JP3432262B2 - 無線電話装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は無線電話装置に関し、こ
とに強受信入力レベル時の利得低減と、消費電力の削減
に関する。 【０００２】 【従来の技術】コードレス電話機や携帯電話などの携帯
形通信機において、送信側と受信側が接近している場合
など、送信又は受信レベルが強すぎることが問題になる
場合がある。デジタル通信の場合では、受信側で受信レ
ベルが強すぎると、受信回路内で飽和歪みが生じ、符号
間干渉が増大し、ビット誤り率が増大するなどの現象が
起きる。 【０００３】これを防止するため従来の装置では、送信
側又は受信側に送信レベルまたは受信レベルを減衰させ
るためのアッテネータ回路を設け、信号レベルに応じて
これを選択するようにしていた。 【０００４】例えば図１６は、線形変調方式のデジタル
無線電話機の受信回路のフロントエンド部のブロック図
を示す。図１６に添って機能を説明する。 【０００５】アンテナより入力された無線周波（ＲＦ：
Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号は、低雑音増幅
器（ＬＮＡ）８１で増幅され、受信レベルが大きい場
合、無線周波減衰器（ＲＦ−ＡＴＴ）８６で減衰させら
れ、無線周波（ＲＦ）フィルタ８２で帯域外の不要周波
成分が除去された後、第１ミキサー（１ｓｔ Ｍｉｘ）
８３でシンセサイザ部より供給される１次ローカル信号
と混合されて、１次中間周波（１ｓｔ ＩＦ）信号に変
換される。１次中間周波信号は１次中間周波フィルタ８
４にて選択帯域該の信号を除去され、中間周波部へ出力
される。 【０００６】この回路では低雑音増幅器８１の出力に無
線周波減衰器８６を設け、受信レベルが強いときはこの
減衰器８６で減衰させて、第１ミキサー８３での飽和を
防止させている。しかしこの方法では、信号レベルが低
く無線周波減衰器８６をＯＦＦにした場合でもこの無線
周波減衰器８６の挿入部分で挿入損失があり、受信機全
体の雑音指数を劣化する要因になる。また無線周波減衰
器８６の存在のため、部品点数が増加し、これがコスト
の増加、信頼性の低下、回路スペース・重量の増大、消
費電力の増加を生ずるという問題があった。 【０００７】これを解決するために、図１７に示すよう
に、シンセサイザ部より供給される１次ローカル信号の
レベルを落として利得を制御する方法もあるが、第１ミ
キサー８３の出力飽和レベルが低下し、ダイナミックレ
ンジが狭くなって、出力レベルをさげたにも拘らず飽和
するような現象が生まれる。 【０００８】図１８は、線形変調方式におけるデジタル
無線電話機の送信回路のブロック図である。デジタル線
形変調方式の無線機の送信回路では、線形動作の必要性
から、出力増幅器９３は線形（Ａ級）増幅器でＧａＡｓ
ＦＥＴを用いた回路を使用している。ここで送信出力
レベルを定格より−ＮｄＢ下げる送信出力低減制御を行
った場合の送信回路各ブロックの出力を示すと図１９の
ようになる。 【０００９】このときの消費電流に注目すると、送信出
力低減制御を行なって送信出力レベルが定格より−Ｎｄ
Ｂ低下している場合でも、各回路素子は、送信出力低減
制御を行なっていない全パワー出力の場合と同じ消費電
流で動作している。ことに最もパワーを消費する出力増
幅器９３での消費電流が変わらない。このため携帯電話
機など電池を電源として動作する無線電話機では、消費
電流が大になり電池寿命が短くなると言う問題がある。 【００１０】図２０はＴＤＭＡ−ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄ
ｉｖｉｓｉｏｎ ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ−Ｔｉ
ｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割多重接
