JPH0969798A - 携帯無線機及びこれを用いた無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来は電磁ノイズを低減するため、電磁シール
ド部を設けなければならず、携帯無線機の小型化が困難
であった。 【解決手段】ＩＣチップの信号の入出力部に信号変換手
段を設け、光学的信号によりチップ間の信号伝送を行な
うことにより、電磁シールド材料を取り除き、軽量、安
価な携帯無線機を提供する。さらに、無線機の高周波部
で使用されるＩＣパッケージ（１０１）の信号入出力ピ
ン（１０２）をアンテナ素子として用いることにより端
末の小型化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信分野にお
いて、特に、小形、軽量、低価格の無線機を実現する為
の無線通信システム及びそこで用いられる携帯無線機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯無線機はその携行の容易さ
のために小型化、軽量化が必要とされている。また、ユ
ーザー数を多くするためにも端末の低価格化が問題とな
る。これらの問題点を解決するために、部品点数の削減
およびシステム負荷の軽減が必要となる。

【０００３】始めに、携帯無線機の小形化、軽量化、低
価格化を妨げている部品としてシールド材料が挙げられ
る。以下、シールドについて従来の技術を説明する。

【０００４】通常、無線機には、一般にシールドが施さ
れている。このシールドの目的は、大きく分けて、(1)
自端末内部の不要電波が外部へ放射すること（筐体外部
への不要輻射）を防ぐもの、(2) 端末外部から無線機内
部に入る干渉波を遮断するもの、の２つに大別できる。

【０００５】(1) の場合のシールドが必要な理由につい
て説明する。図１５は自端末内部の不要電波が外部へ放
射する現象を説明するための図である。図１５で不要電
波を発射する可能性のある部分としては、発振源である
高周波周波数シンセサイザ（１５２０）、中間周波数段
発振器（１５２１）、基準クロック発振器（１５２２）
等がある。具体的な周波数を挙げるならば、受信周波数
（１５２３の部分）1.9GHz帯（伝送速度が200Kbps 程
度）のコードレス電話を例にとると、送受信第１中間周
波数（１５２４の部分）が200 〜300MHzで、送受信第２
中間周波数（１５２５の部分）が50〜100MHz程度の無線
機であれば、高周波周波数シンセサイザ（１５２０）は
1.6 〜1.7GHz程度、中間周波数段発振器（１５２１）が
150 〜200MHz程度の周波数となる。また、受信周波数90
0MHz帯（伝送速度40Kbps程度）の携帯電話では、上記数
値は約半分の値となる。基準クロック発振器（１５２
２）は伝送速度の100 倍程度のものが使用されるので、
コードレス電話で20MHz 程度、携帯電話で4MHz程度の周
波数になる。

【０００６】この様な無線機が使用されている無線通信
システムでは、周囲にある同じシステムの無線端末は無
線周波数帯（１５２３）は勿論どの端末でも同じであ
り、例え端末のメーカーが異なっていても、上記の数値
とほぼ同じ周波数の第１、第２中間周波数（１５２４，
１５２５）が使用されている可能性が高い。従って、上
記の高周波周波数シンセサイザ（１５２０）、中間周波
数段発振器（１５２１）、基準クロック発振器（１５２
２）３つ共に、筐体（１５２７）の外部にリークした場
合には、他の無線端末にとっては干渉波となり、いわゆ
るＣ／Ｉが低下し、受信状態を劣化させる原因となる。

【０００７】次にこの筐体輻射が無線機に影響を与える
状況を時間軸の観点から説明する。図２は、無線通信シ
ステムのＴＤＭＡ通信のフレーム構成を示す図である。
ここで、端末Ａを不要電波を発生する側の無線機、端末
Ｂを不要電波の影響を受ける側の無線機とする。この図
でＲ１、Ｒ２、Ｒ３は受信スロット（２０１）、Ｔ１、
Ｔ２、Ｔ３（２０２）は送信スロットであり、例えば、
Ｒ１のスロットで受信した場合にはＴ１のスロットで送
信を行う、いわゆるピンポン伝送（Time Division Dupl
ex : TDD）を想定している。ここで、システム内の端末
同志のフレームの同期は取れており（２０３）、異なる
端末感での受信スロット（２０１）と送信スロット（２
０２）とは時間的に重なっていない。この様な場合に
も、上記の様に端末に内蔵されている発振源（１２０、
１２１、１２２の周波数が同じ場合には、端末Ａと端末
Ｂとの間で電波干渉が生じる。例えば、各端末（この例
では端末Ａ，Ｂ）が受信Ｒ１の状態の時でも、高周波周
波数シンセサイザ（１２０）、中間周波数段発振器（１
２１）、基準クロック発振器（１２２）が動作状態にな
っている為、端末Ａの各発振源に対するシールドが充分
にされていなければ、図３に示す様に、端末Ａ（３０
３）と端末Ｂ（３０４）が近接している様な場合には、
端末Ａ（３０３）から端末Ｂ（３０４）へ不要電波の放
射（３０５）が生じ、端末Ｂの受信特性が劣化する。通
常、ＴＤＤシステムでは、受信スロットＲ１、Ｒ２、Ｒ
３等は各端末ごとに、別々に割り振られるため、通常通
話時には、例えば端末ＡはＲ１、端末ＢはＲ２という様
に異なるスロットが割り当てられ、この様な端末間の干
渉は問題にはならない。

【０００８】しかし、各端末が待ち受け状態にあるよう
な場合、各端末は無線基地局（３０１）から全端末に送
信されてくる制御信号（３０２を受信するぺージング状
態になっている。この様な場合には、異なる端末で、同
じ受信スロット（例えばＲ１）を受信している場合があ
るため、上述の様な電波干渉が生じることがある。従っ
て、端末Ａに対しては、端末Ａ内の発振源からの不要輻
射を低減する為のシールドを施す必要がある。また、逆
に端末Ｂに対しても、端末Ａに対する不要電波を低減す
る為にシールドを施す必要があるのはいうまでもない。

【０００９】以上は受信時の干渉であるが、当然、送信
時にも端末間で不要放射による電波干渉が生じ、これは
輻射自体が電力増幅器などで増幅されてからの放射であ
るため、受信時の放射レベルよりも大きく、受信時より
も大きな問題になる。例えば図２で、送信フレーム（２
０２）内で、端末Ａと端末Ｂが例えば同じＴ１スロット
を用いて送信を行っている場合、端末Ａと端末Ｂが近接
しており、互いの端末で外部に放射する不要輻射に対す
るシールド効果が充分でないと、例えば、端末Ａからの
不要輻射が端末Ｂのアンテナ（１５０１）もしくは筐体
（１５２７）の外部とのインターフェースコネクタやマ
イク、スピーカ（１５２６）等の筐体の隙間から無線部
内に入り込み、端末Ｂの高周波シンセサイザ（１５２
０）、電力増幅器（１５１２）などに干渉を及ぼし、送
信変調精度の劣化、高周波シンセサイザのＣ／Ｎの劣化
などと言う問題を引き起こす。

【００１０】以上に述べた、無線機の筐体外部に放射す
る可能性のある周波数は、無線周波数、中間周波数、ク
ロック周波数等の周波数の他、これらの周波数の発振源
の高調波周波数、低調波周波数、その他、これらの成分
と無線部の非線形歪によって新たに生成される２次、３
次、４次、５次、…の高次の非線形歪成分などが考えら
れ、これらは一般にスプリアス放射と言われる。

【００１１】以上、(1) の自端末内部の不要電波が外部
へ放射を防ぐためのシールドについて述べたが、これと
は逆に、外来電波の干渉を低減するために必要なのが、
(2)の端末外部から無線機内部に入る干渉波を防ぐため
に行うシールドであることは言うまでもない。

【００１２】この様に、一般に子局端末通しで同期状態
が保たれている様な無線通信システムで使用される無線
機に於いても、シールドは不可欠なものとなっている。

【００１３】この様に、無線機には通常、電波を放射す
る部分と、あるいは干渉波に対して耐性が無い部分にシ
ールドが施される。シールドは、電気磁気学で言うとこ
ろの静電遮蔽の原理に基づいて、必要な部分に導体を被
せて覆うことによって行われる。この時、シールドを完
全なものにするためには、原理的には導電率が高い導体
で所要箇所を隙間無く覆う必要がある。

【００１４】尚、他の無線通信システムや、テレビ、ラ
ジオ放送波などは、無線周波数帯が異なるために、通常
の無線機で備えている無線周波数帯、中間周波数帯での
帯域フィルタ、チャネル選択フィルタ等で充分に低減可
能であるが、上述の様に、同じシステム内の近接した周
波数帯で使用されている無線機からの不要電波を低減す
るためには、所望波と不要波との周波数が近接もしくは
殆ど同じである為、上述のような帯域フィルタを使用す
る訳にはいかず、従って、従来は干渉波を防ぐ為にはシ
ールドを施すより仕方がなかった。

【００１５】しかし、シールドを施した場合でもアンテ
ナ（１５０１）に直接接続されていない、中間周波数帯
（１５２４、１５２５）の干渉波不要輻射に対してはシ
ールドを施しても効果があるが、無線周波数帯の干渉に
ついては、外部筐体をシールドで覆っても、アンテナ
（１５０１）から不要輻射が生じてしまい、シールド効
果がなかなか保てなくなると言う問題があった。

【００１６】さらに中間周波数帯（１５２４，１５２
５）の不要輻射についても、筐体内部で電源線等からの
アンテナへ（１５０１）の回り込みによってアンテナか
ら筐体外部に放射されてしまうと言う問題があった。

