイン方式の無線機の送受信の構成を示す。   FIG. 35 shows a transmission / reception configuration of a conventional heterodyne radio.

なお、この無線機の説明を行うにあたり、受信系については、直交復調方式を用いて直交準同期検波の構成として盛んに使用されているものを一例として挙げる。また、この無線機は、例えばPHS等で用いられている線形変調方式(π/4シフトQPSK変調方式)を用いることを前提にしている。   In the description of this wireless device, as a receiving system, one that is actively used as a configuration of orthogonal quasi-synchronous detection using an orthogonal demodulation method is given as an example. This wireless device is premised on using a linear modulation method (π / 4 shift QPSK modulation method) used in PHS, for example.

この無線機の場合、アンテナ101で受信された高周波信号は、無線部のNFを改善する目的の高周波増幅器102にて所定の利得が与えられ、その後、イメージ抑圧用の高周波フィルタ103を通過し、ローカル発振器125から供給される基準搬送波信号と周波数変換器104にて乗算され、中間周波数に周波数変換される。この後、周波数変換器105、106、ローカル発振器107、π/2移相器108から構成される直交復調部によってベースバンド周波数へ周波数が変換される。すなわち、ローカル発振器107から送出される中間周波数とほぼ同じ周波数で互いにπ/2の位相差のある基準信号と二つの周波数変換器105、106によってΙQのベースバンド信号が得られる。このΙQベースバンド信号には、低周波フィルタ109、110によって後段のA/D変換器113、114のためのアンチエリアジング処理が施される(フィルタリング)。なお、この低周波フィルタ109、110によってチャネル選択を行う場合もある。   In the case of this wireless device, the high-frequency signal received by the antenna 101 is given a predetermined gain by the high-frequency amplifier 102 for improving the NF of the wireless unit, and then passes through the high-frequency filter 103 for image suppression. The reference carrier signal supplied from the local oscillator 125 is multiplied by the frequency converter 104 and frequency-converted to an intermediate frequency. Thereafter, the frequency is converted to the baseband frequency by the quadrature demodulating unit including the frequency converters 105 and 106, the local oscillator 107, and the π / 2 phase shifter 108. That is, a baseband signal of ΙQ is obtained by the reference signal having a phase difference of π / 2 at the same frequency as the intermediate frequency transmitted from the local oscillator 107 and the two frequency converters 105 and 106. This ΙQ baseband signal is subjected to anti-aliasing processing (filtering) for the A / D converters 113 and 114 in the subsequent stages by the low-frequency filters 109 and 110. Note that channel selection may be performed by the low-frequency filters 109 and 110.

フィルタリングされたIQ信号は、低周波増幅器111、112によって所定の利得が与えられる。この後、A/D変換器113、114によってデジタル信号に変換され、検波器117によってデータ信号に復調される。図35において、周波数変換器105、106の後段のコンデンサ119〜124は、DC(直流)成分除去の目的で挿入されている。   The filtered IQ signal is given a predetermined gain by the low frequency amplifiers 111 and 112. Thereafter, the signals are converted into digital signals by the A / D converters 113 and 114 and demodulated into data signals by the detector 117. In FIG. 35, capacitors 119 to 124 following the frequency converters 105 and 106 are inserted for the purpose of removing DC (direct current) components.

次に、従来の無線機の送信系について説明する。   Next, a conventional radio transmission system will be described.

ベースバンド信号発生部からの直交したデジタル信号IchおよびQchは、それぞれのデジタルアナログ変換器D/A161、162によりアナログ信号に変換される。ここで変換されたそれぞれの信号は、各ルートロールオフフィルタ159、160に入力され、これによりD/A161、162で発生した不要波が取り除かれると共にシンボル間の干渉を取り除くための第1の操作が行われる。この第1の操作の後の第2の操作は受信系のロールオフフィルタで行われる。   The orthogonal digital signals Ich and Qch from the baseband signal generator are converted into analog signals by the respective digital / analog converters D / A 161 and 162. The converted signals are input to the root roll-off filters 159 and 160, so that unnecessary waves generated in the D / A 161 and 162 are removed and a first operation for removing interference between symbols is performed. Is done. The second operation after the first operation is performed by a roll-off filter of the reception system.

乗算器157、158、ローカル発振器163(シンセサイザ)、π/2移相器163および加算器156からなる直交変調器により、ローカル発振器の出力は、ベースバンド信号により変調され、IF信号が生成される。   By the quadrature modulator including the multipliers 157 and 158, the local oscillator 163 (synthesizer), the π / 2 phase shifter 163, and the adder 156, the output of the local oscillator is modulated by the baseband signal to generate an IF signal. .

このIF信号は、送信周波数と同じ周波数へ周波数変換するため、ローパスフィルタ155を介してローカル発振器125および周波数変換器154に入力されてRF信号に周波数変換される。RF信号は、バンドパスフィルタ153、可変減衰器152、電力増幅器151、方向性結合器172、バンドパスフィルタ150、送受切り替えスイッチ170を介してアンテナ101から出力される。送信電力は、電力増幅器151とフィルタ150の間にある方向性結合器172により感知され、電力検出器173により検出された電力を基に、制御信号部171から送信電力制御信号が可変減衰器152に入力される。低域フィルタおよびバンドパスフィルタ155、153、150は、不要輻射を避けるために用いられるものである。   Since this IF signal is frequency-converted to the same frequency as the transmission frequency, the IF signal is input to the local oscillator 125 and the frequency converter 154 via the low-pass filter 155 and is frequency-converted to an RF signal. The RF signal is output from the antenna 101 via the bandpass filter 153, the variable attenuator 152, the power amplifier 151, the directional coupler 172, the bandpass filter 150, and the transmission / reception switch 170. The transmission power is sensed by the directional coupler 172 between the power amplifier 151 and the filter 150, and the transmission power control signal is transmitted from the control signal unit 171 based on the power detected by the power detector 173. Is input. The low-pass filter and the band-pass filters 155, 153, and 150 are used to avoid unnecessary radiation.

以下、このような従来の無線機の問題点を、受信系、シンセサイザ(上記に記したローカル発振器を意味する)、送信系、アンテナの順に説明する。   Hereinafter, the problems of such a conventional wireless device will be described in the order of a reception system, a synthesizer (meaning the local oscillator described above), a transmission system, and an antenna.

まず、従来の受信系の問題点について説明する。   First, problems of the conventional receiving system will be described.

従来の受信系の問題点は二つあり、第1の問題点は、消費電流が大きくなってしまうことであり、第2の問題点は受信時に直流オフセット(以下DCオフセットと称す)が発生し受信特性を劣化させることである。   There are two problems with the conventional reception system. The first problem is that the current consumption increases, and the second problem is that a DC offset (hereinafter referred to as DC offset) occurs during reception. This is to deteriorate the reception characteristics.

まず、第1の問題点について説明する。無線機の受信特性は、そのシステムに要求される性能を常に満たす必要があるため、無線機がおかれる最悪の電波環境に対応できるように設計されている。ここで言う最悪の電波環境の一例としては、例えば相互変調特性または隣接チャネル選択度で定義した不要波が存在する場合である。つまり、所望信号以外の不要信号がシステム帯域内に存在する場合、不要信号のレベルがシステムで定義された所要のビット誤り率を満足すべき最大値である場合である。   First, the first problem will be described. Since the reception characteristics of the radio device must always satisfy the performance required for the system, it is designed to cope with the worst radio wave environment where the radio device is placed. An example of the worst radio wave environment mentioned here is a case where an unnecessary wave defined by, for example, intermodulation characteristics or adjacent channel selectivity exists. That is, when an unnecessary signal other than the desired signal exists in the system band, the level of the unnecessary signal is a maximum value that should satisfy the required bit error rate defined by the system.

一般に、この最悪の電波環境でもシステムで定義された規格値を満足するため、無線機は、この最悪条件で常に動作させることを行なっている。したがって、この最悪な電波環境以外でも、この最悪条件を満たす性能で無線機を動作させている。ここで言う最悪の電波環境におかれた場合でも規格を満たすには、無線機の受信系の線形性を保つ必要がある。言い換えれば、受信系の歪みを規格を満足するように小さくする必要がある。これは、結果的に受信系を構成する回路ブロック、主に低雑音増幅器および周波数変換器の動作電流に関係することになる。   In general, in order to satisfy the standard value defined by the system even in the worst radio wave environment, the wireless device is always operated under the worst condition. Therefore, the wireless device is operated with the performance satisfying the worst condition other than the worst radio wave environment. In order to meet the standard even in the worst radio wave environment mentioned here, it is necessary to maintain the linearity of the radio reception system. In other words, it is necessary to reduce the distortion of the receiving system so as to satisfy the standard. As a result, this is related to the operating currents of the circuit blocks constituting the receiving system, mainly the low noise amplifier and the frequency converter.

一般に、回路の線形性を高めるためには回路の動作電流を大きくする必要がある。このため、最悪な電波環境を常に想定した無線機は、必要以上の消費電力を費すことになる。なぜならば、無線機は常に最悪の電波環境にいることはなく、無線機が動作しているほとんどの時間は最悪の電波環境以外であるためである。次に、受信時に直流オフセット(以下DCオフセットと称す)が生じ受信特性を劣化させるという受信系の第2の問題点について説明する。   In general, in order to improve the linearity of a circuit, it is necessary to increase the operating current of the circuit. For this reason, a radio that always assumes the worst radio wave environment consumes more power than necessary. This is because the radio is not always in the worst radio wave environment, and most of the time when the radio is operating is outside the worst radio wave environment. Next, a second problem of the reception system in which a direct current offset (hereinafter referred to as DC offset) occurs during reception and the reception characteristics are deteriorated will be described.

一般に、上述した周波数変換器、低周波フィルタ、低周波増幅器等のアクティブ回路においては、その出力に所望信号と重畳してDC成分が発生する。また、このDC成分はセルフミキシングによっても発生する。   In general, in an active circuit such as the above-described frequency converter, low-frequency filter, low-frequency amplifier, etc., a DC component is generated by superimposing a desired signal on its output. This DC component is also generated by self-mixing.

ここで、セルフミキシングの現象を図36で説明する。   Here, the phenomenon of self-mixing will be described with reference to FIG.

図36(a)に示すように、ローカル発振器107の出力が漏洩して周波数変換器104で反射し、反射成分401が周波数変換器105でローカル発振器107と再度乗算される。反射成分401とローカル発振器107から発振される信号は同一周波数であるため、周波数変換器105の出力にDC成分が発生する。図37は、DC出力305が重畳した周波数変換器105の出力(所望信号)301を示している。なお、符号304で示されている線は熱雑音のレベルを示す。   As shown in FIG. 36 (a), the output of the local oscillator 107 leaks and is reflected by the frequency converter 104, and the reflection component 401 is multiplied again with the local oscillator 107 by the frequency converter 105. Since the reflection component 401 and the signal oscillated from the local oscillator 107 have the same frequency, a DC component is generated at the output of the frequency converter 105. FIG. 37 shows the output (desired signal) 301 of the frequency converter 105 on which the DC output 305 is superimposed. A line denoted by reference numeral 304 indicates a thermal noise level.

このDCオフセット出力は、受信誤り率の著しい劣化を生じるため、従来の無線機の受信部では、このDC出力を削除する目的で、通常ACカップリング(交流結合)用のコンデンサ(図35では符号119〜124)をベースバンド段に挿入している。   Since this DC offset output causes a significant deterioration in the reception error rate, a conventional AC receiver capacitor (reference numeral in FIG. 35) normally removes the DC output for the purpose of deleting this DC output. 119-124) are inserted into the baseband stage.

図38(a)で、ACカップル周波数特性が302となる様にコンデンサを挿入することにより、DC出力305を除去することができる。しかし、所望信号301の内の所望信号成分の一部303が削除されてしまう。すなわち図38(b)に示すノッチ306を生じる。このノッチは、当然熱雑音304にも生じる(307)。そのため、DC付近に所望信号成分の少ない変調指数の高いFSK信号などに対しては、返ってC/N特性が改善される場合もあった。   In FIG. 38A, the DC output 305 can be removed by inserting a capacitor so that the AC coupled frequency characteristic becomes 302. However, a part 303 of the desired signal component in the desired signal 301 is deleted. That is, the notch 306 shown in FIG. This notch naturally occurs in the thermal noise 304 (307). Therefore, the C / N characteristics may be improved in some cases for an FSK signal having a high modulation index with a small desired signal component in the vicinity of DC.

このACカップルを有効に用いてDCオフセット除去を行う方式は、既に提案されており、この方式は、特に従来ページャ等で使用されていた変調指数の高い2値FSKにおいて有効に活用できる。これは、DC付近の信号成分が少ないので、ACカップルによる信号成分の減衰が少なくて済むためである。   A method of removing DC offset by effectively using this AC couple has been proposed, and this method can be effectively used particularly in binary FSK having a high modulation index, which has been used in a conventional pager or the like. This is because the signal component near the DC is small, so that the attenuation of the signal component due to the AC couple is small.

しかし、近年の高速データ伝送に用いられる変調指数の低いFSKや4値FSKにおいては、DC付近の信号成分が多く、実用上は問題がある。   However, in FSK and quaternary FSK having a low modulation index used for high-speed data transmission in recent years, there are many signal components near DC, which is problematic in practical use.

受信部で発生するDCオフセットは、上述したように上記ヘテロダイン方式において問題視されていたが、昨今、移動通信分野等で使用されているダイレクト変換方式の場合には特に問題になる。このダイレクト変換方式におけるDCオフセットの問題は、へテロダイン方式とは異なる要素を持つため、以下に詳細に説明する。   As described above, the DC offset generated in the receiving unit has been regarded as a problem in the heterodyne system. However, in the case of the direct conversion system currently used in the mobile communication field or the like, it becomes a particular problem. The problem of the DC offset in this direct conversion method has elements different from those of the heterodyne method, and will be described in detail below.

従来のダイレクト変換方式の無線機(以下ダイレクトコンバージョン無線機と称す)は、外部からの無線入力信号(RF信号)とこれと同じ周波数のローカル信号とをミクサに与えることによって、無線周波数の信号を、直接、ベースバンド信号に変換する信号変換形態の無線機である。このダイレクトコンバージョン無線機の構成を図39に示す。   A conventional direct conversion type radio (hereinafter referred to as a direct conversion radio) provides an external radio input signal (RF signal) and a local signal of the same frequency to a mixer, thereby providing a radio frequency signal. This is a radio device in a signal conversion form for directly converting to a baseband signal. The configuration of this direct conversion radio is shown in FIG.

ダイレクトコンバージョン無線機において、ヘテロダイン方式と異なる部分は、図39に示すように、RF信号の中心周波数と同一の周波数を発振するローカル発振器130と、ミキサとしての周波数変換器2131、2132と、ローカル発振器からのローカル信号をπ/2だけ移相(位相をシフト)する移相器2133とを有していることであり、これによりRF信号を直接ベースバンド信号に変換することができる。   As shown in FIG. 39, the direct conversion radio device differs from the heterodyne system in that a local oscillator 130 that oscillates at the same frequency as the center frequency of the RF signal, frequency converters 2131 and 2132 as mixers, and a local oscillator And a phase shifter 2133 that shifts the phase of the local signal by π / 2 (shifts the phase), whereby the RF signal can be directly converted into a baseband signal.

次に、このダイレクトコンバージョン無線機の動作を説明する。   Next, the operation of this direct conversion radio will be described.

図39に示すように、受信時に、アンテナ101で受信された高周波信号は、送受切り替えスイッチ170を介して高周波増幅器102に導かれる。ここで増幅された信号は、周波数変換器2131、2132にローカル発振器130および移相器2133よりのローカル信号と共に加えられる。周波数変換器2131、2132は基本的に3ポートのデバイスであって、RF、LO、そしてベースバンド信号の三つの端子を有している(端子名は図示せず)。高周波信号はRFに加えられ、また、ローカル信号はLOに加えられる。この結果、周波数変換された信号がベースバンド出力端子に発生することになる。   As shown in FIG. 39, at the time of reception, the high frequency signal received by the antenna 101 is guided to the high frequency amplifier 102 via the transmission / reception changeover switch 170. The amplified signal is added to the frequency converters 2131 and 2132 together with the local signals from the local oscillator 130 and the phase shifter 2133. The frequency converters 2131 and 2132 are basically three-port devices and have three terminals of RF, LO, and baseband signals (terminal names are not shown). A high frequency signal is applied to RF and a local signal is applied to LO. As a result, a frequency-converted signal is generated at the baseband output terminal.

ところで、数学的に理想的なミキサは、それぞれの端子間のアイソレーションが無限大であり、ある特定の端子に加えられた信号は、それ以外の端子には現れない。   By the way, a mathematically ideal mixer has infinite isolation between the respective terminals, and a signal applied to a specific terminal does not appear at other terminals.

