Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2004129237A - Radio equipment - Google Patents

Radio equipment Download PDF

Info

Publication number
JP2004129237A
JP2004129237A JP2003289648A JP2003289648A JP2004129237A JP 2004129237 A JP2004129237 A JP 2004129237A JP 2003289648 A JP2003289648 A JP 2003289648A JP 2003289648 A JP2003289648 A JP 2003289648A JP 2004129237 A JP2004129237 A JP 2004129237A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
frequency
antenna
signal
offset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003289648A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Otaka
大高 章二
Shuichi Sekine
関根 秀一
Hiroshi Tsurumi
鶴見 博史
Hiroyuki Kayano
加屋野 博幸
Tadahiko Maeda
前田 忠彦
Hiroshi Yoshida
吉田 弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2003289648A priority Critical patent/JP2004129237A/en
Publication of JP2004129237A publication Critical patent/JP2004129237A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce power consumption of radio equipment, to improve the efficiency of output power and to remove a DC offset which becomes problems in the radio equipment of output power control and direct conversion system. <P>SOLUTION: A band of a loop filter of a synthesizer is made narrower during an idle channel search in comparison with during a call. Besides, a radio wave environment is observed, characteristics required for the radio equipment in accordance with the radio wave environment are judged by itself, power consumption is reduced in accordance with performance, current consumption of a power amplifier PA is observed and a matching circuit (LNA or MIX) of an antenna 101 is adjusted to reduce a loss of the antenna. Besides, the DC offset is removed from transmission power and reflected waves during transmission. When removing the DC offset by using an AC coupling capacitor, deterioration of frequency characteristics of a receiving system including the capacitor is corrected by digital processing. A transmission power detecting part is integrated in an IC, and a detected signal is defined as power to be leaked to a power source or the ground of the IC. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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, demand for portable wireless terminals (hereinafter referred to as portable terminals) has been increasing, and high-performance mobile terminals have been actively 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。 傾向 Trends in commercialization include miniaturization that is easy for people to carry, low power consumption that reduces current consumption and long talk time, and high linearity that is resistant to 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。 提供 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 wireless device.

 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 the receiving system, an example of a receiving system that is frequently used as a configuration of quadrature quasi-coherent detection using a quadrature demodulation method will be described as an example. This wireless device is based on the premise that a linear modulation method (π / 4 shift QPSK modulation method) used in, for example, PHS is used.

 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 radio, a high-frequency signal received by an antenna 101 is given a predetermined gain by a high-frequency amplifier 102 for the purpose of improving NF of a radio unit, and then passes through a 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 a baseband frequency by a quadrature demodulation unit including the frequency converters 105 and 106, the local oscillator 107, and the π / 2 phase shifter 108. That is, a reference signal having substantially the same frequency as the intermediate frequency transmitted from the local oscillator 107 and having a phase difference of π / 2, and a baseband signal of ΙQ are obtained by the two frequency converters 105 and 106. The ΙQ baseband signal is subjected to anti-aliasing processing for the A / D converters 113 and 114 at the subsequent stage by the low-frequency filters 109 and 110 (filtering). In some cases, channel selection is 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によってディ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 signal is converted into a digital signal by the A / D converters 113 and 114, and is demodulated into a data signal by the detector 117. In FIG. 35, capacitors 119 to 124 at the subsequent stage of 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, the transmission system of the conventional wireless device 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 respective signals converted here are input to the respective root roll-off filters 159 and 160, thereby removing unnecessary waves generated in the D / A 161 and 162 and performing a first operation for removing interference between symbols. Is performed. The second operation after the first operation is performed by a roll-off filter of the receiving 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。 The output of the local oscillator is modulated by a baseband signal by a quadrature modulator including multipliers 157 and 158, a local oscillator 163 (synthesizer), a π / 2 phase shifter 163, and an adder 156 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。 IFThis IF signal is input to the local oscillator 125 and the frequency converter 154 via the low-pass filter 155 in order to convert the frequency to the same frequency as the transmission frequency, and is converted to an RF signal. The RF signal is output from the antenna 101 via the band pass filter 153, the variable attenuator 152, the power amplifier 151, the directional coupler 172, the band pass filter 150, and the transmission / reception switch 170. The transmission power is sensed by a directional coupler 172 between the power amplifier 151 and the filter 150, and based on the power detected by the power detector 173, the transmission power control signal is transmitted from the control signal unit 171 to the variable attenuator 152. Is entered. The low-pass filters and 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 receiving system, a synthesizer (meaning the local oscillator described above), a transmitting 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, the 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 receiving system. The first problem is that the current consumption increases. The second problem is that a DC offset (hereinafter referred to as DC offset) occurs at the time of reception. Deterioration of 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 receiving characteristics of the wireless device must always satisfy the performance required for the system, the wireless device is designed to be able to cope with the worst radio wave environment in which the wireless device is placed. An example of the worst radio wave environment 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 satisfies a 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。 Generally, in order to satisfy the standard value defined by the system even in the worst radio wave environment, the radio always operates under the worst conditions. Therefore, even in environments other than the worst radio wave environment, the radio device is operated with performance satisfying the worst condition. In order to satisfy the standards even in the worst radio wave environment, it is necessary to maintain the linearity of the receiving system of the radio. In other words, it is necessary to reduce the distortion of the receiving system so as to satisfy the standard. 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。 Generally, to increase the linearity of a circuit, it is necessary to increase the operating current of the circuit. For this reason, a wireless device that always assumes the worst radio wave environment consumes more power than necessary. This is because the wireless device is not always in the worst radio wave environment, and most of the time when the radio device is operating is outside the worst radio wave environment. Next, a second problem of the receiving system in which a direct current offset (hereinafter, referred to as a DC offset) occurs at the time of reception to degrade the reception characteristics 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。 Generally, 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. 36A, the output of the local oscillator 107 leaks and is reflected by the frequency converter 104, and the reflected component 401 is multiplied again by the local oscillator 107 by the frequency converter 105. Since the reflected 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 an output (desired signal) 301 of the frequency converter 105 on which the DC output 305 is superimposed. The line indicated by reference numeral 304 indicates the level of thermal noise.

 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 remarkable deterioration of the reception error rate, a conventional AC coupling (AC coupling) capacitor (reference numeral in FIG. 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。 DCIn FIG. 38A, the DC output 305 can be eliminated by inserting a capacitor so that the AC couple frequency characteristic becomes 302. However, a part 303 of the desired signal component in the desired signal 301 is deleted. That is, a notch 306 shown in FIG. This notch naturally occurs in the thermal noise 304 (307). For this reason, the C / N characteristic may be improved in the case of an FSK signal having a small modulation factor and a high modulation index near DC, for example.

 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。 方式 A method of effectively using the AC couple to remove DC offset has already been proposed, and this method can be effectively used particularly in a binary FSK having a high modulation index used in a conventional pager or the like. This is because the signal components near DC are small, so that the signal components are less attenuated by the AC couple.

