JP5913029B2

JP5913029B2 - 無線回路および無線回路の制御方法

Info

Publication number: JP5913029B2
Application number: JP2012207594A
Authority: JP
Inventors: 和彦池畑; 正盛徳田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: JP2014064147A

Description

本発明は、無線回路および無線回路の制御方法に関する。

近年、複数の周波数帯の送信信号を結合し、一本のアンテナで送信する無線装置が開発されている（特許文献１）。特許文献１には、信号を通信する通信機において、複数のチャネルのそれぞれについてそれぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる送信対象信号レベル変化手段と、複数のチャネルのそれぞれについてそれぞれのチャネルの周波数成分を通過させるフィルタリング特性により送信対象信号レベル変化手段によりレベルが変化させられたそれぞれのチャネルの信号をフィルタリングする送信フィルタ手段と、送信フィルタ手段によりフィルタリングされた複数のチャネルの信号を結合する送信信号結合手段と、送信信号結合手段により結合された信号を無線により送信するアンテナと、送信信号結合手段からアンテナへ出力される結合信号の一部を複数の信号に分配する結合信号分配手段と、複数のチャネルのそれぞれについて送信フィルタ手段のフィルタリング特性と同一のフィルタリング特性により結合信号分配手段により分配されたそれぞれの分配信号をフィルタリングするレベル検出用フィルタ手段と、レベル検出用フィルタ手段によるフィルタリングにより得られたそれぞれのチャネルの信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、信号レベル検出手段により検出されたそれぞれのチャネルの信号のレベルに基づいて、送信対象信号レベル変化手段によりそれぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる態様を制御する送信対象信号レベル変化態様制御手段と、を備えた通信機が記載されている。

特開２００５−３１８２１２号公報（２００５年１１月１０日公開）

しかしながら、上述のような従来技術では、各周波数帯の送信信号レベルを検出し、各送信系の送信信号レベルを調整しているものの、アンテナ特性については全く配慮されていないという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の周波数帯の送信信号を結合し、一本のアンテナで送信する無線装置におけるアンテナ特性を改善するための技術を提供することを主たる目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無線回路は、互いに異なる周波数帯域の送信信号を出力する複数の送信信号出力部、該複数の送信信号出力部から出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合手段、該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続され、進行波および反射波を取り出す双方向性結合器、複数の周波数帯域の送信信号が同時に該アンテナに出力されているときに、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波手段、ならびに該アンテナと該双方向性結合器との間に接続され、該検波手段が検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて該アンテナのインピーダンスを変化させるようになっている可変整合手段、を備えていることを特徴としている。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記可変整合手段は、少なくとも一つの周波数帯域における上記進行波と上記反射波との電力比を周波数帯域毎に算出し、算出した各周波数帯域の該電力比に応じて上記アンテナの各周波数帯域のインピーダンスを調整するようになっているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記双方向性結合器は、上記可変整合手段と上記結合手段との間に接続されているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路は、複数の上記双方向性結合器を備えており、該複数の双方向性結合器の各々は、上記結合手段と上記複数の送信信号出力部との間に、各送信信号出力部毎に接続されているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記複数の双方向性結合器は、互いが取り出した進行波同士および反射波同士がそれぞれ結合されるように直列に接続されているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記複数の双方向性結合器の各々が取り出した上記進行波および上記反射波がそれぞれ入力される複数の検波器を備えているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記複数の送信信号出力部の何れかが出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を検出する一つ以上のサブ検波手段を備えており、該一つ以上のサブ検波手段の各々は、上記双方向性結合器が取り出した複数の周波数帯域を含んだ上記進行波または上記反射波が入力され、検出対象となる周波数帯域の上記進行波または上記反射波のみを透過させるフィルタと、該フィルタを透過した上記進行波または上記反射波の電力を検出する検波器と、を備えているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記双方向性結合器が取り出した上記進行波または上記反射波の送信中の全ての周波数帯域の合計電力を検出する合計電力検波手段をさらに備えているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記合計電力検波手段が検出した合計電力から、上記少なくとも一つのサブ検波手段が検出した電力を減算することにより、上記少なくとも一つのサブ検波手段の何れとも異なる周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を算出するようになっているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記複数の送信信号出力部には、出力する送信信号の周波数帯域が可変である第一の可変周波数送信信号出力部が含まれており、上記少なくとも一つのサブ検波手段は、第一の可変周波数送信信号出力部を除く上記複数の送信信号出力部の各々が出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力をそれぞれ検出するようになっており、上記検波手段は、上記合計電力検波手段が検出した合計電力から、上記少なくとも一つのサブ検波手段が検出した電力を減算することにより、第一の可変周波数送信信号出力部が出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を算出するようになっているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路では、上記複数の送信信号出力部には、出力する送信信号の周波数帯域が可変である第二の可変周波数送信信号出力部が含まれており、上記一つ以上のサブ検波手段には、第二の可変周波数送信信号出力部が出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を検出する可変周波数検波手段が含まれており、該可変周波数検波手段が備えるフィルタは、第二の可変周波数送信信号出力部が出力する送信信号の周波数帯域の変化に応じて、自フィルタが透過させる周波数帯域を変化させるようになっているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線回路は、上記検波手段が検出した周波数帯域毎の上記進行波の電力に応じて上記複数の送信信号出力部の送信電力を制御する制御手段を備えており、該制御手段が、上記検波手段が検出した周波数帯域毎の上記進行波および上記反射波の電力に応じて上記可変整合手段を制御するようになっているものであってもよい。