しかしながら、現実のミキサ、つまり周波数変換器2131、2132は、無限大のアイソレーションを取れるわけではないため、図36(b)のように、ローカル発振器130で発生したローカル信号は、破線402aの経路を辿ってアンテナ101に発生する。したがって、ダイレクトコンバージョン無線機は、受信時にアンテナ101からローカル信号を放射する。   However, since the actual mixer, that is, the frequency converters 2131 and 2132 cannot obtain infinite isolation, the local signal generated by the local oscillator 130 is a path indicated by a broken line 402a as shown in FIG. To the antenna 101. Therefore, the direct conversion radio device radiates a local signal from the antenna 101 at the time of reception.

このアンテナ101から放射されたローカル信号は、外部の反射体によって反射し、これがまたアンテナ101に受信され、図中、破線402bの経路を辿って、再び周波数変換器2131、2132に入力されることになる。各周波数変換器2131、2132に再び入力された信号とローカル信号とは全く等しい周波数の信号であるため、周波数変換器2131、2132のミキシング機能である乗算処理によって、各周波数変換器2131、2132のベースバンド出力端子には直流成分の出力が生じることになる。すなわち、所望の高周波信号が周波数変換されると同時に、自分自身のローカル信号の同士の乗算によって直流成分、すなわちDCオフセットが生じる。   The local signal radiated from the antenna 101 is reflected by an external reflector, which is also received by the antenna 101, and is input to the frequency converters 2131 and 2132 again by following the path of the broken line 402b in the figure. become. Since the signal re-input to each frequency converter 2131, 2132 and the local signal are signals of exactly the same frequency, the multiplication process which is the mixing function of the frequency converters 2131, 2132 performs the multiplication process of each frequency converter 2131, 2132. A DC component output is generated at the baseband output terminal. That is, a desired high-frequency signal is subjected to frequency conversion, and at the same time, a direct current component, that is, a DC offset is generated by multiplication of the own local signals.

また、増幅器102での反射およびフィルタ103での反射が起こった場合は、へテロダイン方式の場合と同様に、図36(b)の破線403、404の経路で直流オフセットが発生する。   In addition, when reflection at the amplifier 102 and reflection at the filter 103 occur, a DC offset occurs along the paths indicated by the broken lines 403 and 404 in FIG. 36B, as in the case of the heterodyne method.

図36(b)の破線402aの経路で発生したDCオフセットは、外部からのローカル信号の反射量、つまりアンテナ101の周りの反射物体によって変化してしまうので、破線403、破線404の経路で発生したDCオフセットまたは能動素子固有のDCオフセットよりも問題は大きい。   The DC offset generated in the path indicated by the broken line 402a in FIG. 36B varies depending on the amount of reflection of the local signal from the outside, that is, the reflecting object around the antenna 101. Therefore, the DC offset occurs in the paths indicated by the broken lines 403 and 404. The problem is larger than the DC offset or the DC offset inherent in the active device.

ダイレクトコンバージョン無線機の中でも、特に小型化の対象の携帯電話機などは、人が手で持って使用したり、かばんやポケット等に入れて持ち歩かれるためアンテナ101の外部の反射体の状況が時々刻々と変化する。したがって、ローカル信号の反射量も時変であり、DCオフセットも時々刻々と変化し、これが抑えきれずに受信感度の低下を招く。   Among direct conversion radios, especially mobile phones that are subject to miniaturization are carried by people and carried in bags or pockets, so the status of reflectors outside the antenna 101 is constantly changing. And change. Therefore, the amount of reflection of the local signal is also time-varying, and the DC offset also changes from time to time, which cannot be suppressed and causes a decrease in reception sensitivity.

このDCオフセットを補償するために、後段の回路上にキャパシタを設けているが、キャパシタの容量が固定であるため、時変であるDCオフセットの過渡応答によって受信誤り率が劣化してしまう。   In order to compensate for this DC offset, a capacitor is provided on the subsequent circuit. However, since the capacitance of the capacitor is fixed, the reception error rate deteriorates due to the transient response of the DC offset that is time-varying.

このように従来の受信系では、低消費電流化と受信特性の改善という二つの問題に全く対応できていないのが現状であり、特にダイレクト変換方式の場合はヘテロダイン方式に比べて問題が大きい。   As described above, the conventional receiving system is not able to cope with the two problems of low current consumption and improved reception characteristics at present, and the direct conversion method is more problematic than the heterodyne method.

次に、従来の無線機のシンセサイザについて説明する。   Next, a conventional radio synthesizer will be described.

従来の無線機には、周波数シンセサイザが使用されるが、これは、外部から制御信号を与えることによって、安定かつ正確な周波数信号を容易に得ることができる信号発生器である。   A conventional synthesizer uses a frequency synthesizer, which is a signal generator that can easily obtain a stable and accurate frequency signal by applying a control signal from the outside.

従来の周波数シンセサイザの構成を図40に示す。   The configuration of a conventional frequency synthesizer is shown in FIG.

同図において、1101は温度補償型水晶発振器(以下TCXO)などの高安定な基準発振器、1103は基準分周器、1105は位相比較器、1107はループフィルタ、1109は電圧制御発振器(以下VCO)、1111は比較分周器である。   In the figure, 1101 is a highly stable reference oscillator such as a temperature compensated crystal oscillator (hereinafter referred to as TCXO), 1103 is a reference frequency divider, 1105 is a phase comparator, 1107 is a loop filter, and 1109 is a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO). Reference numeral 1111 denotes a comparison frequency divider.

次に、この周波数シンセサイザの動作について説明する。   Next, the operation of this frequency synthesizer will be described.

この周波数シンセサイザの場合、高安定な基準発振器1101の出力を基準分周器1103で分周し、この分周された信号を基準信号としている。この基準信号と、VCO1109の出力を比較分周器1111により分周した信号との位相は位相比較器1105によって位相比較され、二つの入力信号の位相差に応じた電圧が出力される。ループフィルタ1107は、前記位相比較器1105の出力電圧を平滑化してVCO1109の制御電圧を発生する。このように位相同期ループ(以下PLL)を構成することでVCO1109から安定した周波数の出力信号が得られる。   In the case of this frequency synthesizer, the output of the highly stable reference oscillator 1101 is divided by the reference frequency divider 1103, and the divided signal is used as a reference signal. The phase of the reference signal and the signal obtained by dividing the output of the VCO 1109 by the comparison frequency divider 1111 are phase-compared by the phase comparator 1105, and a voltage corresponding to the phase difference between the two input signals is output. The loop filter 1107 smoothes the output voltage of the phase comparator 1105 and generates a control voltage for the VCO 1109. By configuring a phase locked loop (hereinafter referred to as PLL) in this way, an output signal with a stable frequency can be obtained from the VCO 1109.

さて、ここで、比較分周器1111の分周数をN1からN2にして周波数切替を行うと、位相比較器1105からは、二つの信号の位相差に応じた電圧が出力され、ループフィルタ1107を介して周波数同期及び位相同期がおこなわれる。この時の同期に至る時間は、ループフィルタ1107によって定められるループの自然角周波数ωnとダンピング係数ζによって決まる。一般に発振周波数が安定で雑音が少ない自然角周波数とダンピング係数を選択すると周波数切替時間が長くなる。   Now, when the frequency switching is performed by changing the frequency dividing number of the comparison frequency divider 1111 from N1 to N2, a voltage corresponding to the phase difference between the two signals is output from the phase comparator 1105, and the loop filter 1107 is output. Frequency synchronization and phase synchronization are performed via the. The time until synchronization at this time is determined by the natural angular frequency ωn of the loop determined by the loop filter 1107 and the damping coefficient ζ. Generally, when a natural angular frequency and a damping coefficient with a stable oscillation frequency and little noise are selected, the frequency switching time becomes long.

ところで、この種の周波数シンセサイザには、低位相雑音特性が要求されることから、周波数切替に時間がかかる。このため従来の周波数シンセサイザをTDMA方式の無線機に適用した場合、通話中に空きスロットの合間を利用して空きチャネルサーチを行うことができないという重大な欠点を有していた。   By the way, since this type of frequency synthesizer requires low phase noise characteristics, it takes time to switch frequencies. For this reason, when the conventional frequency synthesizer is applied to a TDMA type radio device, there is a serious drawback in that an empty channel search cannot be performed using a gap between empty slots during a call.

次に、従来の無線機の送信系について説明する。   Next, a conventional radio transmission system will be described.

図35において、周波数変換器154、可変減衰器152、電力増幅器151、送信電力制御回路171、送受切り替えスイッチ170等はそれぞれIC化が容易であり、IC化技術によりこれらの部品は小型化が行われてきた。   In FIG. 35, the frequency converter 154, the variable attenuator 152, the power amplifier 151, the transmission power control circuit 171, the transmission / reception changeover switch 170 and the like can be easily made into an IC, and these parts can be miniaturized by the IC technology. I have been.

しかしながら、バンドパスフィルタ150、153、方向性結合器172および電力検出器173はIC化が困難であるため部品を単独でマザーボード上に実装する必要があった。このため、実装面積が増大した。例えば、方向性結合器は5mm×5mm程度のチップ部品である。また、電力検出器DETは、図41に示すようなダイオードスイッチによるものが用いられるが、ダイオードD1やキャパシタC1、C2、抵抗RESの実装面積を考えると、やはり5mm×5mm以上になってしまう。このため、小型化が必須である携帯型の無線機の体積が大きくなってしまうという問題があった。さらに、方向性結合器172による出力電力の損失を補償するように電力増幅器151の出力電力を大きくする必要があり、送信系の消費電力が大きくなってしまう欠点もあった。   However, the band-pass filters 150 and 153, the directional coupler 172, and the power detector 173 are difficult to be integrated into an IC, and thus it is necessary to mount components on the motherboard alone. For this reason, the mounting area increased. For example, the directional coupler is a chip component of about 5 mm × 5 mm. The power detector DET is a diode switch as shown in FIG. 41. However, when the mounting area of the diode D1, the capacitors C1 and C2, and the resistor RES is considered, the power detector DET is also 5 mm × 5 mm or more. For this reason, there existed a problem that the volume of the portable radio | wireless machine in which size reduction is essential will become large. Further, it is necessary to increase the output power of the power amplifier 151 so as to compensate for the loss of output power due to the directional coupler 172, and there is a disadvantage that the power consumption of the transmission system increases.

次に、従来の無線機のアンテナについて説明する。   Next, a conventional radio antenna will be described.

無線機を構成する部品の中では、携帯性を向上するという点から無線回路の小型化、中でもバッテリーとアンテナの小型化は急速に進んでいるものの、回路部自体の小型化のスピードは遠く及ばない。したがって、無線機全体として考えると、アンテナは、小型化および薄型化をよりいっそう進めていかなければならないものの一つである。   Among the components that make up radios, miniaturization of radio circuits has been progressing from the viewpoint of improving portability, and in particular, the miniaturization of batteries and antennas has progressed rapidly. Absent. Therefore, when considering the whole radio, the antenna is one of the things that must be further reduced in size and thickness.

一方、携帯型の無線機では、アンテナに対する人体の影響が問題になっている。人体は、無線周波数の電波に対して、吸収または散乱を生じさせる。さらに人体は、近接するアンテナの動作インピーダンスを変動させる。これは、人体というものは、高周波的にみると、高誘電率を有する電波吸収体としてはたらいているからである。結果として人体によってアンテナの放射特性の劣化が生じてしまうことになる。   On the other hand, in a portable radio device, the influence of the human body on the antenna is a problem. The human body absorbs or scatters radio frequency radio waves. Furthermore, the human body changes the operating impedance of the adjacent antenna. This is because the human body works as a radio wave absorber having a high dielectric constant in terms of high frequency. As a result, the radiation characteristics of the antenna are deteriorated by the human body.

また近年の無線機の小型化、薄型化によってアンテナに耳がさらに近接する傾向にある。この近接は、人体によるアンテナ特性の劣化をさらに深刻なものにしている。   In addition, the ears tend to be closer to the antenna due to the recent miniaturization and thinning of radios. This proximity makes the deterioration of antenna characteristics due to the human body more serious.

ここで、従来のPHS端末のアンテナ特性を測定した結果を図42、43に示す。なお、ここに示した実験データは、周波数2GHz程度の携帯無線機(PHS端末)のモデルを作って実験した結果である。   Here, the measurement results of the antenna characteristics of the conventional PHS terminal are shown in FIGS. The experimental data shown here is the result of experimenting with a model of a portable radio (PHS terminal) having a frequency of about 2 GHz.

図42、43は、共に通話時の状態において水平面内の垂直偏波のパターンを示しているが、図43は図42に比べて小型したアンテナと筐体を用いた場合の図である。図43と図42の垂直偏波のパターンを比較すると、小型したアンテナと筐体を用いた場合(図43)、通常の大きさのアンテナと筐体とを用いた場合(図42)よりも利得がほぼ8dB程度劣化してしまうことが判る。   FIGS. 42 and 43 both show vertical polarization patterns in a horizontal plane in a state during a call. FIG. 43 is a diagram in the case of using an antenna and a housing that are smaller than those in FIG. Comparing the patterns of vertically polarized waves in FIG. 43 and FIG. 42, when using a small antenna and housing (FIG. 43), compared to using a normal size antenna and housing (FIG. 42). It can be seen that the gain deteriorates by about 8 dB.

先に述べた通り、この劣化の原因の一つは、アンテナのインピーダンスが人体により変動することにある。ここで劣化する様子を詳しく説明する。なお説明にあたっては、アンテナを送信用として用いた場合を想定している。   As described above, one of the causes of this deterioration is that the impedance of the antenna varies depending on the human body. Here, the state of deterioration will be described in detail. In the description, it is assumed that an antenna is used for transmission.

アンテナから電波を放射させるためには、まずアンテナに電力が入力されなくてはならない。アンテナへの電力入力の最適条件は、給電線のインピーダンスとアンテナのインピーダンスが同じ値となっていることである。アンテナのインピーダンスが最適値から変動すると給電線を伝わってきた電力は、アンテナの入力端で反射してしまい送信アンプへ戻ってしまう。従ってアンプから出力された電力がアンテナへ入力されないことになる。また、この反射は場合によってはアンプを発振させるなど悪い影響を与えることになる。   In order to emit radio waves from an antenna, power must first be input to the antenna. The optimum condition for power input to the antenna is that the impedance of the feeder line and the impedance of the antenna have the same value. When the impedance of the antenna fluctuates from the optimum value, the power transmitted through the feed line is reflected at the input end of the antenna and returns to the transmission amplifier. Therefore, the power output from the amplifier is not input to the antenna. In addition, this reflection may adversely affect the oscillation of the amplifier in some cases.

以下、上記した問題を解決する手法として容易に類推可能なものと、その解決策に含まれる問題点を説明する。   Hereinafter, what can be easily inferred as a method for solving the above-described problem and problems included in the solution will be described.

アンテナの入力端における反射を抑圧する方法としてまず思い付くのは、アンテナを広帯域化することである。つまり人体の近接によって入力インピーダンスが変動しても、狭帯域なアンテナに比べて広帯域アンテナの方が変動が小さいことを利用する方法である。しかしながらアンテナの広帯域化はアンテナの体積を大きくさせることを要求する。従ってアンテナを広帯域化する方法は、最初に述べたアンテナの小型化、ひいては無線機全体の小型化と相反する結果を引き起こすことになる。   The first thing that comes to mind as a method of suppressing reflection at the input end of an antenna is to make the antenna broadband. That is, even if the input impedance fluctuates due to the proximity of the human body, this method utilizes the fact that the fluctuation of the wideband antenna is smaller than that of the narrowband antenna. However, widening the antenna bandwidth requires increasing the volume of the antenna. Therefore, the method for widening the antenna causes a result which is contrary to the miniaturization of the antenna described in the beginning, and consequently the miniaturization of the entire radio.

別の方法としては、人体に近接させたときに最適となるようにアンテナのインピーダンスを調整しておくことが考えられる。しかしながら、この手法は一概に良い方法とは言えない。なぜなら携帯無線機が使用されるのは、人体近接時ばかりとは限らないからである。人は携帯無線機を手で持ち歩いたりかばんの中に入れて持ち歩いたりするため、携帯無線機の使用状態が様々に変化する。この使用状態によって、アンテナのインピーダンスの変動量は変わる。これは使用状態によって近接する物質や距離が異なるからである。このように変動量がさまざまに変化する場合、すべての状態において最適な状態にアンテナのインピーダンスを調整することは非常に困難である。   As another method, it is conceivable to adjust the impedance of the antenna so as to be optimal when it is brought close to a human body. However, this method is generally not a good method. This is because the portable wireless device is not always used when the human body is in proximity. Since a person carries a portable wireless device by hand or puts it in a bag, the usage state of the portable wireless device changes variously. The fluctuation amount of the impedance of the antenna changes depending on the use state. This is because the adjacent materials and distances differ depending on the use state. When the amount of variation varies in this way, it is very difficult to adjust the impedance of the antenna to an optimum state in all states.

