JP5273388B2 - 多帯域対応高周波電力モニタ回路 - Google Patents

Description

本発明は、高周波電力モニタ回路に関し、特に、多帯域に適用可能な多帯域対応高周波電力モニタ回路に関する。

携帯電話等に代表される無線通信装置では、信号を高周波増幅器で増幅して送信するとともに、高周波電力モニタ回路で電力をモニタして増幅器にフィードバックし、送信電力が一定になるように制御されている。これらの高周波電力モニタ回路としては、広い帯域に対応できるように多帯域対応の高周波電力モニタ回路が使用されている。

図６に、一般的に用いられている多帯域対応高周波電力モニタ回路を、携帯電話端末装置の送受信部に用いた回路ブロックを示す。図６は帯域１〜３までの３つの周波数帯域に対応できるように３つの帯域回路を備えた例である。本発明では３帯域を例として説明するが、特にこれらに限定されるものではなく、帯域数は任意に設定できる。また理解しやすいために、それぞれの帯域回路を構成する素子には、符号の下一桁を１〜３と、対応させて表すことにする。

図６の通信装置の共通部は、無線通信アンテナ（ＡＮＴ）１０、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、分配器（ＤＩＶ）３０から構成される。周波数帯域１で動作する帯域回路１は、共用器（ＤＵＰ）１１１、無線部（ＴＲＸ）１２１、電力増幅器（ＰＡ）１３１、カップラー（ＣＵＰ）１４１、終端器（Ｔ）１６１、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１から構成される。周波数帯域２で動作する帯域回路２は、共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部（ＴＲＸ）１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、カップラー（ＣＵＰ）１４２、終端器（Ｔ）１６２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２から構成される。周波数帯域３で動作する帯域回路３は、共用器（ＤＵＰ）１１３、無線部（ＴＲＸ）１２３、電力増幅器（ＰＡ）１３３、カップラー（ＣＵＰ）１４３、終端器（Ｔ）１６３、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３から構成される。

高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０は、アンテナ（ＡＮＴ）１０と３つの共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３との間を切り換え接続するスイッチである。受信時にはアンテナからの高周波信号を端子ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３から、それぞれ３つの共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３の入出力共用端子に送る。送信時には、逆に高周波信号を共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３の入出力共用端子から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０の端子ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３に送り、さらに高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０からアンテナ（ＡＮＴ）１０に送る。図に示すようにアンテナ（ＡＮＴ）１０と高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０の間、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０と共用器（ＤＵＰ）との間は、送受信共用である。

以下、帯域回路の動作を説明するが、周波数帯域１〜３でそれぞれ動作する３つの帯域回路１〜３の動作は送受信とも同じであり、動作する周波数帯域が異なるのみである。受信時には、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０からの高周波信号は、帯域回路１においては、共用器（ＤＵＰ）１１１の受信出力端子から、無線部（ＴＲＸ）１２１に送信される。帯域回路２では、共用器（ＤＵＰ）１１２の受信出力端子ＲＸ２から、無線部（ＴＲＸ）１２２に送信される。さらに帯域回路３では、共用器（ＤＵＰ）１１３の受信出力端子ＲＸ３から、無線部（ＴＲＸ）１２３に送信される。無線部（ＴＲＸ）１１１、１１２、１１３は、送受信する高周波信号をそれぞれ処理する。

送信時には、無線部（ＴＲＸ）１２１からの信号は、電力増幅器（ＰＡ）１３１、カップラー（ＣＵＰ）１４１、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１を経由して、共用器（ＤＵＰ）１１１の送信入力端子（ＴＸ１）に入力される。さらに信号は、共用器（ＤＵＰ）１１１から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、アンテナ（ＡＮＴ）１０を介して送信される。また、無線部（ＴＲＸ）１２２からの信号は、電力増幅器（ＰＡ）１３２、カップラー（ＣＵＰ）１４２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２を経由して、共用器（ＤＵＰ）１１２の送信入力端子（ＴＸ２）に入力される。さらに信号は、共用器（ＤＵＰ）１１２から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、アンテナ（ＡＮＴ）１０を介して送信される。同様に、無線部（ＴＲＸ）１２３からの信号は、電力増幅器（ＰＡ）１３３、カップラー（ＣＵＰ）１４３、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３を経由して、共用器（ＤＵＰ）１１３の送信入力端子（ＴＸ３）に入力される。さらに信号は、共用器（ＤＵＰ）１１３から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、アンテナ（ＡＮＴ）１０を介して送信される。

それぞれのカップラー（ＣＵＰ）１４１、１４２、１４３は、終端端子とモニタ端子を備えている。カップラー（ＣＵＰ）１４１の終端端子は終端器（Ｔ）１６１、モニタ端子は分配器３０の１つの入力端子に接続する。カップラー（ＣＵＰ）１４２の終端端子は終端器（Ｔ）１６２、モニタ端子は分配器３０の他の入力端子に接続する。カップラー（ＣＵＰ）１４３の終端端子は終端器（Ｔ）１６３、モニタ端子は分配器３０のさらに他の入力端子に接続する。分配器（ＤＩＶ）３０の出力端子は、電力検出器に接続されている。ここでは、カップラー（ＣＵＰ）、終端器（Ｔ）、分配器（ＤＩＶ）が高周波電力モニタ回路を構成している。