本発明の一態様に係る無線装置は、本発明の一態様に係る無線回路を備えていることを特徴としている。

また、本発明の一態様に係る無線回路の制御方法は、複数の送信信号出力部、結合手段、双方向性結合器、検波手段および可変整合手段を備えた無線回路の制御方法であって、該複数の送信信号出力部が、互いに異なる周波数帯域の送信信号をそれぞれ出力する出力工程、該結合手段が、該出力工程において出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合工程、該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続された該双方向性結合器が、進行波および反射波を取り出す取り出し工程、複数の周波数帯域の送信信号が同時に該アンテナに出力されているときに、該検波手段が、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波工程、ならびに該アンテナと該双方向性結合器との間に接続された該可変整合手段のインピーダンスを、該検波工程において検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて変化させる可変工程を包含していることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、複数の周波数帯域の送信信号が同時に送信されている状況において、双方向性結合器によって進行波に加えて反射波を取出し、検波手段によって進行波および反射波の電力を周波数帯域毎に検出することができるため、周波数帯域毎の進行波および反射波の電力に応じてアンテナの整合を調整し、アンテナ特性を改善することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態２に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態３に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態４に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態５に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態６に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態７に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態８に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態９に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態１０に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態１１に係る無線回路の概略構成を示す模式図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。以下では、本発明の実施の形態に係る無線回路について説明する。当該無線回路は、送信信号を処理するための無線回路（送信系無線回路）であり、無線装置に組み込まれ得る。

本発明の一実施形態において、無線回路１は、図１に示すように、アンテナ２０に接続されており、可変整合素子（可変整合手段）３０、ｎ個の進行波検波部（サブ検波手段、検波手段）４０、ｎ個の反射波検波部（サブ検波手段、検波手段）４５、双方向性結合器５０、マルチプレクサ（結合手段）６０、ｎ個の増幅器７０およびＲＦＩＣ８０を備えている。可変整合素子３０は、可変容量素子３１、可変整合素子コントローラ３２および演算部（演算手段）３３を備えている。進行波検波部４０は、フィルタ４１および検波器４２を備えている。反射波検波部４５は、フィルタ４６および検波器４７を備えている。ＲＦＩＣ８０は、ｎ個の送信信号出力部８５を備えている。

アンテナ２０には、アンテナ２０のインピーダンスを整合する可変整合素子３０が接続されている。可変整合素子３０は、演算部３３における演算結果に応じて、可変整合素子コントローラ３２が可変容量素子３１を制御することにより、アンテナ２０のインピーダンスを調整することができる。但し、可変整合素子３０の構成はこれに限定されず、アンテナ２０のインピーダンスを調整可能になっていればよい。

ｎ個の送信信号出力部８５は、互いに異なる周波数帯域（帯域１〜ｎ）の送信信号を出力するようになっており、各送信信号はそれぞれ増幅器７０によって増幅された後、マルチプレクサ６０によって結合される。そして、結合された送信信号が、一本のアンテナ２０から送信される。すなわち、同時に複数の周波数帯域の送信信号が、マルチプレクサ６０からアンテナ２０に出力され、アンテナ２０から送信されるようになっている。このとき、マルチプレクサ６０から可変整合素子３０へ全送信帯域の進行波が進み、可変整合素子３０からマルチプレクサ６０へ全送信帯域の反射波が戻る。