【００１７】しかも、この様なシールド材料は、通常そ
の効果を高めようとすれば高めようとするほど、重く、
大きく、厚く、または何重にもする必要があり、とても
安価小形、軽量が望ましい携帯端末に馴染むものとは言
えなかった。

【００１８】次に、図４に従来の携帯無線機における実
際の部品の接続図を示し、そこで行われている従来のシ
ールド方法について説明する。

【００１９】従来の携帯無線機では、機器を構成する部
品４０１，４０２が導体の配線４０３により接続され、
部品間の信号の伝達は電気的な手段によって行われてい
た。このような電気的な手段によって信号を伝達するた
めの配線の長さをｌ［ｍ］とした場合、ｌ／ｎ［ｍ］
（ｎは自然数）の波長をもつ交流信号に対して、導体の
配線４０３はアンテナになるため、配線４０３を通る不
要な信号の中に、ｌ／ｎ［ｍ］（ｎは自然数）の波長を
もつ交流信号が含まれると配線４０３から輻射され、機
器内の他の部品および他の機器の特性を劣化させてい
た。また、逆に機器の外部から混入した不要な信号にｌ
／ｎ［ｍ］（ｎは自然数）の波長をもつ交流信号が含ま
れると配線４０３から混入し、部品の動作に悪影響を与
え、機器の特性を劣化させていた。

【００２０】このため、従来は図５のように単数または
複数の部品で構成されるコンポーネント、あるいは機器
全体を導電率の高い物質により作られたシールド５０１
で覆い、電磁気学の原理に基づいた静電遮蔽を行うこと
により、不要な信号の輻射あるいは混入を防ぎ、特性の
劣化を防いでいた。このような静電遮蔽の効果は導体の
厚さを厚くするほど、またシールドの密閉率が高いほど
大きくなる。しかし、コンポーネントが他のコンポーネ
ントとの信号の伝達を行うためには、外部とインターフ
ェースを設ける必要がある。このようなインターフェー
スの部分は伝達する信号を通すため、シールドで覆うこ
とができず、シールド５０１には必ず、外部との接続に
必要な穴５０２が必要となり、シールドの密閉率が低下
する。このような穴５０２を通って、シールド内部から
不要な信号５０３がシールド外部に輻射される。また、
逆に外部から混入した不要な信号５０４が穴５０２を通
って、シールド内に混入し、コンポーネントの動作に悪
影響を与えていた。

【００２１】ところで、シールドの効果を高めるために
は、シールドの厚さをさらに、厚くするという方法があ
るが、密閉率が低いために生じるシールドの効果の劣化
に対しては、それだけでは十分なシールド効果を得るこ
とができない。このような場合、図６に示すようにシー
ルドされた単数あるいは相互に信号の伝達を行っている
シールドされた複数のコンポーネント６０１を、さら
に、導電率の高い物質により作られたシールド６０２で
覆う方法も考えられる。この様なシールドは、重ねる数
を多くすればするほど、より高いシールド効果を得るこ
とが出来る。

【００２２】しかし、このようなシールドの一番外側を
含めて、どのシールドにも必ず外部とのインターフェー
スを設けるための穴６０３が存在し、完全な密閉状態を
つくることはできず、完全にはシールドすることはでき
ない。さらに、シールドは厚さを増すほど、また多重化
すればするほど効果は上がるが、容積、重量、コストは
増加し、小型、軽量、安価といった性能が求められる携
帯無線機には不都合であった。

【００２３】以上携帯無線機の小形化を妨げている部品
としてシールドを挙げたが、シールドと同様に、携帯無
線機の小形化・低価格化を妨げている部品として発振器
が挙げられる。次にこの基準発振子、基準発振器につい
て従来の技術を説明する。

【００２４】通常無線機には、一般に送受信の周波数変
換、ディジタル部の基準クロック信号とうに用いられる
発振回路が備えられている。この発振回路は、通常発振
子、同調回路、増幅回路等からなっており、高精度の基
準発振子としては、水晶振動子、セラミック振動子等が
用いられている。無線機内に備えられたこの様な発振子
類が無線機の小形化をいかに損なっているのかを説明す
る。

【００２５】図７は従来の無線機の構成を説明するため
の図である。図７のブロック図で上側半分が受信系、下
側半分が送信系である。なお、以下の説明で特に必要の
ない部品については省略してある。この無線機は図の７
０１〜７０５に示す５個の発振器を備えている。

【００２６】これらの５個の発振器の役割を中心にこの
無線機の送受信の動作原理について説明する。アンテナ
（７０６）で受信された無線周波数信号は無線周波数帯
では通常チャネル選択フィルタリングや A/D変換が不可
能である為これらの処理が行えるより低い周波数に順繰
りに周波数変換されていく。まず、低雑音増幅器（７０
７）で無線機のＮＦを向上させる為の所要利得を与えた
後、第１回目の周波数変換が行われる。この操作は周波
数変換器（ミキサ）（７０８）において、受信した無線
周波数信号と基準発振器（７０１）との乗算によって行
われる。ここで、発振器（７０１）は通常所望の受信チ
ャネルに周波数を合わせることの出来る周波数シンセサ
イザが使用される。この周波数シンセサイザは、無線部
の中でも特に大きく高価な部品であることは良く知られ
るところである。第１中間周波数に周波数変換された信
号は、増幅（７０９）された後，再度、より低い周波数
に周波数変換される。この為に周波数変換器（７１７）
において、所望信号と、受信第２中間周波数変換用発振
器（７０３）から供給される基準信号とが乗算され、信
号処理が可能な低周波信号となる。この後、低周波増幅
器（７１０）で所望の利得を与えた後、ディジタル信号
処理部（７１１）に送られて信号処理が施される。この
ディジタル信号処理部に基準クロック信号を供給するク
ロック発振器（７０５）が必要となる。

【００２７】一方送信側に就いては、ディジタル処理部
（７１１）で生成されたディジタル信号によって変調
（７１６）が行われ、今度はこの信号を無線周波数帯に
周波数変換する操作が施される。１回で無線周波数帯に
周波数変換出来れば良いが、一段の中間周波数段で得ら
れる利得や選択度に制限がある為、通常は、受信の場合
と同様に順繰りに無線周波数帯に周波数変換される。ま
ず、送信中間周波数ミキサ（７１５）において、送信中
間周波数変換用発振器（７０４）から供給される基準信
号との乗算が行われる。この信号を送信中間周波数増幅
器（７１４）によって、増幅した後、さらに送信高周波
ミキサ（７１３）において、送信無線部周波数変換用発
振器（７０２）から供給される無線搬送波信号乗算を行
い、所望の無線周波数帯に周波数変換する。この信号は
送信電力増幅器（７１２）によって増幅された後アンテ
ナ（７０６）から空中に放射される。

【００２８】以上の無線周波数、中間周波数の具体的な
周波数を挙げるならば、受信周波数1.9GHz帯（伝送速度
が200Kbps 程度）のコードレス電話では、送受信第１中
間周波数が200 〜300MHz、送受信第２中間周波数が50〜
100MHz程度であれば、高周波周波数シンセサイザ（７０
１）は1.6 〜1.7GHz程度、中間周波数段発振器（７０
２）が150 〜200MHz程度の周波数となる。また、受信周
波数900MHz帯（伝送速度40Kbps程度）の携帯電話では、
上記数値は約半分の値となる。この時、送受信共同じ周
波数で通信行ういわゆるＴＤＤであれば、送受信の高周
波周波数シンセサイザ（７０１と７０２）また中間周波
数変換用発振器（７０３と７０４）は共通にすることが
出来る。

【００２９】しかし、携帯電話等で通常使用されている
ＴＤＭＡやＦＤＭＡシステムに於いては送信と受信の周
波数が異なる為、発振器７０１、７０２、７０３、７０
４は全て異なるものが必要となる。また、基準クロック
発振器（７２２）は伝送速度の数百倍程度のものが使用
されるので、コードレス電話で20MHz 程度、携帯電話で
4MHz程度の周波数になる。さらに基準クロック発振器
は、無線機の消費電力を低減するための間欠受信（バッ
テリーセービング）が行われている場合には、ディジタ
ル部を動作させる為のクロックと、時計機能の為のより
低周波のクロックの２種類のクロックが用意されている
場合があり、クロック発振器だけでも２種類のものが必
要となる。さらに幾つものモードがあれば、発振器の数
は増えることになる。従って、図７に示したごく普通の
無線機においても、少なくとも６個の発振器が必要とな
ることが分かる。

【００３０】これらの発振器は、それぞれに水晶振動子
（低周波ではセラミック振動子）を必要とし、さらにこ
れらの発振子は外部からの干渉に対する耐性が無い為、
通常メタルキャップシールドが施されており、容積的に
も重量的にもとても小形軽量の無線機にはそぐわないも
のとなっている。また、近年の携帯電話やコードレス電
話出要求されるクロック周波数や基準搬送波周波数の絶
対精度は数ppm のオーダーとなっておりこのような高精
度な発振子は無線機の中でもフィルタ類と並んで特に高
価な部品となっている。携帯無線機に於いては、この様
な発振器、振動子類が大きくなりやすく、小形化を図る
場合には電気的従来と同等の特性を満足することが困難
であった。

【００３１】以上、携帯無線機の小形、低下価格化を妨
げているシールドと発振器について説明した。さらに、
以下では、携帯無線機で行われている送信電力制御と、
この送信電力制御によって、携帯無線機の物理的な容積
が大きくなり、携帯無線機の小形化、低価格化が妨げら
れていることについて説明する。