この多帯域対応の無線通信装置で、たとえば回路基板を共通に用いて、帯域１と帯域３のみを選択する場合を図８、９に示す。図８では帯域回路２において、共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２は取り外し、カップラー（ＣＵＰ）１４２と終端器（Ｔ）１６２とを実装している。以下、回路図においては実装された構成素子は実線、取り外して未実装の構成素子は破線で図示するものとする。一方図９では帯域回路２において、カップラー（ＣＵＰ）１４２と終端器（Ｔ）１６２を含み、共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２の全てを取り外している。

図９に示すように帯域２を必要としないので、帯域回路２に関連する構成素子を全て未実装としたい。しかし、カップラー（ＣＵＰ）１４２と終端器（Ｔ）１６２を外してしまうと、分配器（ＤＩＶ）３０の入力の一端子がカップラー（ＣＵＰ）１４２のモニタ端子で開放となり、分配器（ＤＩＶ）３０の正常動作が損なわれることになる。従って、帯域２が不要であっても、図８のようにカップラー（ＣＵＰ）１４２と終端器（Ｔ)１６２を取り外すことが出来ず不経済である。更にカップラー（ＣＵＰ）１４２の結合係数が大きいと、図８のように、カップラー（ＣＵＰ）１４２と終端器（Ｔ）１６２を実装したとしても分配器（ＤＩＶ）３０で不整合が生じる可能性が残る可能性がある。

このように多帯域対応の無線通信装置において、使用する帯域数が少ない場合も、未使用帯域の高周波電力モニタ回路の構成素子（例えば、カップラー、終端器）を実装する必要がある。そして実装素子の経済化を図るためには、２帯域専用の回路、専用の回路基板が必要となり、不経済となる。

又、最近は図６の多帯域対応高周波電力モニタ回路を改善した図７の回路が用いられるようになってきている。図７では、図６に比較して、複数のカップラーを従属接続することで終端器の数が削減され、分配器が不要である点が改善されている。この図７の多帯域対応高周波電力モニタ回路で、たとえば回路基板を共通に用いて、帯域１と帯域３のみを選択する場合を、同様に図１０、１１に示す。図１０では、帯域回路２の共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２は取り外し、カップラー（ＣＵＰ）１４２は実装している。一方図１１では、さらにカップラー（ＣＵＰ）１４２を含めて、共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２の全てを取り外している。

図１１に示すように同一回路基板を用いて、帯域１と帯域３のみの場合に、経済化のためには不要な帯域回路２の構成素子を全て非実装としたい。しかし、この場合には、カップラー（ＣＵＰ）のところで回路が途切れ、まったく機能しなくなってしまう。従って図１０に示すように、最低限カップラー（ＣＵＰ）１４２を残す必要があり、不経済である。更にカップラー（ＣＵＰ）１４２の結合係数が大きいと、カップラー（ＣＵＰ）１４２を残したとしても、終端器（Ｔ）１６０から電力検出器に至る線路（分布定数回路）の高周波特性に異常をきたす可能性が残るという危険性がある。従って、実装素子を少なくし、経済化を図るためには、２帯域専用の回路を構成し、専用の回路基板が必要となり、不経済となる。

ここでは、３帯域回路に対応できる回路基板を２帯域回路で用いる場合についての従来技術での不具合を例示したが、３帯域回路の回路基板を１帯域回路のみで用いる場合にも同様の不具合が生じ、不経済さは、更に冗長される。又、基本の回路構成が複数である２帯域以上の回路構成であれば、例示した３帯域にかかわらず同様に不経済である。

無線通信装置では、高周波電力モニタ回路で電力をモニタして増幅器にフィードバックし、電力が一定になるように制御されている。これらの高周波電力モニタ回路に関する先行文献として、下記特許文献１がある。特許文献１には、結合回路やコンデンサを用いて、モニタ信号を取り出すデュアルバンドに対応する高周波電力モニタ回路が開示されている。

特開２００７−１４３０３５号公報

上記したように従来の多帯域対応高周波電力モニタ回路では、同一の回路基板を用いて複数の帯域回路のうちの一部の帯域回路を選択した場合に、実装素子の経済化を図ると、モニタ機能が損なわれる。結果として、専用の回路基板が必要となり、必要帯域毎に回路と回路基板を設計する必要が生じ、不経済であった。上記特許文献１は、多帯域対応高周波電力モニタ回路で、その帯域を選択する意図がなく、本願の課題に対する認識が全く記載されていない。

本発明は、共通の回路基板を用いて、帯域を選択的に適用した場合にもモニタ機能を損なうことが無い経済的な多帯域対応高周波電力モニタ回路を提供する。

本発明の１つの観点によれば、帯域毎に動作する帯域回路として、電力増幅器と、該電力増幅器の出力が入力されるアイソレータとを有する帯域回路をＮ（Ｎは２以上の整数）個備えることができる通信装置を、共通の回路基板を用いて構成し、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に構成素子を実装する第１〜第Ｍ（Ｍは、Ｎと同等、又はＮより小さな正の整数）の帯域回路を選択し、選択され、構成素子が実装された前記第１〜第Ｍの帯域回路の電力増幅器のそれぞれの出力に、それぞれ第１〜第Ｍのコンデンサの一端を接続し、第１〜第Ｍのコンデンサのそれぞれの他端は、終端器と電力検出器との間に接続する多帯域対応高周波電力モニタ回路が得られる。