双方向性結合器５０は、双方向出力を行う方向性結合器であり、可変整合素子３０とマルチプレクサ６０との間に接続され、進行波および反射波の一部を取り出して、進行波が進行波検波部４０に入力され、反射波が反射波検波部４５へ入力されるように各進行波検波部４０および反射波検波部４５に接続されている。なお、双方向性結合器５０によって取り出される進行波および反射波は、それぞれ全送信帯域を含むものである。

ｎ個の進行波検波部４０は、それぞれが互いに異なる周波数帯域（帯域１〜ｎ）における進行波の電力を検出するものである。特に、ｎ個の進行波検波部４０が検出する周波数帯域は、ｎ個の送信信号出力部８５が出力する送信信号の周波数帯域とそれぞれ対応していることが好ましい。

フィルタ４１は、例えば、バンドパスフィルタであり、複数の周波数帯域を含む進行波から検出すべき周波数帯域のみを透過させるように構成されている。検波器４２は、例えば、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）であり、フィルタ４１を透過した特定の周波数帯域の進行波の電力をデジタル値として演算部３３に出力するようになっている。これにより、演算部３３は、進行波の電力を周波数帯域毎に検出することができる。

同様に、ｎ個の反射波検波部４５は、それぞれが互いに異なる周波数帯域（帯域１〜ｎ）における反射波の電力を検出するものである。特に、ｎ個の反射波検波部４５が検出する周波数帯域は、ｎ個の送信信号出力部８５が出力する送信信号の周波数帯域とそれぞれ対応していることが好ましい。

フィルタ４６は、例えば、バンドパスフィルタであり、複数の周波数帯域を含む進行波から検出すべき周波数帯域のみを透過させるように構成されている。検波器４７は、例えば、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）であり、フィルタ４６を透過した特定の周波数帯域の進行波の電力をデジタル値として演算部３３に出力するようになっている。これにより、演算部３３は、反射波の電力を周波数帯域毎に検出することができる。

演算部３３には、上述したように、周波数帯域毎（好ましくは、ｎ個の送信信号出力部８５が出力する送信信号の周波数帯域と対応している周波数帯域毎）の進行波および反射波の電力が入力される。これにより、演算部３３は、周波数帯域毎の進行波および反射波の電力比（典型的にはＶＳＷＲ）を算出することができる。進行波および反射波の電力比は、アンテナ整合の指標として使用することができるため、当該電力比に応じて可変整合素子コントローラ３２が可変容量素子３１を制御することにより、アンテナ２０の特性を改善することができる。

例えば、一実施形態において、可変整合素子コントローラ３２は、可変整合素子３０によるアンテナ２０のインピーダンスの調整量を変化させ（調整量変化ステップ）、その結果、演算部３３が算出する特定の周波数帯域または全体におけるＶＳＷＲがどのように変化するかを判断し（ＶＳＷＲ判定ステップ）、特定の周波数帯域または全体におけるＶＳＷＲが低くなるように可変整合素子３０を制御するようになっていてもよい。調整量変化ステップにおける可変整合素子コントローラ３２による可変整合素子３０の制御の方法は特に限定されず、アンテナ２０のインピーダンスが連続的に変化するように制御してもよいが、可変整合素子コントローラ３２が予め定められた複数の制御パラメータを記憶しておき、当該複数の制御パラメータから選択した制御パラメータで、可変整合素子３０を制御してもよい。すなわち、制御パラメータを変更しながら調整量変化ステップおよびＶＳＷＲ判定ステップを複数回繰り返した後、ＶＳＷＲの改善が最も大きかった制御パラメータを用いて可変整合素子３０を制御するようにしてもよい。また、特定の周波数帯域は、例えば、重要な送信信号に対応する周波数帯域等、目的に応じて適宜選択されるようになっていればよい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態において、無線回路２は、図２に示すように、実施形態１の無線回路１に比べ、一つの双方向性結合器５０が、可変整合素子３０とマルチプレクサ６０との間に接続される代わりに、複数の双方向性結合器５０の各々が、マルチプレクサ６０と複数の送信信号出力部８５（増幅器７０）との間に、各送信信号出力部８５毎に接続されている。そして、複数の双方向性結合器５０は、互いが取り出した進行波同士および反射波同士がそれぞれ結合されるように直列に接続されている（いわゆるデージーチェーンになっている）。