さらに、アンテナに最も近接する人体部位として耳が上げられるが、耳の大きさは個人差が大きい。この耳の大きさの個人差によってもアンテナの性能が影響を受ける。耳の影響は、アンテナのインピーダンスを大きく変動させる。なぜなら耳の誘電率は80前後と非常に高く、これがアンテナに近接するとアンテナの電気的な長さが大きく変化してしまうからである。耳がアンテナに付いているか付いていないか、付いていなくても近いか離れているかによりアンテナのインピーダンスは大きく変化する。この耳のアンテナの相対位置は、耳の大きさによって左右される。このように、人体近接時にインピーダンスを最適化しようとしても、ある人に対して最適設計したアンテナが、別の人にとっては最適ではないというように、人により性能のばらつきが発生してしまう。   Furthermore, the ear is raised as the human body part closest to the antenna, but the size of the ear varies greatly between individuals. Antenna performance is also affected by individual differences in the size of the ear. The influence of the ear greatly fluctuates the impedance of the antenna. This is because the dielectric constant of the ear is as high as around 80, and when this is close to the antenna, the electrical length of the antenna changes greatly. The impedance of the antenna varies greatly depending on whether the ear is attached or not attached to the antenna, or whether the ear is attached or not. The relative position of the ear antenna depends on the size of the ear. In this way, even when trying to optimize the impedance when the human body is close to the human body, performance variation occurs depending on the person, such that an antenna optimally designed for one person is not optimal for another person.

上記二つ以外の手法としては、アンテナの整合回路を使用状態に併せて最適制御することがいくつか考えられている。   As methods other than the above two methods, there are some methods for optimally controlling the antenna matching circuit in accordance with the use state.

その1つとして、通話ボタンの入り切りによりアンテナの整合回路を変更する方法である。これは、通話ボタンを入れている。つまり、通話しているのだからアンテナは耳に近接しているはずであるという推測によって成立する。   One method is to change the antenna matching circuit by turning on / off the call button. This is putting a call button. In other words, it is established by the assumption that the antenna should be close to the ear because it is talking.

しかしながら、この場合、簡単な構成で実現できるという利点があるが、先に述べた耳の大きさの個人差に対して対応することができない。   However, in this case, there is an advantage that it can be realized with a simple configuration, but it cannot cope with the individual differences in the size of the ear described above.

2つ目としては、アンテナから反射してくる反射波のレベルを調べ、反射量によってアンテナの整合回路を変更する手法である。   The second method is to examine the level of the reflected wave reflected from the antenna and change the matching circuit of the antenna according to the amount of reflection.

しかしながら、この場合、反射量を調べるためにアンテナと無線回路の間にプローブを挿入することが必要となり、このプローブによって、反射損が生じたり、導体損失が発生し、送受信される高周波信号の損失を引き起こす。   However, in this case, it is necessary to insert a probe between the antenna and the radio circuit in order to check the amount of reflection. This probe causes a reflection loss or a conductor loss, resulting in a loss of high-frequency signals transmitted and received. cause.

このように上述した従来の無線機では、受信系においては、無線機の消費電流は、常時、利用最大値の電流を流す必要があり、必要以上に消費されてしまう。またACカップルによるDCオフセット除去では、所望信号成分も減衰してしまう。さらにACカップルによっても除去できないアンテナ外部の反射体等に起因する時変DCオフセットがあり、受信感度の劣化を抑えることができない等の問題があった。   As described above, in the conventional radio device described above, in the reception system, the current consumption of the radio device must always flow the maximum current of use, and is consumed more than necessary. In addition, the DC offset removal by the AC couple also attenuates the desired signal component. Furthermore, there is a problem that there is a time-varying DC offset caused by a reflector outside the antenna that cannot be removed even by an AC couple, and deterioration of reception sensitivity cannot be suppressed.

また、シンセサイザにおいては、通話中に空きチャネルスロットの合間を利用して空きチャネルサーチをすることができないという問題点があった。   In addition, the synthesizer has a problem in that it is not possible to perform an empty channel search using an interval between empty channel slots during a call.

さらに、送信系においては、アンテナ以外の回路部品、例えば方向性結合器または電力検出器等の実装面積が大きく、さらなる小型化が難しい。   Further, in the transmission system, circuit components other than the antenna, such as a directional coupler or a power detector, are large in mounting area, and further downsizing is difficult.

また、アンテナにおいては、無線機を携帯する際に、アンテナと人体の近接によってアンテナ特性が劣化し、これを改善するためにはアンテナを大きくしたり、使用者を選ぶ必要があるといった問題点があった。   In addition, when carrying a wireless device, antenna characteristics deteriorate due to the proximity of the antenna and the human body, and in order to improve this, there is a problem that the antenna must be enlarged or the user must be selected. there were.

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その第1の目的は消費電力を低減することにある。また第2の目的は、時変DCオフセットを除去し、受信感度を向上することにある。さらに、第3の目的は、アンテナを大きくすることなく、使用者を選ぶことなく、アンテナ本来の性能を維持することにある。   The present invention has been made to solve such problems, and a first object thereof is to reduce power consumption. A second object is to remove time-varying DC offset and improve reception sensitivity. Furthermore, the third object is to maintain the original performance of the antenna without increasing the size of the antenna and without selecting a user.

上記した目的を達成するために、請求項1記載の発明の無線機は、アンテナで受信されたRF信号をIF信号へ変換する周波数変換器と、IF信号から所定の周波数以上の信号を除去するフィルタと、所定の周波数以上の信号が除去されたIF信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、周波数変換器およびフィルタの間またはフィルタおよびアナログ/デジタル変換器の間のうち少なくとも一方に介挿されIF信号に含まれるDC成分を除去するキャパシタと、キャパシタが有する周波数特性の逆特性の一部分の係数データをデジタル信号に対して乗算する補償手段とを具備している。また、請求項2記載の発明の無線機は、キャパシタが有する周波数特性の逆特性の一部分の係数データが、DC成分を含まない周波数成分の係数データであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radio device according to claim 1 is a frequency converter for converting an RF signal received by an antenna into an IF signal, and removes a signal having a predetermined frequency or more from the IF signal. A filter, an analog / digital converter that converts an IF signal from which a signal of a predetermined frequency or more has been removed to a digital signal, and / or between the frequency converter and the filter or between the filter and the analog / digital converter The capacitor includes a capacitor that removes a DC component included in the IF signal, and a compensation unit that multiplies the digital signal by coefficient data of a part of the inverse frequency characteristic of the capacitor . The radio of the invention according to claim 2 is characterized in that the coefficient data of a part of the inverse characteristic of the frequency characteristic of the capacitor is coefficient data of a frequency component not including a DC component.

請求項記載の発明の無線機は、請求項1または2記載の発明の無線機において、キャパシタが有する周波数特性のデータが記憶された記憶手段と、記憶手段に記憶されたデータに基づいて逆特性の一部分の係数データを生成する生成手段とさらに具備し、補償手段は、生成手段が生成した逆特性の一部分の係数データをデジタル信号に対して乗算することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a wireless device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the storage device stores the frequency characteristic data of the capacitor, and the reverse based on the data stored in the storage device. And generating means for generating coefficient data of a part of the characteristic, wherein the compensating means multiplies the digital signal by the coefficient data of the part of the inverse characteristic generated by the generating means.

請求項記載の発明の無線機は、請求項3記載の発明の無線機において、キャパシタが有する周波数特性を測定してデータを得る測定手段と、測定手段により測定された周波数特性のデータに基づいて、キャパシタが有する周波数特性の逆特性を演算し、該演算により得られた逆特性の一部分の係数データを記憶手段に記憶させる演算手段とをさらに具備している。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a radio apparatus according to the third aspect , wherein the radio apparatus according to the third aspect is configured to measure frequency characteristics of the capacitor to obtain data, and based on frequency characteristic data measured by the measurement means. And calculating means for calculating the inverse characteristic of the frequency characteristic of the capacitor and storing the coefficient data of a part of the inverse characteristic obtained by the calculation in the storage means.

以上説明したように本発明によれば、無線機の受信系においては、システム帯域内の電力と所望波の電力を検出し、その結果を基に消費電流制御を行うので、無線機を低消費電力化することができる。またACカップリング用のキャパシタを受信部に設けているような場合、キャパシタの特性を含んで周波数特性の劣化を補正するので、受信誤り率を劣化させるDCオフセットを除去できる。さらに反射体から戻る反射電力を方向性結合器で検出し、検出した反射電力と送信電力とに基づいてDCオフセットを発生する各部を制御するので、時変のDCオフセットを除去することができる。   As described above, according to the present invention, in the radio reception system, the power in the system band and the power of the desired wave are detected, and the current consumption control is performed based on the result. It can be powered. In the case where a capacitor for AC coupling is provided in the receiving unit, since the deterioration of the frequency characteristic is corrected including the characteristic of the capacitor, the DC offset that deteriorates the reception error rate can be removed. Further, the reflected power returning from the reflector is detected by the directional coupler, and each unit that generates the DC offset is controlled based on the detected reflected power and transmission power, so that the time-varying DC offset can be removed.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明に係る一つの実施形態の直接復調方式の無線機の受信系の構成を示す図である。なおここでは本発明の一実施形態として直接復調方式の無線機を例に挙げて説明するが、この他、ヘテロダイン方式等にも応用できる。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a reception system of a direct demodulation radio according to an embodiment of the present invention. Here, a direct demodulation wireless device will be described as an example of an embodiment of the present invention, but the present invention can also be applied to a heterodyne method or the like.

同図において、LNAは低雑音増幅器、BPFはバンドパスフィルタ、MIXは周波数変換器、BUFF1、2はそれぞれ緩衝増幅器、LPF1またはBPF1とLPF2は低域フィルタ(またはBPF2はバンドパスフィルタ)、RSSI1とRSSI2は電力検出器、10は減算器(または割算器)、11は判定装置(decision)、12は遅延器(deley)、13は電流制御手段(current-contol)である。LPF1またはBPF1は、信号帯域のみを通過させる特性を有するフィルタであり、RSSI1は信号帯域内の電力を検出するものである。LPF2またはBPF2は、システム全体の帯域を通過させる特性を有するフィルタであり、RSSI2はシステム帯域内の電力を検出するものである。LPF2およびBPF2の通過帯域は、システム帯域の全ての周波数を網羅する必要があるため、最低でもシステム帯域を通過するフィルタが必要となる。遅延装置12は、例えば電流制御を判定した時間から1フレーム分または1スロット分、入力信号を遅延させて出力する。受信系の回路ブロックの電流を減らすためには、無線機が現在、最悪な電波環境に存在しないことを検出する必要がある。これを行なうためにRSSI1とRSSI2とを設けている。RSSI1では所望波帯域内の電力を検出し、RSSI2ではシステム帯域内電力を検出する。判定装置11は、RSSI1で検出した電力とRSSI2で検出した電力の差分または比をとることによって無線機が存在する電波環境が最悪な状態か否かを判断する。実際上、電波環境が最悪でない場合に電流を例えば半分程度に減少しても回路が問題なく動作するという保証は全くないので、RSSI1とRSSI2との差または比をとった結果、得られた数値をいくつかの段階に割付け、その割付けた段階毎に電流を設定し低雑音増幅器LNAおよび周波数変換器MIXに流すようにする。上記RSSI1とRSSI2の差または比から設定される電流は、前もって回路ブロックの歪み特性を検査し、得られた結果を判定装置11内のメモリ上(図示せず)に作成したテーブルに書き込んでおくものとする。そして、そのテーブルの設定電流値を参照して低雑音増幅器LNAおよび周波数変換器MIXへ電流を流すものとする。なお割付ける電流の段階の数が少ない場合は、必ずしもテーブルを参照する必要はない。   In the figure, LNA is a low noise amplifier, BPF is a band pass filter, MIX is a frequency converter, BUFF 1 and 2 are buffer amplifiers, LPF 1 or BPF 1 and LPF 2 are low pass filters (or BPF 2 is a band pass filter), RSSI 1 and The RSSI 2 is a power detector, 10 is a subtractor (or a divider), 11 is a decision device (decision), 12 is a delay device (deley), and 13 is a current control means (current-contol). LPF1 or BPF1 is a filter having a characteristic of allowing only a signal band to pass, and RSSI1 detects power in the signal band. LPF2 or BPF2 is a filter having a characteristic of allowing the entire system band to pass, and RSSI2 detects power in the system band. Since the passbands of the LPF 2 and the BPF 2 need to cover all the frequencies in the system band, a filter that passes through the system band at least is required. For example, the delay device 12 delays the input signal by one frame or one slot from the time when the current control is determined, and outputs the delayed input signal. In order to reduce the current in the circuit block of the receiving system, it is necessary to detect that the radio is not currently present in the worst radio wave environment. In order to do this, RSSI1 and RSSI2 are provided. RSSI1 detects the power in the desired wave band, and RSSI2 detects the power in the system band. The determination device 11 determines whether or not the radio wave environment in which the radio is present is in the worst state by taking the difference or ratio between the power detected by the RSSI 1 and the power detected by the RSSI 2. Actually, there is no guarantee that the circuit will operate without any problem even if the current is reduced to, for example, about half when the radio wave environment is not worst, so the numerical value obtained as a result of taking the difference or ratio between RSSI1 and RSSI2 Are assigned to several stages, and a current is set for each of the assigned stages to flow through the low-noise amplifier LNA and the frequency converter MIX. The current set based on the difference or ratio between RSSI1 and RSSI2 is checked in advance for the distortion characteristics of the circuit block, and the obtained result is written in a table created on a memory (not shown) in the determination device 11. Shall. Then, it is assumed that a current flows to the low noise amplifier LNA and the frequency converter MIX with reference to the set current value in the table. When the number of current stages to be allocated is small, it is not always necessary to refer to the table.

続いて、図2のフローチャートを参照して、この受信系の動作を説明する。   Next, the operation of this reception system will be described with reference to the flowchart of FIG.

なおこの受信系の動作を説明するにあたり、受信スロットは1フレームに一回のみの場合とし、その受信スロットのみを用いて制御を行なうものとする。また、説明を簡単にするため、割付ける電流の段階は、通常電流(最悪な電波環境用)と低電流モードの2段階のみとする。   In describing the operation of this reception system, it is assumed that the reception slot is only once per frame, and control is performed using only that reception slot. For the sake of simplicity of explanation, only two levels of currents are assigned: normal current (for the worst radio wave environment) and low current mode.

この受信系の場合、図2に示すように、受信スロットの始まりから(slot start)、受信スロットの終了まで(slot end)、つまりslot endになってから(S201)、RSSI1により所望帯域内の電力を検出すると共に、RSSI2によりシステム帯域内の電力を検出し、互いの電力検出結果を減算(RSSI2−RSSI1)または除算(RSSI2/RSSI1)し、その減算結果(または除算結果)がある設定値A以上であるか否かを判定する(S202)。   In the case of this reception system, as shown in FIG. 2, from the start of the reception slot (slot start) to the end of the reception slot (slot end), that is, after the slot end (S201), the RSSI 1 In addition to detecting the power, the power in the system band is detected by RSSI2, and each power detection result is subtracted (RSSI2-RSSI1) or divided (RSSI2 / RSSI1), and the subtraction result (or division result) has a set value It is determined whether or not it is greater than or equal to A (S202).

ここで、例えば減算結果がある設定値A以上である場合(S202のYES)、判定装置が電波環境が悪いと判定し、通常電流を流す(normal mode)と判定する(S203)。その判定結果を次の受信スロットに適用する(S204)。   Here, for example, when the subtraction result is equal to or greater than a certain set value A (YES in S202), the determination device determines that the radio wave environment is bad and determines that normal current is passed (normal mode) (S203). The determination result is applied to the next reception slot (S204).

また、次の受信スロットで検出された減算値(RSSI2−RSSI1)または除算値(RSSI2/RSSI1)が設定値Αよりも小さい場合(S202のNO)、判定装置11は低電流モード(low current mode)と判定し(S205)、低雑音増幅器LNAおよび周波数変換器MIXの電流を減少させる(S206)。   When the subtraction value (RSSI2-RSSI1) or the division value (RSSI2 / RSSI1) detected in the next reception slot is smaller than the set value Α (NO in S202), the determination device 11 is in the low current mode (low current mode). (S205), the currents of the low noise amplifier LNA and the frequency converter MIX are reduced (S206).