本発明の他の観点によれば、帯域毎に動作する帯域回路として、電力増幅器と、該電力増幅器の出力が入力されるアイソレータとを有する帯域回路をＮ（Ｎは２以上の整数）個備えることができる通信装置を、共通の回路基板を用いて構成し、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に構成素子を実装する第１〜第Ｍ（Ｍは、Ｎと同等、又はＮより小さな正の整数）の帯域回路を選択し、選択され、構成素子が実装された前記第１〜第Ｍの帯域回路の電力増幅器のそれぞれの出力に、それぞれ第１〜第Ｍのコンデンサの一端を接続し、第１〜第Ｍのコンデンサのそれぞれの他端は、第１〜第Ｍの終端器と分配器の第１〜第Ｍの入力端子とに接続し、前記分配器の出力は電力検出器に接続する多帯域対応高周波電力モニタ回路が得られる。

本発明のさらに他の観点によれば、アンテナと、高周波切り替えスイッチと、帯域毎に備えられた共用器と無線部と電力増幅器とアイソレータとをそれぞれ有するＮ個の帯域回路と、前記電力増幅器から出力された電力をモニタすることで前記電力増幅器から出力される電力を制御する上記の多帯域対応高周波電力モニタ回路と、を備え、共通の回路基板を用いて、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に帯域回路用の構成素子が実装された帯域回路のうちの１つの無線部からの高周波信号を送信する無線通信装置の送信部が得られる。

さらに本発明の他の観点によれば、アンテナと、高周波切り替えスイッチと、帯域毎に備えられた共用器と無線部と電力増幅器とアイソレータとをそれぞれ有するＮ個の帯域回路と、前記電力増幅器から出力された電力をモニタすることで前記電力増幅器から出力される電力を制御する上記の多帯域対応高周波電力モニタ回路と、を備え共通の回路基板を用いて、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に帯域回路用の構成素子が実装された帯域回路のうちの１つの無線部が、前記アンテナにより受信した高周波信号を受信処理し、かつ、送信用の高周波信号を処理する無線通信装置が得られる。

本発明によれば、複数の帯域を選択的に適用する場合においても回路基板を１種類にでき、経済的に回路基板を設計できるという効果が得られる。

第１の実施例の多帯域対応高周波電力モニタ回路を備えた無線通信装置の回路ブロック図である。 図１の無線通信装置における２帯域使用時の回路ブロック図である。 多帯域対応高周波電力モニタ回路において取り外したコンデンサの配線例（ａ）、（ｂ）を示す配線図である。 第２の実施例の多帯域対応高周波電力モニタ回路を備えた無線通信装置の回路ブロック図である。 図４の無線通信装置における２帯域使用時の回路ブロック図である。 一般的な多帯域対応高周波電力モニタ回路を備えた無線通信装置の回路ブロック図である。 図６の多帯域対応高周波電力モニタ回路を改善した回路ブロック図である。 図６の無線通信装置における２帯域使用時の回路ブロック図である。 図６の無線通信装置における２帯域使用時にカップラーを含めて取り外した状態の回路ブロック図である。 図７の無線通信装置における２帯域使用時の回路ブロック図である。 図７の無線通信装置における２帯域使用時にカップラーを含めて取り外した状態の回路ブロック図である。

以下、詳細を説明する。

本発明の第１の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。図１は第１の実施例の多帯域対応高周波電力モニタ回路を備えた無線通信装置の回路ブロック図である。図２は、図１の無線通信装置における２帯域使用時の回路ブロック図である。図３は、多帯域対応高周波電力モニタ回路において取り外したコンデンサの配線例（ａ）、（ｂ）を示す配線図である。本実施例では、図６と同様に、多帯域対応高周波電力モニタ回路を無線通信装置である携帯電話端末装置の送信部に用いた例として説明する。本実施例では、３つの帯域（帯域１〜３）に対応した場合の例を示し、同一の回路基板を用いて、３帯域を用いる場合と３帯域の内の任意の帯域を用いる場合を例示します。また帯域１〜３に対応する帯域回路を構成する素子には、符号の下一桁を１〜３と、対応させて表す。

装置の共通部は、無線通信アンテナ（ＡＮＴ）１０、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、終端器１６０から構成される。帯域１用の帯域回路１は、共用器（ＤＵＰ）１１１、無線部（ＴＲＸ）１２１、電力増幅器（ＰＡ）１３１、コンデンサ（Ｃ）１５１、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１から構成される。帯域２用の帯域回路２は、共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部（ＴＲＸ）１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、コンデンサ（Ｃ）１５２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２から構成される。帯域３用の帯域回路３は、共用器（ＤＵＰ）１１３、無線部（ＴＲＸ）１２３、電力増幅器（ＰＡ）１３３、コンデンサ（Ｃ）１５３、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３から構成される。