このように構成した場合であっても、実施形態１と同様、ｎ個の送信信号出力部８５が出力した各送信信号はそれぞれ増幅器７０によって増幅された後、マルチプレクサ６０によって結合される。そして、結合された送信信号が、一本のアンテナ２０から送信される。また、各双方向性結合器５０によって取り出された各周波数帯域の進行波および反射波は、上述した直接の接続によって結合され、全送信帯域の進行波が進行波検波部４０に入力され、全送信帯域の反射波が反射波検波部４５へ入力されるようになっている。

本実施形態では、双方向性結合器５０が複数必要になるため、実施形態１と比べて回路規模が大きくなる。しかしながら、アンテナ特性をより好適に改善することができる。なぜなら、マルチプレクサ６０は、典型的にはフィルターによって構成されているため、可変整合素子３０によるアンテナ２０のインピーダンスの調整によって、マルチプレクサ６０におけるロスが増減する可能性がある。そのため、実施形態１では、双方向性結合器５０からアンテナ２０側の部分において特性を改善しても、マルチプレクサ６０によって、特性が若干劣化するおそれがある。一方、本実施形態では、マルチプレクサ６０を通過した後の反射波を用いて可変整合素子３０がアンテナ２０のインピーダンスを調整するため、マルチプレクサ６０におけるロスを考慮にいれて、最終的な特性を改善することができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態において、無線回路３には、図３に示すように、実施形態１の無線回路１に比べ、進行波検波部４０および反射波検波部４５はそれぞれｎ−１個しか設けられていない。例えば、ｎ個の送信信号出力部８５が出力する送信信号の帯域をそれぞれ帯域１〜ｎとしたとき、進行波検波部４０および反射波検波部４５は、帯域１〜ｎ−１における進行波および反射波の電力を検出するが、帯域ｎにおける進行波および反射波の電力を検出しない。そして、フィルタを介さずに双方向性結合器５０に接続され、双方向性結合器５０が取り出した送信中の全周波数帯域（帯域１〜ｎ）の進行波の合計電力を検出する進行波合計電力検波部４３と、フィルタを介さずに双方向性結合器５０に接続され、双方向性結合器５０が取り出した送信中の全周波数帯域（帯域１〜ｎ）の反射波の合計電力を検出する反射波合計電力検波部４８と、が設けられている。なお、送信中の全周波数帯域（全送信帯域）とは、アンテナ２０から複数の周波数帯域の送信信号が同時に送信される状況（アンテナ２０に複数の周波数帯域の送信信号を同時に出力する状況）において、当該複数の周波数帯域の全ての帯域を合わせた帯域を示す。

ここで、演算部３３は、進行波合計電力検波部４３が検出した進行波の合計電力から、ｎ−１個の進行波検波部４０が検出した帯域１〜ｎ−１における進行波の電力を減算することにより、帯域ｎにおける進行波の電力を算出することができる。同様に、演算部３３は、反射波合計電力検波部４８が検出した反射波の合計電力から、ｎ−１個の反射波検波部４５が検出した帯域１〜ｎ−１における反射波の電力を減算することにより、帯域ｎにおける反射波の電力を算出することができる。

これにより、フィルタを二つ減らしても、実施形態１と同等の動作をすることができるため、回路規模を小さくすることができる。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。無線回路４は、図４に示すように、実施形態２の無線回路２に対し、実施形態３のように、進行波合計電力検波部４３および反射波合計電力検波部４８を設けた構成である。これにより、フィルタを二つ減らしても、実施形態２と同等の動作をすることができるため、回路規模を小さくすることができる。

〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態において、無線回路５には、図５に示すように、実施形態１の無線回路１に対し、ｎ個の送信信号出力部８５に加えて、ｍ個の送信信号出力部（可変周波数送信信号出力部）８６を備えている。ｍ個の送信信号出力部８６から出力される送信信号（帯域ｎ＋１〜ｎ＋ｍ）は、それぞれ増幅器７０によって増幅された後、スイッチ部（可変周波数送信信号出力部）９０によって、何れか一つが選択されて、マルチプレクサ６０に入力されるようになっている。また、ｎ個の進行波検波部４０および反射波検波部４５に加えて、進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９を備えている。