電流を減少させる上では、例えば低雑音増幅器LNAおよび周波数変換器MIXのバイアス電流を設定するバイアス回路(図示せず)内の抵抗値または規定電圧を変えるようにする。以下同様に電流を調節する。なおこの実施形態では、1フレーム前に検出する場合について説明したが、この他、1スロット前に検出するようにもできる。この場合、1フレーム前の検出した所望波の出力レベルと現在のシステム帯域内の出力の差分または比をとることで判定を行うようにする。また発明を実施するにあたり、初期値の電流設定は通常電流モードとすることが望ましいが、前に述べた空きチャネル検出によって、全てのチャネルが空いていた場合、明らかにシステム内の不要波がない推定できるので、初期値を低電流モードとしても良い。   In order to reduce the current, for example, a resistance value or a specified voltage in a bias circuit (not shown) for setting a bias current of the low noise amplifier LNA and the frequency converter MIX is changed. Similarly, the current is adjusted. In this embodiment, the case where the detection is performed one frame before has been described. However, the detection may be performed one slot before. In this case, the determination is made by taking the difference or ratio between the output level of the desired wave detected one frame before and the output within the current system band. In carrying out the invention, it is desirable to set the initial current setting to the normal current mode. However, if all the channels are free by the above-described free channel detection, there is clearly no unnecessary wave in the system. Since it can be estimated, the initial value may be set to the low current mode.

次に、LPF2およびBPF2は帯域がシステム全体の帯域であるため、所望波の帯域に比べてその帯域比分、白色雑音(熱雑音)が多くなってしまう。この白色雑音(熱雑音)が多くなった場合、判定装置11が誤ってシステム内に規定値以上の電波が存在すると判断してしまう恐れがある。これを回避するためにRSSI2から得られた電力検出値から、帯域の広がった分の白色雑音の電力成分を引き、RSSI2の電力検出値を補正する必要がある。この補正の手法としては、RSSI2で検出された電力値から白色雑音の電力成分を単に引いても良く、またRSSI2で検出された電力値を、白色雑音の電力分を書き込んだテーブルを用いて補正しても良い。   Next, since the band of the LPF 2 and the BPF 2 is the band of the entire system, white noise (thermal noise) is increased by the band ratio compared to the band of the desired wave. When this white noise (thermal noise) increases, the determination device 11 may erroneously determine that there is a radio wave that exceeds a specified value in the system. In order to avoid this, it is necessary to correct the detected power value of RSSI2 by subtracting the power component of white noise corresponding to the expanded band from the detected power value obtained from RSSI2. As a correction method, the power component of white noise may be simply subtracted from the power value detected by RSSI2, and the power value detected by RSSI2 is corrected using a table in which the power of white noise is written. You may do it.

図3は本発明の無線機の受信系に関する他の実施形態を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing another embodiment relating to the reception system of the wireless device of the present invention.

図3に示すように、この受信系は、図35の従来の受信系の構成に、Iチャネルの乗算器115、Qチャネルの乗算器116および記憶手段としてのメモリ118などを付加したものである。   As shown in FIG. 3, this receiving system is obtained by adding an I-channel multiplier 115, a Q-channel multiplier 116, a memory 118 as storage means, and the like to the configuration of the conventional receiving system in FIG. .

メモリ118には、周波数変換器105からA/D変換器113に至るまでのベースバンド部のACカップルの総合周波数特性の逆特性のデータと、周波数変換器106からA/D変換器114に至るまでのベースバンド部のACカップルの総合周波数特性の逆特性のデータとが格納されている。そして、各逆特性のデータが各乗算器115、116にて所望信号と乗算される。A/D変換器113、114)の出力である所望信号には、図38(b)に示したように、ノッチ306が生じているが乗算器115、116でメモリ118の内容を乗算することにより原信号が再生される。   In the memory 118, data of the reverse characteristic of the overall frequency characteristics of the AC couple of the baseband part from the frequency converter 105 to the A / D converter 113, and the frequency converter 106 to the A / D converter 114 are stored. The data of the reverse characteristics of the overall frequency characteristics of the AC couple of the baseband part up to are stored. Each inverse characteristic data is multiplied by a desired signal in each multiplier 115 and 116. The desired signal that is the output of the A / D converters 113 and 114) has a notch 306 as shown in FIG. 38B, but the multipliers 115 and 116 multiply the contents of the memory 118. Thus, the original signal is reproduced.

次に、図4〜図6を参照してメモリ118に記憶されている周波数特性について説明する。   Next, frequency characteristics stored in the memory 118 will be described with reference to FIGS.

図4(a)において、符号801は周波数変換器105出力からA/D変換器113出力までのベースバンド部のACカップルの周波数特性である。このACカップルの周波数特性801は、直流(DC)で0となる。この周波数特性801の逆特性は、図4(b)に示す特性802となり、直流周波数で無限大となる。この周波数特性(逆特性)802は、このままではメモリ118にデータとして格納することはできない。   In FIG. 4A, reference numeral 801 denotes the frequency characteristics of the AC couple in the baseband part from the output of the frequency converter 105 to the output of the A / D converter 113. The frequency characteristic 801 of this AC couple is zero at direct current (DC). The inverse characteristic of the frequency characteristic 801 is a characteristic 802 shown in FIG. 4B, which is infinite at the DC frequency. This frequency characteristic (reverse characteristic) 802 cannot be stored as data in the memory 118 as it is.

そこで、この逆特性802のうち、要求される補償精度に応じて、直流成分の所定レベル以上を取り除いて逆特性として用いる。   Therefore, the reverse characteristic 802 is used as the reverse characteristic by removing a predetermined level or more of the DC component according to the required compensation accuracy.

図4(b)の例では、ACカップルの逆特性802のDC成分の一部分803を取り除き、残りの部分を逆特性804としている。したがって、この逆特性804をA/D変換器113、114の出力信号に乗算した後の所望波には、逆特性804の直流成分を打ち切った分の補償誤差が生じる。つまり、逆特性804のDC成分の打ち切り分の補償誤差によって、図5に示すように、所望波301と熱雑音304にそれぞれノッチ701、702が生じる。   In the example of FIG. 4B, a part 803 of the DC component of the AC couple inverse characteristic 802 is removed, and the remaining part is the inverse characteristic 804. Therefore, the desired wave after multiplying the output signals of the A / D converters 113 and 114 by the inverse characteristic 804 has a compensation error corresponding to the DC component of the inverse characteristic 804 being cut off. That is, as shown in FIG. 5, notches 701 and 702 are generated in the desired wave 301 and the thermal noise 304, respectively, due to the compensation error of the DC component censoring of the inverse characteristic 804.

しかし、不要DC出力は、完全に除去されており、信号成分のノッチ701も補償前の図38(b)に示したノッチ306と比べれば改善されることは明らかである。なお、基本的にIチャネルとQチャネルとのDCオフセット出力は異なるため、この自己補償本操作はIQ両チャネルについて行う必要がある。このDC出力の自己補償機能の利点は、図3でローカル発振器107から供給される基準搬送波周波数が所望値からオフセットした場合でも全く効果を損なわない点である。   However, the unnecessary DC output is completely removed, and it is clear that the notch 701 of the signal component is improved as compared with the notch 306 shown in FIG. 38B before compensation. Since the DC offset output is basically different between the I channel and the Q channel, this self-compensation operation must be performed for both IQ channels. The advantage of this DC output self-compensation function is that even if the reference carrier frequency supplied from the local oscillator 107 is offset from a desired value in FIG.

例えばローカル発振器107の周波数が所望値からオフセットした場合、周波数変換器105、106からのベースバンド所望信号出力は、中心周波数が直流からオフセットする。この様子を図6に示す。   For example, when the frequency of the local oscillator 107 is offset from a desired value, the center frequency of the baseband desired signal output from the frequency converters 105 and 106 is offset from direct current. This is shown in FIG.

図6に示すように、所望信号601は、中心周波数が直流成分から符号602で示す幅だけオフセットしている。これはローカル発振器107の所望周波数からの周波数オフセットに相当する。しかし、この図6から分かるように、ベースバンドに周波数変換された信号の中心周波数が直流からオフセットした場合でも、原理的にDC出力305の周波数は、直流からオフセットすることはない。従って、コンデンサ119〜124のACカップル周波数特性302によって、DC出力305は、完全に除去される。その後に、メモリ118に格納されている逆特性804を乗算すれば良い。したがって、ローカル発振器107に周波数オフセットがない場合と同様に、所望信号301にノッチを生じることなくDC出力305を除去することができる。なお、この逆特性804のデータは、予め測定したデータをメモリ118に格納しておけば良い。   As shown in FIG. 6, in the desired signal 601, the center frequency is offset from the DC component by the width indicated by reference numeral 602. This corresponds to a frequency offset from the desired frequency of the local oscillator 107. However, as can be seen from FIG. 6, even when the center frequency of the signal frequency-converted to baseband is offset from direct current, the frequency of the DC output 305 is not offset from direct current in principle. Therefore, the DC output 305 is completely removed by the AC couple frequency characteristics 302 of the capacitors 119 to 124. Thereafter, the inverse characteristic 804 stored in the memory 118 may be multiplied. Therefore, the DC output 305 can be removed without causing a notch in the desired signal 301 as in the case where the local oscillator 107 has no frequency offset. As the data of the inverse characteristic 804, data measured in advance may be stored in the memory 118.

次に、図7を用いて本発明に関する無線機の受信系の別の実施形態について説明する。この実施形態の受信系は、図3に示した受信系にさらにスイープ発振器901および切替スイッチ902、演算器907を付加したものである。スイープ発振器901は、切替スイッチ902を介してIチャネルおよびQチャネルのそれぞれの回路系に接続されている。スイープ発振器901は、周波数変換器105、106出力からA/D変換器113、114出力までのACカップルの周波数特性801がフラットとなる周波数範囲までをスイープする。このスイープ操作によって、IチャネルとQチャネルのACカップルの周波数特性801を求めることができ、各A/D変換器113、114の後段に回路を分岐させて設けた演算器907に送られる。演算器907では、測定されたACカップルの周波数特性801から、図4の逆特性804を計算してメモリ118に格納する。スイープ発振器901を用いて周波数特性を測定する操作は、受信動作が行われていない時間区間に行うことができる。   Next, another embodiment of the radio reception system according to the present invention will be described with reference to FIG. The reception system of this embodiment is obtained by adding a sweep oscillator 901, a changeover switch 902, and a calculator 907 to the reception system shown in FIG. The sweep oscillator 901 is connected to each circuit system of the I channel and the Q channel via the changeover switch 902. The sweep oscillator 901 sweeps up to a frequency range where the frequency characteristics 801 of the AC couple from the output of the frequency converters 105 and 106 to the output of the A / D converters 113 and 114 are flat. By this sweep operation, the frequency characteristics 801 of the AC couple of the I channel and the Q channel can be obtained and sent to the arithmetic unit 907 provided by branching the circuit downstream of the A / D converters 113 and 114. The computing unit 907 calculates the inverse characteristic 804 of FIG. 4 from the measured AC couple frequency characteristic 801 and stores it in the memory 118. The operation of measuring the frequency characteristics using the sweep oscillator 901 can be performed in a time interval in which the reception operation is not performed.

このようにこの実施形態によれば、温度特性等によってACカップルの周波数特性801が変化した場合でも、より柔軟に逆特性804を求めてDCオフセット補償を行うことができる。   As described above, according to this embodiment, even when the frequency characteristic 801 of the AC couple changes due to the temperature characteristic or the like, the inverse characteristic 804 can be obtained more flexibly and the DC offset compensation can be performed.

なおこの受信系は、へテロダイン方式のもので説明したが、直接変調方式においても用いることができる。但し、反射体による時変のDCオフセットの過渡応答には対応できない。しかし、無線システムによってはこの対策で十分な特性が得られることもある。   Although this receiving system has been described as a heterodyne system, it can also be used in a direct modulation system. However, it cannot cope with the transient response of the time-varying DC offset caused by the reflector. However, depending on the radio system, this measure may provide sufficient characteristics.

次に、直接変換方式で問題とされる反射体に起因する時変DCオフセットを除去する方法について説明する。   Next, a method for removing a time-varying DC offset caused by a reflector that is a problem in the direct conversion method will be described.

図8は本発明の無線機の一つの実施形態である直接変換方式の無線機(以下ダイレクトコンバージョン無線機と称す)の構成を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a direct conversion radio (hereinafter referred to as a direct conversion radio) which is an embodiment of the radio of the present invention.

同図において、101はアンテナ、170は送受信切り替えスイッチ、102は高周波増幅器、105、106は周波数変換器である。周波数変換器105、106は直流オフセット制御端子132−1を備えている。130はローカル発信器、131はπ/2移相器、109はベースバンドフィルタ、111、112は低周波増幅器である。低周波増幅器111、112は直流オフセット制御端子132−2を備えている。135、136はベースバンド信号処理回路であり内部に直流オフセット制御端子132−3を備えている。各ベースバンド信号処理回路135、136にはそれぞれ内部にアナログ/デジタル変換器113、114および加算・減算回路133、134が設けられている。   In the figure, 101 is an antenna, 170 is a transmission / reception selector switch, 102 is a high frequency amplifier, and 105 and 106 are frequency converters. The frequency converters 105 and 106 include a DC offset control terminal 132-1. Reference numeral 130 is a local oscillator, 131 is a π / 2 phase shifter, 109 is a baseband filter, and 111 and 112 are low-frequency amplifiers. The low frequency amplifiers 111 and 112 are provided with a DC offset control terminal 132-2. Reference numerals 135 and 136 denote baseband signal processing circuits each having a DC offset control terminal 132-3. Each baseband signal processing circuit 135, 136 is provided with analog / digital converters 113, 114 and addition / subtraction circuits 133, 134, respectively.

137はこのダイレクトコンバージョン無線機の送信系である。この送信系137は、バンドパスフィルタ150、方向性結合器172、電力増幅器151、可変減衰器152、電力検出器173、電力制御回路171、加算器156、周波数変換器157、158、低域フィルタ159、160、デジタル/アナログ変換器、送信信号発生器138等から構成されている。139は直流オフセット制御回路であり、上記方向性結合器172と各制御端子132−2、132−2、132−3に接続されている。   Reference numeral 137 denotes a transmission system of this direct conversion radio. The transmission system 137 includes a bandpass filter 150, a directional coupler 172, a power amplifier 151, a variable attenuator 152, a power detector 173, a power control circuit 171, an adder 156, frequency converters 157 and 158, a low-pass filter. 159, 160, a digital / analog converter, a transmission signal generator 138, and the like. A DC offset control circuit 139 is connected to the directional coupler 172 and the control terminals 132-2, 132-2, and 132-3.

続いて、このダイレクトコンバージョン無線機の動作について説明する。まず、送信の基本的な動作について説明する。   Next, the operation of this direct conversion radio will be described. First, the basic operation of transmission will be described.

このダイレクトコンバージョン無線機において、送信時には、送受切り替えスイッチ102が送信系137側に切り替えられる。そして、送信信号発生器138からの送信波は、電力増幅器151で増幅され、方向性結合器172、送受切り替えスイッチ170を介して、アンテナ101から送信される。   In this direct conversion radio, at the time of transmission, the transmission / reception changeover switch 102 is switched to the transmission system 137 side. A transmission wave from the transmission signal generator 138 is amplified by the power amplifier 151 and transmitted from the antenna 101 via the directional coupler 172 and the transmission / reception changeover switch 170.

ここでは、送信と受信とで同じ周波数を使用するΤDD方式を例に挙げて説明する。送信時には方向性結合器172によってアンテナ101からの反射電力が計測される。また、この方向性結合器172によりアンテナ101への進行電力も測定される。これらの測定結果は、直流オフセット制御回路139へ出力される。そして、直流オフセット制御回路139において入力された反射電力と進行電力とから送信時のアンテナ101の反射係数が求められる。TDD方式では送信と受信とで同じ周波数を使用するので、送信時の反射電力が大きい場合には、受信時のアンテナ101よりのローカル信号の反射が大きいことが分かる。逆に反射電力が少ない場合には、受信時のローカル信号の反射の大きさも小さいことになる。このため、送信動作を行うことにより、アンテナ101からの送信時の反射電力が分かり、これにより、受信系へのローカル信号の反射量の大きさを求めることができる。   Here, an explanation will be given by taking as an example a ΤDD system that uses the same frequency for transmission and reception. During transmission, reflected power from the antenna 101 is measured by the directional coupler 172. Further, the traveling power to the antenna 101 is also measured by the directional coupler 172. These measurement results are output to the DC offset control circuit 139. Then, the reflection coefficient of the antenna 101 at the time of transmission is obtained from the reflected power and the traveling power input in the DC offset control circuit 139. Since the same frequency is used for transmission and reception in the TDD scheme, it can be seen that when the reflected power during transmission is large, the reflection of the local signal from the antenna 101 during reception is large. Conversely, when the reflected power is low, the magnitude of reflection of the local signal at the time of reception is also small. For this reason, by performing the transmission operation, the reflected power at the time of transmission from the antenna 101 can be known, and thereby the amount of reflection of the local signal to the reception system can be obtained.