高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０は、アンテナ（ＡＮＴ）１０と３つの共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３との間を切り換え接続するスイッチである。受信時には、アンテナからの高周波信号を端子ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３から、それぞれ３つの共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３の入出力共用端子に送る。送信時には、逆に高周波信号を共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３の入出力共用端子から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０の端子ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３に送り、さらに高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０からアンテナ（ＡＮＴ）１０に送る。図に示すようにアンテナ（ＡＮＴ）１０と高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０の間、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０の端子ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３と共用器（ＤＵＰ）１１１、１１２、１１３の入出力共用端子との間は、送受信時の共用である。

以下、それぞれの帯域回路の送受信動作を説明するが、帯域１〜３に応答する帯域回路１〜３の動作は、同じであり、応答する周波数帯域が異なるのみである。受信時には、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０からの高周波信号が、共用器（ＤＵＰ）１１１の受信出力端子ＲＸ１から、無線部（ＴＲＸ）１２１に送信される。同様に共用器（ＤＵＰ）１１２の受信出力端子ＲＸ２から、無線部（ＴＲＸ）１２２に送信される。さらに同様に共用器（ＤＵＰ）１１３の受信出力端子ＲＸ３から、無線部（ＴＲＸ）１２３に送信される。無線部（ＴＲＸ）は、送受信する高周波信号を処理する。

送信時には、無線部（ＴＲＸ）１２１からの信号は、電力増幅器（ＰＡ）１３１、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１を経由して、共用器（ＤＵＰ）１１１の送信入力端子（ＴＸ１）に入力される。さらに信号は、共用器（ＤＵＰ）１１１から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、アンテナ（ＡＮＴ）１０を介して送信される。また、無線部（ＴＲＸ）１２２からの信号は、電力増幅器（ＰＡ）１３２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２を経由して、共用器（ＤＵＰ）１１２の送信入力端子（ＴＸ２）に入力される。さらに信号は、共用器（ＤＵＰ）１１２から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、アンテナ（ＡＮＴ）１０を介して送信される。

同様に、無線部（ＴＲＸ）１２３からの信号は、電力増幅器（ＰＡ）１３３、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３を経由して、共用器（ＤＵＰ）１１３の送信入力端子（ＴＸ３）に入力される。さらに信号は、共用器（ＤＵＰ）１１３から、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０、アンテナ（ＡＮＴ）１０を介して送信される。上記した、それぞれの帯域回路における無線部（ＴＲＸ）、電力増幅器（ＰＡ）、アイソレータ（ＩＳＯ）、共用器（ＤＵＰ）を総称して送信部という。

多帯域対応高周波電力モニタ回路は、帯域回路１〜３の電力増幅器（ＰＡ）からの出力をそれぞれモニタするコンデンサと、終端器と、電力検出器から構成される。帯域１の電力増幅器（ＰＡ）１３１の出力をモニタするコンデンサ（Ｃ）１５１は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）１３１の出力とアイソレータ（ＩＳＯ）１７１の入力との間を接続する配線に接続する。コンデンサ（Ｃ）１５１の他方の端子は、終端器（Ｔ）とコンデンサ（Ｃ）１５２の他方の端子とに接続する。帯域２の電力増幅器（ＰＡ）１３２の出力をモニタするコンデンサ（Ｃ）１５２は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）１３２の出力とアイソレータ（ＩＳＯ）１７２の入力との間を接続する配線に接続する。コンデンサ（Ｃ）１５２の他方の端子は、コンデンサ（Ｃ）１５１、及び１５３の他方の端子に接続する。帯域３の電力増幅器（ＰＡ）１３３の出力をモニタするコンデンサ（Ｃ）１５３は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）１３３の出力とアイソレータ（ＩＳＯ）１７３の入力との間を接続する配線に接続する。コンデンサ（Ｃ）１５３の他方の端子は、コンデンサ（Ｃ）１５２の他方の端子と、図示していない電力検出器に接続されている。

図１に示すように多帯域対応高周波電力モニタ回路は、コンデンサ（Ｃ）の一端がそれぞれの帯域回路の電力増幅器（ＰＡ）に接続され、コンデンサ（Ｃ）の他の端子は終端器（Ｔ）１６０と、図示していない電力検出器との間に縦続的に接続されている。図１に示すように終端器と電力検出器との間に、帯域１のコンデンサの他端、帯域２のコンデンサの他端、帯域３のコンデンサの他端を、順に接続している。本発明では、このような接続を、終端器と帯域１のコンデンサの他端と帯域２のコンデンサの他端と帯域３のコンデンサの他端とを電力検出器に縦続的に接続したと表す。ここで、それぞれの帯域の電力増幅器（ＰＡ）の電力が、それぞれのコンデンサ（Ｃ）によりモニタされ、その出力は電力検出器に送られる。このように３帯域に対応できる高周波電力モニタ回路は、１つの終端器、３つのコンデンサ、電力検出器で構成される。