【００３２】通常、電波に音声などのデータを載せて通
信する場合には、基地局などの中継装置を多数のユーザ
ーが同時に共通して使用し、各ユーザーが効率よく通信
回線を構成する方式として多元接続が用いられ得る。こ
の方式を実現する方法の一つとして、図８に示すよう
に、通信に使用可能な帯域を周波数分割し、それぞれの
ユーザーが使用するスペクトル（８０１）を周波数軸上
で重ならないように通信回線を設定するＦＤＭＡ（Freq
uency Division Multiple Access）方式がある。このＦ
ＤＭＡは、現在使用している方式ではもっとも実績があ
るためハードウェアは十分に発達している。また、回線
のタイミングを取る必要がない。

【００３３】しかし、都市部などの人口が多い場所では
端末を使用するユーザーが多くなるが、使用できる周波
数帯というものが有限であるために、回線が混雑し、使
うことができな状態が起こる。上記の問題を解決するた
めの方法として、図９に示すように、同一周波数帯を用
いて時間を分割して各ユーザーが順番に通信回線を設定
するＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式
がある。これは、信号が中継器上で重ならないように送
信タイミングが制御されてタイムスロット（９０１）を
切り替えて送信し、復調では情報が時分割で取り出され
る。変調方式は一般にＰＳＫ方式が用いられる。

【００３４】また、別の方法として、図１０に示すよう
に、多数のユーザーが同じ周波数の広帯域のスペクトル
に拡散してスペクトル（１００１）を重畳しあって通信
を行い、符号によってチャネル識別を行うＣＤＭＡ（Co
de Division Multiple Access ）方式がある。これは、
ランダムアクセスが可能であり、信号の電力スペクトル
を広げることで干渉を除去するための処理利得が得られ
る。また、ハードリミッタ付きの中継器は広帯域の位相
変調された信号に対して理想ＡＧＣとして働く。

【００３５】ここで、通信のための容量を有効に使うた
めに無線端末側では送信電力制御が必要となる。これ
は、もし無線端末側で送信電力制御を行わない場合、基
地局に近い端末と遠い端末で基地局に受信される電力が
近い端末は大きく遠い端末では小さくなってしまう。こ
のため、基地局から遠い端末の受信電力を逆拡散した場
合においても、基地局に近い端末の電力の中に埋もれて
しまう。このため、基地局のすぐ近くに端末が１台あっ
た場合、その他のゾーン内の端末はこの一台の端末のた
めに通話ができなくなってしまう。このことから、無線
端末側において送信電力制御を行い、通話ができるよう
に制御しなければならない。また、通信容量を考えた場
合、基地局における受信電力が均等となるときに通信容
量が最大となる。

【００３６】しかし、Patent No. 5056109に示されるよ
うに基地局からの制御信号を基に送信電力制御を行った
場合、基地局においてすべての端末の受信電力スペクト
ルを均等にすることは不可能である。このため、容量的
にかなり劣化してしまう。また、近い端末から遠い端末
までの電力を制御する場合にはかなりの幅で電力の制御
を行わなければならないため、システム的な負荷が大き
くなる。従って、ＣＤＭＡを用いて周波数効率がよい状
態で通信を行う場合には、電力制御が必要であり、シス
テム的な負荷となっていた。そして、送信電力制御を細
かく行うことが、携帯無線機の小形化を損なう原因の１
つとなっていた。

【００３７】さらに、無線機の小形化を図る上で、重要
となる携帯無線機用のアンテナについて説明する。携帯
無線装置、例えば電波を介して伝送される情報を送受信
する機能を有する携行可能な無線装置には、電波を空間
とやりとりする部分としてアンテナが必要となる。これ
は外部とのやりとりのために筐体から離れた位置に搭載
されるアンテナには強度などが必要とされ、大きなもの
となってしまう。そこで、無線装置の小型化のためには
アンテナの小型化が要求される。

【００３８】通常、携帯無線装置のアンテナとしては、
図１１に示されるようなモノポールアンテナもしくは別
名ホイップアンテナが用いられている。このアンテナ構
造は簡易であり、低コストであることから、多用されて
いる。しかし、このモノポールアンテナは所望の周波数
の１／４波長の長さの棒状のアンテナ素子（１１０１）
が携帯無線装置本体から飛び出る形で実装されており、
携行時あるいは操作時に損傷を受けやすいという欠点を
持っている。

【００３９】このようなモノポールアンテナの欠点を補
うアンテナとして、図１２に示すような同じ線状アンテ
ナの一つに分類される半波長ダイポールアンテナの変形
である同軸アンテナ、通称スリーブアンテナがある。こ
のアンテナは、１／４波長の長さを持つ円筒形の導体
（１２０３）によって高周波電流に対するチョーク効果
がある。そして、周囲外観を高周波に対する低損失性と
強度性を考慮した繊維強化プラスチックパイプにより被
服保護している。さらに、ビルトイン式のアンテナが採
用され、通話時には外部に棒状のアンテナを引き出して
用い、携行時には収納することによって携行時の破損と
いうものを避けることができる。

【００４０】しかし、このアンテナ構造では複雑な構造
となることや、アンテナ素子自体に柔軟性をもたせるこ
とができにくいと言う問題点があった。また、アンテナ
素子を強化してもアンテナを動作させる場合には、無線
機端末の外部となるため破損の可能性と無理な付加によ
る特性劣化が問題となる。

【００４１】この問題点を改善するために、筐体内部に
アンテナ素子を内蔵する方法が考えられる。内蔵アンテ
ナとしては、図１３に示すような、特公平２−１３８４
２の内蔵板状逆Ｆアンテナや図１４に示すような内蔵板
状逆Ｆアンテナの帯域を改善したＳ字型アンテナがあ
る。これはモノポールアンテナの頂部に線状素子を付加
しアンテナの高さを低くしたＬ型アンテナやこれに折り
返し構造を付加した逆Ｆアンテナがあり、頂部の素子を
板状にしたものが内蔵板状逆Ｆアンテナである。また、
Ｌ型アンテナや逆Ｆアンテナを２つ組み合わせたＴ型ア
ンテナを板状化したものがＳ字型アンテナである。これ
らのアンテナは小型化に有利であり、無線機端末の外部
に突起物を持たないため安定した動作が実現でき、破損
の恐れがない。

【００４２】しかし、従来までの無線機端末の中でアン
テナは有る有限の体積中にアンテナ素子だけを作りこむ
ことが行われており、アンテナから送受信される信号を
処理する部分からは離れている。このため、信号を処理
する部分からアンテナ素子までをつなぐ伝送線路が必要
であり、この伝送線路のためにパッケージやモジュール
を載せる基板上に有限の面積が必要となる。このことか
ら、無線機端末が大きくなってしまう。また、通信に用
いる周波数が高くなるに従って、伝送線路の損失という
ものが非常に大きな量となる。このため、出力電力や受
信感度の観点から無線機端末に対するシステム的な付加
が大きくなってしまう。

【００４３】従って、使用する周波数が高くなるに従
い、アンテナとＩＣとの接続による損失も大きくなりそ
のための面積も必要であった。これらの問題点を改善す
るために小型で簡便なアンテナの構成方法が望まれてい
た。

【００４４】

【発明が解決しようとする課題】従って、携帯無線機に
於いては、この様なシールド材料が全く不要か、もしく
は、シールド材料が必要となる場合でも従来よりも簡便
なシールド方法によって電気的には従来の携帯無線機と
同様のシールド効果を備えた小形で安価な無線機が望ま
れていた。

【００４５】本発明では、従来に比べ、より簡単で効果
の高いシールドができる方法を提供し、小型、軽量、安
価で、不要な信号の輻射あるいは外部から不要な信号に
よる干渉の小さい良好な特性の携帯無線機を提供するこ
とを目的とする。

【００４６】また携帯無線機に於いては、この様な発振
器、振動子類が全く不要か、もしくは、必要となる場合
でも従来よりも簡便で小形の部品によって、しかも電気
的には従来の発振器を備えた機種と同等の機能を備えた
小形で安価な無線機の開発が望まれていた。またＣＤＭ
Ａを用いて周波数効率がよい状態で通信を行う場合に
は、電力制御が必要であり、システム的な負荷となって
いた。端末の小型化という観点から送信電力制御を行わ
ない方法が求められていた。

【００４７】また、従って、使用する周波数が高くなる
に従い、アンテナとＩＣとの接続による損失も大きくな
りそのための面積も必要であった。これらの問題点を改
善するために小型で簡便なアンテナの構成方法が望まれ
ていた。

【００４８】

【課題を解決するための手段】複数の部品を具備する携
帯無線機に於いて、前記部品の内部に電気信号を電気以
外の別の媒体により伝達される信号に変換する機構と電
気以外の別の媒体により伝達される信号から電気信号へ
変換する機構を具備し、前記部品間の信号の伝達を電気
以外の別の媒体により行うという手段を備えることを特
徴とする。

【００４９】また携帯無線機に於いて少なくとも１組の
検知器、演算装置、送信装置を具備し、前記検知器が不
要輻射波を発生する部品近くに具備され、検出器により
不要輻射波を検出し、前記検出の結果から不要輻射波を
相殺する信号を前記演算装置により算出し、前記相殺信
号を送信装置より送信し、不要輻射波を低減する手段を
備えることを特徴とする。