直流オフセット制御回路139は、反射波が大きい場合には、直流オフセットを低下させる方向の極性で、かつ反射電力に比例した大きさの制御信号を周波数変換器105、106の直流オフセット制御端子132−1に出力する。これにより受信系におけるDCオフセットを低減することができる。   When the reflected wave is large, the DC offset control circuit 139 sends a control signal having a polarity in a direction to reduce the DC offset and proportional to the reflected power to the DC offset control terminal 132-of the frequency converters 105 and 106. Output to 1. Thereby, the DC offset in the receiving system can be reduced.

このようにこの実施形態のダイレクトコンバージョン無線機によれば、TDD方式で送受信を行う上で、送信時に方向性結合器172でアンテナ101への進行電力とアンテナ101からの反射電力とを測定し、それらを基にアンテナ101の反射係数を求め、それを受信系に反映させるので、送信直後の受信時から、外部の反射体による直流オフセットが軽減された状態で受信動作を開始でき、このような処埋を行わない場合と比較すると、受信開始時点の受信感度を改善することができる。また直流オフセットが軽減された状態から受信できるので、ACカップリング用のキャパシタを回路上に多数設ける必要もなくなる。   Thus, according to the direct conversion radio of this embodiment, when performing transmission / reception by the TDD method, the directional coupler 172 measures the traveling power to the antenna 101 and the reflected power from the antenna 101 during transmission, Since the reflection coefficient of the antenna 101 is obtained based on these and reflected in the reception system, the reception operation can be started in a state in which the DC offset due to the external reflector is reduced from the reception immediately after transmission. The reception sensitivity at the reception start time can be improved as compared with the case where no processing is performed. In addition, since reception can be performed from a state in which the DC offset is reduced, there is no need to provide a large number of AC coupling capacitors on the circuit.

以上の説明では、周波数変換器105、106に対する制御を説明したが、低周波増幅器111、112、アナログ/デジタル変換器113、114に設けた直流オフセット制御端子132−2、132−3のうち、いずれか一方へ制御信号を出力することにより、周波数変換器105、106に対して制御した場合と同様の効果を得ることができる。これはミキサ、つまり周波数変換器105、106の後段で必要に応じて直流オフセットの補償を行っても良いからである。   In the above description, the control for the frequency converters 105 and 106 has been described. Of the DC offset control terminals 132-2 and 132-3 provided in the low frequency amplifiers 111 and 112 and the analog / digital converters 113 and 114, By outputting the control signal to either one, it is possible to obtain the same effect as when the frequency converters 105 and 106 are controlled. This is because the DC offset may be compensated as necessary after the mixer, that is, after the frequency converters 105 and 106.

次に、図9を参照して上記図8の実施形態の無線機の変形例について説明する。 図9は上記図8の実施形態の変形例を示す図である。   Next, with reference to FIG. 9, the modification of the radio | wireless machine of embodiment of the said FIG. 8 is demonstrated. FIG. 9 is a view showing a modification of the embodiment of FIG.

この変形例は、直流オフセット制御回路139と方向性結合器172とに間にメモリ141を設けたものである。このメモリ141は、アンテナ101からの反射電力もしくは反射係数に応じて、予め定められた制御電圧を発生するものである。したがって、アンテナ101の反射電力に応じて、この直流オフセットを低減する制御電圧を予め記憶させておけば、直流オフセット制御回路139には制御電圧が入力されるだけになり、直流オフセット制御回路139は、反射係数の演算を行うことがなくなり、図8の実施形態よりも短時間で直流オフセットの低減を行うことができる。   In this modification, a memory 141 is provided between the DC offset control circuit 139 and the directional coupler 172. This memory 141 generates a predetermined control voltage according to the reflected power or reflection coefficient from the antenna 101. Therefore, if a control voltage for reducing the DC offset is stored in advance according to the reflected power of the antenna 101, only the control voltage is input to the DC offset control circuit 139. The DC offset control circuit 139 Therefore, the calculation of the reflection coefficient is not performed, and the DC offset can be reduced in a shorter time than the embodiment of FIG.

次に、図10を参照して上記図8の実施形態の無線機の他の変形例について説明する。図10は上記図8の実施形態の変形例を示す図である。   Next, another modification of the wireless device of the embodiment of FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a view showing a modification of the embodiment shown in FIG.

この変形例は、直流オフセット制御回路139を設けずに、ベースバンド信号処理回路135にて一括してDCオフセット低減処理を行う場合の例である。なお、この図10では、ベースバンド信号処理回路135のみを例示しているが、ベースバンド信号処理回路136の部分も同様である。   This modification is an example in which the DC offset reduction processing is collectively performed by the baseband signal processing circuit 135 without providing the DC offset control circuit 139. In FIG. 10, only the baseband signal processing circuit 135 is illustrated, but the baseband signal processing circuit 136 is the same.

この場合、方向性結合器172により計測された電力増幅器151の進行電力やアンテナ101の反射電力に応じた値と、アナログ/デジタル変換器113、114から出力された値とを加算・減算回路133、134で減算または加算することにより直流オフセットの低減を行うものである。これはアナログ/デジタル変換器113、114の出力値から減算あるいは加算を行うことは、直流的な値のオフセットを行うこと、つまりアナログ的に直流オフセットを行うことと等価であるからである。   In this case, the addition / subtraction circuit 133 adds the value according to the traveling power of the power amplifier 151 and the reflected power of the antenna 101 measured by the directional coupler 172 and the values output from the analog / digital converters 113 and 114. , 134 is used to reduce the DC offset. This is because subtracting or adding from the output values of the analog / digital converters 113 and 114 is equivalent to performing a DC value offset, that is, performing an analog DC offset.

このようにこの変形例によれば、特別な直流オフセット制御回路139を周波数変換器や低周波増幅器というアナログ回路に接続することなく、上記同等の効果を得ることができる。なお、ここでは通信方式としてTDD方式を例に挙げて説明したが、同一の周波数帯を送受信で使用する場合にも送信時の反射量の計測によって同様の効果を得ることができる。   Thus, according to this modification, the same effect as described above can be obtained without connecting the special DC offset control circuit 139 to an analog circuit such as a frequency converter or a low-frequency amplifier. Note that although the TDD system has been described as an example of the communication system here, the same effect can be obtained by measuring the amount of reflection during transmission even when the same frequency band is used for transmission and reception.

次に、無線機のシンセサイザについて説明する。   Next, a radio synthesizer will be described.

図11はこの無線機のシンセサイザの第1の実施形態を示す構成図である。   FIG. 11 is a block diagram showing a first embodiment of the synthesizer of this radio.

同図において、1101は基準発振器、1103は基準分周器、1105は位相比較器、1151は通常モード用ループフィルタ、1152は高速モード用ループフィルタ、1153はスイッチ、1109はVCO、1111は比較分周器である。なお基本的なループ動作については従来のシンセサイザと同じなのでその説明は省略する。   In the figure, 1101 is a reference oscillator, 1103 is a reference frequency divider, 1105 is a phase comparator, 1151 is a loop filter for normal mode, 1152 is a loop filter for high speed mode, 1153 is a switch, 1109 is a VCO, and 1111 is a comparison component. It is a peripheral. Since the basic loop operation is the same as that of a conventional synthesizer, its description is omitted.

図11に示すように、このシンセサイザは、通常モード用ループフィルタ1、高速モード用ループフィルタ2およびスイッチ1153を備えている。スイッチ1153を通常モード用ループフィルタ1に切替えると、ループは通常モードとなり、VCO1109の出力は、低位相雑音特性のものとなるが、周波数の切替え時間は長い。   As shown in FIG. 11, the synthesizer includes a normal mode loop filter 1, a high speed mode loop filter 2, and a switch 1153. When the switch 1153 is switched to the normal mode loop filter 1, the loop is in the normal mode, and the output of the VCO 1109 has low phase noise characteristics, but the frequency switching time is long.

一方、スイッチ1153を高速モード用ループフィルタ2に切替えると、ループは高速モード(空きチャネルサーチモード)となり、VCO1109の出力の位相雑音特性は劣化するが、周波数切替え時間は高速になる。   On the other hand, when the switch 1153 is switched to the loop filter 2 for the high speed mode, the loop enters the high speed mode (empty channel search mode) and the phase noise characteristic of the output of the VCO 1109 deteriorates, but the frequency switching time becomes fast.

次に、本発明の一実施例の無線機に用いるシンセサイザの動作について説明する。図12はTDMA方式のスロット構成を示す概念図である。   Next, the operation of the synthesizer used in the wireless device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a conceptual diagram showing a slot configuration of the TDMA system.

図12において、1160はフレーム、1161はスロットである。ここでは受信スロットR1と送信スロットΤ1を用いて通話を行うものとする。また、通話を行っている周波数をF1とする。   In FIG. 12, 1160 is a frame and 1161 is a slot. Here, it is assumed that a call is performed using the reception slot R1 and the transmission slot Τ1. The frequency at which a call is made is assumed to be F1.

このシンセサイザの場合、以下のように空きチャネルのサーチを行う。   In the case of this synthesizer, an empty channel search is performed as follows.

まず、受信スロットR1の期間は、位相雑音特性の良好な通常モードで動作する。この受信スロットR1の期間が終了すると同時にスイッチ1153によりループは高速モードに切替えられる。   First, during the period of the reception slot R1, it operates in a normal mode with good phase noise characteristics. Simultaneously with the end of the period of the reception slot R1, the loop is switched to the high speed mode by the switch 1153.

そして、シンセサイザを通話チャネルとは異なる周波数F2に設定することによって空きチャネルサーチを行う。このとき、ループは高速モードになっているので所望の周波数へは高速で切替わり、速やかに空きチャネルサーチが行われる。この周波数F2にて空きチャネルサーチを終えると、別の周波数F3へ切替えて再度空きチャネルサーチを行う。このような動作を繰り返し複数の周波数で空きチャネルのサーチを行った後、送信スロットΤ1が到達する前に元の通話チャネルの周波数F1に戻る。同時にモードを高速モードから通常モードに切替え、送信スロットΤ1の期間は、再び位相雑音特性の良好な通常モードで動作する。以上の動作を繰り返すことによって、通話中に空きチャネルサーチを行うことができる。なお、空きチャネルサーチの際には、ループが高速モードであるため、シンセサイザのS/N、つまり位相雑音特性が良くはなく、受信感度が低下するが、空きチャネルがあるかどうか程度を判定するために必要なシンセサイザの位相雑音特性は通話時に比べて緩和されるため、空きチャネルサーチを高速モードで行っても差支えがない。また、以上の説明ではループの特性の切替えに、ループフィルタの周波数特性を切替えることで実現していたが、この他、例えば位相比較器の感度を切替えることによってループ特性を切替えても良い。さらに、空きチャネルサーチを例えば1スロット内で全て行なっても良い。   Then, the idle channel search is performed by setting the synthesizer to a frequency F2 different from that of the call channel. At this time, since the loop is in the high-speed mode, the desired frequency is switched at a high speed, and a free channel search is quickly performed. When the empty channel search is completed at this frequency F2, the idle channel search is performed again after switching to another frequency F3. After such an operation is repeated and an empty channel search is performed at a plurality of frequencies, the frequency returns to the frequency F1 of the original speech channel before the transmission slot Τ1 arrives. At the same time, the mode is switched from the high-speed mode to the normal mode, and during the period of the transmission slot Τ1, the operation is again performed in the normal mode with good phase noise characteristics. By repeating the above operation, a free channel search can be performed during a call. When searching for an empty channel, since the loop is in the high-speed mode, the S / N of the synthesizer, that is, the phase noise characteristic is not good and the reception sensitivity is lowered, but the degree of whether there is an empty channel is determined. Therefore, the phase noise characteristics of the synthesizer necessary for this purpose are alleviated as compared with those during a call, so there is no problem even if an empty channel search is performed in the high speed mode. In the above description, the loop characteristic is switched by switching the frequency characteristic of the loop filter. However, the loop characteristic may be switched by switching the sensitivity of the phase comparator, for example. Further, all the empty channel searches may be performed within one slot, for example.

また、高速な空きチャネルサーチによって全てのチャネルが空いている状態であれば、システムの帯域近傍での干渉波がないと判定できるので、電波環境の検知する動作としてこの空きチャネルサーチを用いても良い。つまり、空きチャネルサーチの結果、例えば全てのチャネルが空いていれば、受信系の消費電流を小さくする制御が行える。   Also, if all channels are free due to a high-speed free channel search, it can be determined that there is no interference wave near the system band, so this free channel search can be used as an operation to detect the radio wave environment. good. That is, as a result of the empty channel search, for example, if all the channels are free, it is possible to control to reduce the current consumption of the receiving system.

この場合、図1に示した判定装置11に空きチャネルサーチの結果を入力し、判定装置11において電流モードを判定し、LNAやMIXの電流を制御するようにする。   In this case, the result of the empty channel search is input to the determination device 11 shown in FIG. 1, and the current mode is determined in the determination device 11 to control the current of the LNA and MIX.

次に、図13〜図23を参照して送信系について説明する。   Next, the transmission system will be described with reference to FIGS.

図13は電力増幅器または送受切り替えスイッチをIC化した場合の基本概念図、図14は図13の実施形態を拡張した他のIC化の例を示す図である。   FIG. 13 is a basic conceptual diagram in the case where the power amplifier or the transmission / reception changeover switch is integrated into an IC, and FIG.

図13において、1200はICを示す。このIC1200が例えば電力増幅器IC(以下PΑ−ICと称す)である場合、このIC1200の入力端子INには周波数変換器105、106からのRF信号が入力される。出力端子OUTにはPA−IC1200で増幅したRF信号が出力される。このIC1200内には、出力する電力を感知する感知手段(sensing means)1201が設けられており、感知手段(sensing means)1201からは感知した電力に比例した信号が出力端子OUTとは異なる端子から信号処理手段である電力検出器DET等に出力される。   In FIG. 13, reference numeral 1200 denotes an IC. When the IC 1200 is, for example, a power amplifier IC (hereinafter referred to as PΑ-IC), RF signals from the frequency converters 105 and 106 are input to the input terminal IN of the IC 1200. An RF signal amplified by the PA-IC 1200 is output to the output terminal OUT. This IC 1200 is provided with sensing means 1201 for sensing the output power, and a signal proportional to the sensed power from the sensing means 1201 is output from a terminal different from the output terminal OUT. It is output to a power detector DET or the like which is a signal processing means.

また同図において、IC1200が例えば送受切り替えスイッチ(以下T/Rスイッチ)である場合、このIC1200の入力端子INには電力増幅器PΑから出力されたRF信号が入力される。OUT端子には、T/Rスイッチを介したRF信号が出力される。感知手段(sensing means)1201では、PA−ICと同様に、RF出力電力に比例した信号が感知され、その感知出力は、出力端子OUTとは別な端子から出力される。   In the same figure, when the IC 1200 is, for example, a transmission / reception changeover switch (hereinafter referred to as a T / R switch), the RF signal output from the power amplifier P is input to the input terminal IN of the IC 1200. An RF signal is output to the OUT terminal via the T / R switch. In the sensing means 1201, a signal proportional to the RF output power is sensed as in the PA-IC, and the sense output is output from a terminal different from the output terminal OUT.

図14を参照して図13の形態を拡張したもう一つの形態について説明する。この図14において、感知手段(sensing means)1201は、図13と同じものであるが、この場合、感知した信号を同じIC内に形成した信号処理手段である出力電力検出器DETに入力する。この出力電力検出器DET1202では、感知信号の入力によって出力電力を低周波に変換し、出力電力に比例した信号を電力制御回路(CONT)171に出力するものである。なお、ここで、出力電力検出器DET1202を信号処理手段であると述べているのは、出力電力検出器DETが周波数変換等の信号処理も行うことによる。   With reference to FIG. 14, another embodiment in which the embodiment of FIG. 13 is expanded will be described. In FIG. 14, sensing means 1201 is the same as that shown in FIG. 13, but in this case, the sensed signal is input to an output power detector DET which is a signal processing means formed in the same IC. The output power detector DET1202 converts output power into a low frequency by inputting a sensing signal, and outputs a signal proportional to the output power to a power control circuit (CONT) 171. Here, the reason why the output power detector DET1202 is described as the signal processing means is that the output power detector DET also performs signal processing such as frequency conversion.

また、図13および図14の説明において、PA−ICまたはT/RスイッチICはそれぞれ単独のICを仮定しているものではなく、どちらか一方が少なくとも備えられているICであれば良い。   In the description of FIGS. 13 and 14, the PA-IC or the T / R switch IC does not assume a single IC, but may be an IC provided with at least one of them.