 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, FSK or quaternary FSK with a low modulation index used for high-speed data transmission in recent years has many signal components near DC, which poses a problem 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。 DC The DC offset generated in the receiving unit has been regarded as a problem in the above-described heterodyne system as described above, but is particularly problematic in the case of a direct conversion system recently used in the mobile communication field and the like. The problem of the DC offset in the direct conversion method has a different element from 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。 2. Description of the Related Art A conventional direct conversion wireless device (hereinafter referred to as a direct conversion wireless device) converts a radio frequency signal by providing a mixer with an external radio input signal (RF signal) and a local signal having the same frequency. , A signal conversion type wireless device that directly converts the signal into a baseband signal. FIG. 39 shows the configuration of this direct conversion radio.

 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 wireless device differs from the heterodyne method in that the local oscillator 130 oscillates at the same frequency as the center frequency of the RF signal, the frequency converters 2131 and 2132 as mixers, and the local oscillator. And a phase shifter 2133 that shifts the phase of the local signal by π / 2 (shifts the phase) by π / 2, whereby the RF signal can be directly converted to 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 the 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, a high-frequency signal received by the antenna 101 is guided to the high-frequency amplifier 102 via the transmission / reception switch 170. The signal amplified here is added to the frequency converters 2131 and 2132 together with the local signal 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 for RF, LO, and baseband signals (terminal names are not shown). The high frequency signal is applied to RF, and the 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, in a mathematically ideal mixer, the isolation between the terminals is infinite, 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 take infinite isolation, the local signal generated by the local oscillator 130 as shown in FIG. And is generated at the antenna 101. Therefore, the direct conversion radio 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, is again received by the antenna 101, and is again input to the frequency converters 2131 and 2132 following the path indicated by a broken line 402b in the figure. become. Since the signals re-input to the frequency converters 2131 and 2132 and the local signal are signals having exactly the same frequency, the signals of the respective frequency converters 2131 and 2132 are multiplied by a multiplication process which is a mixing function of the frequency converters 2131 and 2132. A DC component output is generated at the baseband output terminal. That is, at the same time that the desired high-frequency signal is frequency-converted, a DC component, that is, a DC offset is generated by multiplication of the local signals of itself.

 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 the reflection at the amplifier 102 and the reflection at the filter 103 occur, a DC offset occurs in the paths indicated by 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 changes depending on the amount of reflection of the local signal from the outside, that is, the reflection object around the antenna 101, and thus occurs in the paths indicated by the broken lines 403 and 404. The problem is greater than the calculated 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。 Of the direct conversion radios, especially mobile phones, etc., which are targeted for miniaturization, can be used by hand or carried around in a bag or pocket, so that the status of the reflector 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 every moment, 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。 キ ャ パ シ タ 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 time-varying transient response of the DC offset.

 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の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, in the conventional receiving system, at present, it is not possible to cope with the two problems of the reduction of the current consumption and the improvement of the receiving characteristics at all, and particularly in the case of the direct conversion system, the problem is larger than that of the heterodyne system. .

 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。 周波 数 A conventional radio uses a frequency synthesizer, which is a signal generator that can easily obtain a stable and accurate frequency signal by giving 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。 FIG. 40 shows the configuration of a conventional frequency synthesizer.

 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, reference numeral 1101 denotes a highly stable reference oscillator such as a temperature-compensated crystal oscillator (hereinafter, TCXO), 1103 denotes a reference frequency divider, 1105 denotes a phase comparator, 1107 denotes a loop filter, and 1109 denotes a voltage controlled oscillator (hereinafter, 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 the 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し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 divider 1103, and the divided signal is used as the reference signal. The phase of this reference signal is compared with the phase of the signal obtained by dividing the output of the VCO 1109 by the comparison divider 1111, and a voltage corresponding to the phase difference between the two input signals is output by the phase comparator 1105. The loop filter 1107 smoothes the output voltage of the phase comparator 1105 to generate a control voltage for the VCO 1109. By configuring a phase locked loop (hereinafter, PLL) in this manner, an output signal having 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。 When the frequency is switched by changing the frequency division 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. The time until the 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. In general, if a natural angular frequency and a damping coefficient with stable oscillation frequency and low noise are selected, the frequency switching time becomes longer.

 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 kind of frequency synthesizer is required to have low phase noise characteristics, it takes time to switch the frequency. For this reason, when the conventional frequency synthesizer is applied to a radio device of the TDMA system, there is a serious drawback that an empty channel search cannot be performed using an interval 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, the transmission system of the conventional wireless device 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形化が行われてきた。 In FIG. 35, the frequency converter 154, the variable attenuator 152, the power amplifier 151, the transmission power control circuit 171, the transmission / reception switch 170, and the like can be easily integrated into an IC, and these parts can be downsized by the integration 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, since it is difficult to integrate the bandpass filters 150 and 153, the directional coupler 172, and the power detector 173 into ICs, it is necessary to mount the components alone on the motherboard. For this reason, the mounting area has increased. For example, the directional coupler is a chip component of about 5 mm × 5 mm. As the power detector DET, a diode switch as shown in FIG. 41 is used. However, when the mounting area of the diode D1, the capacitors C1, C2, and the resistor RES is considered, the power detector DET is also 5 mm × 5 mm or more. For this reason, there has been a problem that the volume of a portable wireless device that needs to be reduced in size becomes large. Further, it is necessary to increase the output power of the power amplifier 151 so as to compensate for the loss of the 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, the antenna of the conventional wireless device 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、小形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 radio equipment, the miniaturization of radio circuits, especially batteries and antennas, is rapidly progressing in terms of improving portability, but the speed of miniaturization of the circuit part itself is far away. Absent. Therefore, considering the whole wireless device, the antenna is one of the ones 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, the effect of the human body on the antenna has become a problem with portable radios. The human body causes absorption or scattering of radio frequency radio waves. In addition, the human body fluctuates the operating impedance of the nearby antenna. This is because the human body acts 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。 耳 In addition, ears tend to be closer to antennas due to the recent miniaturization and thinning of wireless devices. This proximity further worsens the antenna characteristics due to the human body.

 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 results of measuring the antenna characteristics of the conventional PHS terminal are shown in FIGS. The experimental data shown here is the result of an experiment made with a model of a portable wireless device (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に比べて小形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、小形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。 42 and 43 both show the vertical polarization pattern in the horizontal plane during a call, but FIG. 43 shows a case where an antenna and a housing smaller than those in FIG. 42 are used. Comparing the vertical polarization patterns of FIGS. 43 and 42, when the small antenna and the housing are used (FIG. 43), the case where the antenna and the housing of the normal size are used (FIG. 42) is used. It can be seen that the gain deteriorates by about 8 dB.