【００５０】また携帯無線機に於いて、少なくとも１組
の検知器、演算装置、送信装置を具備し、内部から発生
する不要輻射波だけでなく外部より混入する干渉波を検
出し、相殺する信号を発生することにより前記干渉波に
より、性能劣化を防ぐことできる手段を備えることを特
徴とする。

【００５１】また、指向性アンテナを備えた無線基地局
と、複数の子局からなる無線通信システムに於いて、前
記無線基地局は、無線基地局に接続された複数の子局間
の距離を測定する為の手段と、前記複数の子局間の距離
が所定の値以下であると判断する手段と、自局の指向性
アンテナの指向性エリア内の子局が使用していないタイ
ムスロットを検出する手段とを備え、前記複数の子局の
うち、同じタイムスロットを使用している複数の子局の
うち、子局間の距離が所定の値以下であると判断された
複数の子局に対して、前記子局に割り当てられたタイム
スロットを、指向性エリア内の子局が使用していないタ
イムスロットに変更して送受信を行うことを特徴とす
る。

【００５２】また携帯無線機に於いてＩＣパッケ−ジと
電気的な接続を取るための１つもしくは複数のピンをア
ンテナ素子として用いることを特徴とする。

【００５３】携帯端末内に実装されるＩＣモジュールに
おいて、外部との電磁界的に結合を起こすことを避ける
ために用いる金属製及び誘電体製のキャップに１つもし
くは複数のアンテナ素子を構成することを特徴とする。

【００５４】また、無線通信を行う方法としてコード分
割多重方式により通信を行う場合において、携帯端末は
基地局からの制御信号の受信し、この電界強度を検出す
る機能を有し、この検出された強度に応じて通信に使用
するタイムスロットを切り替えるという手段を備えるこ
とを特徴とする。

【００５５】また本発明においては、デジタル通信に用
いられる無線通信端末において、搬送波周波数と該無線
通信端末内に備えた基準信号発信器との周波数誤差情報
を検出する周波数誤差検出手段と、該基準信号発生器の
出力を入力とし所定周波数のクロック信号を出力する分
周回路と、該分周回路出力クロック信号と受信信号との
位相誤差情報を検出する位相誤差検出手段を備えたこと
を特徴とする。

【００５６】また複数の該無線通信端末と通信する無線
基地局において、該周波数誤差情報を入力とし搬送波周
波数の周波数補正を行う周波数補正手段と、該位相誤差
情報を入力とし上り信号の送信時刻補正を行う送信時刻
補正手段とを備えたことを特徴とする。

【００５７】また１つまたは複数の部品により構成され
る携帯無線機において、前記部品の内部に電気信号を電
気以外の別の媒体により伝達される信号に変換する機構
と電気以外の別の媒体により伝達される信号から電気信
号へ変換する機構を具備し、前記部品間の信号の伝達を
電気以外の別の媒体により行うことを特徴とする。また
第１発明の携帯無線機において、前記電気以外の別の媒
体により伝達される信号が光信号であることを特徴とす
る。

【００５８】また１つまたは複数の部品が実装された携
帯無線機において、部品間の信号伝達を電気的または電
気以外の別の媒体により行う回路基板を備えることを特
徴とする。

【００５９】また少なくとも１組の検知器、演算装置、
送信装置を具備する携帯無線機において、前記検知器は
不要輻射波を検出する機能を備え、前記検出の結果に基
づき演算装置で算出した信号を送信装置より送信し、不
要輻射波を低減することを特徴とする。

【００６０】また指向性アンテナを備えた無線基地局と
複数の子局からなる無線通信システムに於いて、前記無
線基地局は無線基地局に接続された複数の子局間の距離
を測定する為の手段と、前記複数の子局間の距離が所定
の値以下であると判断する手段と、自局の指向性アンテ
ナの指向性エリア内の子局が使用していないタイムスロ
ットを検出する手段とを備え、前記複数の子局のうち、
同じタイムスロットを使用している複数の子局のうち、
子局間の距離が所定の値以下であると判断された複数の
子局に対して、前記子局に割り当てられたタイムスロッ
トを、指向性エリア内の子局が使用していないタイムス
ロットに変更して送受信を行うことを特徴とする。

【００６１】また無線信号を送受信可能な携帯無線機に
おいて、電子部品を構成するＩＣパッケージと電気的な
接続を取るためのピンをアンテナ素子として用いること
を特徴とする。またこの携帯無線機において、携帯端末
内に実装されるＩＣモジュールの外部との電磁界的結合
を避けるための金属製または誘電体製のキャップに１つ
もしくは複数のアンテナ素子を構成することを特徴とす
る。またこの携帯無線機において、携帯無線機に実装さ
れる集積回路に構成される２つ以上のアンテナ素子を異
なる方向の偏波面を持つアンテナ素子とすることを特徴
とする。

【００６２】また符号分割多重方式により無線通信を行
う無線通信システムにおいて、携帯無線機は基地局から
の制御信号を受信し、この受信電波の電界強度を検出す
る手段を有し、無線基地局は携帯無線機からの受信電界
強度信号に応じて無線通信に使用するタイムスロットを
切り替えることを特徴とする。

【００６３】またデジタル通信に用いられる無線通信端
末において、搬送波周波数と該無線通信端末内に備えた
基準信号発信器との周波数誤差情報を検出する周波数誤
差検出手段と、該基準信号発生器の出力を入力とし所定
周波数のクロック信号を出力する分周回路と、該分周回
路出力クロック信号と受信信号との位相誤差情報を検出
する位相誤差検出手段を備えたことを特徴とする。

【００６４】また複数の無線基地局を介して、第１の移
動局と第２の移動局とが通信を行なう無線通信システム
において、前記移動局は前記移動局の基準信号と搬送波
信号との周波数誤差を検出する手段と、前記移動局の基
準信号と受信信号との位相誤差を検出する手段とを備
え、前記無線基地局は前記移動局からの周波数誤差情報
に基づき搬送波周波数を補正する手段と、前記移動局か
らの位相誤差情報に基づき送信信号の送信時刻を補正す
る手段とを具備することを特徴とする。

【００６５】

【発明の実施の形態】図１６は、本発明における携帯無
線機の部品接続の一実施例を示すものである。本実施例
では光エネルギーによる信号の伝送の例について説明す
る。１６０１，１６０２はＩＣ部品である。これらの部
品の内部の素子は、従来のものと同様に電気的なエネル
ギーにより動作する。部品１６０１，１６０２は、基板
１６０４に実装される。基板１６０４の内部には光ファ
イバー１６０３が作り込まれており、部品との接合を行
う部分にのみ表面に開口部１６０５を設ける。基板の表
面の開校部１６０５以外には光を遮断する物資を塗って
おく。また、１６０６は導体配線で、パット１６０７か
ら部品内に作り込まれている光電変換素子を動作させる
ための電気エネルギーを供給する。

【００６６】図１７に部品および基板との接合部分周辺
の詳細図を示す。ここでは、説明を分かりやすくするた
めに半導体ＩＣを部品の例にして説明する。ＩＣチップ
１７０１には表面およびその周辺の層１７０３にトラン
ジスタ、抵抗、キャパシタなどの素子が作り込まれてい
る。これらの素子を作成する方法は従来からと同じであ
る。つまり、これらの素子は電気的なエネルギーで動作
し、ＩＣチップ１７０１内部では、電気的な手段で素子
間を信号が伝達する。

【００６７】次に他のＩＣチップ１７０２に伝達する手
段について説明する。ＩＣチップ１７０１によって処理
された電気信号は配線２０４、スルーホール１７０５を
通って、光電変換素子１７０６に送られる。素子２０６
はＩＣチップ１７０１の内部より加えられる電気信号の
大きさにより、発光量が変化し、また、ＩＣチップの外
部から素子に入力された光の量に応じて起電量が変化す
る。電気信号から光信号への変換は発光ダイオード、あ
るいは、半導体レーザーの原理で構成することが出来
る。また、光信号から電気信号への変換はフォトダイオ
ードあるいはフォトトランジスタの原理で構成出来る。
従って、どちらも半導体素子で構成することが出来るた
め、特に複雑な工程を加える必要がなく容易に、ＩＣチ
ップ内に組み込むことが出来る。また、光電変換素子を
動作させる電気エネルギーはパッド１７０７を通して、
ＩＣチップ内部の配線１７０８より、光電変換素子１７
０６に供給される。光電変換素子１７０３の発光・受光
面は基板１７０９の表面に設けられた光ファイバー１７
１０の開口部１７１１に合わせて実装される。従って、
素子１７０６により、電気エネルギーから光エネルギー
に変換された信号は開口部１７１１から光ファイバー１
７１０の内部を通り、ＩＣチップ１７０２の光電変換素
子１７１２に入力される。素子１７１２では入力された
光量に応じて、電気信号を発生し、スルーホール１７１
３、配線１７１４を通して、ＩＣチップ１７０２の回路
に送られ、次の信号処理が行われる。

【００６８】以下同様に、ＩＣチップ内部では電気的に
信号を処理を行い、他のＩＣチップに信号を送る場合に
は、ＩＣチップ内部で光信号に変換し、光エネルギーに
より伝送を行う。また、他の部品から送られてきた光信
号はＩＣチップ内部で電気信号に変換し、内部の回路で
信号処理を行い、機器を動作させる。