進行波可変周波数検波部４４は、ｍ個の送信信号出力部８６が出力する送信信号の周波数帯域（帯域ｎ＋１〜ｎ＋ｍ）にそれぞれ対応するｍ個のフィルタ４１および検波器４２を備えており、スイッチ部９０において選択された送信信号の周波数帯域を透過させるフィルタ４１を検波器４２に接続するように、フィルタ４１と検波器４２との間の接続の切替がなされる。当該接続の切替およびスイッチ部９０における切替は、例えば、ＲＦＩＣ８０からの制御信号によって行われてもよい。同様に、反射波可変周波数検波部４９は、ｍ個の送信信号出力部８６が出力する送信信号の周波数帯域にそれぞれ対応するｍ個のフィルタ４６および検波器４７を備えており、スイッチ部９０において選択された送信信号の周波数帯域を透過させるフィルタ４６を検波器４２に接続するように、フィルタ４６と検波器４７との間の接続の切替がなされる。当該接続の切替およびスイッチ部９０における切替は、例えば、ＲＦＩＣ８０からの制御信号によって行われてもよい。

以上のように、進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９は、送信信号出力部の一部が周波数帯域が可変な送信信号を出力するとき、当該送信信号の周波数帯域における進行波および反射波の電力を首尾よく検出することができる。

〔実施形態６〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。無線回路６は、図６に示すように、実施形態２の無線回路２に対し、実施形態５のように、ｍ個の送信信号出力部８６、スイッチ部９０、進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９を設けた構成である。これにより、送信信号出力部の一部が周波数帯域が可変な送信信号を出力するとき、当該送信信号の周波数帯域における進行波および反射波の電力を首尾よく検出することができる。

〔実施形態７〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態において、無線回路７には、図７に示すように、実施形態５の無線回路５に比べ、進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９の代わりに進行波合計電力検波部４３および反射波合計電力検波部４８を設けた構成である。

ここで、演算部３３は、進行波合計電力検波部４３が検出した全送信帯域の進行波の合計電力から、ｎ個の進行波検波部４０が検出した進行波の電力を減算することにより、ｍ個の送信信号出力部８６の何れかからスイッチ部９０を介して出力された送信信号の周波数帯域における進行波の電力を算出することができる。同様に、演算部３３は、反射波合計電力検波部４８が検出した全送信帯域の反射波の合計電力から、ｎ個の反射波検波部４５が検出した反射波の電力を減算することにより、ｍ個の送信信号出力部８６の何れかからスイッチ部９０を介して出力された送信信号の周波数帯域における反射波の電力を算出することができる。

これにより、実施形態５における進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９のような複雑な機構を廃し、フィルタを大幅に減らしても、実施形態５と同等の動作をすることができるため、回路規模を小さくすることができる。

なお、実施形態５と実施形態７とを組み合わせてもよい。

〔実施形態８〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。無線回路８は、図８に示すように、実施形態６の無線回路６に対し、実施形態７のように、進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９の代わりに進行波合計電力検波部４３および反射波合計電力検波部４８を設けた構成である。これにより、実施形態６における進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９のような複雑な機構を廃し、フィルタを大幅に減らしても、実施形態６と同等の動作をすることができるため、回路規模を小さくすることができる。

なお、実施形態６と実施形態８とを組み合わせてもよい。

〔実施形態９〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態において、無線回路９には、図９に示すように、実施形態１の無線回路１に比べ、進行波検波部４０および反射波検波部４５からの出力が、可変整合素子３０の演算部３３ではなく、ＲＦＩＣ（制御手段）８０の演算部８３に入力されており、演算部８３が、周波数毎の進行波および反射波の電力比を算出し、当該電力比に応じてＲＦＩＣ８０の可変整合素子コントローラ８２が、可変整合素子３５を制御している。

ここで、ＲＦＩＣ８０は、進行波検波部４０が検出した周波数帯域毎の進行波の電力に応じて送信信号出力部８５の送信電力を制御するようになっている。そのため、ＲＦＩＣ８０から可変整合素子３５への制御のための配線が必要となるが、送信電力の制御のための配線と、可変整合素子３５の制御のための配線とを一部共用することができる。これにより、回路規模を小さくすることができる。