図15は図13に示した本提案に関する基本概念図をより具体化した回路を示す図であり、PA−ICを用いた例を示すものである。   FIG. 15 is a diagram showing a circuit that more specifically embodies the basic conceptual diagram related to the present proposal shown in FIG. 13, and shows an example using a PA-IC.

周波数変換器105、106からのRF信号出力は、入力端子INに入力され、電力増幅器PΑ151に入力される。電力増幅器PA151の出力は出力端子OUTを介して次段のバンドパスフィルタBPFに出力される。   The RF signal output from the frequency converters 105 and 106 is input to the input terminal IN and input to the power amplifier PΑ151. The output of the power amplifier PA151 is output to the band pass filter BPF at the next stage via the output terminal OUT.

IC1200内の電源端子VDD1は電力増幅器PA151へ電源を供給する端子、グランド端子GND1は電力増幅器PA151のグランド端子である。外部電源端子VDDと外部グランド端子GNDを端子VDD1および端子GND1というように分離したのは、実際にこのような構成のICを実装するにあたり、回路間に寄生のインダクタ、抵抗、キャパシタ成分が生じることを示すためである。つまり、端子VDDと端子VDD1間には寄生によりインピーダンスZvdd1203が接続された状態と同様になり、端子GNDと端子GND1間には寄生によりインピーダンスZgnd1204が接続された状態と同様になる。   A power supply terminal VDD1 in the IC 1200 is a terminal that supplies power to the power amplifier PA151, and a ground terminal GND1 is a ground terminal of the power amplifier PA151. The reason why the external power supply terminal VDD and the external ground terminal GND are separated as the terminal VDD1 and the terminal GND1 is that when an IC having such a configuration is actually mounted, parasitic inductors, resistors, and capacitor components are generated between the circuits. It is for showing. That is, the impedance Zvdd 1203 is connected between the terminal VDD and the terminal VDD1 due to parasitics, and the impedance Zgnd 1204 is connected between the terminal GND and the terminal GND1 due to parasitics.

図中、端子s1は電力増幅器PA151のRF出力電力に比例した信号を取り出す端子であり、図13で説明した感知手段(sensing means)1201を介して電源端子VDD1に接続される。つまり、この例では、寄生インピーダンスZvdd1203と電力増幅器PΑの瞬時電流の乗算に比例した信号を電源端子VDD1で観測することを行っている。一般に電力増幅器PA151の瞬時電流の変化分は、電力増幅器PA151の出力電力に比例するので、端子VDD1で観測される交流成分は、電力増幅器PA151の出力電力に比例する。   In the figure, a terminal s1 is a terminal for extracting a signal proportional to the RF output power of the power amplifier PA151, and is connected to the power supply terminal VDD1 via the sensing means 1201 described in FIG. That is, in this example, a signal proportional to the multiplication of the parasitic impedance Zvdd1203 and the instantaneous current of the power amplifier P is observed at the power supply terminal VDD1. In general, the change in the instantaneous current of the power amplifier PA151 is proportional to the output power of the power amplifier PA151. Therefore, the AC component observed at the terminal VDD1 is proportional to the output power of the power amplifier PA151.

上記感知手段(sensing means)1201を具体的に説明すると、端子VDD1で観測される交流成分を得ることで電力増幅器PA151の出力電力に比例した信号が取り出せることを考慮すると、最も単純なものでは、例えば図16(a)に示すように、端子VDD1と端子s1間にキャパシタC1等を設ければ良い。
この場合、端子s1の次段には、例えば従来例で示した電力検出回路DETを接続する。キャパシタC1は、方向性を有していないが電力検出を目的とした場合、必ずしも方向性をもった結合器が必要とは限らないので問題なく利用できる。この図16(a)の回路構成では、キャパシタC1を設けるだけの簡単な素子構成で感知手段(sensing means)1201を構成することにより、出力電力に比例した信号が取り出せる。なお、感知手段(sensing means)1201としては、この他、ダイオード、抵抗等の素子を利用しても良い。
The sensing means 1201 will be described in detail. Considering that a signal proportional to the output power of the power amplifier PA151 can be obtained by obtaining an AC component observed at the terminal VDD1, For example, as shown in FIG. 16A, a capacitor C1 or the like may be provided between the terminal VDD1 and the terminal s1.
In this case, for example, the power detection circuit DET shown in the conventional example is connected to the next stage of the terminal s1. The capacitor C1 does not have directionality but can be used without any problem because a coupler having directionality is not necessarily required for the purpose of power detection. In the circuit configuration of FIG. 16A, a sensing means 1201 is configured with a simple element configuration in which only the capacitor C1 is provided, so that a signal proportional to the output power can be extracted. In addition, as the sensing means 1201, other elements such as a diode and a resistor may be used.

ところで、PA−ICの実装の仕方によっては寄生インピーダンスZvdd1203や寄生インピーダンスZgnd1204の値が変わるため、比例係数が実装に依存することになる。このため、電力検出回路DETから出力される電力検出値は実装により変わってしまうこともある。また、端子VDD1から検出される信号は、RF信号出力電力の−50dB程度であり、信号レベルが比較的小さいため、電力検出回路DETから出力される低周波の検出信号を電力制御回路(CONT)171で受け取るには小さすぎる。   By the way, depending on how the PA-IC is mounted, the values of the parasitic impedance Zvdd1203 and the parasitic impedance Zgnd1204 change, so the proportionality coefficient depends on the mounting. For this reason, the power detection value output from the power detection circuit DET may change depending on the implementation. Further, since the signal detected from the terminal VDD1 is about −50 dB of the RF signal output power and the signal level is relatively small, the low frequency detection signal output from the power detection circuit DET is used as the power control circuit (CONT). Too small to receive at 171.

そこで、図16(b)に示すように、キャパシタC1に利得可変な高周波増幅器(AMP)1205を従属接続して端子s1に接続することにより感知手段(sensing means)1201を構成しても良い。   Therefore, as shown in FIG. 16B, a sensing means 1201 may be configured by connecting a variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 to the capacitor C1 and connecting it to the terminal s1.

この場合、キャパシタC1の次段に可変利得高周波増幅器(AMP)1205を接続するのは、電力検出回路DETの出力信号を電力制御回路(CONT)171のダイナミックレンジに合わせるためである。可変利得高周波増幅器(AMP)1205には、利得制御用端子(gain adjustment)1206が設けられており、この利得制御用端子(gain adjustment)端子1206に電力制御回路(CONT)171から制御信号を入力することにより、制御信号に応じた出力信号が得られ、実装による出力電力検出信号の振幅の変動を抑えることができる。これにより、電力制御回路(CONT)171には信号レベルの高い安定した電力検出信号が入力され、電力制御回路(CONT)171において電力検出信号を十分検出できるようになる。   In this case, the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is connected to the next stage of the capacitor C1 in order to match the output signal of the power detection circuit DET with the dynamic range of the power control circuit (CONT) 171. The variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is provided with a gain control terminal (gain adjustment) 1206, and a control signal is input to the gain control terminal (gain adjustment) terminal 1206 from the power control circuit (CONT) 171. By doing so, an output signal corresponding to the control signal is obtained, and fluctuations in the amplitude of the output power detection signal due to mounting can be suppressed. As a result, a stable power detection signal having a high signal level is input to the power control circuit (CONT) 171 so that the power control signal (CONT) 171 can sufficiently detect the power detection signal.

このようにこの図16(b)の回路構成では、キャパシタC1に可変利得高周波増幅器(AMP)1205を従属接続して用いることにより、電力制御回路(CONT)171では電力検出信号を十分検出でき、実用に耐え得るIC化を行うことができる。   In this way, in the circuit configuration of FIG. 16B, the power control circuit (CONT) 171 can sufficiently detect the power detection signal by using the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 as a subordinate connection to the capacitor C1, An IC that can withstand practical use can be achieved.

なおIC内に形成した可変利得高周波増幅器(AMP)1205によって新たな消費電力が生まれ、全体の消費電力が幾分か増加するものの、この消費電力は、電力増幅器(PA)151で消費される電力に比べれば十分小さいので、送信系の消費電力としては問題にならないものである。   In addition, although new power consumption is produced by the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 formed in the IC and the overall power consumption increases somewhat, this power consumption is the power consumed by the power amplifier (PA) 151. Since it is sufficiently small compared to, the power consumption of the transmission system is not a problem.

ここで、図17を参照して上記可変利得高周波増幅器(AMP)1205の具体的な内部構成について説明する。   Here, a specific internal configuration of the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 will be described with reference to FIG.

図17に示すように、VDD2は電圧源である。この電圧源VDD2には、陽極側がトランジスタQ1のベース端子に、陰極側がIC内のグランド端子GND1にそれぞれ接続されている。トランジスタQ1のエミッタ端子は、入力端子inに接続されると共に、可変電流源I1を介してグランド端子GND1に接続されている。可変電流源I1には、上記利得制御用端子(gain adjustment)1206からの利得制御信号が入力される。トランジスタQ1のコレクタは、負荷インピーダンスZ1を介してIC内の電源端子VDD1に接続されている。また、このトランジスタQ1のコレクタは、バッファ用のトランジスタQ2のベース端子に接続されている。トランジスタQ2のコレクタ端子は、電源端子VDD1接続されている。トランジスタQ2のエミッタ端子は、定電流源I2を介してグランド端子GND1に接続されると共に、DCブロック用のキャパシタC3を介して出力端子outに接続されている。この回路構成において、利得Gは以下の式で近似して求めることができる。   As shown in FIG. 17, VDD2 is a voltage source. The voltage source VDD2 has an anode connected to the base terminal of the transistor Q1 and a cathode connected to the ground terminal GND1 in the IC. The emitter terminal of the transistor Q1 is connected to the input terminal in and also connected to the ground terminal GND1 via the variable current source I1. A gain control signal from the gain control terminal (gain adjustment) 1206 is input to the variable current source I1. The collector of the transistor Q1 is connected to the power supply terminal VDD1 in the IC through a load impedance Z1. The collector of the transistor Q1 is connected to the base terminal of the buffer transistor Q2. The collector terminal of the transistor Q2 is connected to the power supply terminal VDD1. The emitter terminal of the transistor Q2 is connected to the ground terminal GND1 via the constant current source I2, and is also connected to the output terminal out via the capacitor C3 for DC block. In this circuit configuration, the gain G can be approximated by the following equation.

G=gm(Q1)×Z1
=i1、dc×Z1/Vt (式1)
この式1において、i1、dcは可変電流源I1に流れる電流であり、Vtは熱電圧である。
G = gm (Q1) × Z1
= I1, dc × Z1 / Vt (Formula 1)
In Equation 1, i1 and dc are currents flowing through the variable current source I1, and Vt is a thermal voltage.

したがって、利得制御用端子(gain adjustment)1206から入力される利得制御信号によって可変電流源I1の電流値i1、dcを変えることで、可変利得高周波増幅器(AMP)1205から出力する信号の利得を調整することができる。   Therefore, the gain of the signal output from the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is adjusted by changing the current values i1 and dc of the variable current source I1 according to the gain control signal input from the gain control terminal (gain adjustment) 1206. can do.

次に、図13の基本概念に基づきT/Rスイッチと感知手段(sensing means)1201とをIC化して製造した例をいくつか説明する。   Next, some examples in which the T / R switch and the sensing means 1201 are manufactured as an IC based on the basic concept of FIG. 13 will be described.

T/RスイッチをIC化する最も一般的な回路の一つに、Single-Pole-Dual-Throw(SPDT)スイッチがある。このSPDTswichICの基本回路を図18に示す。   One of the most common circuits that make a T / R switch an IC is a single-pole-dual-throw (SPDT) switch. The basic circuit of this SPDTswitch IC is shown in FIG.

図18において、Tinは送信系入力端子、Rinは受信系出力端子である。端子ANTは、送信系の出力端子であると共に受信系の入力端子であり、アンテナ101に接続される。GND1はこのICのグランド端子である。端子cont11と端子cont2には相補の制御信号が入力され、制御信号により送受切り替えが行われる。端子cont1がハイ“Η”、端子cont2がロー“L”である場合、スイッチ素子Q11、Q12か導通、スイッチ素子Q10、Q13が開放となり、端子ANTから入力された信号は、受信系出力端子Rinに出力される。   In FIG. 18, Tin is a transmission system input terminal, and Rin is a reception system output terminal. The terminal ANT is an output terminal for the transmission system and an input terminal for the reception system, and is connected to the antenna 101. GND1 is a ground terminal of the IC. Complementary control signals are input to the terminals cont11 and cont2, and transmission / reception switching is performed by the control signals. When the terminal cont1 is high “Η” and the terminal cont2 is low “L”, the switch elements Q11 and Q12 are conductive, the switch elements Q10 and Q13 are open, and the signal input from the terminal ANT is the reception system output terminal Rin. Is output.

一方、端子cont1がロー“L”、端子cont2がハイ“Η”である場合、スイッチ素子Q11、Q12が開放、スイッチ素子Q10、Q13が導通となり、送信系入力端子Tinに入力された信号が端子ANTに出力される。   On the other hand, when the terminal cont1 is low “L” and the terminal cont2 is high “Η”, the switch elements Q11 and Q12 are open, the switch elements Q10 and Q13 are conductive, and the signal input to the transmission system input terminal Tin is the terminal. Output to ANT.

このSPDTswichIC内に、送信出力電力に比例した信号を感知する感知手段としての感知回路を付加したものがT/RswichICであり、図19に示す。   The SP / D switch IC is a T / R switch IC in which a sensing circuit as a sensing means for sensing a signal proportional to the transmission output power is added to the SPDT switch IC.

図19に示すように、このT/RswichIC1200は、上記図18のスイッチ素子Q12のソース端子とIC内グランド端子GND1間に感知回路1201を接続したものである。感知回路1201の具体的な構成は図20および図21に示す。   As shown in FIG. 19, the T / Rswitch IC 1200 is obtained by connecting a sensing circuit 1201 between the source terminal of the switch element Q12 of FIG. 18 and the ground terminal GND1 in the IC. A specific configuration of the sensing circuit 1201 is shown in FIGS.

感知回路1201の一例としては、例えば図20に示すように、スイッチ素子Q12のソース端子とグランド端子GND1間にインピーダンス回路Zを介挿して構成する。このインピーダンス回路Zは、抵抗、キャパシタ、インダクタ、それらの直列回路、並列回路などを含む。なお、outは出力端子である。   As an example of the sensing circuit 1201, for example, as shown in FIG. 20, an impedance circuit Z is interposed between the source terminal of the switch element Q12 and the ground terminal GND1. The impedance circuit Z includes a resistor, a capacitor, an inductor, a series circuit or a parallel circuit thereof. In addition, out is an output terminal.

以下、このIC1200の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the IC 1200 will be described.

送信時には、cont1はロー“L”、cont2はハイ“Η”であり、スイッチ素子Q12は開放状態となる。しかし、送信系入力端子TinにはRF信号が入力されるため、スイッチ素子Q12のソース、ドレイン間のキャパシタ、またはソース、ゲート間キャパシタとゲート、ドレイン間キャパシタの直列接続により、RF信号が端子outに漏れてくる。漏れ電流は、インピーダンスZを流れるので、漏れ電流に比例した電圧が発生する。この漏れ電流は、RF信号の電力に比例するので、この方法でRF電力に比例した信号を端子outから取り出すことができる。   At the time of transmission, cont1 is low “L”, cont2 is high “Η”, and the switch element Q12 is opened. However, since the RF signal is input to the transmission system input terminal Tin, the RF signal is output from the terminal out by the capacitor between the source and drain of the switch element Q12 or the series connection of the source and gate capacitor and the gate and drain capacitor. Leaks into. Since the leakage current flows through the impedance Z, a voltage proportional to the leakage current is generated. Since this leakage current is proportional to the power of the RF signal, a signal proportional to the RF power can be extracted from the terminal out by this method.

また、上記感知回路1201の他の一例としては、図21に示すように、上記インピーダンス回路Zと出力端子out間に可変利得高周波増幅器(AMP)1205を介挿した接続しものである。可変利得高周波増幅器(AMP)1205は、インピーダンス回路Zに発生した信号を増幅するものであり、利得調整は、利得制御端子(gain adjustment)1206から利得制御信号、例えば印加電圧等を入力して行う。   Further, as another example of the sensing circuit 1201, as shown in FIG. 21, a variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is inserted between the impedance circuit Z and the output terminal out. The variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 amplifies a signal generated in the impedance circuit Z, and gain adjustment is performed by inputting a gain control signal, for example, an applied voltage, from a gain control terminal (gain adjustment) 1206. .