【００６９】この様に、ＩＣチップ間の信号伝達の手段
を電気エネルギーによらず、他の手段を用いることによ
り、ＩＣチップ間の配線から不要な交流電気信号を輻射
したり、外部から混入した不要な交流電気信号がＩＣチ
ップ間の配線からＩＣチップ内に入力され、ＩＣチップ
の動作に悪影響を与えることを防ぐことが出来る。

【００７０】本実施例では、光による伝送を行っている
ため、光信号の輻射や外部からの光エネルギーの干渉
が、考えられるが、光エネルギーのシールドは、従来か
らある遮光効果のある塗料など電気エネルギーのシール
ドに比べ、安価で、軽量な材料により、容易に行うこと
が出来る。本実施例では、光信号が伝送される光ファイ
バー１７１０を開口部１７１１を除き、基板１７０９内
に作り込んでいるため、基板１７０９の表面を開口部１
７１１以外の部分に遮光効果のある物資１７１５で覆う
ことにより、基板外での光エネルギーの漏洩や基板外か
らの干渉を防ぐことが出来る。また、光ファイバー間の
干渉も光ファイバー内部から外に対し、全反射を起こす
ような屈折率の材質を基板１７０９と光ファイバー１７
１０の部分に用いれば、全く問題がなくなる。あるい
は、光ファイバー１７１０の周囲に遮光効果のある物質
で覆っても同様な効果を得ることが出来る。

【００７１】ところで、ＩＣチップ内部の信号は電気的
に伝達されているので、極めて周波数が高く波長がＩＣ
チップ内の配線の長さの自然数分の１になる交流信号に
ついては、ＩＣチップ内の配線から外部に輻射されるこ
とがある。また逆に外部から信号がＩＣチップ内の配線
から混入し、ＩＣチップの動作に影響を与えることがあ
る。このような現象を防ぐためには、ＩＣチップを導電
率の高い物質により作られたシールド１７１６で覆う静
電シールドを行えばよい。この場合もＩＣチップ外部と
信号を送受信するインターフェースには静電シールドを
行うことができないが、本発明では静電シールドの行え
ないインターフェースの部分に光電変換素子１７０６を
設置しているために、ＩＣチップ内部から輻射された不
要な電気信号は光電変換素子に遮断され、静電シールド
のない部分から漏洩することがない。また、逆に光電変
換素子１７０６は、ＩＣチップの外部から混入した電気
信号を遮断することが出来るため、不要信号による動作
を防ぐことが出来る。

【００７２】さらに、基板１７０９には、図１６に示す
様に、光電変換素子を動作させるための導体配線１６０
６がある。この配線１６０６はパッド１７０７より回路
内部配線１７０８に続いている。しかし、ＩＣチップ１
７０１内部では、光電変換素子１７０６にのみ接続され
ており、ＩＣチップ内の回路動作には直接影響しない。
従って、ＩＣチップ１７０１の内部の回路から生じた不
要な電気信号がパッド１７０７より漏洩し、配線１６０
６より輻射されることほとんどはない。また、逆に配線
１６０６に混入した干渉信号が、ＩＣチップ１７０１の
動作に影響を与えることはほとんどない。

【００７３】図１７は、素子がある面と反対側の面に光
電変換素子がある例について示しているが、図１８の様
にＩＣチップ１８０１の素子が構成されている部分１８
０２と同じ面に光電変換素子１８０４を構成してもよ
い。この場合、ＩＣの素子および配線のある面が基板に
向かって実装されるため、ＩＣチップ１８０１自体が静
電シールドの効果をもち、特に導電率の高い物質により
覆うことなく、不要な電気信号の輻射量およびＩＣ外部
から混入する電気信号によるＩＣへの干渉を小さくする
ことが出来る。本実施例おいても、さらに導電率の高い
物質で静電シールド１８０９を行うことで外部への不要
信号の輻射や外部からの干渉信号によるよりＩＣチップ
への動作に対する特性をより良好なものにしてもよい。

【００７４】また図１９は、ＩＣチップ１９０１の側面
に光電変換素子１９０４がある例について示している。
図１９に示すような構成することによって、光ファイバ
ー１９０８を基板の表面に出すために曲げる必要がな
く、基板の製作を容易に行うことができ、また光ファイ
バーの曲りの部分における信号の損失を抑えることが出
来る。さらに、ＩＣチップの一部もしくは全体を基板内
部に埋め込むため、ＩＣチップ１９０１および基板１９
０７の容積を小さくすることが出来る利点がある。

【００７５】これまで半導体ＩＣについて説明してきた
が、他の材料で構成される部品について図２０で説明す
る。部品２００１は半導体で構成された基板２００２の
上に実装されている。基板２００２の内部には光電変換
素子２００３が作り込まれており、スルーホール２００
４、パッド２００５を通じて電気的に部品２００１に接
続されている。また、光電変換素子２００３にはパッド
２００６、基板内配線２００７を通して動作に必要な電
気エネルギーが供給される。ＩＣチップの場合と同じ様
に光ファイバー２００９を通ってきた光信号は、光電変
換素子２００３で、電気信号に変換される。変換された
電気信号はスルーホール２００４、パッド２００５を通
って部品２００１に入力される。部品２００１を通った
電気信号は、再び出力側の光電変換素子で光信号に変換
され、光ファイバーを通って、別の部品に送られる。

【００７６】また図２１では基板２１１０の中に光電変
換素子２１０３を埋め込んだ例を示している。本例は図
２０で説明した実施例と動作は同じだが、半導体基板２
００２が必要ないため、より小形化することが可能であ
る。

【００７７】以上説明した様に、携帯無線機を構成する
部品の間の信号の伝達を電気エネルギーではなく、別の
手段によって行うことで、従来に比べてより簡単で効果
的な方法により、不要な電気信号の輻射や外部からの干
渉を防ぐことができ、より、小形、軽量、安価な携帯無
線機を提供することが出来る。

【００７８】次に本発明における携帯無線機の第２の実
施例について説明する。まず機器内部より、不要な信号
が輻射されることを防止する方法について図２２により
説明する。部品２２０１は、不要な信号を輻射する可能
性のある部品である。このような部品としては例えば局
部発振器などが考えられる。部品２２０１から特定の周
波数、特定の電界強度の不要な信号２２０５が輻射され
ている。このとき、部品２２０１に近接して設置され
た、電界強度検出器２２０２により、不要輻射波２２０
５の周波数、電力および位相を検出する。

【００７９】検出した結果は、演算回路２２０４に送ら
れる。演算回路２２０４にはあらかじめ、送信機２２０
３から電界強度検出器２２０２までの電波伝搬の情報
が、記録されている。そして、演算回路２２０４は電界
強度検出器２２０２から送られた不要輻射波の情報と送
信機２２０３から電界強度検出器２２０２への電波伝搬
の情報から、電界強度検出器２２０２の設置された場所
において、不要輻射波２２０５に対し、位相がのみが１
８０°異なり、他は全て条件が等しくなるような信号の
周波数、電界強度、位相を算出する。演算回路２２０４
の情報は相殺信号出力器２２０３に送られる。相殺信号
出力器２２０３は周波数、電力および位相が可変な信号
発生器２２０７とアンテナ２２０８で構成され、信号発
生器２２０７は演算回路２２０４から送られた情報をも
とに、定められた周波数、電力、位相の信号を発生し、
アンテナ２２０８から相殺信号２２０６が出力される。

【００８０】アンテナ２２０８から出力された信号は機
器内を伝搬するが、電界強度検出器２２０２のある場所
では、部品２２０１の発生する不要輻射波２２０５と相
殺信号２２０６は共に同じ周波数、同じ電界強度で、位
相に１８０°の差があるため、図２３に示す様に互いに
相殺され、信号出力が見掛け上零になる。従って、部品
２２０１に出来るだけ近い場所に電界強度検出器２２０
２を設置すれば、部品２２０１からの不要輻射信号２２
０５が全く出力されていない様にすることが出来る。

【００８１】また、相殺信号出力器２２０３から電界強
度検出器２２０２までの電波伝搬と電界強度検出器２２
０２から相殺信号出力器２２０３までの電波伝搬は、携
帯無線機の内部という空間的に極めて短い距離で行われ
るため、時間的な状態の変動が少なく、共に同じ電波伝
搬の状態であると考えてよい。従って、電界強度検出器
２２０２の設置された場所における不要輻射信号２２０
５の周波数、電界強度、位相の情報と相殺信号出力器２
２０３から電界強度検出器２２０２までの電波伝搬の情
報をもとに相殺信号出力器２２０３から信号２２０６は
出力されるが、逆に信号２２０６に対して、不要輻射信
号２２０５は相殺信号出力器２２０３の設置されている
点において、周波数、電界強度が等しく、位相が互いに
１８０°の差を持つため、相殺されて信号の大きさが出
力源において見掛け上零になる。従って、相殺信号出力
器２２０３の出力は機器の内外に影響を及ぼすこと無
く、不要輻射信号２２０５を相殺することが出来る。

【００８２】次に機器外部からの不要な信号による干渉
をを防止する方法について図２４により説明する。部品
２４０１は、不要な信号による干渉を防ぐ対象の部品で
ある。このような部品としては例えば受信用高周波増幅
器、受信用ダウンコンバータなどが考えられる。