 先に述べた通り、この劣化の原因のーつは、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 mentioned above, one of the causes of this deterioration is that the impedance of the antenna fluctuates depending on the human body. Here, the state of deterioration will be described in detail. In the description, it is assumed that the 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。 電力 To radiate radio waves from the antenna, power must first be input to the antenna. The optimal condition for power input to the antenna is that the impedance of the feed line and the antenna have the same value. If the impedance of the antenna changes 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 has a bad influence such as oscillating an 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, methods that can easily be inferred as methods for solving the above-mentioned problems and problems involved in the solutions 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 idea to suppress the reflection at the input end of the antenna is to broaden the antenna. In other words, this method utilizes the fact that even if the input impedance fluctuates due to the proximity of a human body, the fluctuation is smaller in a wideband antenna than in a narrowband antenna. However, broadening the antenna bandwidth requires increasing the volume of the antenna. Therefore, the method of broadening the antenna has a contradictory result to the miniaturization of the antenna described above and the miniaturization of the whole 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 the antenna is brought close to the human body. However, this method is not generally a good method. This is because the portable wireless device is used not only when the human body is in proximity. Since a person carries the portable wireless device by hand or carries it in a bag, the usage state of the portable wireless device changes in various ways. The amount of change in the impedance of the antenna changes depending on the state of use. This is because the substances and distances approaching each other vary depending on the use conditions. When the amount of change 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。 耳 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 ear size. The effect of the ear greatly changes the impedance of the antenna. This is because the permittivity of the ear is very high, around 80, and when it is close to the antenna, the electrical length of the antenna changes greatly. The impedance of the antenna changes greatly depending on whether the ear is attached to the antenna or not, and whether the ear is near or away from the antenna. The relative position of the ear antenna depends on the size of the ear. As described above, even if an attempt is made to optimize the impedance at the time of approaching the human body, the performance varies from person to person, such that an antenna designed optimally 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。 い く つ か Some other methods other than the above two methods are considered to optimally control the matching circuit of the antenna according to the state of use.

 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 matching circuit of the antenna by turning on and off the talk button. It has a call button. In other words, it is established by the guess that the antenna should be close to the ear because the user 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。 こ の However, in this case, there is an advantage that it can be realized with a simple configuration, but it is not possible to cope with the above-described individual difference in ear size.

 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 check 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, and this probe causes reflection loss, conductor loss, and loss of transmitted and received high-frequency signals. 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 wireless device described above, in the receiving system, the current consumption of the wireless device always needs to flow at the maximum value of the use, and is consumed more than necessary. Further, in the DC offset removal by the AC couple, a desired signal component is also attenuated. Further, there is a time-varying DC offset due to a reflector outside the antenna which cannot be removed even by the AC couple, and there is a problem that 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。 Further, in the synthesizer, there is a problem that it is not possible to search for an empty channel by 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。 Furthermore, in the transmission system, the mounting area of circuit components other than the antenna, for example, a directional coupler or a power detector is large, and it is difficult to further reduce the size.

 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。 Another problem with antennas is that when carrying a wireless device, the antenna characteristics deteriorate due to the proximity of the antenna to the human body, and to improve this, it is necessary to increase the size of the antenna or select a user. 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 a problem, and a first object of the present invention is to reduce power consumption. A second object is to remove the time-varying DC offset and improve the receiving sensitivity. A 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、アンテナから送信する信号を送信アンプを介して供給する無線回路と、前記無線回路および前記送信アンプへ給電線を介して電力を供給する電源回路と、前記給電線に接続された電流計と、前記電流計により検出された電流値に基づき前記アンテナの整合特性を可変するアンテナ特性可変手段とを具備している。 To achieve the above object, a wireless device according to the first aspect of the present invention includes a wireless circuit that supplies a signal transmitted from an antenna via a transmission amplifier, and a power supply line to the wireless circuit and the transmission amplifier. A power supply circuit for supplying power; an ammeter connected to the power supply line; and an antenna characteristic varying unit for varying a matching characteristic of the antenna based on a current value detected by the ammeter.

 本発明の場合、受信系の第1の課題に対しては、無線機に必須である所望波帯域内の電力を検出する機能のほかに、システム帯域内の電力を検出する機能を付加することで、最悪な電波環境に無線機がいるか否かを判断する。その結果から、受信系の消費電流を制御する。さらに上記判断は、記憶装置を参照して行なう。
 また、受信系の第2の課題に対しては、ACキャパシタを付加することにより、各周波数の減衰量に応じた増幅をデジタル信号処理部に備える。
In the case of the present invention, for the first problem of the receiving system, in addition to a function of detecting power in a desired wave band which is essential for a radio, a function of detecting power in a system band is added. Then, it is determined whether or not the wireless device is in the worst radio wave environment. Based on the result, the current consumption of the receiving system is controlled. Further, the above determination is made with reference to the storage device.
As for the second problem of the receiving system, by adding an AC capacitor, the digital signal processing unit is provided with amplification corresponding to the amount of attenuation at each frequency.

 受信系の第3の課題に対しては、前記制御信号検出部は送信時のアンテナの反射係数、もしくは電力増幅器の反射電力を検出し、検出した信号に応じて周波数変換器、低周波数増幅器、またはアナログ/デジタル変換器の直流オフセットを制御する制御部を有する。 With respect to the third problem of the receiving system, the control signal detecting unit detects the reflection coefficient of the antenna at the time of transmission or the reflected power of the power amplifier, and according to the detected signal, the frequency converter, the low frequency amplifier, Or it has a control unit for controlling the DC offset of the analog / digital converter.

 さらに、送信時に検出されたアンテナの反射係数もしくは電力増幅器の反射電力信号を記憶装置に記憶しておき、受信時に記憶装置に記憶された反射係数もしくは反射電力信号に応じて周波数変換器、低周波増幅器またはアナログ/デジタル変換器の直流オフセットを制御する。 Further, the reflection coefficient of the antenna detected at the time of transmission or the reflected power signal of the power amplifier is stored in the storage device, and the frequency converter and the low-frequency converter according to the reflection coefficient or the reflected power signal stored at the time of reception are stored. Controls the DC offset of the amplifier or analog / digital converter.

 さらに、制御信号検出部により検出されたアンテナの反射係数、もしくは電力増幅器の反射電力に応じた値を、前記アナログ/デジタル変換器で検出した値から減算または加算する。したがって、この発明によれば、アンテナ外部の反射体の状況が変化した場合にもDCオフセットの変化を抑圧し受信感度の低下を防ぐことができる。 (4) Further, a value corresponding to the reflection coefficient of the antenna detected by the control signal detection unit or the reflection power of the power amplifier is subtracted or added from the value detected by the analog / digital converter. Therefore, according to the present invention, even when the state of the reflector outside the antenna changes, it is possible to suppress a change in the DC offset and prevent a decrease in the receiving sensitivity.

 シンセサイザの課題に対しては、システム帯域内の空きチャネルを検出する際に、ループ帯域を通話時の帯域より広げる。 (4) To solve the problem of the synthesizer, when detecting an empty channel in the system band, the loop band is broadened from the band at the time of communication.