続−時分割双方向通信）方式によるコードレス電話装置
のブロック図である。この回路にも、送信電力制御のた
めに、送信側に減衰器１２３が設けられている。またＴ
ＤＭＡ−ＴＤＤ方式のためにアンテナを送信回路１２１
及び受信回路１２０に切り替える送受信切り替え回路１
０８が設けられている。 【００１１】コードレス電話装置等の、ことに携帯機や
子機では、部品点数の増加は、コストの上昇、信頼性の
低下、消費電力の増大、重量の増加等を招くので好まし
いことではない。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】上述の如く、コードレ
ス電話機や携帯電話などの従来の無線電話機では、受信
レベルが強すぎた場合の飽和歪みによる符号間干渉の増
大を防止するため、送信側又は受信側にアッテネータ回
路を設けるなどの手段を施して、受信レベルを押さえる
ようにしてきた。通常の受信レベルでは必要のないこの
ような回路を設けることは部品点数をふやす結果になり
コストの上昇、信頼性の低下、重量の増加等を招き、ま
たこのような減衰手段でレベルをさげた場合には消費電
流は減少せず、ことに携帯形通信機として好ましくない
ことが多かった。 【００１３】本発明ではこのような問題を解決して、部
品点数を増やすこと無く送信レベルのコントロールを可
能にし、符号間干渉の増大を防止できる無線電話装置を
提供することを目的とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明は、アンテナと、
送信回路と、受信回路と、受信入力レベルを検出する受
信入力レベル検出手段と、前記アンテナと前記送信回路
或いは前記受信回路を接続する送受信切換器を有する無
線電話装置において、前記受信入力レベル検出手段が受
信入力レベルがある値より強いと判断した場合には前記
送受信切換器が送信中に前記アンテナと前記受信回路を
接続する接続制御手段を具備することを特徴とする。 【００１５】 【００１６】 【００１７】 【作用】本発明では、受信入力レベルがある値より強い
場合には、送受信切換器が送信中であっても、アンテナ
と受信回路を接続させた状態で送信を行ない、その際
に、アンテナと送信回路間の信号の漏れを利用してアッ
テネータ回路を設けることなく送信レベルを低減させる
ようにしている。かかる構成によれば、受信入力レベル
がある値より強い場合に送信レベルを低減して符号間干
渉を低減できると共に、アッテネータ回路の省略によ
り、部品点数を減らし、コストを下げ、信頼性を高くで
き、回路スペースや重量を低減することができ、携帯性
の向上が図れる。 【００１８】 【００１９】 【実施例】図に沿って、本発明の実施例を説明する。 【００２０】図１は、第１の発明の１実施例の無線電話
機の受信フロントエンド回路のブロック図である。図中
１は可変利得増幅器、２は無線周波フィルタ、３は第１
ミキサー、４は中間周波フィルタ、５は局部発信周波フ
ィルタ、６は中間周波部より出力されるＲＳＳＩ（Ｒｅ
ｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄ
ｉｃａｔｅ）レベルの検出部、７は制御部中の減衰選択
判定部、８は減衰選択切り替えスイッチである。 【００２１】図２は、図１にブロック図で示した回路の
動作フローチャートである。アンテナから受信された信
号は、周波数変換され、ＲＳＳＩレベル検出部６で検出
されたレベルに相当する直流信号が制御部に送られる。
ＲＳＳＩ出力は受信信号レベルと相関があり、制御部内
の減衰選択判定部７では、この直流信号に基づいて利得
を下げるか下げないかの判定を行う。そして減衰選択切
り替えスイッチ８により可変利得増幅器１の利得を制御
する。 【００２２】図３は図１に示した実施例に用いられる可
変利得増幅器１の１実施例の回路図である。 【００２３】この回路は、典型的なエミッタ接地電流帰