【００８３】部品２４０１には部品の動作に影響を与え
る周波数、電界強度の干渉信号２４０５が入力されてい
る。このとき、部品２４０１に近接して設置された、電
界強度検出器２４０２により、信号２４０５の周波数、
電力および位相を検出する。検出した結果は、演算回路
２４０４に送られる。演算回路２４０４にはあらかじ
め、送信機２４０３から電界強度検出器２４０２までの
電波伝搬の情報が、記録されている。そして、演算回路
２４０４は電界強度検出器２４０２から送られた干渉信
号２４０５の情報と送信機２４０３から電界強度検出器
２４０２への電波伝搬の情報から、電界強度検出器２４
０２の設置された場所において、不要輻射信号２４０５
に対し、位相がのみが１８０°異なり、他は全て条件が
等しくなるような信号の周波数、電界強度、位相を算出
する。演算回路２４０４の情報は相殺信号出力器２４０
３に送られる。相殺信号出力器２４０３は周波数、電力
および位相が可変な信号発生器２４０７とアンテナ２４
０８で構成され、信号発生器２４０７は演算回路２４０
４から送られた情報をもとに、定められた周波数、電
力、位相の信号を発生し、アンテナ２４０８から信号２
４０６が出力される。

【００８４】アンテナ２４０８から出力された信号は機
器内を伝搬するが、電界強度検出器２４０２のある場所
では、部品２４０１の発生する不要輻射信号２４０５と
信号２４０６は共に同じ周波数、同じ電界強度で、位相
に１８０°の差があるため、図２５に示す様に互いに相
殺され、信号出力が見掛け上０になる。従って、部品２
４０１に出来るだけ近い場所に電界強度検出器２４０２
を設置すれば、部品２４０１からの不要輻射信号２４０
５が全く出力されていない様にすることが出来る。

【００８５】以上の実施例から説明される通り、本発明
によれば、従来行われてきた導体の材料を用いた静電シ
ールドによらず、機器内部から発生する不要輻射信号を
抑えることや機器外部から入力される信号による干渉を
抑えることができ、小形、軽量、安価な携帯無線機を提
供することが出来る。

【００８６】次に、TDMA-TDD、TDMA方式を採用している
無線通信に有効な、本発明による無線通信システム及び
そこで用いられる携帯無線機について図６６を用いて説
明する。図６６(a) は、TDMA-TDDシステムの、ある基地
局に無線接続されている２つの携帯無線機、子局Ａ、子
局Ｂの２局の時間軸（タイムスロット）を示す図であ
る。ここで、子局Ａと子局Ｂは同一の基地局からの電波
を送受信するものと仮定し、図６６(a) に示した２つの
フレーム間でのスロット同期は完全に採れているものと
する。ここで、システム内の子局は、図のＴ１〜Ｔ４
（Ｒ１〜Ｒ４）のいずれか１つのスロットに所属し、Ｔ
１スロットで送信を行っている場合にはＲ１スロットで
受信を行っている。

【００８７】図６６の例では、子局Ａ、子局Ｂはいずれ
もＴ１とＲ１のスロットに所属し、同じ時間で送信受信
を行っているものとする。この時、子局Ａと子局Ｂは同
じ基地局に接続されているので、同じ周波数を用いた送
受信は行うことが出来ない。そこで、基地局に複数の周
波数を出力出来るシンセサイザ（基準信号発生器）を備
え、無線通信を行っている。ここで、子局Ａと子局Ｂの
使用している無線周波数（搬送波周波数）が異なれば、
子局Ａと子局Ｂとの間で電波干渉が生じる心配は無い。
これは、お互いが使用している搬送波用の発振器の周波
数が異なっているからである。しかし、この搬送波周波
数以外にも子局Ａと子局Ｂが共に使用している発振器と
して、ディジタル部の基準クロック発振器や中間周波数
帯での周波数変換の為の基準発振器等があり、これらの
発振周波数は各子局で共通であることが多い、従って、
子局Ａと子局Ｂが非常に接近している場合には、各子局
がよほど完全なシールドを備えていない限り、これらの
２つの子局の発振器間での電波干渉が問題となる。

【００８８】この点に鑑みて成された、本発明による無
線通信システム及びそこで用いられる携帯無線機の実施
例について図６６(b) と図２６を用いて説明する。図２
６で、子局Ａ（２６０２）と子局Ｂ（２６０３）が、互
いに干渉を生じる可能性のある２つの携帯無線機であ
る。基地局２６０１は、指向性アンテナ２６０７からの
発射されるビーム状の電波（２６０６）を用いて通信を
行っており、子局Ａ（２）と子局Ｂ（３）の無線ゾーン
内での位置の認識を行っている。ここで、子局Ａ（２）
と子局Ｂ（３）が近接したエリア内に存在し、２つの子
局の持つ発振器間での電波干渉が問題になると判断した
場合には、Ｔ１〜Ｔ４（Ｒ１〜Ｒ４）のうち、指向性エ
リア内（２６０６）の子局が使用していない空きスロッ
トを検索し、子局Ｂに対して例えば、以降の通信ではＴ
２、Ｒ２スロットを用いて通信を行うとの指示を出す。
そして、子局Ｂに対するスロットの割り当ての変更を行
い、図６６(b) に示す様にこれまで用いていたスロット
（Ｔ１，Ｒ１）から、スロット（Ｔ２、Ｒ２）に変更し
て、指向性エリア内の子局に対して以降の通信を行う。
子局Ｂでは、基地局からのこのスロット変更命令を受け
た後は、スロットＴ２、Ｒ２にて基地局との無線通信を
行う。通常、子局は自己み割り当てられた、送受信スロ
ット（子局Ｂの場合にはＴ２，Ｒ２）以外では、発振器
等の動作を止めるバッテリーセービングを採用している
ため、この期間では他の子局との干渉は起こさない。従
って図２６の子局Ａ、子局Ｂが、それ程完全なシールド
を施していない場合でも、子局間の電波干渉は問題とは
ならない。

【００８９】また、本発明に於いては、２つの子局が近
接していることを指向性アンテナを用いて検出したが、
子局側で自局の位置をＧＰＳシステム等を用いて検出
し、自局の位置を基地局に送信することによって行って
も良い。その後は、基地局側がこの情報を用いて、近接
している子局を検出し、この２つの子局が同じ時間スロ
ットを使用している場合には、スロット変更を行ない、
指向性アンテナを用いて指向性エリア内の子局に対する
通信を行えばよい。

【００９０】以上の様に本発明によれば、無線通信シス
テムに於いて、近接した子局を検出し、これらの子局に
対しては、必要に応じて送受信のタイムスロットの変更
を行うようにする為、近接する子局間の干渉の問題がな
くなり、従来携帯無線機間の電波干渉を防ぐ為に必須で
あったシールド材料を無線機から極力取り除くことが出
来る為、端末の部品コスト、組み立てコストの低減、さ
らには端末の小形、軽量化を実現することが出来るとい
う効果がある。

【００９１】尚、本説明に於いてはTDMA-TDDを例に採っ
て説明したが、本発明はTDMA-TDDに限るものではなく、
通常のTDMAシステムに於いても同様に使用出来ることは
明らかである。

【００９２】図２７は本発明に係る携帯無線機の他の実
施例を示すものである。

【００９３】アンテナ素子は通常、携帯無線機（２７０
２）内の端の位置に実装されており、無線部からは伝送
線路において接続されている。また、無線部ＩＣは通常
ウェハから切り出したままの形では使用されず、パッケ
ージ（２７０５）内に固定される。このパッケージ（２
７０５）に固定されたＩＣの外部との接続にはピン（２
７０３）が用いられる。このピン（２７０３）は通常、
基板にはんだ付けされて、信号線の接続に用いるが、本
発明に於ける携帯無線機に於いては、このピン（２７０
３）を基板（２７０６）に接続しない状態にする。そし
て、このパッケージ（２７０５）を本来アンテナを実装
する部分に取り付け、このパッケージ（２７０５）のＩ
Ｃピン（２７０３）の長さを、所望波の無線周波数の１
／４波長の長さにすることでモノポールアンテナとして
動作させることが出来る。これによって、アンテナ素子
をＩＣから離れた場所に別に設けること無く、アンテナ
素子を構成することが出来る。

【００９４】従来の携帯無線機に於いては、ＩＣとアン
テナ間の伝送線路の損失があるという欠点があり、ま
た、伝送線路を基板上に作成する為、実装面積も大きく
なっていた。周波数が高くなるに従い伝送線路の損失と
いうものの影響が大きくなり、システム的な負荷が大き
くなってしまう。しかし、ＩＣにアンテナ素子を直接接
続させることから、伝送線路損失無く、無線通信を行う
ことができ、さらに基板上に伝送線路用の面積を必要と
しないため、携帯無線機（２７０２）を小型化すること
が出来る。また、図２８に示すようにピン（２８０３）
のアンテナ素子を小型化する手段として、ピン（２８０
３）を接続する部分のＩＣ（２８０１）上にスパイラル
インダクタ（２８０２）を作りこむことによってアンテ
ナ素子自身の大きさを小型化することも可能である。

【００９５】図２９は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例である。パッケージ（２９０２）のピン（２９０
１）をモノポールアンテナとして用いる場合に、パッケ
ージ（２９０２）を実装する基板（２９０３）のモノポ
ールアンテナの下側にグランド層を設けて、その位置か
ら通信に用いる周波数の１／４波長の距離にアンテナ素
子を配置する。