図１の無線通信装置は、３つの帯域回路が構成された回路ブロックである。アンテナ（ＡＮＴ）１０と高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０と終端器（Ｔ）１６０は、３帯域に共通であることから、必ず実装する必要がある。それぞれの帯域回路に対しては、それぞれの帯域回路を構成する素子を実装する必要がある。帯域回路１〜３のそれぞれを構成する素子には、符号の下一桁を１〜３として、帯域回路１〜３に対応させている。以下の説明では、簡単のために、帯域回路を、単に帯域と記載することがある。

帯域回路はそれぞれ、共用器（ＤＵＰ）、無線部（ＴＲＸ）、アイソレータ（ＩＳＯ）、電力増幅器（ＰＡ）、コンデンサ（Ｃ）の構成素子から構成される。帯域１が必要な場合は、共用器（ＤＵＰ）１１１と、無線部（ＴＲＸ）１２１と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１と、電力増幅器（ＰＡ）１３１と、コンデンサ（Ｃ）１５１を実装する。帯域２が必要な場合は、共用器（ＤＵＰ）１１２と、無線部（ＴＲＸ）１２２と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２と、電力増幅器（ＰＡ）１３２と、コンデンサ（Ｃ）１５２を実装する。帯域３が必要な場合は、共用器（ＤＵＰ）１１３と、無線部（ＴＲＸ）１２３と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３と、電力増幅器（ＰＡ）１３３と、コンデンサ（Ｃ）１５３を実装する。また、必要でない帯域回路に対しては、それぞれの共用器（ＤＵＰ）と、無線部（ＴＲＸ）と、アイソレータ（ＩＳＯ）と、電力増幅器（ＰＡ）と、コンデンサ（Ｃ）は未実装とすることができる。

ここで、コンデンサ（Ｃ）の静電容量は、電力増幅器（ＰＡ）の電力をモニタするに必要な大きさとする。コンデンサ（Ｃ）１５１の静電容量は、電力増幅器（ＰＡ）１３１の出力電力に対して、電力検出器で検出される電力が−２０ｄＢ以下となるように設定する。コンデンサ（Ｃ）１５２の静電容量は、電力増幅器（ＰＡ）１３２の出力電力に対して、電力検出器で検出される電力が−２０ｄＢ以下となるように設定する。コンデンサ（Ｃ）１５３)の静電容量は、電力増幅器（ＰＡ）１３３の出力電力に対して、電力検出器で検出される電力が−２０ｄＢ以下となるように設定する。

また本発明の高周波電力モニタ回路においては、電力増幅器（ＰＡ）からの出力のうち微小な電力を取り出している。そのため、終端器（Ｔ）から電力検出器までの回路基板配線の特性インピーダンスをマッチングさせることが重要である。終端器（Ｔ）から電力検出器までの回路基板配線は、特性インピーダンス(本実施例では、５０Ω)にて配線する。終端器（Ｔ）１６０の特性インピーダンスは、前記配線と同様のインピーダンスであることが好適であり、本実施例では、５０Ωとする、又、電力検出器の入力インピーダンスも同様であることが好適であり、本実施例では、５０Ωとする。このように、終端器とそれぞれのコンデンサと電力検出器との接続配線が分布定数回路により接続され、その接続配線の特性インピーダンスと、終端器の終端インピーダンスと、電力検出器の入力インピーダンスとが合致することが好ましい。

上記したように終端器（Ｔ）から電力検出器までの回路基板配線の特性インピーダンスはマッチングさせる必要がある。従って、ある帯域を使用しない場合に、コンデンサを未実装とする場合の配線インピーダンスも、特性インピーダンスに近い値にする必要がある。コンデンサが実装される近傍の回路基板配線例を図３に示す。図３の（ａ）が好適例(本実施例)であり、（ｂ）が不適切な例である。図３の（ａ）、（ｂ）のそれぞれ上側にコンデンサ（Ｃ）を実装した場合、下側にコンデンサを未実装とした場合を示す。

図３の（ａ）は、コンデンサを実装するパッドを配線上に直接設けている。一方図３の（ｂ）は、コンデンサを実装するパッドを配線から延長させたスタブ構造としている。このようなスタブ構造の場合に、コンデンサ（Ｃ）を実装した場合と、未実装の場合を同じ特性インピーダンスとすることが難しい。そのためコンデンサ（Ｃ）１５１とコンデンサ（Ｃ）１５２とコンデンサ（Ｃ）１５３は、取り外した際に両端子の接続点がスタブ構造にならないように、図３の（ａ）のような回路基板配線を行う必要がある。このように、回路基板には、構成素子間の接続する配線や、構成素子を接着するパッドが設けられ、構成素子を接着するパッドに素子を実装するか、あるいは実装しないかが選択できるものである。

上記した図1は、帯域回路１と帯域回路２と帯域回路３を全て使用する場合の素子実装例であり、図２には帯域回路1と帯域回路３を使用し、帯域回路２を使用しない場合の素子実装例を示す。図２では、アンテナ（ＡＮＴ）１０と、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０と、終端器（Ｔ）１６０と、共用器（ＤＵＰ)１１１と、無線部（ＴＲＸ）１２１と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１と、電力増幅器（ＰＡ）１３１と、コンデンサ（Ｃ）１５１と、共用器（ＤＵＰ)１１３と、無線部（ＴＲＸ）１２３と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３と、電力増幅器（ＰＡ）１３３と、コンデンサ（Ｃ）１５３と、を実装する。共用器（ＤＵＰ)１１２と、無線部（ＴＲＸ）１２２と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２と、電力増幅器（ＰＡ）１３２と、コンデンサ（Ｃ）１５２は実装しない。