 送信系の第1の課題に対しては、方向性結合器、電力検出器の実装面積を小さくするために、電力増幅器ICからアンテナまでの部品の中で、IC化できる部品である電力増幅器ICまたは送受切り替えスイッチIC内に、必ずしも方向性をもたない電力結合器、電力検出器を製作する。これにより、小型化を達成する。
 また、送信電力を検出する信号として、上記IC内で発生する送信電力に比例した信号を用いる。送信系の第2の課題に対しては、電源系の変動量を検出する。アンテナに関しては、送信アンプの給電線に流れる電流を測定し、測定した電流値に基づいてアンテナの整合特性を可変する。
In order to reduce the mounting area of the directional coupler and the power detector, the first problem of the transmission system is to reduce the mounting area of the directional coupler and the power detector. Alternatively, a power coupler and a power detector that do not always have a direction are manufactured in the transmission / reception switch IC. Thereby, miniaturization is achieved.
Further, a signal proportional to the transmission power generated in the IC is used as a signal for detecting the transmission power. With respect to the second problem of the transmission system, the fluctuation amount of the power supply system is detected. As for the antenna, the current flowing through the feed line of the transmission amplifier is measured, and the matching characteristic of the antenna is varied based on the measured current value.

 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 receiving system of a wireless device, power in a system band and power of a desired wave are detected, and 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, the deterioration of the frequency characteristic including the characteristics of the capacitor is corrected, so that 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 the transmission power, so that the time-varying DC offset can be removed.

 シンセサイザ系においては、空きチャネルサーチ用にループフィルタの帯域を広げる制御を行うので、高速に空きチャネルサーチが可能になる。また空きチャネルをサーチした結果、空きチャネル数が多ければ、無線機の電力消費量を低減して動作させるので、無線機を低消費電力化することができる。 (4) In the synthesizer system, control is performed to expand the band of the loop filter for searching for an empty channel, so that an empty channel search can be performed at high speed. In addition, as a result of searching for an available channel, if the number of available channels is large, the wireless device is operated with reduced power consumption, so that the wireless device can be reduced in power consumption.

 送信系においては、電力の感知手段および検出手段をIC内に形成することで、小型化を達成できる共に、従来用いていた送信電力の損失が生じてしまう方向性結合器を省くことができ、無線機を低消費電力化することができる。 In the transmission system, by forming the power sensing means and the detection means in the IC, it is possible to achieve downsizing and to omit the directional coupler which causes the transmission power loss which has been conventionally used, The power consumption of the wireless device can be reduced.

 アンテナにおいては、電力増幅器の動作電流を検出し、アンテナの整合回路を動作電流に応じて可変するようにしたので、無線機の使用状態によりアンテナ特性劣化を補償でき、従来に比べ無線機の低消費電力化および性能の向上を図ることができる。 The antenna detects the operating current of the power amplifier and varies the matching circuit of the antenna according to the operating current. Power consumption and performance can be improved.

 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 receiving system of a wireless device of a direct demodulation system according to one embodiment of the present invention. Here, as an embodiment of the present invention, a radio device of a direct demodulation system will be described as an example, but the present invention can also be applied to a heterodyne system 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 bandpass filter, MIX is a frequency converter, BUFF1 and BUFF2 are buffer amplifiers, LPF1 or BPF1 and LPF2 are low-pass filters (or BPF2 is a bandpass filter), RSSI1 and RSSI2 is a power detector, 10 is a subtractor (or 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 passing only a signal band, and RSSI1 detects power in the signal band. LPF2 or BPF2 is a filter having a characteristic of passing the band of the entire system, and RSSI2 detects power in the system band. Since the pass bands of the LPF 2 and the BPF 2 need to cover all frequencies of the system band, a filter that passes at least the system band is required. The delay device 12 delays and outputs the input signal by one frame or one slot from the time when the current control is determined, for example. In order to reduce the current of the circuit block of the receiving system, it is necessary to detect that the radio is not presently in the worst radio wave environment. In order to do this, RSSI1 and RSSI2 are provided. RSSI1 detects power in a desired wave band, and RSSI2 detects power in a system band. The determination device 11 determines whether or not the radio wave environment where the wireless device is present is in the worst state by calculating the difference or ratio between the power detected by RSSI1 and the power detected by RSSI2. Actually, if the radio wave environment is not the worst, there is no guarantee that the circuit will operate without any problem even if the current is reduced to about half, for example. Therefore, the numerical value obtained by taking the difference or ratio between RSSI1 and RSSI2 is obtained. Are allocated to several stages, and a current is set for each of the allocated stages so as to flow through the low-noise amplifier LNA and the frequency converter MIX. The current set from the difference or ratio between the RSSI1 and RSSI2 is obtained by previously inspecting the distortion characteristics of the circuit block and writing the obtained result in a table created on a memory (not shown) in the determination device 11. Shall be. 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. If 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 the receiving 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 the description of the operation of the receiving system, it is assumed that the number of reception slots is only once per frame, and control is performed using only the reception slots. Further, for the sake of simplicity, it is assumed that there are only two stages of the current to be allocated: the normal current (for the worst radio wave environment) and the 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 end of the slot (S201), the RSSI1 determines the frequency within the desired band. In addition to detecting the power, the power in the system band is detected by RSSI2, and the power detection result is subtracted (RSSI2-RSSI1) or divided (RSSI2 / RSSI1), and a set value having the subtraction result (or division result) It is determined whether it is equal to or more than 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 a normal current flows (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 sets the low current mode (low current mode). ) Is determined (S205), and the current of the low noise amplifier LNA and the frequency converter MIX is 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. Hereinafter, the current is adjusted similarly. In this embodiment, the case where the detection is performed one frame before is described, but 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 in the current system band. In practicing the present invention, it is desirable to set the current value of the initial value to the normal current mode. However, if all the channels are vacant by the detection of the vacant channels described above, 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 LPF2 and the bandpass filter 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 the white noise (thermal noise) increases, the determination device 11 may erroneously determine that a radio wave of a specified value or more exists in the system. In order to avoid this, it is necessary to correct the power detection value of RSSI2 by subtracting the power component of white noise corresponding to the widened band from the power detection value obtained from RSSI2. As a method of this correction, the power component of the white noise may be simply subtracted from the power value detected by the RSSI2, and the power value detected by the RSSI2 may be corrected using a table in which the power component of the white noise is written. You may.

 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 related to the receiving 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 and a memory 118 as storage means to the configuration of the conventional receiving system of 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。 The memory 118 has data of the inverse characteristic of the total frequency characteristic of the AC couple in the baseband section from the frequency converter 105 to the A / D converter 113 and the data from the frequency converter 106 to the A / D converter 114. And data of the inverse characteristic of the total frequency characteristic of the AC couple in the baseband section up to the first frequency. Then, the data of each inverse characteristic is multiplied by the desired signal in each of the multipliers 115 and 116. The desired signal output from 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, the 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。 4A, reference numeral 801 denotes the frequency characteristic of the AC couple in the baseband section from the output of the frequency converter 105 to the output of the A / D converter 113. The frequency characteristic 801 of the AC couple is 0 for direct current (DC). The inverse characteristic of the frequency characteristic 801 becomes the characteristic 802 shown in FIG. 4B, and becomes 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。 (4) Therefore, of the inverse characteristic 802, a DC component of a predetermined level or more is removed according to the required compensation accuracy and used as the inverse characteristic.

 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 inverse characteristic 802 of the AC couple is removed, and the remaining part is set as the inverse characteristic 804. Therefore, in the desired wave after multiplying the output signals of the A / D converters 113 and 114 by the inverse characteristic 804, a compensation error corresponding to the termination of the DC component of the inverse characteristic 804 occurs. In other words, notches 701 and 702 occur in the desired wave 301 and the thermal noise 304, respectively, as shown in FIG.