還型バイアス回路である。図中９、１０は入出力のＤＣ
カット用カップリングコンデンサ、１１、１２はベース
バイアス抵抗、１３はエミッタ抵抗、１４はダンピング
インダクタ、１５、１６はバイパスコンデンサ、１７は
ベースバイアス可変抵抗、１８は可変抵抗短絡スイッ
チ、１９は増幅用トランジスタで、Ａはベース入力、Ｂ
はコレクタ出力をしめす。 【００２４】この回路では、可変抵抗短絡スイッチ１８
でベースバイアス可変抵抗１７を短絡したり解放したり
して利得を制御する。通常時、可変抵抗短絡スイッチ１
８はＯＮにされ、ベースバイアス可変抵抗１７は短絡さ
れ、電源電圧Ｖｃｃは直接ベースバイアス抵抗１１に印
加される。受信信号レベルが高いことがＲＳＳＩレベル
検出部６で検出され、減衰選択判定部７からの無線周波
減衰制御信号が可変抵抗短絡スイッチ１８をＯＦＦにす
ると電源電圧Ｖｃｃとベースバイアス抵抗１１の間にベ
ースバイアス可変抵抗１７が挿入されると、ベースバイ
アス電圧を与える抵抗１１、１２、１７の分割比が変化
し、ベースバイアス電圧が低くなり、ベース入力の電位
が下がる事で、コレクタ出力の電位も下がり、コレクタ
電流も減少し、利得が低下する。 【００２５】図４に本発明の可変利得増幅器１の他の実
施例の回路図を示す。 【００２６】この回路は、トランジスタのスイッチング
動作を用いて利得を制御する。図中２０、２２はスイッ
チングトランジスタ、２１、２３はベース入力抵抗であ
る。通常の受信信号レベルの時は、減衰選択判定部７か
らの無線周波減衰制御信号（“Ｈ”）がベース入力抵抗
２３を通じてスイッチングトランジスタ２２に入力さ
れ、スイッチングトランジスタ２２がＯＮ状態になる
と、スイッチングトランジスタ２０もＯＮになり、ベー
スバイアス可変抵抗１７が短絡される。 【００２７】受信信号レベルが強くなると、無線周波減
衰制御信号は０Ｖ（“Ｌ”）電圧になり、スイッチング
トランジスタ２０、２２がＯＦＦになり電源電圧Ｖｃｃ
とベースバイアス抵抗１１の間にベースバイアス可変抵
抗１７が挿入される。これにより図４の例と同様に利得
が低下する。 【００２８】図５は図３，４に示した例での可変利得増
幅器１の入出力特性を示すグラフである。これから、ス
イッチ動作によってベースバイアス可変抵抗１７が挿入
され利得が低下した場合、入力信号レベルのさらに広い
範囲まで増幅器は飽和せず、リニアリティが保たれるこ
とが分かる。 【００２９】図６は本発明の可変利得増幅器１のさらに
他の実施例を示す。 【００３０】この例では、受信信号レベルに応じて、２
種類のベースバイアス制御信号Ｃ、Ｄを減衰選択判定部
７から出力するようにして、可変利得増幅器１の利得を
多段階に変え、利得制御を幅広く行うことができる。 【００３１】図７は、第２の発明の１実施例を表す無線
電話機の送信回路のブロック図である。図７中、４１は
減衰器、４２はアップコンバータミキサ、４３は出力増
幅器、４４はバンドパスフィルタ、４５はアンテナ、４
６は切換回路である。 【００３２】この回路を説明する前に、出力増幅器４３
に用いられるガリウムひ素ＦＥＴを用いた増幅器の動作
に付いて説明する。 【００３３】図８に、ガリウムひ素ＦＥＴを用いた出力
増幅器４３の、ゲートバイアス電圧Ｖｇ対増幅器利得の
関係を示す。図から分かるようにゲートバイアス電圧を
Ｖｇ１からＶｇ２に変えても小信号レベルでの増幅器の
利得にさほど大きな変化はない。一方、この出力増幅器
３のゲートバイアス電圧Ｖｇ対ドレイン電流の関係は図
９に示すようなもので、こちらは、ゲートバイアス電圧
をＶｇ１からＶｇ２に変えることで大きく変化する。通
常の入力に対してガリウムひ素ＦＥＴを安定に動作さ
せ、かつ最大の送信出力を得るためには、ゲートバイア
ス電圧としてＶｇ１の電圧が必要でしたがってドレイン
電流もＩｄ１が必要である。しかし、送信出力制御を行
った場合、無線器の出力が−Ｎｄｂと低下するため、増