次に、実施例の動作について説明する。図１において、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０は、帯域回路１と帯域回路２と帯域回路３を切り替える高周波経路切り替えスイッチである。帯域回路１を選択した場合には、端子（ＲＦＩ）を接続し共用器（ＤＵＰ）１１１をアンテナ（ＡＮＴ）１０に接続する。帯域回路２を選択した場合には、端子（ＲＦ２）を接続し共用器（ＤＵＰ）１１２をアンテナ（ＡＮＴ）１０に接続する。帯域回路３を選択した場合には、端子（ＲＦ３）を接続し共用器（ＤＵＰ）１１３をアンテナ（ＡＮＴ）１０に接続する。共用器（ＤＵＰ）は、受信用フィルタと送信用フィルタで構成され、送信部と受信部が相互干渉することなく送信部と受信部を結合する。

アイソレータ（ＩＳＯ）は、入力端子に入力された高周波電力を出力端子に通過させ、出力端子に反射で戻った高周波電力を内臓の終端抵抗で吸収し、出力インピーダンスの影響が入力インピーダンスに影響しない動作をする。電力増幅器（ＰＡ）は、送信電力を増幅する。無線部（ＴＲＸ）は、送受信動作を行う。コンデンサ（Ｃ）は、電力増幅器（ＰＡ）の高周波出力電力の一部を分岐して通過させる。終端器（Ｔ）は、特性インピーダンス線路端でそのインピーダンスで終端し、高周波電力反射を防止する。

帯域１が選択されている場合は、無線部（ＴＲＸ）１２１が起動し、無線部（ＴＲＸ）１２１の送信出力端子から出力された送信高周波電力が電力増幅器（ＰＡ）１３１で電力増幅される。増幅された送信高周波電力がアイソレータ（ＩＳＯ）１７１と、共用器（ＤＵＰ）１１１を通り、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０で経路切り替えされて、アンテナ（ＡＮＴ）１０より、出力される。アンテナ（ＡＮＴ）１０で受信された信号は、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０で経路切り替えされて、共用器（ＤＵＰ）１１１を通り、無線部 （ＴＲＸ）１２１の受信入力端子に入力され受信される。又、アイソレータから出力された送信電力は、インピーダンス不整合による、反射電力があっても、アイソレータの入力端には、戻ることは無い。更に電力増幅器（ＰＡ）１３１から出力された送信電力の一部は、コンデンサ（Ｃ）１５１を通って、電力検出器へ入力される。

帯域２が選択されている場合は、無線部（ＴＲＸ）１２２が起動し、無線部（ＴＲＸ）１２２の送信出力端子から出力された送信高周波電力が電力増幅器（ＰＡ）１３２で電力増幅される。増幅された送信高周波電力がアイソレータ（ＩＳＯ）１７２と、共用器（ＤＵＰ）１１２を通り、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０で経路切り替えされて、アンテナ（ＡＮＴ）１０より、出力される。アンテナ（ＡＮＴ）１０で受信された信号は、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０で経路切り替えされて、共用器（ＤＵＰ）１１２を通り、無線部 （ＴＲＸ）１２２の受信入力端子に入力され受信される。又、アイソレータから出力された送信電力は、インピーダンス不整合による、反射電力があっても、アイソレータの入力端には、戻ることは無い。更に電力増幅器（ＰＡ）１３２から出力された送信電力の一部は、コンデンサ（Ｃ）１５２を通って、電力検出器へ入力される。

帯域３が選択されている場合は、無線部（ＴＲＸ）１２３が起動し、無線部（ＴＲＸ）１２３の送信出力端子から出力された送信高周波電力が電力増幅器（ＰＡ）１３３で電力増幅される。増幅された送信高周波電力がアイソレータ（ＩＳＯ）１７３と、共用器（ＤＵＰ）１１３を通り、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０で経路切り替えされて、アンテナ（ＡＮＴ）１０より、出力される。アンテナ（ＡＮＴ）１０で受信された信号は、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０で経路切り替えされて、共用器（ＤＵＰ）１１３を通り、無線部 （ＴＲＸ）１２３の受信入力端子に入力され受信される。又、アイソレータから出力された送信電力は、インピーダンス不整合による、反射電力があっても、アイソレータの入力端には、戻ることは無い。更に電力増幅器（ＰＡ）１３３から出力された送信電力の一部は、コンデンサ（Ｃ）１５３を通って、電力検出器へ入力される。

それぞれの帯域において、電力増幅器（ＰＡ）から出力された送信電力の一部は、コンデンサ（Ｃ）を通って、電力検出器へ入力される。電力検出器は、入力された電力レベルに従って、制御信号を生成し、力増幅器（ＰＡ）からの送出電力が一定になるように電力増幅器（ＰＡ）を制御する。更に実施例の構成で説明したように、３帯域の内で２帯域乃至１帯域のみを使用し、非使用の帯域回路の構成素子を非実装としても、本発明の本実施例では、帯域毎の動作になんら影響しないで、選択された帯域の動作を行う。