 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, it is clear that the unnecessary DC output is completely removed, and 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 outputs of the I channel and the Q channel are basically different, it is necessary to perform this self-compensation operation for both the IQ channels. The advantage of the DC output self-compensation function is that the effect is not impaired at all even if the reference carrier frequency supplied from the local oscillator 107 in FIG. 3 is offset from a desired value.

 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。 If, for example, the frequency of the local oscillator 107 is offset from the desired value, the center frequency of the baseband desired signal output from the frequency converters 105 and 106 is offset from DC. 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。 所 望 As shown in FIG. 6, the desired signal 601 has a center frequency offset from the DC component by a 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 if the center frequency of the signal whose frequency has been converted to baseband is offset from DC, the frequency of the DC output 305 does not in principle be offset from DC. Therefore, the DC output 305 is completely removed by the AC couple frequency characteristic 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 eliminated 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 receiving system of the wireless device according to the present invention will be described with reference to FIG. The receiving system of this embodiment is obtained by adding a sweep oscillator 901, a changeover switch 902, and a computing unit 907 to the receiving system shown in FIG. The sweep oscillator 901 is connected to the respective circuit systems of the I channel and the Q channel via the changeover switch 902. The sweep oscillator 901 sweeps the frequency range from the output of the frequency converters 105 and 106 to the output of the A / D converters 113 and 114 to a frequency range where the frequency characteristic 801 of the AC couple becomes flat. By this sweep operation, the frequency characteristic 801 of the AC couple of the I channel and the Q channel can be obtained, and is sent to the arithmetic unit 907 which is provided after the A / D converters 113 and 114 by branching the circuit. The arithmetic unit 907 calculates the inverse characteristic 804 in FIG. 4 from the measured frequency characteristic 801 of the AC couple 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 period 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 DC offset compensation can be performed by more flexibly obtaining the inverse characteristic 804.

 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 being of the heterodyne type, it can also be used in the direct modulation type. However, it cannot cope with the transient response of the time-varying DC offset caused by the reflector. However, depending on the wireless 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 of removing a time-varying DC offset caused by a reflector which 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 wireless device (hereinafter, referred to as a direct conversion wireless device) which is one embodiment of the wireless device 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/ディジタル変換器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 switch, 102 is a high-frequency amplifier, and 105 and 106 are frequency converters. Each of the frequency converters 105 and 106 has a DC offset control terminal 132-1. 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 have 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 therein. Each of the baseband signal processing circuits 135 and 136 includes an analog / digital converter 113 and 114 and an addition / subtraction circuit 133 and 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。 # 137 is a transmission system of the 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 the 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, the transmission / reception switch 102 is switched to the transmission system 137 at the time of transmission. Then, 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 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, the same frequency is used for transmission and reception >> The DD system will be described as an example. At the time of transmission, the directional coupler 172 measures the reflected power from the antenna 101. The directional coupler 172 also measures the traveling power to the antenna 101. These measurement results are output to the DC offset control circuit 139. Then, a reflection coefficient of the antenna 101 at the time of transmission is obtained from the reflected power and the forward power input in the DC offset control circuit 139. Since the same frequency is used for transmission and reception in the TDD system, it can be seen that when the reflected power at the time of transmission is large, the reflection of the local signal from the antenna 101 at the time of reception is large. Conversely, when the reflected power is small, the magnitude of the reflection of the local signal during reception is also small. Therefore, by performing the transmission operation, the reflected power at the time of transmission from the antenna 101 can be known, and thereby, the magnitude of the reflection amount of the local signal to the receiving 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 outputs a control signal having a polarity in the direction of decreasing the DC offset and a magnitude 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。 As described above, according to the direct conversion radio of this embodiment, when transmitting and receiving 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 from the time of reception immediately after transmission in a state where the DC offset by the external reflector is reduced. Compared with the case where no processing is performed, the reception sensitivity at the start of reception can be improved. In addition, since reception can be performed from a state where the DC offset is reduced, it is not necessary to provide a large number of capacitors for AC coupling on a 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 of the frequency converters 105 and 106 has been described. However, among 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 of them, the same effect as when controlling the frequency converters 105 and 106 can be obtained. This is because the DC offset may be compensated as necessary at the stage after the mixer, that is, 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, a modified example of the wireless device of the embodiment shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG. 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, the memory 141 is provided between the DC offset control circuit 139 and the directional coupler 172. The memory 141 generates a predetermined control voltage according to the reflection power or the reflection coefficient from the antenna 101. Therefore, if a control voltage for reducing the DC offset is stored in advance in accordance with the reflected power of the antenna 101, only the control voltage is input to the DC offset control circuit 139, and the DC offset control circuit 139 8, the calculation of the reflection coefficient is not performed, and the DC offset can be reduced in a shorter time than in 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 modified example of the wireless device of the embodiment shown in FIG. 8 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram 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 control circuit 139 is not provided and the baseband signal processing circuit 135 performs collective DC offset reduction processing. Although FIG. 10 illustrates only the baseband signal processing circuit 135, the same applies to the baseband signal processing circuit 136.

 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/ディジタル変換器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/ディジタル変換器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, a value corresponding to the traveling power of the power amplifier 151 or the reflected power of the antenna 101 measured by the directional coupler 172 and the value output from the analog / digital converters 113 and 114 are added / subtracted by a circuit 133. , 134 to reduce the DC offset. This is because performing subtraction or addition 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。 As described above, 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. 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 at the time of 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 synthesizer for a wireless device 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 configuration diagram showing a first embodiment of the synthesizer of the wireless device.

 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 normal mode loop filter, 1152 is a high-speed mode loop filter, 1153 is a switch, 1109 is a VCO, and 1111 is a comparison filter. It is a circulator. Note that the basic loop operation is the same as that of the conventional synthesizer, and the description thereof 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 enters 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 high-speed mode loop filter 2, the loop enters the high-speed mode (empty channel search mode), and the phase noise characteristics of the output of the VCO 1109 deteriorate, but the frequency switching time becomes faster.

 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 of one 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。 に お い て In FIG. 12, reference numeral 1160 denotes a frame, and 1161 denotes a slot. Here, it is assumed that a call is made using the reception slot R1 and the transmission slot # 1. Also, the frequency at which a call is made is 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。 場合 In the case of this synthesizer, a search for an empty channel 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 reception slot R1, the operation is performed in the normal mode having good phase noise characteristics. At the same time as the end 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。 (4) An empty channel search is performed by setting the synthesizer to a frequency F2 different from the communication channel. At this time, since the loop is in the high-speed mode, the frequency is switched to a desired frequency at a high speed, and an empty channel search is quickly performed. When the empty channel search is completed at this frequency F2, the frequency is switched to another frequency F3 and the empty channel search is performed again. After repeating such an operation and searching for an empty channel at a plurality of frequencies, the frequency returns to the original frequency F1 of the communication channel before the transmission slot # 1 arrives. At the same time, the mode is switched from the high-speed mode to the normal mode, and the operation in the transmission slot # 1 is again performed in the normal mode having good phase noise characteristics. By repeating the above operation, an empty channel search can be performed during a call. At the time of empty channel search, 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 receiving sensitivity is reduced, but it is determined whether or not there is an empty channel. For this reason, the phase noise characteristic of the synthesizer required for the communication is alleviated as compared with the time of speech, so that it is safe to perform the idle channel search in the high-speed mode. In the above description, the loop characteristics are switched by switching the frequency characteristics of the loop filter. However, the loop characteristics may be switched by, for example, switching the sensitivity of a phase comparator. Further, the empty channel search may be performed, for example, all within one slot.