【００９６】これは図３０に示すように地導体板（３０
０４）から、所望の周波数の１／４波長の位置に電流源
（３００３）をおいた場合には、反対側に電流源のイメ
ージ（３００５）が同じ大きさで逆位相の状態で出来る
為、一方では波の重ね合わせで振幅が２倍となり、逆方
向では打ち消し合う。これにより、アンテナの指向性ゲ
インを２倍にすることが出来る。また、図３１に示すよ
うにアンテナ下部の金属を取り除き、下側のグランド面
から１／４波長を確保することにより、本アイデアを実
現出来る。下側のグランド（３１０４）までの部分は誘
電体であり、自由空間における波長に比べて短く出来る
為、実効的長を短くすることが出来る。また、図３２に
示すようにパッケージ（３２０２）の最端のピン（３２
０１）を用いてアンテナ素子を構成し、ピン長を確保す
るためにピン（３２０１）を曲げて用いる。パッケージ
（３２０２）のピンは角の部分の面積を使うことが出来
ない為、無駄な部分となってしまう。そこでアンテナ素
子を曲げてこの角の部分の金属を取り除くことで、この
面積を有効に使うことが出来る。

【００９７】図３３は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。従来、ＩＣチップ（３３０４）
と抵抗や容量のチップ部品を基板に実装してモジュール
を構成する場合、そのシールド対策として金属キャップ
（３３０１）を取り付けていた。本発明に於ける携帯無
線機においては、この金属キャップ（３３０１）の一部
にスリット（３３０２）を開けて、これをアンテナ素子
として用いる。アンテナ素子の励振の為には、図３４に
示すように多層基板（３４０７）の一部をくり貫き、金
属キャップ（３４０１）が伝送線路に影響しない距離に
離した位置に、ＩＣ（３４０４）を実装し、アンテナ素
子を励振するための伝送線路はもっとも表面の金属キャ
ップ（３４０１）に設けたスリット（３４０２）を励振
するための最適の高さに伝送線路（３４０３）を設けて
アンテナ素子の励振を行う。また、ＩＣパッケージの外
側にシールド用の金属をメッキしその一部にスリット
（３４０２）を開ける。この場合も同様な方法で、ＩＣ
（３４０４）からはこのスリット（３４０２）をアンテ
ナ素子として用い、励振するように伝送線路（３４０
３）を組み込む。この方法を用いた場合、アンテナとし
ての面積がモジュールを実装させる基板上に必要となら
ないため、端末の小型化に有効である。

【００９８】図３５は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。ＩＣチップと抵抗や容量のチッ
プ部品を基板に実装してモジュールを構成する場合、そ
の蓋として誘電体キャップ（３５０１）を用いる。この
誘電体キャップ（３５０１）にマイクロストリップアン
テナ（３５０２）を構成する。励振するための線路は誘
電体キャップ（３５０１）の側面に伝送線路（３５０
４）を設けて、アンテナの励振を行う。側面の伝送線路
（３５０４）としては同一平面しか導体を作ることがで
きない場合にはコプレーナーラインやスロットラインを
用い、内側にグランド層を設けることが出来る場合には
マイクロストリップラインなどを用いる。励振するため
の線路とＩＣを実装した基板との接続は、誘電体キャッ
プ（３５０１）側面に側面金属電極を取り付けて、接続
する。

【００９９】また、図３６、３７に示すように励振する
ための線路は、誘電体キャップ（３７０１）の蓋に当た
る部分を多層化し、励振線（３７０４）の層とスリット
（３８０９）を介してアンテナ素子（３８０２）を励振
する。アンテナ素子の形状としては図３９に示すような
四角や図４０に示すようなスパイラル形状のものでも良
い。また、励振する方法としては図４１、４２に示すよ
うに、励振線（４２０４）の層とマイクロストリップア
ンテナ（４２０２）の層をスルーホール（４２０６）を
用いて励振を行う。また、モジュールの誘電体キャップ
（４２０１）にアンテナを構成する場合の小型化を図る
方法として図４３に示す様に、誘電体キャップ（４３０
１）の側面を、伝送線路（１７０４）を用いて励振する
ことによって、逆Ｆアンテナ（４３０２）を実現するこ
とが出来る。同様に、図４４に示す様に、励振線（４４
０４）の層からスルーホール（４４０５）を介して励振
することで、Ｓ字型アンテナ（４４０２）を実現するこ
とが出来る。

【０１００】図４５は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。ＩＣパッケージ（４５０１）の
ピン（４５０２）の長さを変えて異なる周波数に対応し
たアンテナ素子として用いる。ピン（４５０２）の長さ
を２種類用意し、図４６に示すようにＦＤＤ（Frequenc
y Division Duplex ）のシステムを用いた場合に送受そ
れぞれのアンテナとして動作させることが可能となる。
また、図４８に示すような複数のシステムに対して、送
受信する場合には、図４７に示すようにそれぞれのシス
テムで使用される周波数の１／４波長の長さのピン（４
７０２）を設けることで、複数周波数に対応することが
可能となる。

【０１０１】図４９は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。ＩＣパッケージ（４９０１）の
ピン（４９０２）のうち、２つ以上のピン（４９０２）
を用いて同じ長さでアンテナを構成する。２つ以上のア
ンテナ素子を離して構成し、それぞれのアンテナ素子に
対応してＩＣの中の受信部（４９０３）も２系統以上用
意する。それぞれのアンテナで受信を行い、最も受信状
態の良いデータのみを選択して切り替えを行うか、もし
くは２系統以上の受信部で受信した電力を電力合成する
ことで、ダイバーシチ受信が可能となる。これによっ
て、フェージングによって時々刻々と変化する受信電力
のためによる受信誤りの割合を減らすことができ、良好
なデータ通信を行うことが可能となる。

【０１０２】図５０は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。ＩＣパッケージ（５００１）の
ピンのうち、２つの９０度異なる方向のピン （５００
２）を用いて同じ長さのアンテナを構成する。それぞれ
のアンテナが９０度ずれていることから異なる偏波面の
受信が可能となる。これを用いることによって垂直水平
量偏波成分を利用して、偏波ダイバーシチを実現するこ
とが出来る。都市内環境のような複雑な電波環境におい
て利用が可能であり、無線機内部の構造に影響を受けに
くい。また、それぞれの偏波の方向でフェージングの起
こり方が変わってくるため送信側で異なる偏波面で送信
することによって、送信ダイバーシチが可能となる。ま
た、この構造で偏波面の異なる信号を受信することで偏
波面が回転してくる電波にも対応することが出来るた
め、円偏波の受信が可能となる。また、これは図５１に
示すように金属キャップ（５１０１）にスリット（５１
０２）を設ける場合においても同様に応用することが出
来る。

【０１０３】図５２は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。ＩＣパッケージ（５２０１）の
ピン（５２０２）のうち２つの９０度異なる方向のピン
（５２０２）を用いて異なる長さのアンテナを構成す
る。それぞれのアンテナが９０度ずれていることから受
信する偏波面が異なる。このため、近い周波数を受信す
る場合においてもアイソレーションを保つことができ、
近い周波数を持つシステムを同時に送受信する場合には
有効となる。これは図２７に示すように金属キャップ
（５３０１）にスリット（５３０２）を設ける場合にお
いても同様に構成することが出来る。

【０１０４】図５４は本発明に係る携帯無線機の別の実
施例を示すものである。ＩＣパッケージ（５４０１）の
ピン（５４０２）を複数用いて同じ長さのモノポールア
ンテナを構成する。それぞれのアンテナに接続する部分
にはそれそれ異なる長さを持つ給電用ライン（５４０
３）を設けることによってアンテナから送受信される電
波の位相を変える。これにより、電波のビームの方向を
所望の方向に調整することができ、アレーアンテナとし
て動作させることが出来、角度ダイバーシチを行うこと
も出来る。また、図５５に示すようにピン（５５０２）
を接続するＩＣ（５５０４）上の部分に位相器（５５０
６）をそれぞれのアンテナ素子に対して作る。この位相
器（５５０６）を制御してアンテナからでる電波の位相
を制御することができ、アクティブフェイズドアレーア
ンテナとして動作させる。これによって、指向性のある
ビームを作り出すことで所望の方向の電波を送受信する
ことができ、高速にビームを振ることも可能となる。ま
た、マルチパス対策として、不要な反射波を除去するた
めに位相の制御を行って不要な反射波が到来する方向に
利得がゼロとなるようにする。これにより、マルチパス
による受信誤りを除去することが出来る。

【０１０５】図５６は本発明に係る、携帯無線機及びそ
の端末を用いた無線通信システムの一実施例を説明する
ための図である。通常、ＣＤＭＡを用いて通信を行う場
合には、基地局（５６０１）で受信される、基地局（５
６０１）に近い端末（５６０２）からの受信電力と基地
局から遠い端末（５６０２）からの受信電力が異なる
為、基地局から遠い端末から送信されて来た信号は、基
地局に近い端末から送信されて来た信号の中に埋もれて
しまう（Near Far Effect ）。この為、携帯無線機（５
６０２）において送信電力制御が必要であった。

【０１０６】しかし、図５６に示すように、端末（５６
０２）での受信電界強度に応じて使用するタイムスロッ
ト（５６０６）を切り替えることで、送信電力制御をせ
ずにＣＤＭＡを用いた通信が可能となる。基地局（５６
０１）からの制御信号を各端末（５６０２）が受信す
る。この受信電力の強さに応じて通信に使用するタイム
スロット（５６０６）を切り替えて、各タイムスロット
（５６０６）ごとに含まれる端末（５６０２）で送信さ
れた電力が、他の端末（５６０２）からの送信電力に埋
もれないようにする。基地局（５６０１）から近い複数
の端末（５６０２）は同じ電力で送信を行うため受信側
においてもほぼ同程度の電力で受信される。また、遠い
端末（５６０２）においても同様である。このため、そ
れぞれの端末（５６０２）からの受信データは他の端末
（５６０２）からの電力に埋もれることはない。このた
め、送信電力制御が必要無くなり、端末（５６０２）へ
のシステム的な負荷が軽くなり、携帯無線機（５６０
２）の小型化に有効である。