次に、図22を参照して電力増幅器(PA)151の部分をIC化した場合、つまりPA−ICについて説明する。図22は電力増幅器(PA)151と感知手段(sensing means)1201と図14で示した出力電力検出器DET1202などの検出手段(detect means)とを1チップのICに形成したPA−ICを示す図である。このPA−IC1200において、検出すべき電力に比例する信号は、端子d1から出力され、電力制御回路(CONT)171に入力される。このように感知手段(sensing means)1201と出力電力検出器DET1202とを含む1チップのPA−IC1200を用いることにより、IC内部で電力を感知し検出する動作を行えるので、送信系を小型化することができる。   Next, a case where the power amplifier (PA) 151 portion is integrated into an IC, that is, a PA-IC will be described with reference to FIG. FIG. 22 shows a PA-IC in which a power amplifier (PA) 151, sensing means 1201 and detection means such as the output power detector DET1202 shown in FIG. 14 are formed on a one-chip IC. FIG. In the PA-IC 1200, a signal proportional to the power to be detected is output from the terminal d1 and input to the power control circuit (CONT) 171. Thus, by using the one-chip PA-IC 1200 including the sensing means 1201 and the output power detector DET 1202, the operation of sensing and detecting power can be performed inside the IC, so that the transmission system can be downsized. be able to.

次に、図23を参照してT/RスイッチをIC化した場合、つまりT/RswichICについて説明する。図23はT/Rスイッチ回路と感知手段(sensing means)1201と出力電力検出器DET1202とを1チップのICに形成したT/RswichICを示す図である。   Next, a case where the T / R switch is integrated with the IC, that is, the T / Rswitch IC will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a diagram showing a T / Rswitch IC in which a T / R switch circuit, a sensing means 1201, and an output power detector DET1202 are formed on a one-chip IC.

この場合も上記同様に端子d1から出力電力に比例した信号が出力される。なお感知手段(sensing means)1201の具体的な構成は、例えば図16、17、20、21で示したものと同様である。また、ここでは図示していないが、このようなICは、電力増幅器PΑやT/Rスイッチなどを単独にIC化することだけに限らず、どちらか一方が含まれるICであれば良い。   In this case as well, a signal proportional to the output power is output from the terminal d1 as described above. The specific configuration of the sensing means 1201 is the same as that shown in FIGS. In addition, although not shown here, such an IC is not limited to the IC including the power amplifier PΑ or the T / R switch alone, and may be an IC including one of them.

このように感知手段(sensing means)1201と出力電力検出器DET1202とを内部に形成した1チップのT/RswichICを用いることにより、IC内部で電力を感知し検出する動作を行えるので、送信系を小型化することができる。   Thus, by using a one-chip T / R switch IC in which the sensing means 1201 and the output power detector DET 1202 are formed, an operation for sensing and detecting power can be performed inside the IC. It can be downsized.

さらに、図15、19、22、23等で示した電力の感知手段および検出手段は、RF信号のラインに直接接続することなく、例えば電源またはグランドに漏洩する電力を検出するので、方向性結合器等にとられる電力損失が無くなり、その分、送信系を低消費電力化することができる。   Furthermore, the power sensing means and the detection means shown in FIGS. 15, 19, 22, 23, etc. detect the power leaking to the power supply or the ground, for example, without being directly connected to the RF signal line. This eliminates the power loss taken by the transmitter and the like, thereby reducing the power consumption of the transmission system.

図24は図16で示した電力感知および検出用の素子をICチップ上に形成した場合の一つの実施形態を示す図であり、図24(a)は平面図、図24(b)は図24(a)のA−A断面図である。   FIG. 24 is a view showing one embodiment in which the power sensing and detection elements shown in FIG. 16 are formed on an IC chip. FIG. 24 (a) is a plan view, and FIG. 24 (b) is a view. It is AA sectional drawing of 24 (a).

図24において、1401は電力増幅器(PA)151に供給する第2層メタルの金属層を用いた電源配線でありIC表層に形成されている。1402は第1層メタルの金属配線でありIC内層に形成されている。電源配線1401とこの金属配線1402とで電力感知素子1402(sensing means)を構成する。1202は出力電力検出器DET(detect means)、1404は絶縁層である。   In FIG. 24, reference numeral 1401 denotes a power supply wiring using a metal layer of the second metal layer supplied to the power amplifier (PA) 151, which is formed on the IC surface layer. Reference numeral 1402 denotes a metal wiring of the first layer metal, which is formed in the inner layer of the IC. The power supply wiring 1401 and the metal wiring 1402 constitute a power sensing element 1402 (sensing means). 1202 is an output power detector DET (detect means), and 1404 is an insulating layer.

このようにIC内に電力感知および検出手段等を設ける場合、通常のICでは、低損失性の面から表層の電源配線の上に絶縁層を介して金属層を形成し、容量成分を形成することが多い。   When power sensing and detection means are provided in the IC as described above, in a normal IC, a metal layer is formed on the power wiring of the surface layer via an insulating layer to form a capacitance component in terms of low loss. There are many cases.

しかし、この実施形態の場合、表層の電源配線1401の下、つまり内層に形成した第1層メタルの金属配線1402を加減して容量結合させる。   However, in the case of this embodiment, the first-layer metal wiring 1402 formed in the inner layer under the power supply wiring 1401 on the surface layer is adjusted and capacitively coupled.

一般に、電源配線1401は、電源のインピーダンスを小さくするため、広い面積で形成する。したがって、第1、2層で構成する電力検出用のキャパシタの面積は大きくでき漏洩電力を拾いやすくなる。この特性は、電力検出に好都合となる。なお、従来のように金属層の割り当てが逆の場合にも効果を損なうことなく適用できる。なお、結合させる容量の調整は、例えば図25に示すように、内層に形成する第1層メタルの金属配線1402の線幅を電源配線1401よりも狭くして調整する。また図26に示すように、第1層メタルの金属配線1402の線幅を電源配線1401よりも広くして調整しても良い。さらに、図27に示すように、第1層メタルの金属配線1402の線長を調整しても良い。また、図28に示すように、第1層メタルの金属配線1402の形成方向を変えて調整しても良い。   In general, the power supply wiring 1401 is formed in a wide area in order to reduce the impedance of the power supply. Therefore, the area of the power detection capacitor formed by the first and second layers can be increased, and the leakage power can be easily picked up. This characteristic is advantageous for power detection. Note that the present invention can be applied without impairing the effect even when the metal layer assignment is reversed as in the prior art. For example, as shown in FIG. 25, the capacitance to be coupled is adjusted by making the line width of the metal wiring 1402 of the first layer metal formed in the inner layer narrower than that of the power supply wiring 1401. As shown in FIG. 26, the line width of the metal wiring 1402 of the first layer metal may be adjusted wider than that of the power supply wiring 1401. Further, as shown in FIG. 27, the line length of the metal wiring 1402 of the first layer metal may be adjusted. Further, as shown in FIG. 28, adjustment may be performed by changing the formation direction of the metal wiring 1402 of the first layer metal.

最後に、図29〜図35を参照してこの発明の無線機の他の実施形態、例えば携帯型無線機のアンテナ部分について説明する。図29は本発明の一実施例に係わる携帯型無線機の構成を示す図である。   Finally, another embodiment of the radio of the present invention, for example, an antenna portion of a portable radio will be described with reference to FIGS. FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a portable radio apparatus according to an embodiment of the present invention.

図29において、1500は筐体、1501は無線回路であり、例えば図8に示した周波数変換器157、158や可変減衰器152等が含まれるものである。1509は送信アンプ、101はアンテナ、1504は電流計、1503は制御回路、1502は整合回路、1505は電源回路、1506は電流測定用のプローブである。   In FIG. 29, reference numeral 1500 denotes a housing, and 1501 denotes a radio circuit, which includes, for example, the frequency converters 157 and 158 and the variable attenuator 152 shown in FIG. Reference numeral 1509 is a transmission amplifier, 101 is an antenna, 1504 is an ammeter, 1503 is a control circuit, 1502 is a matching circuit, 1505 is a power supply circuit, and 1506 is a probe for current measurement.

電源回路1505は、無線回路1501と送信アンプ1509並びに制御回路1503に電源供給を行う。無線回路1501は、供給された電源をもとに、変調ならびに送信周波数に混成された情報信号を生成し、送信アンプ1509に送る。送信アンプ1509では送られてきた信号を増幅しアンテナ101へと送出する。アンテナ101は、増幅された信号を空中へ送り出すが、その一部は、反射波となって送信アンプ1509へ送り返され、送信アンプ1509の利得ならびに効率が変動する。この変動は、消費電流の変動を引き起こす。この変動が、電流計1504によって計測され、電流のレベルが制御回路1503に送られる。送信アンプ1509の変動の仕方には、電流が増える場合と減る場合とがあるが、ここでは、どちらか単調に変化するものを用いることにする。制御回路1501は、電流計1504から送られてくる信号の値を読み込んで整合回路1502上の可変部分を電気的に調整する。なお、整合回路1502上の可変部分としては、例えば半導体スイッチ、半導体によるバリキャップ等の可変容量を用いれば良い。   The power supply circuit 1505 supplies power to the wireless circuit 1501, the transmission amplifier 1509, and the control circuit 1503. The radio circuit 1501 generates an information signal mixed with modulation and transmission frequency based on the supplied power, and sends the information signal to the transmission amplifier 1509. The transmission amplifier 1509 amplifies the transmitted signal and transmits it to the antenna 101. The antenna 101 sends the amplified signal into the air, but part of it is sent back to the transmission amplifier 1509 as a reflected wave, and the gain and efficiency of the transmission amplifier 1509 vary. This variation causes a variation in current consumption. This variation is measured by an ammeter 1504 and the current level is sent to the control circuit 1503. There are cases where the current increases or decreases depending on how the transmission amplifier 1509 fluctuates. Here, one that changes monotonically is used. The control circuit 1501 reads the value of the signal sent from the ammeter 1504 and electrically adjusts the variable part on the matching circuit 1502. As the variable portion on the matching circuit 1502, a variable capacitor such as a semiconductor switch or a semiconductor varicap may be used.

以下、実験により、携帯型無線機の使用状態によるアンテナ101の特性劣化を防ぐことができることを確かめたので、それを順に説明する。   Hereinafter, it has been confirmed through experiments that the characteristics of the antenna 101 can be prevented from being deteriorated due to the state of use of the portable wireless device, which will be described in order.

図30は図29の携帯型無線機の回路構成に基づいて作成した無線機モデルを示す図、図31〜図33は図30の無線機モデルを用いて測定を行った結果のグラフである。   30 is a diagram showing a radio model created based on the circuit configuration of the portable radio shown in FIG. 29, and FIGS. 31 to 33 are graphs showing the results of measurement using the radio model shown in FIG.

図30に示すように、無線機モデルは、筐体1500表面にスピーカ1511、マイク1512、アンテナカバー1514等を備えると共に、筐体1500内に送信アンプ1509を含んだ無線回路1501を備えている。アンテナカバー1514内には、コイル状のアンテナ(へリカルアンテナ)101が設けられている。   As shown in FIG. 30, the wireless device model includes a speaker 1511, a microphone 1512, an antenna cover 1514, and the like on the surface of the housing 1500, and a wireless circuit 1501 including a transmission amplifier 1509 in the housing 1500. A coiled antenna (helical antenna) 101 is provided in the antenna cover 1514.

この無線機モデルの無線回路1501への給電は、外部に設置した定電圧源1510から給電線を筐体1500に接続して行った。この無線機モデルで消費される電流は、定電圧源1510が備える電流計1513の振れを読んで測定した。また整合回路1502は、アンテナ101のパラメータを直接変えることで簡易的に模擬した。無線機モデルの動作周波数は、2GHz近傍で筐体1500の大きさは、長さが一波長程度、幅が四分の一波長程度、厚さが二十分の一波長程度である。またアンテナ101は、十分の一波長程度の高さとした。   The power supply to the wireless circuit 1501 of this wireless device model was performed by connecting a power supply line to a casing 1500 from a constant voltage source 1510 installed outside. The current consumed by this wireless device model was measured by reading the fluctuation of an ammeter 1513 provided in the constant voltage source 1510. The matching circuit 1502 is simply simulated by directly changing the parameters of the antenna 101. The operating frequency of the wireless device model is around 2 GHz, and the size of the casing 1500 is about one wavelength in length, about one quarter wavelength in width, and about one-twentieth wavelength in thickness. The antenna 101 has a height of about one full wavelength.

図31は、無線機モデルの使用状態と消費電流の関係を示している。図32は使用状態毎のアンテナ101の入力端における反射係数を示している。図33は使用状態と無線機モデルから放射される水平面内平均電力の関係を示す図である。図31と図32とをみると、アンテナ101の反射係数が使用状態によって変化し、使用状態に依存して送信アンプ1509の消費電流が増加していることが判る。また、図33からは、単体から手持ち、さらに通話状態となるにしたがって、アンテナ101からの放射電力は低下していることが判る。これらの現象は、アンテナ101を送信アンプ1509の負荷と考えると説明できる。つまり、負荷が変動したことにより、電力増幅器PΑ等の動作状態が変化し、この結果、消費電流が増加したと考えられる。またこのときの負荷の変動は、明らかに人体によって引き起こされたものである。   FIG. 31 shows the relationship between the use state of the wireless device model and current consumption. FIG. 32 shows the reflection coefficient at the input end of the antenna 101 for each use state. FIG. 33 is a diagram showing the relationship between the use state and the average power in the horizontal plane radiated from the radio device model. From FIG. 31 and FIG. 32, it can be seen that the reflection coefficient of the antenna 101 changes depending on the use state, and the current consumption of the transmission amplifier 1509 increases depending on the use state. Further, from FIG. 33, it can be seen that the radiated power from the antenna 101 decreases as the unit is held by hand and further becomes in a talking state. These phenomena can be explained by considering the antenna 101 as a load of the transmission amplifier 1509. That is, it is considered that the operating state of the power amplifier PΑ and the like has changed due to the fluctuation of the load, and as a result, the current consumption has increased. Moreover, the fluctuation of the load at this time is clearly caused by the human body.

続いて、電流の値を読みながら、アンテナパラメータの最適化を行うことにした。消費電流は、単体から手持ちへ、さらに通話状態になるにつれて増加している。したがって、元の単体の状態に近づけるには、消費電流が低下するようにパラメータを設定し直せば良いと考え実行した。調整に用いたアンテナパラメータは、アンテナ長とした。これは、アンテナ長を変えることによってアンテナ101の共振周波数を変えることができるためである。アンテナ長を伸ばしたり縮めたりしたところ、アンテナ長を縮めることによって消費電流が減ることが判った。この状態で、アンテナ放射電力を測定したところ、アンテナ長を調整する前に比べて、放射電力も2dΒほど上昇することが判った。したがって、実験的に本提案方法によりアンテナ101の特性劣化が小さくなることが確かめられた。   Subsequently, the antenna parameters were optimized while reading the current values. The current consumption is increasing from a single unit to a handheld unit as the telephone conversation state is further increased. Therefore, in order to bring it closer to the original single state, it was considered that the parameters should be reset so that the current consumption decreases. The antenna parameter used for adjustment was the antenna length. This is because the resonance frequency of the antenna 101 can be changed by changing the antenna length. When the antenna length was extended or shortened, it was found that the current consumption was reduced by reducing the antenna length. When the antenna radiated power was measured in this state, it was found that the radiated power also increased by about 2 dΒ as compared to before the antenna length was adjusted. Therefore, it has been experimentally confirmed that the characteristic degradation of the antenna 101 is reduced by the proposed method.

この実験では、アンテナ長の調整を行ったが、それと等価な方法としては、整合回路1502の特性を可変制御することが考えられる。その具体的な構成を図34に示す。   In this experiment, the antenna length was adjusted. As an equivalent method, the characteristic of the matching circuit 1502 can be variably controlled. Its specific configuration is shown in FIG.

図34において、1521は四分の一波長より短いアンテナ素子、1522は整合回路の一部である可変容量、1523は制御用の電源1526が直接高周波源1527に流れ込まないようにするためのパス用のコンデンサ、1524は高周波が制御回路1503に流れ込まないようにするためのインダクタンス、1525は可変容量1521へ与える電圧を制御する可変抵抗、1528は抵抗を示す。   In FIG. 34, 1521 is an antenna element shorter than a quarter wavelength, 1522 is a variable capacitor which is a part of the matching circuit, and 1523 is a path for preventing the control power supply 1526 from flowing directly into the high frequency source 1527. 1524, an inductance for preventing high frequency from flowing into the control circuit 1503, 1525, a variable resistor for controlling the voltage applied to the variable capacitor 1521, and 1528, a resistor.

可変抵抗1525の値を変えることによって可変容量の値が変化する。可変容量の値が増えれば、アンテナ101は、等価的に伸びたように見え、これにより共振周波数が下がる。可変容量の値が下がれば、アンテナ101は縮んだようにみえ共振周波数は上がる。このようにして、アンテナ101の共振周波数を変化させることによって、整合条件を変えることが可能になる。   By changing the value of the variable resistor 1525, the value of the variable capacitor changes. If the value of the variable capacitance increases, the antenna 101 appears to be equivalently extended, thereby reducing the resonance frequency. If the value of the variable capacitance decreases, the antenna 101 appears to contract and the resonance frequency increases. In this way, the matching condition can be changed by changing the resonance frequency of the antenna 101.