 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 vacant by the high-speed vacant channel search, it can be determined that there is no interference wave in the vicinity of the system band. good. That is, as a result of the empty channel search, for example, if all the channels are empty, control for reducing the current consumption of the receiving system can be performed.

 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 vacant channel search is input to the determination device 11 shown in FIG. 1, the determination device 11 determines the current mode, and controls 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. 14 is a diagram illustrating another example of the integration of the embodiment of 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。 に お い て In FIG. 13, 1200 denotes an IC. When the IC 1200 is, for example, a power amplifier IC (hereinafter referred to as PΑ-IC), an RF signal from the frequency converters 105 and 106 is input to an input terminal IN of the IC 1200. An RF signal amplified by the PA-IC 1200 is output to the output terminal OUT. In the IC 1200, a sensing means 1201 for sensing the output power is provided. From the sensing means 1201, a signal proportional to the sensed power 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 switch (hereinafter, 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 similarly to the PA-IC, and the sensed 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。 Another embodiment that is an extension of the embodiment of FIG. 13 will be described with reference to FIG. In FIG. 14, a sensing means 1201 is the same as in FIG. 13, but in this case, a 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 DET 1202 converts the output power to a low frequency in response to the input of the sensing signal, and outputs a signal proportional to the output power to the power control circuit (CONT) 171. The reason why the output power detector DET 1202 is described as a 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 any 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 is a more concrete example of 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。 RF The RF signal outputs from the frequency converters 105 and 106 are input to the input terminal IN, and are input to the power amplifier P # 151. The output of the power amplifier PA151 is output to the next-stage band-pass filter BPF 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。 The power supply terminal VDD1 in the IC 1200 is a terminal for supplying power to the power amplifier PA151, and the ground terminal GND1 is a ground terminal of the power amplifier PA151. The reason that 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 state is the same as the state where the impedance Zvdd1203 is connected between the terminal VDD and the terminal VDD1 due to the parasitic state, and the same as the state where the impedance Zgnd1204 is connected between the terminal GND and the terminal GND1 due to the parasitic state.

 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 with reference to 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 specifically described. 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, the simplest one is: For example, as shown in FIG. 16A, a capacitor C1 and 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 has no directivity, but can be used without any problem when detecting power, because a coupler having a directivity is not always necessary. In the circuit configuration of FIG. 16A, a signal proportional to the output power can be extracted by configuring the sensing means 1201 with a simple element configuration that only requires the provision of the capacitor C1. 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, the values of the parasitic impedance Zvdd1203 and the parasitic impedance Zgnd1204 change depending on the mounting method of the PA-IC, so that the proportional coefficient depends on the mounting. For this reason, the detected power value output from the power detection circuit DET may change depending on the implementation. Further, the signal detected from the terminal VDD1 is about -50 dB of the RF signal output power, and the signal level is relatively small. Therefore, the low frequency detection signal output from the power detection circuit DET is converted to 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. 16 (b), a high-frequency amplifier (AMP) 1205 having a variable gain may be connected to the capacitor C1 and connected to the terminal s1 to form a sensing means 1201.

 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 reason why the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is connected to the next stage of the capacitor C1 is 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 from the power control circuit (CONT) 171 to the gain control terminal (gain adjustment) terminal 1206. 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, and the power control circuit (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。 As described above, in the circuit configuration of FIG. 16B, by using the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 in cascade connection with the capacitor C1, the power control circuit (CONT) 171 can sufficiently detect the power detection signal, ICs that can be put to practical use can be performed.

 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。 Although a new power consumption is generated by the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 formed in the IC and the total power consumption is somewhat increased, this power consumption is the power consumed by the power amplifier (PA) 151. Therefore, the power consumption of the transmission system does not matter.

 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。 V 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 to the ground terminal GND1 via the variable current source I1. The 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 via the 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 to the output terminal out via the DC block capacitor C3. In this circuit configuration, the gain G can be obtained by approximation 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 x Z1 / Vt (Equation 1)
In this 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, 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, the gain of the signal output from the variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is adjusted. 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 ICs 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-Ploe-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 for converting a T / R switch into an IC is a Single-Ploe-Dual-Throw (SPDT) switch. FIG. 18 shows a basic circuit of the SPDT switch IC.

 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 of the transmission system and an input terminal of the reception system, and is connected to the antenna 101. GND1 is a ground terminal of this IC. Complementary control signals are input to the terminals cont11 and cont2, and transmission and reception are switched by the control signals. When the terminal cont1 is high “Η” and the terminal cont2 is low “L”, the switching elements Q11 and Q12 are turned on, the switching elements Q10 and Q13 are opened, and the signal input from the terminal ANT is output from the reception output terminal Rin Is output to

 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 switching elements Q11 and Q12 are open, the switching 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。 SP A T / R switch IC is a SP / T 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, as shown in FIG.

 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。 よ う As shown in FIG. 19, the T / Rswitch IC 1200 has a sensing circuit 1201 connected between the source terminal of the switch element Q12 of FIG. 18 and a ground terminal GND1 in the IC. The 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, the impedance circuit Z is inserted 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 thereof, a parallel circuit thereof, and the like. Note that 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。 During transmission, cont1 is low “L”, cont2 is high “Η”, and the switching element Q12 is open. However, since the RF signal is input to the transmission system input terminal Tin, the RF signal is output to the terminal out by the capacitor between the source and the drain of the switch element Q12 or the series connection of the capacitor between the source and the gate and the capacitor between the gate and the drain. 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 in this manner.

 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。 Another example of the sensing circuit 1201 is a connection in which a variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 is inserted between the impedance circuit Z and the output terminal out as shown in FIG. The variable gain high frequency amplifier (AMP) 1205 amplifies a signal generated in the impedance circuit Z, and performs gain adjustment 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 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, a sensing means 1201 and a detection means such as the output power detector DET 1202 shown in FIG. 14 are formed on a one-chip IC. FIG. In PA-IC 1200, a signal proportional to the power to be detected is output from terminal d1 and input to power control circuit (CONT) 171. 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 the power inside the IC can be performed, 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 formed into an IC, that is, a T / RswitchIC 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 in 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, a signal proportional to the output power is output from the terminal d1 in the same manner as described above. The specific configuration of the sensing means 1201 is the same as that shown in FIGS. 16, 17, 20, and 21, for example. In addition, although not shown here, such an IC is not limited to making the power amplifier P #, the T / R switch, and the like alone, and may be any IC that includes 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。 By using the one-chip T / Rswitch IC in which the sensing means 1201 and the output power detector DET 1202 are formed as described above, the operation of sensing and detecting the power inside the IC can be performed. The size can be reduced.