幅器の利得さえ得られればゲートバイアス電圧をＶｇ２
にして、ドレイン電流をＩｄ２に低減する事ができる。 【００３４】このようなガリウムひ素ＦＥＴを用いた増
幅器の特性を利用して、図７に示すように無線機の送信
回路を構成する。 【００３５】ここで減衰器４１をＯＮにして送信出力制
御を行ったとき、この制御信号を利用して、出力増幅器
４３のゲートバイアス電圧Ｖｇを、切り替え回路４６で
切り替えてＶｇ１からＶｇ２にする。これにより送信出
力は−ＮｄＢとなり、出力増幅器４３のドレイン電流は
Ｉｄ１からＩｄ２に減少する。したがって出力増幅器４
３の利得を変化させないまま、その消費電力を低減する
ことができる。 【００３６】図１０は、本発明の第２発明の実施例の変
形例で、出力増幅器３をＭＩＣ（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）構成にし、内
部にアッテネータ回路、ゲートバイアス電圧切り替え回
路を含めて一体化したものである。またこの出力増幅器
ＭＩＣ４３の具体的な回路を、図１１に示す。 【００３７】このように専用のＭＩＣを構築することで
送信回路の構成をより小形で簡単なものにすることがで
きる。 【００３８】図１２は本発明の第３の実施例を示す回路
図である。これは、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式によるコード
レス電話機の回路である。 【００３９】この回路の基本的な動作に付いて説明す
る。送信側では、マイク５１より入力した音声信号は、
音声符号機５２によりデジタルデータに変換され、バー
ストデータ生成器５３により時間的に圧縮された後、前
後に付加的なビットをふされたバーストデータにされ
る。デジタル変調器５４では、そのバーストデータから
位相変調波（中間周波信号）を発生する。さらにこの位
相変調波信号は、アップコンバータミキサ５５Ｔで周波
数シンセサイザ５６から出力される局部発振信号とミキ
シングされ、送信周波数信号に変換され、送信電力増幅
器５７で所定の電力に増幅され、送受信切換器５８を通
してアンテナ５９に供給され、バースト状の位相変調波
として放射される。 【００４０】一方、受信側では、そのバースト状の位相
変調波をアンテナ５９で受信し、送受信切換器５８を経
て、低雑音増幅器６０で増幅して、ダウンコンバータミ
キサ５５Ｒに入力する。ダウンコンバータミキサ５５Ｒ
では、この信号を周波数シンセサイザ５６から出力され
る局部発振信号とミキシングして、中間周波数信号を得
る。ミキサ５５Ｒ出力は、ＲＳＳＩ出力付き中間周波増
幅器６１で、必要なレベルまで増幅され、デジタル復調
器６２で位相変調の復調が行われ、フレーム同期及びビ
ット同期が取られた後、デジタルデータとして再生され
る。このデジタルデータはバーストデータ複合器６３で
誤り検出などが行われると共に、時間軸上で圧縮された
ものが元の形に戻され、音声復号器６４にてアナログ音
声信号に戻され、スピーカ６５より出力される。 【００４１】また音声データでなく制御データの場合
は、送信側では、制御用マイクロコンピュータ６６から
直接バーストデータ生成器５３に入力される。受信側で
は、バーストデータ複合器６３から、直接、制御用マイ
クロコンピュータ６６に渡される。 【００４２】制御用マイクロコンピュータ６６及び制御
回路６７は、装置全体と各ブロックの制御を実行する。
入力キー及び表示部６８は、使用者が音声以外の情報を
入出力するためのものである。また電源回路６９は各ブ
ロックに必要な電力を供給する。 【００４３】ここで送受信切換器５８について考える。
この回路は双方向通信を時分割で実現するため、制御回
路６７からの制御電圧により、アンテナ５９を送信回路
７１又は受信回路７０と接続する切換え機能をはたして
いる。切換を高速にするため、回路は半導体スイッチで
構成される。 【００４４】図１３は、この送受信切換器５８の回路の