以上、説明したように本実施例によれば、構成素子を実装する帯域回路を選択できる多帯域対応高周波モニタ回路が得られる。本発明の多帯域対応高周波モニタ回路を備えた無線通信装置は、回路基板を１種類にでき、使用する帯域回路を選択することができる。そのため、経済的に回路基板を設計できるという効果がある。又、必要としない帯域回路の構成素子を全て実装しなくとも、所定の帯域においては、その機能を満足し、経済的に回路構成できる。従って無線通信装置としては、仕向け先ごとに回路基板を設計しなくて良く、又、仕向け先ごとに必要な回路構成素子だけを実装すれば良いことになる。本実施例によれば、１種類の回路基板で、動作させる帯域を選択できる多帯域対応高周波モニタ回路が得られ、その多帯域対応高周波モニタ回路を備えた無線通信装置を提供できる。

本発明の第２の実施例について、図４、５を参照して詳細に説明する。図４には、第２の実施例の多帯域対応高周波電力モニタ回路を備えた無線通信装置の回路ブロック図を示す。図５には、図４の無線通信装置における２帯域使用時の回路ブロック図を示す。本実施例は、図１に示した第１の実施例に比較して、各帯域回路に設けられた高周波電力モニタ回路のコンデンサの１つの端子は、それぞれの終端器と分配器に接続されている点が異なる。その他は図１と同じであり、同じ構成素子は同じ符号とし、その説明は省略する。

図４に示すように、各帯域回路に設けられた高周波電力モニタ回路は、終端器とコンデンサと分配器から構成されている。コンデンサ（Ｃ）は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）の出力に接続され、コンデンサ（Ｃ）の他方の端子は、それぞれの終端器（Ｔ）と、分配器（ＤＩＶ）１つの入力端子に接続する。帯域回路１のコンデンサ（Ｃ）１５１は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）１３１の出力とアイソレータ（ＩＳＯ）１７１の入力との間を接続する配線に接続する。コンデンサ（Ｃ）１５１の他方の端子は、終端器（Ｔ）１６１と分配器（ＤＩＶ）３０の１つの入力端子に接続する。

帯域回路２のコンデンサ（Ｃ）１５２は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）１３２の出力とアイソレータ（ＩＳＯ）１７２の入力との間を接続する配線に接続する。コンデンサ（Ｃ）１５２の他方の端子は、終端器（Ｔ）１６２と分配器（ＤＩＶ）３０の他の１つの入力端子に接続する。帯域回路３のコンデンサ（Ｃ）１５３は、その一端を電力増幅器（ＰＡ）１３３の出力とアイソレータ（ＩＳＯ）１７３の入力との間を接続する配線に接続する。コンデンサ（Ｃ）１５３の他方の端子は、終端器（Ｔ）１６３と分配器（ＤＩＶ）３０のさらに他の１つの入力端子に接続する。分配器（ＤＩＶ）３０の出力が電力検出器（不図示）に接続されている。

それぞれの帯域回路において、電力増幅器（ＰＡ）から出力された送信電力の一部は、コンデンサ（Ｃ）を通って、分配器（ＤＩＶ）３０のそれぞれの入力端子へ入力される。分配器（ＤＩＶ）３０の出力が電力検出器に入力され、電力検出器は入力された電力レベルに従って、制御信号を生成し、送出電力が一定になるように電力増幅器（ＰＡ）を制御する。このように、第二の実施例においても、第一の実施例と同様の動作を実現できる。

図５には、第二の実施例において帯域1と帯域３を使用し、帯域２を使用しない場合の無線通信装置における構成素子の実装例を示す。共通部として、アンテナ（ＡＮＴ）１０と、高周波切り替えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）２０と、高周波電力モニタ回路としての分配器（ＤＩＶ）３０とは必ず実装される。さらに帯域回路１として、共用器（ＤＵＰ）１１１、無線部（ＴＲＸ）１２１、電力増幅器（ＰＡ）１３１、コンデンサ（Ｃ）１５１、終端器（Ｔ）１６１、アイソレータ（ＩＳＯ）１７１の全ての構成素子を実装する。帯域回路２として、共用器（ＤＵＰ）１１２、無線部（ＴＲＸ）１２２、電力増幅器（ＰＡ）１３２、コンデンサ（Ｃ）１５２、アイソレータ（ＩＳＯ）１７２は実装しないで、終端器（Ｔ）１６１のみを実装する。帯域回路３として、共用器（ＤＵＰ）１１３、無線部（ＴＲＸ）１２３、電力増幅器（ＰＡ）１３３、コンデンサ（Ｃ）１５３、終端器（Ｔ）１６３と、アイソレータ（ＩＳＯ）１７３の全ての構成素子を実装する。

この第二の実施例に示す回路構成、素子の実装においても、第一の実施例と同様に所定の周波数帯域における動作は、同様である。従って、第一の実施例と同様に経済的に回路基板の共通化が図れ、必要な帯域回路を構成する素子のみを実装することで経済的に回路を構成することが可能になる。