なお、実施形態９に、実施形態３、５および７の少なくとも何れかを組み合わせてもよい。

〔実施形態１０〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。無線回路１０は、図１０に示すように、実施形態２の無線回路２に対し、実施形態９のように、進行波検波部４０および反射波検波部４５からの出力が、可変整合素子３０の演算部３３ではなく、ＲＦＩＣ（制御手段）８０の演算部８３に入力されており、演算部８３が、周波数毎の進行波および反射波の電力比を算出し、当該電力比に応じてＲＦＩＣ８０の可変整合素子コントローラ８２が、可変整合素子３５を制御している。これにより、ＲＦＩＣ８０から可変整合素子３５への制御のための配線が必要となるが、送信電力の制御のための配線と、可変整合素子３５の制御のための配線とを一部共用することができる。これにより、回路規模を小さくすることができる。

なお、実施形態１０に、実施形態４、６および８の少なくとも何れかを組み合わせてもよい。

〔実施形態１１〕
本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本発明の一実施形態において、無線回路１１には、図１１に示すように、実施形態１０の無線回路１０に比べ、双方向性結合器５０が直列に接続されておらず、各双方向性結合器５０が取り出した互いに異なる周波数帯域（帯域１〜ｎ）の進行波および反射波が直接、各検波器４２または各検波器４７に入力されている。

このような構成によっても、検波器４２および検波器４７は、周波数帯域毎の進行波および反射波を検出することができるため、実施形態１０と同様に動作することができる。これにより、ラインの引き回し距離が増大するが、フィルタを減らすことができるため、回路規模を小さくすることができる。

〔まとめ〕
本発明の一態様に係る無線回路は、互いに異なる周波数帯域の送信信号を出力する複数の送信信号出力部、該複数の送信信号出力部から出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合手段（マルチプレクサ６０）、該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続され、進行波および反射波を取り出す双方向性結合器、複数の周波数帯域の送信信号が同時に該アンテナに出力されているときに、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波手段（進行波検波部４０、反射波検波部４５、演算部３３または演算部８３）、ならびに該アンテナと該双方向性結合器との間に接続され、該検波手段が検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて該アンテナのインピーダンスを変化させるようになっている可変整合手段（可変整合素子３０または可変整合素子３５）、を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、複数の周波数帯域の送信信号が同時に送信されている状況において、双方向性結合器によって進行波に加えて反射波を取出し、検波手段によって進行波および反射波の電力を周波数帯域毎に検出することができるため、周波数帯域毎の進行波および反射波の電力に応じてアンテナの整合を調整し、アンテナ特性を改善することができるという効果を奏する。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記可変整合手段は、少なくとも一つの周波数帯域における上記進行波と上記反射波との電力比を算出し、算出した該電力比に応じて上記アンテナのインピーダンスを調整するようになっていることが好ましい。

上記の構成によれば、進行波と反射波との電力比、例えば、ＶＳＷＲを算出することができるため、当該電力比に応じてアンテナ整合を好適に改善することができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記双方向性結合器は、上記可変整合手段と上記結合手段との間に接続されている構成であってもよい。

上記の構成によれば、双方向性結合器を送信信号出力部毎に設ける必要がないため、回路規模を小さくすることができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、複数の上記双方向性結合器を備えており、該複数の双方向性結合器の各々は、上記結合手段と上記複数の送信信号出力部との間に、各送信信号出力部毎に接続されている構成であってもよい。

上記の構成によれば、結合手段におけるロスを考慮に入れてアンテナのインピーダンスを調整することができるため、アンテナ特性を好適に改善することができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記複数の双方向性結合器は、互いが取り出した進行波同士および反射波同士がそれぞれ結合されるように直列に接続されている構成であってもよい。

上記の構成によれば、配線の取り回しを簡易なものにすることができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記複数の双方向性結合器の各々が取り出した上記進行波および上記反射波がそれぞれ入力される複数の検波器を備えている構成であってもよい。

上記の構成によれば、必要なフィルタ数を減らすことができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記複数の送信信号出力部の何れかが出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を検出する一つ以上のサブ検波手段（進行波検波部４０、反射波検波部４５）を備えており、該一つ以上のサブ検波手段の各々は、上記双方向性結合器が取り出した複数の周波数帯域を含んだ上記進行波または上記反射波が入力され、検出対象となる周波数帯域の上記進行波または上記反射波のみを透過させるフィルタと、該フィルタを透過した上記進行波または上記反射波の電力を検出する検波器と、を備えている構成であってもよい。

