JPH11122137A - ブースタ増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体通信装置が電波を送信する際に、受信
用アンプに送信パルスの回込みを防止するブースタ増幅
回路を得ることにある。 【解決手段】 ブースタ増幅回路１６は、携帯電話機２
と接続され、携帯電話機２からの送信パルスと携帯電話
基地局からの受信パルスを分離する第１のデュプレクサ
４、送信パルスに応答し送信制御信号２０と２４を出力
する送信増幅制御回路１８、送信制御信号２４で付勢さ
れ送信パルスを増幅する送信用パワーアンプ７、及び、
送信制御信号２０に応答し受信用アンプ１０を送受信共
通アンテナ８から分離させ、送信パルスを送受信共通ア
ンテナ８へ伝送する第２のデュプレクサ２２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車電話や携
帯電話やパーソナルコミュニケーションサービスなどの
移動体通信装置の送受信電磁波を増幅するブースタ増幅
回路に関する。特に、車両内に設置された充電機能を有
するクレードルに装填した移動体電話機と車両外部に設
けられたアンテナとの間で電磁波を増幅するブースタ増
幅回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のブースタ増幅回路１のブ
ロック図である。図において、ブースタ増幅回路１は、
携帯電話機２を収容するクレードル３の外部電極を通じ
て接続されたデュプレクサ４、このデュプレクサ４とバ
ンドパスフィルタ５を通じて接続された送信増幅制御回
路６、この送信増幅制御回路６に制御される送信用パワ
ーアンプ７、この送信用パワーアンプ７からの増幅送信
信号と送受信共通アンテナ８からの受信信号とを分離す
るデュプレクサ９、このデュプレクサ９から分離した受
信信号を受けて増幅する受信用アンプ１０を備え、電話
機２から送信信号が発信されたときに、送信増幅制御回
路６から出力する増幅制御信号を検知して送信信号を増
幅していた。この増幅送信信号はデュプレクサ９を通過
して送受信共通アンテナ８から発信するよう構成されて
いた。一方、送受信共通アンテナ８から受信した受信信
号は、デュプレクサ９で送信信号と分離され受信用アン
プ１０に入力して増幅してから、デュプレクサ４および
クレードルを通じて電話機２に転送していた。また、送
信用パワーアンプ７と受信用アンプ１０を送受信共通ア
ンテナ８に接続可能にするため、送信信号と受信信号と
の間を有限遅延素子を利用して分離し、送信用パワーア
ンプ７から出力する送信信号を送受信共通アンテナ８に
供給し、この送受信共通アンテナ８から受信信号のみを
バンドパスフィルタ１２を経由して低雑音の受信用アン
プ１３に供給していた。さらに、ブースタ増幅回路１
は、さらに受信用アンテナ１１と接続され受信状態の良
好な送受信共通アンテナ８若しくは受信用アンテナ１１
の何れか一方を選択するダイバーシチ受信機能を携帯電
話機２に提供するために、バンドパスフィルタ１２と受
信用アンプ１３並びにクレードル３を経由して受信信号
を携帯電話機２に供給していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のブ
ースタ増幅回路１では、デュプレクサ９内で送信信号と
受信信号との間の減衰量が小さく、送信用パワーアンプ
７で増幅された増幅送信信号が受信用アンプ１０に漏洩
する回り込み現象を有効に防止できないという欠点があ
った。特に、受信用アンプ１０を広帯域で低雑音のマイ
クロウエーブ用ＩＣ（ＭＭＩＣ）などを使用した場合、
回り込む送信信号を受信用アンプ１０で増幅し、デュプ
レクサ４とバンドパスフィルタ５を経由してさらに送信
用パワーアンプ７で増幅され、ついには受信用アンプ１
０へ再度回り込み、これらデュプレクサ９、受信用アン
プ１０、デュプレクサ４、バンドパスフィルタ５、送信
用パワーアンプ７を経由してデュプレクサ９に戻る閉ル
ープ内で信号が増幅しながら巡回する発信現象の問題が
あった。

【０００４】このような現象を防止するために、従来は
各アンプの前段および後段にバンドパスフィルタを設け
て送受信周波数を整合させる方法があるが、バンドパス
フィルタを追加した分に応じて、ブースタ増幅回路１の
利得が減少する欠点があった。また、追加のバンドパス
フィルタの費用や製造工程の増加による手間などが煩雑
となるという欠点もあった。さらに、受信用アンプの周
波数特性を狭帯域に設計することも考えられるが、各ア
ンプとの整合性をとる手間も増大し煩雑でもある。