１実施例である。 【００４５】このような送受信切換器５８で、いま、ア
ンテナ５９が送信回路７１に接続されているとすると、
受信回路７０との接続は阻止されており、受信回路７０
に接続されているとすると、送信回路７１との接続は阻
止されている。しかし、送受信周波数が、準マイクロ波
という極めて高い周波数であるため、阻止状態でもわず
かな信号の洩れが存在する。 【００４６】この洩れを旨く使い、アンテナ５９を送信
状態で受信回路７０側に接続して、送信回路７１との接
続を阻止した形にしておくと、アッテネータ回路を設け
なくとも、送信出力の低減を行うことができる。 【００４７】図１４は、この送受信切換器５８の切換状
態を示したもので、（ａ）が送信状態、（ｂ）が受信状
態である。図中に示した減衰量は、準マイクロ波帯で半
導体スイッチを用いた場合に通常得られる程度の値を示
す。 【００４８】図１５は、送信部の等化回路を送信状態で
図１４（ａ）の切換状態での場合（ａ）と、図１４
（ｂ）の切換状態での場合（ｂ）として示した。ＲＳＳ
Ｉ出力付き中間周波増幅器６１からのＲＳＳＩ出力７２
から制御部６７で、相手局が遠方にあると判断された場
合は、（ａ）の等化回路となるように図１４（ａ）の切
換状態を、相手局が近すぎると判断された場合は（ｂ）
の等化回路となるように図１４（ｂ）の切換状態を選択
させる。これにより、図１４（ｂ）の切換状態が選択さ
れると、送信側で約２４ｄＢのアッテネータが挿入され
たのと同等になり、アッテネータ回路を送信回路内に設
けなくとも、アッテネータ回路を除いた従来の回路中に
わずかな変更を加えるだけで同等の機能を実現できる。 【００４９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信入力レベル検出手段が受信入力レベルがある値より
強いと判断した場合には送受信切換器が送信中にアンテ
ナと受信回路を接続する接続制御手段を設け、受信入力
レベルがある値より強い場合には、送受信切換器が送信
中であっても、アンテナと受信回路を接続させた状態で
送信を行ない、その際に、アンテナと送信回路間の信号
の漏れを利用してアッテネータ回路を設けることなく送
信レベルを低減させるようにしたものである。 【００５０】かかる構成によれば、アッテネータ回路を
設けることなく、また、従来の回路に大幅な変更を加え
ることなく、受信入力レベルがある値より強い場合に送
信レベルを低減して符号間干渉を低減できる。また、ア
ッテネータ回路の省略により、部品点数を減らし、コス
トを下げ、信頼性を高くでき、回路スペースや重量を低
減することができ、携帯性の向上が図れる。 【００５１】 【００５２】 【００５３】

【図面の簡単な説明】 【図１】第１の発明による無線電話機の受信フロントエ
ンド回路の１実施例を示すブロック図。 【図２】図１の実施例の回路の動作フローチャート。 【図３】図１の受信フロントエンド回路に用いられる可
変利得増幅器の１実施例の回路図。 【図４】図１の受信フロントエンド回路に用いられる可
変利得増幅器の他の実施例の回路図。 【図５】図３、図４に示す可変利得増幅器の入出力特
性。 【図６】図１の受信フロントエンド回路に用いられる可
変利得増幅器の更に他の実施例の回路図。 【図７】第２の発明による無線電話機の送信回路の１実
施例のブロック図。 【図８】図７の実施例に用いられるガリウムひ素ＦＥＴ
増幅器の利得特性。 【図９】図７の実施例に用いられるガリウムひ素ＦＥＴ
増幅器のドレイン電流特性。 【図１０】第２の発明による無線電話機の送信回路の他
の実施例のブロック図。 【図１１】図１０の実施例に用いられる出力増幅ＭＩＣ
の回路ブロック図。 【図１２】第３の発明による無線電話機の１実施例のブ
ロック図。 【図１３】図１２の実施例に用いられる送受信切換器の
１実施例の回路図。 【図１４】図１３の送受信切換器の切換状態を示す図。 【図１５】図１４に示す切換状態での送信部の等化回