上記の構成によれば、検波手段が、好適に、周波数帯域毎の進行波または反射波の電力を検出することができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段は、上記双方向性結合器が取り出した上記進行波または上記反射波の送信中の全ての周波数帯域の合計電力を検出する合計電力検波手段（進行波合計電力検波部４３、反射波合計電力検波部４８）をさらに備えている構成であってもよく、上記検波手段は、上記合計電力検波手段が検出した合計電力から、上記少なくとも一つのサブ検波手段が検出した電力を減算することにより、上記少なくとも一つのサブ検波手段の何れとも異なる周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を算出するようになっている構成であってもよい。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記複数の送信信号出力部には、出力する送信信号の周波数帯域が可変である第一の可変周波数送信信号出力部（送信信号出力部８６、スイッチ部９０）が含まれており、上記少なくとも一つのサブ検波手段は、第一の可変周波数送信信号出力部を除く上記複数の送信信号出力部の各々が出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力をそれぞれ検出するようになっており、上記検波手段は、上記合計電力検波手段が検出した合計電力から、上記少なくとも一つのサブ検波手段が検出した電力を減算することにより、第一の可変周波数送信信号出力部が出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を算出するようになっている構成であってもよい。

上記の構成によれば、出力する送信信号の周波数帯域が可変である場合にも対応することができる上、必要なフィルタ数を大幅に減らすことができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記複数の送信信号出力部には、出力する送信信号の周波数帯域が可変である第二の可変周波数送信信号出力部（送信信号出力部８６、スイッチ部９０）が含まれており、上記一つ以上のサブ検波手段には、第二の可変周波数送信信号出力部が出力する送信信号の周波数帯域における上記進行波または上記反射波の電力を検出する可変周波数検波手段（進行波可変周波数検波部４４および反射波可変周波数検波部４９）が含まれており、該可変周波数検波手段が備えるフィルタは、第二の可変周波数送信信号出力部が出力する送信信号の周波数帯域の変化に応じて、自フィルタが透過させる周波数帯域を変化させるようになっている構成であってもよい。

上記の構成によれば、出力する送信信号の周波数帯域が可変である場合にも対応することができる。

さらに、本発明の一態様に係る無線回路では、上記検波手段が検出した周波数帯域毎の上記進行波の電力に応じて上記複数の送信信号出力部の送信電力を制御する制御手段（ＲＦＩＣ８０）を備えており、該制御手段が、上記検波手段が検出した周波数帯域毎の上記進行波および上記反射波の電力に応じて上記可変整合手段を制御するようになっている構成であってもよい。

上記の構成によれば、送信電力の制御のための配線と、可変整合手段の制御のための配線とを一部共用することができる。

上記の構成によれば、無線装置におけるアンテナ特性を改善することができるという効果を奏する。

本発明の一態様に係る無線回路の制御方法は、複数の送信信号出力部、結合手段、双方向性結合器、検波手段および可変整合手段を備えた無線回路の制御方法であって、該複数の送信信号出力部が、互いに異なる周波数帯域の送信信号をそれぞれ出力する出力工程、該結合手段が、該出力工程において出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合工程、該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続された該双方向性結合器が、進行波および反射波を取り出す取り出し工程、複数の周波数帯域の送信信号が同時に該アンテナに出力されているときに、該検波手段が、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波工程、ならびに該アンテナと該双方向性結合器との間に接続された該可変整合手段による該アンテナのインピーダンスの調整量を、該検波工程において検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて変化させる可変工程を包含していることを特徴としている。

上記の方法によれば、本発明の一態様に係る無線回路と同等の効果を奏する。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
最後に、無線回路１〜１１の各ブロック、特に演算部３３、演算部８３、可変整合素子コントローラ３２および可変整合素子コントローラ８２は、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。

後者の場合、無線回路１〜１１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである無線回路１〜１１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記無線回路１〜１１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、一時的でない有形の媒体（non-transitory tangible medium）、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。

また、無線回路１〜１１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は、無線装置の製造分野において利用することができる。

１〜１１無線回路
２０アンテナ
３０可変整合素子（可変整合手段）
３１可変容量素子
３２可変整合素子コントローラ
３３演算部
４０進行波検波部（サブ検波手段）
４１フィルタ
４２検波器
４３進行波合計電力検波部（合計電力検波手段）
４４進行波可変周波数検波部（可変周波数検波手段）
４５反射波検波部（サブ検波手段）
４６フィルタ
４７検波器
４８反射波合計電力検波部（合計電力検波手段）
４９反射波可変周波数検波部（可変周波数検波手段）
５０双方向性結合器
６０マルチプレクサ（結合手段）
７０増幅器
８０ＲＦＩＣ（制御手段）
８２可変整合素子コントローラ
８３演算部
８５送信信号出力部
８６送信信号出力部（可変周波数送信信号出力手段）
９０スイッチ部（可変周波数送信信号出力手段）