【０００５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、その目的は、部品点数を増加さ
せることなく、ブースタ増幅回路の利得を維持したまま
送信信号の回り込みを消滅させて、自己発信を防止する
ブースタ増幅器を提供することにある。

【０００６】また、他の目的は、デュプレクサ装置を構
成する帯域阻止濾過器に代えて、半導体素子を含むアン
テナスイッチで送受信時分割デジタル信号を切り換えて
送受信共通アンテナを共用するブースタ増幅器を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動体通
信装置と送受信共通アンテナの間に接続されるブースタ
増幅回路は、移動体通信装置に接続され送信信号と受信
信号を分離する第１のデュプレクサ装置と、第１のデュ
プレクサ装置経由の送信信号に応答し送信制御信号を出
力する増幅制御装置と、送信制御信号で付勢され第１の
デュプレクサ装置経由の送信信号を増幅する送信増幅器
と、送信増幅器、送受信共通アンテナ、および、第１の
デュプレクサ装置に接続する受信増幅器に接続され送信
制御信号に応答して、受信増幅器を送受信共通アンテナ
から分離させ、送信信号を送受信共通アンテナへ伝送す
る第２のデュプレクサ装置とを備えるものである。

【０００８】また、第２のデュプレクサ装置は、半導体
素子を含むアンテナスイッチとするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明のブースタ増幅回路は、特に制
限はないが携帯電話機用に構成されている。ブースタ増
幅回路は、携帯電話やＰＨＳ電話機などの移動体通信装
置と車両側面近傍に設けられた送受信共通アンテナとの
間に配置され、内部に設けられたデュプレクサにより送
信パルス信号と受信パルス信号を半導体スイッチを使用
して分離し、または、パルスの送信とエコーの間を有限
の遅延を利用して分離することができ、移動体通信装置
の送受信パルスを時分割で伝送することができる。

【００１０】図１はこの発明の実施の形態であるブース
タ増幅回路１６を示すブロック図である。図において、
ブースタ増幅回路１６は、移動体通信装置の携帯電話機
２とクレードル３を介して接続され、携帯電話機２から
の送信パルスと携帯電話基地局からの受信パルスを分離
する第１のデュプレクサ４と、第１のデュプレクサ装置
４を経由する送信パルスに応答し送信制御信号２０と２
４を出力する送信増幅制御回路１８と、送信制御信号２
４で付勢され第１のデュプレクサ４を経由する送信パル
スを増幅する送信用パワーアンプ７と、送信用パワーア
ンプ７、送受信共通アンテナ８、および、第１のデュプ
レクサ４に接続する受信用アンプ１０に接続され、送信
制御信号２０に応答して、受信用アンプ１０を送受信共
通アンテナ８から分離させ、送信パルスを送受信共通ア
ンテナ８へ伝送する第２のデュプレクサ２２とを備え、
携帯電話機２から送信パルスが出力された際に、送信用
パワーアンプ７を機能させて、スイッチ付きの第２のデ
ュプレクサ２２で送信パルスと外来受信パルスを分離し
て、送信パルスが受信用アンプ１０に回り込むことを有
効に防止することができる。本実施の形態によれば、携
帯電話機２と勘合するクレードル３はブースタ増幅回路
１６と携帯電話機２とを接触若しくは非接触で通信パル
スを中継するもので、必要な電源も携帯電話機２へ供給
することができる。この携帯電話機２から発信する送信
パルスを第１のデュプレクサ４で受け、第１のデュプレ
クサ４は半導体スイッチを省略した分波器であり、携帯
電話機２の送信パルスと受信パルスを分離し、送信用パ
ワーアンプ７に送信パルスだけを伝送すると共に、携帯
電話機２に受信用アンプ１０からの受信パルスだけを伝
送する。この第１のデュプレクサ４と送信用パワーアン
プ７との間には送信パルスの周波数帯域を通過させるバ
ンドパスフィルタ５を接続し、高調波などを除去してか
らパルス信号を増幅させる。送信増幅制御回路１８は携
帯電話機２が送信パルスを伝送するときに、送信用パワ
ーアンプを付勢すると共に、第２のデュプレクサ２２内
の半導体スイッチを送信側に切り換えることができる。
この送受信の切替えにより、受信用アンプ１０側に送信
パルスの漏洩を阻止することができ、送受信共通アンテ
ナ１１を送信用パワーアンプ７と受信用アンプ１０で共
用することができる。また、送受信共通アンテナ８と別
に設けられた受信用アンテナ１１は、バンドパスフィル
タ１２と受信用アンプ１３を経由して携帯電話機２に接
続され、上述したスイッチ付き第２のデュプレクサ２２
の切替と協動してダイバーシチ受信で電磁波を受信す
る。携帯電話機２はアンテナ８と１１の受信状態の良好
なアンテナを選択し、電波のフェージングを防止するこ
とができる。すなわち、同じ変調信号或いは情報を有
し、且つ、任意の瞬間において信号雑音比の異なる二種
以上の受信信号の中から所定の信号を選択し、組合せを
行うことにより、携帯電話機２内で復調すべき最良の受
信信号を得ることができる。