このようにこの実施形態の携帯型無線機によれば、人体近接時におけるアンテナの特性を向上することができる。   As described above, according to the portable wireless device of this embodiment, it is possible to improve the characteristics of the antenna when close to the human body.

以上の各実施形態により、携帯型無線機の低消費電流化、高効率化を図ることができる。また、受信部の誤り率を増加させる時不変および時変の直流オフセットを除去することができる。さらに、携帯型無線機の小型化を図ることができる。また、空きチャネルサーチの高速化を図ることができる。   According to each of the embodiments described above, it is possible to reduce the current consumption and increase the efficiency of the portable wireless device. In addition, time-invariant and time-varying DC offsets that increase the error rate of the receiver can be eliminated. Further, the portable radio can be reduced in size. Further, it is possible to speed up the empty channel search.

本発明による受信部低消費電力化のためのシステム帯域内電力と所望波の電力を検出するブロック図。The block diagram which detects the power in a system band and the power of a desired wave for the receiver part power consumption reduction by this invention. 本提案による受信部低消費電力化のための制御フローの示す図。The figure which shows the control flow for the receiver part power consumption reduction by this proposal. 本発明による自己補償機能を備えた受信機の一構成例を示す図。The figure which shows the example of 1 structure of the receiver provided with the self-compensation function by this invention. 本発明の自己補償に用いるACカップリングの逆特性を示す図。The figure which shows the reverse characteristic of AC coupling used for the self-compensation of this invention. 本発明による自己補償後の所望波を示す図。The figure which shows the desired wave after the self-compensation by this invention. ローカル発振器周波数が離調した場合のDCオフセット出力を示す図。The figure which shows DC offset output when a local oscillator frequency detunes. 自己補償機能を備えた受信機の他の実施形態の構成を示す図。The figure which shows the structure of other embodiment of the receiver provided with the self-compensation function. 本発明の一つの実施形態のダイレクトコンバージョン無線機の構成を示す図。The figure which shows the structure of the direct conversion radio | wireless machine of one Embodiment of this invention. 図8の実施形態の無線機の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the radio | wireless machine of embodiment of FIG. 図8の実施形態の無線機の他の変形例を示す図。The figure which shows the other modification of the radio | wireless machine of embodiment of FIG. 本発明の一つの実施形態の無線機のシンセサイザの構成を示す図。The figure which shows the structure of the synthesizer of the radio | wireless machine of one Embodiment of this invention. このシンセサイザの高速空きチャネルサーチ動作を説明する図。The figure explaining the high-speed empty channel search operation | movement of this synthesizer. 感知手段をフロントエンド高周波ICに備えた場合の基本概念図。The basic conceptual diagram at the time of providing a sensing means in front end high frequency IC. 感知手段と電力検出器とをフロントエンド高周波ICに備えた場合の基本概念図。The basic conceptual diagram at the time of providing a sensing means and a power detector in front end high frequency IC. 本発明の一つの実施形態のPA−ICの構成を示す図。The figure which shows the structure of PA-IC of one Embodiment of this invention. (a)は図15のPA−ICの感知手段(sensing means)の一例を示す図。(b)は感知手段(sensing means)の他の例を示す図。(A) is a figure which shows an example of the sensing means (sensing means) of PA-IC of FIG. (B) is a figure which shows the other example of a sensing means (sensing means). 図16(b)に示した可変利得制御回路の一例を示す図。The figure which shows an example of the variable gain control circuit shown in FIG.16 (b). 一般的なT/Rスイッチの構成を示す図。The figure which shows the structure of a general T / R switch. 本発明の一実施形態のT/RswichICの構成を示す図。The figure which shows the structure of T / RswitchIC of one Embodiment of this invention. 感知手段(sensing means)の一例を示す図。The figure which shows an example of the sensing means. 感知手段(sensing means)の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the sensing means (sensing means). 本発明の一実施形態のPA−ICの構成を示す図。The figure which shows the structure of PA-IC of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のT/RswichICの構成を示す図。The figure which shows the structure of T / RswitchIC of one Embodiment of this invention. (a)は図16で示した電力感知および検出用の素子をICチップ上に形成した場合の一つの実施形態を示す平面図。(b)は図24(a)のA−A´断面図。(A) is a top view which shows one embodiment at the time of forming the element for electric power sensing and detection shown in FIG. 16 on the IC chip. (B) is AA 'sectional drawing of Fig.24 (a). 金属層の線幅を電源線よりも狭くして結合容量を調整した例を示す図。The figure which shows the example which made the line | wire width of the metal layer narrower than the power supply line, and adjusted the coupling capacity. 金属層の線幅を電源線よりも広くして結合容量を調整した例を示す図。The figure which shows the example which made the line | wire width of the metal layer wider than the power supply line, and adjusted the coupling capacity. 金属層の線長を変えて結合容量を調整した例を示す図。The figure which shows the example which adjusted the coupling capacity | capacitance by changing the line length of a metal layer. 金属層の形成方向を変えて結合容量を調整した例を示す図。The figure which shows the example which changed the formation direction of the metal layer and adjusted the coupling capacity. 本発明の他の実施形態の携帯型無線機の構成を示す図。The figure which shows the structure of the portable radio | wireless machine of other embodiment of this invention. 実験に用いた無線機モデルの外観図。The external view of the radio | wireless machine model used for experiment. 図29の携帯型無線機の消費電流と動作状態との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the consumption current of the portable radio | wireless machine of FIG. 29, and an operation state. 給電線側から見た場合のアンテナ入力端の反射係数と携帯型無線機の動作状態との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the reflection coefficient of the antenna input end at the time of seeing from the feeder line side, and the operation state of a portable radio | wireless machine. この携帯型無線機の水平面内平均放射利得と動作状態との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the horizontal plane average radiation gain of this portable radio | wireless machine, and an operation state. アンテナの整合回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of the matching circuit of an antenna. 従来の無線機(ヘテロダイン方式)の構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional radio | wireless machine (heterodyne system). (a)はローカル発振器から出力されたLO信号の反射により生じるDCオフセットを示す図。(b)は(a)以外に生じるDCオフセットを示す図。(A) is a figure which shows DC offset produced by reflection of LO signal output from the local oscillator. (B) is a figure which shows DC offset which arises other than (a). DCオフセット出力を示す図である。It is a figure which shows DC offset output. ACカップリングによる所望信号への影響を示す図である。It is a figure which shows the influence on the desired signal by AC coupling. 従来の無線機(ダイレクト変換方式)の構成を示す図。The figure which shows the structure of the conventional radio | wireless machine (direct conversion system). 従来の無線機のシンセサイザを示すブロック図。The block diagram which shows the synthesizer of the conventional radio | wireless machine. 従来の電力検出回路を示す図。The figure which shows the conventional electric power detection circuit. 人体頭部装着時のPHS端末の垂直偏波放射パターンを示す図。The figure which shows the vertical polarized-wave radiation pattern of the PHS terminal at the time of a human body head mounting | wearing. 図42のPHS端末に比べ小型したPHS端末の場合の垂直偏波放射パターンを示す図。FIG. 43 is a diagram showing a vertically polarized radiation pattern in the case of a PHS terminal that is smaller than the PHS terminal in FIG. 42.

符号の説明Explanation of symbols

101…アンテナ、102…高周波増幅器、103…高周波フィルタ、104、105、106、157、158…周波数変換器、108、131、2133…π/2移相器、109、110、159、160…低周波フィルタ、111、112…低周波増幅器、113、114…A/D変換器、115、116、2131、2132…乗算器、117…検波器、118、141…記憶装置、119、120、121、122、123、124…コンデンサ、107、125、130…ローカル発振器、126…周波数変換部、132−1、132−2、132−3…直流オフセット制御信号入力端子、133、134…加算器または減算器、137…送信ブロック、138…送信信号発生器、139…直流オフセット制御回路、151…電力増幅器、152…可変減衰器、156…変調器用加算器、161、162…デジタル/アナログ変換器、170…送受切り替えスイッチ、171…送信電力制御回路(CONT)、172…方向性結合器、301…所望信号、302…ACカップル周波数特性、303…信号削除部分、304…熱雑音、305…DC出力、306、307…ノッチ、401、402、403、404…反射成分、601…所望信号、701、702…ノッチ、801…ACカップルの周波数特性、802…ACカップルの逆特性、803…逆特性のDC成分の一部分、804…逆特性、901…スイープ発振器、902…切替スイッチ、903…Iチャネル試験信号入力、904…Qチャネル試験信号入力、905…Iチャネル周波数特性、906…Qチャネル周波数特性、907…演算装置、1101…基準発振器、1103…基準分周器、1105…位相比較器、1109…電圧制御発振器、1111…比較分周器、1107、1151…通常用ループフィルタ、1152…高速用ループフィルタ、1153…切り替えスイッチ、1160…TDMA方式に用いられる1フレーム、1161…TDMA方式に用いられる1スロット、1200…PA−IC(または送受切り替えスイッチIC)、1201…感知手段(sensing means)、1202…電力検出器DET(detect means)、1203…電源線に寄生するインピーダンスZvdd、1204…グランド線に寄生するインピーダンスZgnd、1205…可変利得高周波増幅器(AMP)、1401…第2層(表層)の電源線、1402…第1層(内層)の金属層、1404…絶縁層、1500…筐体、1501…無線回路、1504…電流計、1503…制御回路、1502…整合回路、1505…電源回路、1506…電流測定用のプローブ、1509…送信アンプ、1520…アンテナ素子、1521…可変容量素子、1523…容量素子、1524…インダクタンス素子、1525…可変抵抗素子、1526…直流電源、1527…高周波波源、1510…定電圧源、1511…スピーカ、1512…マイク、1513…電流計、1514…アンテナカバー、PA…電力増幅器、T/R…送受切り替えスイッチ、AMP…可変利得高周波増幅器、Z…インピーダンス回路、MIX…周波数変換器、LO…ローカル信号発生器、BPF…バンドパスフィルタ、CPL…カプラ、…送信電力検出回路(DET)、ANT…アンテナ、D1…ダイオード、RES…抵抗、Cn(n=整数)…キャパシタ、Qn(n=整数)…トランジスタ、Zn(n=整数)…インピーダンス回路、In(n=整数)…電流源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Antenna, 102 ... High frequency amplifier, 103 ... High frequency filter, 104, 105, 106, 157, 158 ... Frequency converter, 108, 131, 2133 ... Pi / 2 phase shifter, 109, 110, 159, 160 ... Low Frequency filter 111, 112 ... Low frequency amplifier, 113, 114 ... A / D converter, 115, 116, 2131, 2132 ... Multiplier, 117 ... Detector, 118, 141 ... Storage device, 119, 120, 121, 122, 123, 124 ... capacitor, 107, 125, 130 ... local oscillator, 126 ... frequency conversion unit, 132-1, 132-2, 132-3 ... DC offset control signal input terminal, 133, 134 ... adder or subtraction 137 ... transmission block, 138 ... transmission signal generator, 139 ... DC offset control circuit, 151 ... electricity Amplifiers 152... Variable attenuators 156. Modulator adders 161 and 162... Digital / analog converters 170. Transmission / reception changeover switches 171... Transmission power control circuit (CONT) 172. Desired signal, 302 ... AC couple frequency characteristics, 303 ... Signal deleted portion, 304 ... thermal noise, 305 ... DC output, 306,307 ... notch, 401, 402, 403, 404 ... reflection component, 601 ... desired signal, 701, 702 ... Notch, 801 ... Frequency characteristics of AC couple, 802 ... Reverse characteristic of AC couple, 803 ... Part of DC component of reverse characteristic, 804 ... Reverse characteristic, 901 ... Sweep oscillator, 902 ... Changeover switch, 903 ... I channel test Signal input, 904... Q channel test signal input, 905... I channel frequency characteristics, 906. Frequency characteristics, 907 ... arithmetic unit, 1101 ... reference oscillator, 1103 ... reference frequency divider, 1105 ... phase comparator, 1109 ... voltage controlled oscillator, 1111, ... comparison frequency divider, 1107, 1151 ... normal loop filter, 1152 ... High-speed loop filter, 1153 ... changeover switch, 1160 ... 1 frame used in the TDMA system, 1161 ... 1 slot used in the TDMA system, 1200 ... PA-IC (or transmission / reception changeover switch IC), 1201 ... sensing means (sensing) means) 1202... power detector DET (detect means), 1203... impedance Zvdd parasitic on power supply line, 1204... impedance Zgnd parasitic on ground line, 1205... variable gain high frequency amplifier (AMP), 1401. Surface layer) power line, 1402... First layer (Inner layer) metal layer, 1404 ... insulating layer, 1500 ... housing, 1501 ... radio circuit, 1504 ... ammeter, 1503 ... control circuit, 1502 ... matching circuit, 1505 ... power supply circuit, 1506 ... probe for current measurement, 1509 ... Transmission amplifier, 1520 ... Antenna element, 1521 ... Variable capacitance element, 1523 ... Capacitance element, 1524 ... Inductance element, 1525 ... Variable resistance element, 1526 ... DC power supply, 1527 ... High frequency wave source, 1510 ... Constant voltage source, 1511 ... Speaker , 1512 ... microphone, 1513 ... ammeter, 1514 ... antenna cover, PA ... power amplifier, T / R ... transmission / reception switch, AMP ... variable gain high frequency amplifier, Z ... impedance circuit, MIX ... frequency converter, LO ... local signal Generator, BPF ... band pass filter, CPL ... coupler, ... Signal detection circuit (DET), ANT ... antenna, D1 ... diode, RES ... resistor, Cn (n = integer) ... capacitor, Qn (n = integer) ... transistor, Zn (n = integer) ... impedance circuit, In ( n = integer) ... current source.

Claims (4)

アンテナで受信されたRF信号をIF信号へ変換する周波数変換器と、  A frequency converter for converting an RF signal received by an antenna into an IF signal;
前記IF信号から所定の周波数以上の信号を除去するフィルタと、  A filter that removes a signal having a predetermined frequency or higher from the IF signal;
前記所定の周波数以上の信号が除去された前記IF信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、  An analog / digital converter that converts the IF signal from which the signal of the predetermined frequency or more has been removed into a digital signal;
前記周波数変換器および前記フィルタの間または前記フィルタおよび前記アナログ/デジタル変換器の間のうち少なくとも一方に介挿されIF信号に含まれるDC成分を除去するキャパシタと、  A capacitor that is inserted between at least one of the frequency converter and the filter or between the filter and the analog / digital converter and removes a DC component included in the IF signal;
前記キャパシタが有する周波数特性の逆特性の一部分の係数データを前記デジタル信号に対して乗算する補償手段と  Compensation means for multiplying the digital signal by coefficient data of a part of the inverse characteristic of the frequency characteristic of the capacitor;
を具備したことを特徴とする無線機。A wireless device characterized by comprising:
前記キャパシタが有する周波数特性の逆特性の一部分の係数データは、DC成分を含まない周波数成分の係数データであることを特徴とする請求項1記載の無線機。The radio apparatus according to claim 1, wherein the coefficient data of a part of the inverse characteristic of the frequency characteristic of the capacitor is coefficient data of a frequency component not including a DC component. 前記キャパシタが有する周波数特性のデータが記憶された記憶手段と、  Storage means for storing frequency characteristic data of the capacitor;
前記記憶手段に記憶されたデータに基づいて前記逆特性の一部分の係数データを生成する生成手段とさらに具備し、  Generating means for generating coefficient data of a part of the inverse characteristic based on the data stored in the storage means;
前記補償手段は、前記生成手段が生成した前記逆特性の一部分の係数データを前記デジタル信号に対して乗算することを特徴とする請求項1または2記載の無線機。  The wireless device according to claim 1, wherein the compensation unit multiplies the digital signal by coefficient data of a part of the inverse characteristic generated by the generation unit.
前記キャパシタが有する周波数特性を測定して前記データを得る測定手段と、  Measuring means for measuring the frequency characteristics of the capacitor to obtain the data;
前記測定手段により測定された周波数特性の前記データに基づいて、前記キャパシタが有する周波数特性の逆特性を演算し、該演算により得られた逆特性の一部分の係数データを前記記憶手段に記憶させる演算手段と  An operation for calculating the inverse characteristic of the frequency characteristic of the capacitor based on the data of the frequency characteristic measured by the measuring unit and storing the coefficient data of a part of the inverse characteristic obtained by the calculation in the storage unit Means and
をさらに具備したことを特徴とする請求項3記載の無線機。The wireless device according to claim 3, further comprising:
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