 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。 Further, since the power sensing means and the detection means shown in FIGS. 15, 19, 22, and 23 detect power leaking to, for example, a power supply or a ground without directly connecting to an RF signal line, directional coupling is performed. This eliminates the power loss in the device and the like, and the power consumption of the transmission system can be reduced accordingly.

 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 detecting 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 a second metal layer to be supplied to the power amplifier (PA) 151, which is formed on the surface of the IC. Reference numeral 1402 denotes a metal wiring of a first layer metal, which is formed in an IC inner layer. The power supply wiring 1401 and the metal wiring 1402 constitute a power sensing element 1402 (sensing means). Reference numeral 1202 denotes an output power detector DET (detect means), and reference numeral 1404 denotes 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 the power sensing and detection means and the like are provided in the IC as described above, in a normal IC, a metal layer is formed on the power supply wiring on the surface layer through an insulating layer to form a capacitance component from the viewpoint of low loss. Often.

 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 capacitance coupling is performed by adding or subtracting the metal wiring 1402 of the first layer metal formed below the power supply wiring 1401 in the surface layer, that is, the inner layer.

 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。 Generally, the power supply wiring 1401 is formed with a wide area in order to reduce the impedance of the power supply. Therefore, the area of the power detection capacitor composed of the first and second layers can be increased, and leakage power can be easily picked up. This property is advantageous for power detection. It should be noted that the present invention can be applied without deteriorating the effect even when the assignment of the metal layers is reversed as in the related art. The capacitance to be coupled is adjusted by, for example, making the line width of the metal wiring 1402 of the first-layer metal formed in the inner layer smaller than that of the power supply wiring 1401, as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 26, the line width of the first layer metal wiring 1402 may be adjusted to be wider than 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, the adjustment may be made by changing the forming 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 wireless device of the present invention, for example, an antenna portion of a portable wireless device will be described with reference to FIGS. FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a portable wireless device according to one 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, 1500 is a housing, and 1501 is a wireless circuit, which includes, for example, the frequency converters 157 and 158 and the variable attenuator 152 shown in FIG. 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 current measurement probe.

 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。 (4) The power supply circuit 1505 supplies power to the wireless circuit 1501, the transmission amplifier 1509, and the control circuit 1503. The wireless 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 out the amplified signal to the air, but a part of the signal is sent back to the transmission amplifier 1509 as a reflected wave, and the gain and efficiency of the transmission amplifier 1509 fluctuate. This fluctuation causes a fluctuation in current consumption. This variation is measured by the ammeter 1504, and the level of the current is sent to the control circuit 1503. The transmission amplifier 1509 may be varied in a manner such that the current increases or decreases. Here, one that changes monotonically will be used. The control circuit 1501 reads the value of the signal sent from the ammeter 1504 and electrically adjusts a variable portion on the matching circuit 1502. Note that as a variable portion on the matching circuit 1502, a variable capacitance 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 by experiments that the characteristics of the antenna 101 can be prevented from deteriorating due to the usage state of the portable wireless device.

 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。 FIG. 30 is a diagram showing a wireless device model created based on the circuit configuration of the portable wireless device of FIG. 29, and FIGS. 31 to 33 are graphs of the results of measurement using the wireless device model of 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. Inside the antenna cover 1514, a coiled antenna (helical antenna) 101 is provided.

 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。 Power was supplied to the wireless circuit 1501 of this wireless device model by connecting a power supply line from the constant voltage source 1510 installed outside to the housing 1500. The current consumed by this wireless device model was measured by reading the swing of an ammeter 1513 included in the constant voltage source 1510. The matching circuit 1502 was 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 housing 1500 is about one wavelength in length, about one quarter wavelength in width, and about one-twentieth wavelength in thickness. The height of the antenna 101 is about one-tenth of a 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 usage state of the wireless device model and the 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 wireless device model. 31 and 32, it can be seen that the reflection coefficient of the antenna 101 changes depending on the use condition, and the current consumption of the transmission amplifier 1509 increases depending on the use condition. Also, from FIG. 33, it can be seen that the power radiated from the antenna 101 decreases as the device is held by a single person and further enters 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 operation state of the power amplifier P # and the like changes due to the change in the load, and as a result, the current consumption increases. The load fluctuation 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。 Next, we decided to optimize the antenna parameters while reading the current value. The current consumption increases from a single device to a handheld device and further to a call state. Therefore, in order to approach the original state of the simple substance, it was considered that the parameters should be reset so that the current consumption is reduced. The antenna parameter used for the 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 increased or decreased, 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 proposed method reduces the characteristic deterioration of the antenna 101.

 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。 ア ン テ ナ In this experiment, the antenna length was adjusted, but as an equivalent method, it is conceivable to variably control the characteristics of the matching circuit 1502. FIG. 34 shows a specific configuration thereof.

 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 a matching circuit, and 1523 is a path for preventing a 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 a 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。 (4) Changing the value of the variable resistor 1525 changes the value of the variable capacitor. As the value of the variable capacitance increases, the antenna 101 appears equivalently elongated, thereby lowering the resonance frequency. When the value of the variable capacitance decreases, the antenna 101 appears to contract, and the resonance frequency increases. In this way, by changing the resonance frequency of the antenna 101, the matching condition can be changed.

 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, the characteristics of the antenna when the human body is in proximity can be improved.

 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 above embodiments, it is possible to reduce the current consumption and increase the efficiency of the portable wireless device. Also, time-invariant and time-varying DC offsets that increase the error rate of the receiving unit can be removed. Further, the size of the portable wireless device can be reduced. Further, the speed of the empty channel search can be increased.