【００１１】図２はこの発明の実施の形態であるブース
タ増幅回路１６の送信時のパルスの流れを示すブロック
図である。図において、携帯電話機２から送信された送
信パルスは、クレードル３、第１のデュプレクサ４、バ
ンドパスフィルタ５を介して送信増幅制御回路１８、お
よび、送信用パワーアンプ７へと伝送される。送信増幅
制御回路１８は、送信パルスの入力を検知しスイッチ付
きの第２のデュプレクサ２２内の半導体スイッチを送信
モードに切換え、同時に送信用パワーアンプ７に電源を
供給し起動させる。そして、送信パルスは増幅されスイ
ッチ付き第２のデュプレクサ２２を経由して送受信共通
アンテナから電磁波として放射される。この場合、通信
回線が確立された後にスイッチ付き第２のデュプレクサ
２２内の半導体スイッチは送信用パワーアンプ７と送受
信共通アンテナ８の接続状態を維持し、送受信共通アン
テナ８から受信用アンプ１０を切り離しているので図示
するように送信パルスの回り込みを阻止することができ
る。

【００１２】図３はこの発明の実施の形態であるブース
タ増幅回路１６の受信時のパルスの流れを示すブロック
図である。図において、外来電波を送受信共通アンテナ
８で受信し、受信パルスをスイッチ付き第２のデュプレ
クサ２２を経由して受信用アンプ１０へ伝送する。伝送
された受信パルスは受信用アンプで増幅され第１のデュ
プレクサ４、クレードル３を経由して携帯電話機２へ伝
送される。通信回線が確立した後に、送信増幅制御回路
１８は送信信号を検知していない状態にあり、そのため
スイッチ付き第２のデュプレクサ２２内の半導体スイッ
チは受信モードを維持し、送受信共通アンテナ１１と受
信用アンプ１０の接続状態を保ているので受信パルスだ
けが受信用アンプへ伝送されることとなる。

【００１３】上記実施の形態によれば、スイッチ付きの
第２のデュプレクサ２２を使用して送信時と受信時の送
信用パワーアンプ７や受信用アンプ１０との接続状態を
切り換えることにより、部品点数の増加を伴わずに送信
パルスが受信パルス経路に回り込むことを有効に防止す
ることができる。また、スイッチ付きの第２のデュプレ
クサ２２と受信用アンテナ１１を協動させることによ
り、ダイバーシチ受信を達成することもできる。さら
に、車両内に携帯電話機２を持ち込んだ場合であっても
クレードル３に携帯電話機２を挿入するだけで送受信性
能を飛躍的に向上させることができる。

【００１４】上記実施の形態では、送受信共通アンテナ
８側の第２のデュプレクサ２２内に半導体スイッチを設
けたが、この発明の目的を達成することができる手段で
あれば、スイッチ付きの第２のデュプレクサ２２に比し
て廉価なアンテナスイッチを用いることができる。この
場合、バンドパスフィルタの部品点数が若干増加するが
全体の製造費用を低減することができる。

【００１５】図４はこの発明の他の実施の形態であるブ
ースタ増幅回路３０のブロック図である。上記実施の形
態と同一の構成要素は同一符号を付して説明を省略す
る。図において、ブースタ増幅回路３０は、送信用パワ
ーアンプ７に接続したバンドパスフィルタ３２及び受信
用アンプ１０に接続したバンドパスフィルタ３４、並び
に、送受信共通アンテナ８に接続されたアンテナスイッ
チを備え、携帯電話機２の電波送信時に送信増幅制御回
路１８によって送信用パワーアンプ７を起動させ、且
つ、アンテナスイッチ３６を送信側に切換えることで、
バンドパスフィルタ３４を送受信共通アンテナ８から分
離させ、受信用アンプ１０に送信パルスの回り込みを阻
止することができる。通信回線が確立された後に、時分
割で送信される外来電波の受信時には、携帯電話機２の
送信処理を瞬時停止させ、アンテナスイッチ３６を受信
モードに維持し受信パルスをアンテナスイッチ３６から
携帯電話機２へバンドパスフィルタ３４、受信用アンプ
１０を経由して伝送することができる。