路。 【図１６】無線電話機の受信フロントエンド回路の従来
例のブロック図。 【図１７】無線電話機の受信フロントエンド回路の他の
従来例のブロック図。 【図１８】無線電話機の送信回路の従来例のブロック
図。 【図１９】図１８に示す送信回路の各ブロックでの出力
特性。 【図２０】ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式によるコ−ドレス電話
機の従来例のブロック図。 【符号の説明】 １ 可変利得増幅器 ２、８２ 無線周波フィルタ ３、８３ 第１ミキサー ４、８４ 中間周波フィルタ ５、８５ 局部発信周波フィルタ ６ ＲＳＳＩレベルの検出部 ７ 減衰選択判定部 ８ 減衰選択切り替えスイッチ ９、１０、２４ ＤＣカット用カップリングコンデンサ １１、１２ ベースバイアス抵抗 １３ エミッタ抵抗 １４ ダンピングインダクタ １５、１６ バイパスコンデンサ １７ ベースバイアス可変抵抗 １８ 可変抵抗短絡スイッチ １９、３１ 増幅用トランジスタ ２０、２２、２５、２６ スイッチングトランジスタ ２１、２３ ベース入力抵抗 ２７〜３０、７４、７５ 抵抗 ４１、９１、１２３ 減衰器 ４２、５５Ｔ、９２、１０５Ｔ アップコンバータミキ
サ ４３、９３ 出力増幅器 ４４、９４ バンドパスフィルタ ４５、５９、９５、１０９ アンテナ ４６ 切換回路 ５１、１０１ マイク ５２、１０２ 音声符号機 ５３、１０３ バーストデータ生成器 ５４、１０４ デジタル変調器 ５５Ｒ、１０５Ｒ ダウンコンバータミキサ ５６、１０６ 周波数シンセサイザ ５７、１０７ 送信電力増幅器 ５８、１０８ 送受信切換器 ６０、１１０ 受信増幅器 ６１、１１１ ＲＳＳＩ出力付き中間周波増幅器 ６２、１１２ デジタル復調器 ６３、１１３ バーストデータ複合器 ６４、１１４ 音声復号器 ６５、１１５ スピーカ ６６、１１６ 制御用マイクロコンピュータ ６７、１１７ 制御回路 ６８、１１８ 入力キー及び表示部 ６９、１１９ 電源回路 ７０、１２０ 受信回路 ７１、１２１ 送信回路 ７２−１、１２２−１ ＲＳＳＩ出力信号 ７２−２、１２２−２ 制御信号 ７３ ダイオード ７９ 等化減衰器 ８１ 低雑音増幅器 ８６ 無線周波減衰器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本庄 伸次 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 株式会社 東芝 日野工場内 (72)発明者 水本 徹 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 株式会社 東芝 日野工場内 (56)参考文献 特開 平５−110464（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−300039（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−122123（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−97240（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−34737（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 アンテナと、送信回路と、受信回路と、
   受信入力レベルを検出する受信入力レベル検出手段と、
   前記アンテナと前記送信回路或いは前記受信回路を接続
   する送受信切換器を有する無線電話装置において、 前記受信入力レベル検出手段が受信入力レベルがある値
   より強いと判断した場合には前記送受信切換器が送信中
   に前記アンテナと前記受信回路を接続する接続制御手段
   を具備することを特徴とする無線電話装置。