Claims

互いに異なる周波数帯域の送信信号を出力する複数の送信信号出力部、
該複数の送信信号出力部から出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合手段、
該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続され、進行波および反射波を取り出す双方向性結合器、
複数の周波数帯域の送信信号が同時に該アンテナに出力されているときに、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波手段、ならびに
該アンテナと該双方向性結合器との間に接続され、該検波手段が検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて該アンテナのインピーダンスを変化させるようになっている可変整合手段、を備えており、
該双方向性結合器は、該可変整合手段と該結合手段との間に接続されていることを特徴とする無線回路。
互いに異なる周波数帯域の送信信号を出力する複数の送信信号出力部、
該複数の送信信号出力部から出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合手段、
該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続され、進行波および反射波を取り出す双方向性結合器、
複数の周波数帯域の送信信号が同時に該アンテナに出力されているときに、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波手段、ならびに
該アンテナと該双方向性結合器との間に接続され、該検波手段が検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて該アンテナのインピーダンスを変化させるようになっている可変整合手段、を備えており、
該検波手段は、該複数の送信信号出力部の何れかが出力する送信信号の周波数帯域における該進行波または該反射波の電力を検出する一つ以上のサブ検波手段を備えており、
該一つ以上のサブ検波手段の各々は、
該双方向性結合器が取り出した複数の周波数帯域を含んだ該進行波または該反射波が入力され、検出対象となる周波数帯域の該進行波または該反射波のみを透過させるフィルタと、
該フィルタを透過した該進行波または該反射波の電力を検出する検波器と、を備えていることを特徴とする無線回路。
上記可変整合手段は、少なくとも一つの周波数帯域における上記進行波と上記反射波との電力比を周波数帯域毎に算出し、算出した各周波数帯域の該電力比に応じて上記アンテナの各周波数帯域のインピーダンスを調整するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の無線回路。
複数の送信信号出力部、結合手段、双方向性結合器、検波手段および可変整合手段を備えた無線回路の制御方法であって、
該複数の送信信号出力部が、互いに異なる周波数帯域の送信信号をそれぞれ出力する出力工程、
該結合手段が、該出力工程において出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合工程、
該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続された該双方向性結合器が、進行波および反射波を取り出す取り出し工程、
該検波手段が、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波工程、ならびに
該アンテナと該双方向性結合器との間に接続された該可変整合手段による該アンテナのインピーダンスの調整量を、該検波工程において検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて変化させる可変工程を包含しており、
該双方向性結合器は、該可変整合手段と該結合手段との間に接続されていることを特徴とする無線回路の制御方法。
複数の送信信号出力部、結合手段、双方向性結合器、検波手段および可変整合手段を備えた無線回路の制御方法であって、
該複数の送信信号出力部が、互いに異なる周波数帯域の送信信号をそれぞれ出力する出力工程、
該結合手段が、該出力工程において出力された送信信号を結合してアンテナに出力する結合工程、
該アンテナと該複数の送信信号出力部との間に接続された該双方向性結合器が、進行波および反射波を取り出す取り出し工程、
該検波手段が、該双方向性結合器が取り出した該進行波および該反射波の電力を周波数帯域毎に検出する検波工程、ならびに
該アンテナと該双方向性結合器との間に接続された該可変整合手段による該アンテナのインピーダンスの調整量を、該検波工程において検出した周波数帯域毎の該進行波および該反射波の電力に応じて変化させる可変工程を包含しており、
該検波手段は、一つ以上のサブ検波手段を備えており、
該一つ以上のサブ検波手段の各々は、フィルタおよび検波器を備えており、
該検波工程は、該一つ以上のサブ検波手段の各々が、該複数の送信信号出力部の何れかが出力する送信信号の周波数帯域における該進行波または該反射波の電力を検出するサブ検波工程を含んでおり、
該サブ検波工程では、該双方向性結合器が取り出した複数の周波数帯域を含んだ該進行波または該反射波が該フィルタに入力され、該フィルタは、検出対象となる周波数帯域の該進行波または該反射波のみを透過させ、該検波器が、該フィルタを透過した該進行波または該反射波の電力を検出することを特徴とする無線回路の制御方法。