【００１６】以上の説明によれば、スイッチ付きデュプ
レクサ２２を使用して送受信共通アンテナ８に送受信パ
ルスを伝送させたが、本発明の要旨を変更しない範囲で
上記実施の形態を適宜変更することができる。例えば、
送信用アンテナを１本と受信用アンテナを２本をブース
タ増幅回路に接続して、送信用パワーアンプ７の出力を
直接送信用アンテナに接続し、受信パルスを二系統の受
信用アンプに平衡して接続し、携帯電話機２側でダイバ
ーシチ受信をさせても良い。この場合、アンテナの本数
が３本に増加するが、送受信信号の分波や分離をする回
路が不要となり、且つ、上記発明と同様の効果を得るこ
とができる。また、携帯電話機２以外のモバイルコンピ
ュータなどの移動体通信機についてもこの発明のブース
タ増幅回路を適用できることは勿論である。さらに、半
導体スイッチはＭＯＳ型半導体素子でもバイポーラ型半
導体素子でも、化合物型半導体素子の何れでも構成する
ことができる。さらにまた、アンテナスイッチも同様に
ＭＯＳ型半導体素子でもバイポーラ型半導体素子でも、
化合物型半導体素子の何れでも構成することができる。
この場合、半導体及びアンテナスイッチは共にスイッチ
手段であればトランジスタまたはダイオードを使用する
ことができる。また、第２のデュプレクサ２２内に設け
たスイッチは待ち受け状態で受信用アンプに接続し、携
帯電話機２の電波発信時にスイッチを送信用パワーアン
プに切換えても、待ち受け状態で送信用パワーアンプに
接続し、外来電波の着信検出に伴い受信用アンプにスイ
ッチを切換えても、待ち受け状態で送受信パルスの分波
のみを行い通話開始に伴いスイッチを送信側に切り換え
てもよい。

【００１７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、移動体通信装置から電磁波を発射する際
に、送信パルスが受信系統に回り込むことを防止でき、
送受信性能を飛躍的に向上させることができる。

【００１８】また、アンテナスイッチを使用すること
で、廉価な製造費用でブースタ増幅回路を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を示すブースタ増幅回
路のブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態を示すブースタ増幅回
路のブロック図である。

【図３】 この発明の実施の形態を示すブースタ増幅回
路のブロック図である。

【図４】 この発明の他の実施の形態を示すブースタ増
幅回路のブロック図である。

【図５】 従来のブースタ増幅回路のブロック図であ
る。

【符号の説明】

２ 携帯電話機、３ クレードル、４ 第１のデュプレ
クサ、５、１２ バンドパスフィルタ、７ 送信用パワ
ーアンプ、８ 送受信共通アンテナ、１０、１３ 受信
用アンプ、１１ 受信用アンテナ、１６ ブースタ増幅
回路、１８ 送信増幅制御回路、２２ 第２のデュプレ
クサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体通信装置と送受信共通アンテナの
   間に接続されるブースタ増幅回路であって、前記移動体
   通信装置に接続され送信信号と受信信号を分離する第１
   のデュプレクサ装置と、この第１のデュプレクサ装置経
   由の送信信号に応答し送信制御信号を出力する増幅制御
   装置と、該送信制御信号で付勢され第１のデュプレクサ
   装置経由の送信信号を増幅する送信増幅器と、この送信
   増幅器、前記送受信共通アンテナ、および、前記第１の
   デュプレクサ装置に接続する受信増幅器に接続され前記
   送信制御信号に応答して、該受信増幅器を該送受信共通
   アンテナから分離させ、該送信信号を該送受信共通アン
   テナへ伝送する第２のデュプレクサ装置とを備えたこと
   を特徴とするブースタ増幅回路。
2. 【請求項２】 前記第２のデュプレクサ装置は、半導体
   素子を含むアンテナスイッチであることを特徴とする請
   求項１に記載のブースタ増幅回路。