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。FIG. 6 is a block diagram for detecting power in a system band and power of a desired wave for reducing power consumption of a receiving unit according to the present 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 receiving part low power consumption 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。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a receiver having a self-compensation function according to the present 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。FIG. 4 is a diagram illustrating a desired wave after self-compensation according to the present 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。FIG. 4 is a diagram illustrating a DC offset output when a local oscillator frequency is detuned. 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 the receiver of another embodiment 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。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a direct conversion wireless device according to one embodiment of the present invention. 図8の実施形態の無線機の変形例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a modification of the wireless device of the embodiment shown in FIG. 8. 図8の実施形態の無線機の他の変形例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing another modification of the wireless device of the embodiment shown in FIG. 8. 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。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a synthesizer of a wireless device according to one embodiment of the present 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 free 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。FIG. 3 is a basic conceptual diagram when a sensing means is provided in a 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。FIG. 3 is a basic conceptual diagram when a sensing means and a power detector are provided in a 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。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a PA-IC according to one embodiment of the present 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 the PA-IC of FIG. (B) is a figure which shows another 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。FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the variable gain control circuit illustrated in FIG. 一般的なT/Rスイッチの構成を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration 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。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a T / RswitchIC according to an embodiment of the present invention. 感知手段(sensing means)の一例を示す図。The figure which shows an example of a sensing means. 感知手段(sensing means)の他の例を示す図。The figure which shows the other example of a sensing means. 本発明の一実施形態のPA−ICの構成を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a PA-IC according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態のT/RswichICの構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a T / RswitchIC according to an embodiment of the present 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。FIG. 17A is a plan view showing one embodiment in which the elements for power sensing and detection shown in FIG. 16 are formed on an IC chip. 24B is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 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 adjusted the coupling capacity by making the line width of the metal layer narrower than the power supply line. 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 adjusted the coupling capacitance by making the line width of the metal layer wider than the power supply line. 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 by changing the line length of the 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 adjusted the coupling capacity by changing the formation direction of the metal layer. 本発明の他の実施形態の携帯型無線機の構成を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a portable wireless device according to another embodiment of the present invention. 実験に用いた無線機モデルの外観図。FIG. 2 is an external view of a wireless device model used in the 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。FIG. 30 is a diagram illustrating a relationship between current consumption and an operation state of the portable wireless device in FIG. 29. 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。FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a reflection coefficient of an antenna input terminal and an operation state of a portable wireless device when viewed from a power supply line side. 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 average radiation gain in a horizontal plane of this portable radio, and an operating state. アンテナの整合回路の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a 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 apparatus (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。FIG. 3A is a diagram illustrating a DC offset generated by reflection of an LO signal output from a local oscillator. FIG. 3B is a diagram illustrating a DC offset generated in addition to that of FIG. DCオフセット出力を示す図である。It is a figure showing a 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。FIG. 4 is a diagram illustrating the effect of AC coupling on a desired signal. 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 apparatus (direct conversion method). 従来の無線機のシンセサイザを示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a synthesizer of a conventional wireless device. 従来の電力検出回路を示す図。The figure which shows the conventional 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 polarization radiation pattern of a PHS terminal at the time of a human head wearing. 図42のPHS端末に比べ小形した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 smaller than the PHS terminal of FIG. 42.

符号の説明Explanation of reference numerals

 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。 101: antenna, 102: high frequency amplifier, 103: high frequency filter, 104, 105, 106, 157, 158: frequency converter, 108, 131, 2133: π / 2 phase shifter, 109, 110, 159, 160: low Frequency filters, 111, 112 ... low frequency amplifiers, 113, 114 ... A / D converters, 115, 116, 2131, 2132 ... multipliers, 117 ... detectors, 118, 141 ... storage devices, 119, 120, 121, 122, 123, 124 ... capacitors, 107, 125, 130 ... local oscillators, 126 ... frequency converters, 132-1, 132-2, 132-3 ... DC offset control signal input terminals, 133, 134 ... adders or subtractors , 137: transmission block, 138: transmission signal generator, 139: DC offset control circuit, 151 ... Power amplifier, 152: variable attenuator, 156: adder for modulator, 161, 162: digital / analog converter, 170: transmission / reception switch, 171: transmission power control circuit (CONT), 172: directional coupler, 301 .. Desired signal, 302... AC couple frequency characteristic, 303... Signal deleted portion, 304... Thermal noise, 305... DC output, 306 and 307... Notch, 401, 402, 403 and 404. 702: Notch, 801: Frequency characteristic of AC couple, 802: Inverted characteristic of AC couple, 803: Part of the DC component of the inverse characteristic, 804: Inverted characteristic, 901: Sweep oscillator, 902: Switch, 903: I channel Test signal input, 904: Q channel test signal input, 905: I channel frequency characteristic, 906: Q channel Channel 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 TDMA system, 1161... 1 slot used in TDMA system, 1200. PA-IC (or transmission / reception switch IC), 1201. means, 1202 ... power detector DET (detect means), 1203 ... impedance Zvdd parasitic on the power supply line, 1204 ... impedance Zgnd parasitic on the ground line, 1205 ... variable gain high frequency amplifier (AMP), 1401 ... second layer ( Power supply line of the surface layer) 1402. (Inner layer) metal layer, 1404: insulating layer, 1500: housing, 1501: wireless circuit, 1504: ammeter, 1503: control circuit, 1502: matching circuit, 1505: power circuit, 1506: probe for measuring current, 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, ... Transmission power 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 (1)

 アンテナから送信する信号を送信アンプを介して供給する無線回路と、前記無線回路および前記送信アンプへ給電線を介して電力を供給する電源回路と、前記給電線に接続された電流計と、前記電流計により検出された電流値に基づき前記アンテナの整合特性を可変するアンテナ特性可変手段とを具備したことを特徴とする無線機。 A wireless circuit that supplies a signal transmitted from an antenna via a transmission amplifier, a power supply circuit that supplies power to the wireless circuit and the transmission amplifier via a power supply line, an ammeter connected to the power supply line, An antenna characteristic varying means for varying a matching characteristic of the antenna based on a current value detected by an ammeter.
JP2003289648A 2003-08-08 2003-08-08 Radio equipment Pending JP2004129237A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003289648A JP2004129237A (en) 2003-08-08 2003-08-08 Radio equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003289648A JP2004129237A (en) 2003-08-08 2003-08-08 Radio equipment

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06087997A Division JP3475037B2 (en) 1997-03-14 1997-03-14 transceiver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004129237A true JP2004129237A (en) 2004-04-22

Family

ID=32290694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003289648A Pending JP2004129237A (en) 2003-08-08 2003-08-08 Radio equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004129237A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716140B1 (en) * 2006-04-11 2007-05-10 넥스원퓨처 주식회사 Radio frequency mixer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100716140B1 (en) * 2006-04-11 2007-05-10 넥스원퓨처 주식회사 Radio frequency mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3475037B2 (en) transceiver
US8036619B2 (en) Oscillator having controllable bias modes and power consumption
KR101442265B1 (en) Variable gain frequency multiplier, method for controlling the frequency and gain of a transmit signal using the same, and portable transceiver having a variable gain frequency multiplier
Bryant et al. A 2.45 GHz, 50uW wake-up receiver front-end with− 88dBm sensitivity and 250kbps data rate
US7164329B2 (en) Tunable phase shifer with a control signal generator responsive to DC offset in a mixed signal
JPH0486139A (en) Direct conversion receiver
CN104426574A (en) Integrated circuit for communication
WO2007046303A1 (en) Wireless circuit device
JP4127706B2 (en) transceiver
JP3854254B2 (en) transceiver
JP3795879B2 (en) transceiver
JP2004129237A (en) Radio equipment
Nikoofard et al. A 920MHz 16-FSK Receiver Achieving a Sensitivity of− 103dBm at 0.6 mW Via an Integrated N-Path Filter Bank
JP2003179521A (en) Semiconductor device
JP2001251206A (en) Transmission receiving circuit module
JP2006135835A (en) Electronic component for high frequency signal processing and wireless communication system
JP3756136B2 (en) Wireless base station
CN116683930A (en) Radio frequency transceiver and system, terminal, base station and radio frequency signal clutter suppression method
KR100553434B1 (en) Apparatus for receiving rf signal
WO2007038484A2 (en) Variable gain frequency multiplier
JPH11331013A (en) Wiring structure for radio equipment
JPH04340803A (en) Receiver

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050614

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051101