上記のように、本発明によれば、１種類の回路基板で、動作させる周波数帯域を選択できる多帯域対応高周波モニタ回路が得られ、その多帯域対応高周波モニタ回路を備えた無線通信装置が得られる。

以上、実施例として本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で様々な変更をすることができる。

１０ アンテナ（ＡＮＴ）
２０ 高周波切り換えスイッチ（ＡＮＴＳＷ）
３０ 分配器（ＤＩＶ）
１１１、１１２、１１３ 共用器（ＤＵＰ）
１２１、１２２、１２３ 無線部（ＴＲＸ）
１３１、１３２、１３３ 電力増幅器（ＰＡ）
１４１、１４２、１４３ カップラー（ＣＵＰ）
１５１、１５２、１５３ コンデンサ（Ｃ）
１６０、１６１、１６２、１６３ 終端器（Ｔ）
１７１、１７２、１７３ アイソレータ（ＩＳＯ）

Claims (7)

1. 帯域毎に動作する帯域回路として、電力増幅器と、該電力増幅器の出力が入力されるアイソレータとを有する帯域回路をＮ（Ｎは２以上の整数）個備えることができる通信装置を、共通の回路基板を用いて構成し、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に構成素子を実装する第１〜第Ｍ（Ｍは、Ｎと同等、又はＮより小さな正の整数）の帯域回路を選択し、
   選択され、構成素子が実装された前記第１〜第Ｍの帯域回路の電力増幅器のそれぞれの出力に、それぞれ第１〜第Ｍのコンデンサの一端を接続し、第１〜第Ｍのコンデンサのそれぞれの他端は、終端器と電力検出器との間に接続することを特徴とする多帯域対応高周波電力モニタ回路。
2. 帯域毎に動作する帯域回路として、電力増幅器と、該電力増幅器の出力が入力されるアイソレータとを有する帯域回路をＮ（Ｎは２以上の整数）個備えることができる通信装置を、共通の回路基板を用いて構成し、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に構成素子を実装する第１〜第Ｍ（Ｍは、Ｎと同等、又はＮより小さな正の整数）の帯域回路を選択し、
   選択され、構成素子が実装された前記第１〜第Ｍの帯域回路の電力増幅器のそれぞれの出力に、それぞれ第１〜第Ｍのコンデンサの一端を接続し、第１〜第Ｍのコンデンサのそれぞれの他端は、第１〜第Ｍの終端器と分配器の第１〜第Ｍの入力端子とに接続し、前記分配器の出力は電力検出器に接続することを特徴とする多帯域対応高周波電力モニタ回路。
3. 請求項１又は２に記載の多帯域対応高周波電力モニタ回路において、前記第１〜第Ｍのコンデンサの静電容量をそれぞれに接続された電力増幅器の出力電力に比較して電力検出器側に出力される電力が１／１００以下となるように選択することを特徴とする多帯域対応高周波電力モニタ回路。
4. 請求項１に記載の多帯域対応高周波電力モニタ回路において、終端器とそれぞれのコンデンサと電力検出器との接続配線が、特定の特性インピーダンスを有する分布定数回路により接続され、終端器の終端インピーダンスが分布定数回路の特性インピーダンスに合致し、電力検出器の入力インピーダンスが分布定数回路の特性インピーダンスに合致したことを特徴とする多帯域対応高周波電力モニタ回路。
5. 請求項２に記載の多帯域対応高周波電力モニタ回路において、それぞれの終端器とそれぞれのコンデンサと分配器のそれぞれの入力端子との接続配線が、特定の特性インピーダンスを有する分布定数回路により接続され、終端器の終端インピーダンスが分布定数回路の特性インピーダンスに合致し、分配器の入力インピーダンスが分布定数回路の特性インピーダンスに合致したことを特徴とする多帯域対応高周波電力モニタ回路。
6. アンテナと、高周波切り替えスイッチと、帯域毎に備えられた共用器と無線部と電力増幅器とアイソレータとをそれぞれ有するＮ個の帯域回路と、前記電力増幅器から出力された電力をモニタすることで前記電力増幅器から出力される電力を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の多帯域対応高周波電力モニタ回路と、を備え
   共通の回路基板を用いて、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に帯域回路用の構成素子が実装された帯域回路のうちの１つの無線部からの高周波信号を送信することを特徴とする無線通信装置の送信部。
7. アンテナと、高周波切り替えスイッチと、帯域毎に備えられた共用器と無線部と電力増幅器とアイソレータとをそれぞれ有するＮ個の帯域回路と、前記電力増幅器から出力された電力をモニタすることで前記電力増幅器から出力される電力を制御する、請求項１乃至５のいずれかに記載の多帯域対応高周波電力モニタ回路と、を備え
   共通の回路基板を用いて、前記Ｎ個の帯域回路のうち実際に帯域回路用の構成素子が実装された帯域回路のうちの１つの無線部が、前記アンテナにより受信した高周波信号を受信処理し、かつ、送信用の高周波信号を処理することを特徴とする無線通信装置。

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