【０１０７】また図５７に示すように、都市環境などは
電波の環境が悪い部分が存在するが、基地局（５７０
１）からの制御用の信号の受信電力を確認することで、
基地局（５７０１）からの距離に関係なくタイムスロッ
トを切り替える。Ａ４ゾーン（５７０６）は電波環境が
悪い部分であり、受信電界強度が低いため、Ｔ２のタイ
ムスロット（５７０７）ではなくＴ３のタイムスロット
（５７０７）を用いて通信を行う。このため、端末（５
７０２）側ではタイムスロット（５７０７）の切り替え
のみで電波環境の悪い部分においても同様に通信するこ
とが出来る。

【０１０８】図５８は本発明に係る携帯無線機及びその
端末を用いた無線通信システムの一実施例を説明するた
めの図である。無線機端末（５８０２）が隣の基地局
（５８０１）のゾーンに移動する場合、隣の基地局（５
８０１）とのハンドオフが通常行われる。この時、各基
地局（５８０１）のもっとも外側のゾーン（５８０５，
５８０８）を重ね合わせて、携帯無線機（５８０２）が
基地局（５８０１）のもっとも外側のゾーンに相当する
タイムスロットを使用しているときのみ携帯無線機（５
８０２）はハンドオフを行うかの判定をしていく。基地
局（５８０１）に近いＡ１、Ａ２、Ａ１’、Ａ２’のタ
イムスロットを使用している場合にはハンドオフの有無
の判定を行わずに１つの基地局（５８０１）のみと通信
を行う。また、Ａ３、Ａ３’のタイムスロットを使用し
ている場合のみ２つの基地局（５８０１）からの電波を
受信して重ね合わせを行う。このときも同様に基地局
（５８０１）に近いタイムスロットを使用している場合
には、この処理を行わない。

【０１０９】次に携帯無線機に備えられた発振器、水晶
振動子類について、従来よりも簡便で小形なもので実現
できる携帯無線機の具体的構成、並びにそのような携帯
無線機が使用可能な無線通信方式に関する本発明の実施
例について図６０、図６１を用いて説明する。

【０１１０】図６０に本発明が提供する携帯無線機が使
用する通信方式の一例を示し、図６１に本発明により提
供される携帯無線機が受信する上り信号の構成例を示
す。携帯無線機内に備えられた発振器、水晶振動子６０
０２が出力する基準信号は、６００３の周波数変換器に
供給され、受信時に無線周波数並びに中間周波数の信号
をそれぞれ中間周波数、べースバンドに周波数変換す
る。また送信時では中間周波数並びにベースバンドがそ
れぞれ中間周波数、無線周波数に周波数変換される。こ
の基準信号のもう一方はデジタル部６００４に供給さ
れ、デジタル部で分周され使用される。通常、発振器、
水晶振動子６００２の発振周波数は、受信信号の搬送波
周波数に同期させ、周波数誤差による受信感度劣化を抑
えることが必要である。また、デジタル部６００４内で
分周されたクロックは受信信号とのシンボル同期を行な
い、クロック位相誤差による受信感度劣化を抑えること
が必要である。

【０１１１】本実施例では、携帯無線機の発振器、水晶
振動子６００２が発振する周波数は携帯無線機に固有と
する。従って、基地局と携帯無線機との間における周波
数誤差により通話品質が劣化する場合には、基地局６０
０１が搬送波周波数を携帯無線機の発振器、水晶振動子
６００２の発振周波数に同期させて送信する。図６０の
６００５は搬送波周波数により変調された変調信号であ
る。搬送波周波数は携帯無線機内の周波数変換器６００
３で周波数変換された中間周波数が所定値となるような
値を選択する。またベースバンドに周波数変換を行う場
合には、変換後の中心周波数が零となる様に搬送波周波
数を設定する。この為には携帯無線機の発振器、水晶振
動子６００２の発振周波数情報が必要である。これは、
TDD の様に上りと下りで使用周波数が等しい場合には、
基地局６００１が受信する信号から搬送波を抽出するこ
とにより、得ることが可能である。また使用周波数が上
りと下りで異なる場合には、携帯無線機が受信したい周
波数を基地局側に通知することにより可能となる。受信
信号６００５は周波数変換器６００３にて周波数変換さ
れる。周波数変換を行う場合には、通常、受信した搬送
波周波数ｆ1 と発振器、水晶振動子の発振周波数ｆ2 と
の周波数差に周波数変換される。本実施例ではｆ2 は携
帯無線機によって固有の値であるから、（ｆ1 −ｆ2 ）
を所定の値にする為には、携帯無線機の受信信号の中心
周波数を適当に設定すれば充分である。ここでは簡単の
為周波数変換を一度だけ行った場合で説明したが、周波
数変換を複数回行う場合であっても同様である。

【０１１２】次に図６０を用いて本発明の別の実施例を
説明する。本実施例では基地局６００１が送信時刻を制
御することにより、デジタル部６００６に供給されるク
ロックと受信信号との位相同期を確立する。携帯無線機
はクロックと受信信号との誤差情報６００５を基地局へ
供給する。基地局はこのクロック誤差情報をもとに携帯
無線機への送信時刻を補正して送信を行う。本実施例に
よれば携帯無線機の発振器、水晶振動子は周波数同期操
作並びにデジタル部におけるクロック同期操作が不要で
ある。従って、従来に比べより簡易な発振器、水晶振動
子によって構成が可能である。

【０１１３】次に図６２を用いて、本発明の別の実施例
について携帯無線機の具体的構成例を説明する。図６２
は携帯無線機の受信側を示す。アンテナで受信された受
信信号は周波数変換器６２０１により周波数変換され、
低域通過フィルタ６２０２により所望信号が取り出さ
れ、その後復調回路６２０４により変調信号が抽出され
る。本実施例では受信信号中に挿入されたクロック位相
誤差検出信号のみを通過させるフィルタにより、クロッ
ク位相誤差検出を行う。検出されたクロック位相誤差情
報は基地局へ送信され、前記誤差情報に基づき送信時刻
を補正することにより、携帯無線機内でのクロック同期
を行う。

【０１１４】次に図６３に本実施例にて用いられる信号
形態例を示す。図６２に示した本発明の携帯無線機が受
信する受信信号を６３０５ａに、この時の携帯無線機の
クロック発振器６２０３が出力するクロック位相例を６
３０５ｂに、フィルタ６２０５の出力信号例を６３０５
ｃに示す。図６３の６３０５ａに示した様に、受信信号
は携帯無線機のクロック周波数fck に対応する時間間隔
(1/fck) でクロック誤差検出用信号を持つ。従って、受
信信号をクロック誤差検出信号にスペクトラムが一致し
たフィルタ６３０５を通過させることにより、間隔1/fc
k でクロック位相誤差情報が抽出可能である。またフィ
ルタ出力はクロック位相誤差検出信号付近で単調増加特
性を示す。従って図６２の６２０６に示した誤差検出回
路内で、フィルタ出力をサンプリングすることによりク
ロック位相と受信信号との誤差情報を得ることが可能で
ある。

【０１１５】次にクロック誤差検出方式の一例を図６４
を用いて詳細に説明する。携帯無線機内でクロック誤差
検出部の構成例は図６２に示したものと同一であるとす
る。すなわち、携帯無線機の受信信号構成例を６４０６
ａに、図６２のフィルタ６２０５の出力信号を６４０６
ｂに、図６２のクロック発振器６２０３に同期したクロ
ックをそれぞれ６４０６ｃ、６４０６ｄ、６４０６ｅに
示す。フィルタ出力はクロック位相誤差検出区間でε0
を中心に単調増加特性を示す。誤差検出回路はフィルタ
出力信号を供給クロックでサンプリングし、誤差情報と
して出力する。

【０１１６】いま受信信号とクロックが同期した状態で
ある時、誤差検出回路出力はεであるとすれば、クロッ
クが受信信号に対してΔΦ- 時間遅れている時、誤差検
出回路出力は（ε＋Δε+ ）となる。同様に、クロック
が受信信号よりΔΦ+ 時間進んだ時、（ε−Δε- ）を
出力する。この誤差情報は基地局に伝えられ、基地直側
で送信時刻を補正することによりクロック同期を行う。
たとえば、誤差情報が（ε−Δε- ）であった時、送信
時刻をΔΦ+ 時間早めて送信を行う。従来携帯無線機内
でクロック位相をより微細に行う為に、所望クロックレ
ートより高速で高精度なクロックが必要とされたが、本
実施例を行うことにより、より低速で簡易なクロック発
振器であっても、高品質な通話が可能である。

【０１１７】次に本発明のクロック同期に用いられる上
り信号の構成例を図６５により説明する。本発明では携
帯無線機内でクロック位相の抽出がおこなわれない為、
通信開始時には携帯無線機のクロック位相を基地局が把
握することが必要である。図６５に上り信号の構成例を
示す。図６５の(a) は通信開始時にあたりクロック初期
位相検出を目的とした上り信号構成例である。図６５の
(b) は定常状態時での上り信号構成例である。斜線部分
はクロック位相誤差検出信号とした。定常状態では大ま
かなクロック同期はとれている為、誤差検出区間τerは
短くし、通信開始時では誤差検出区間を長くとる。携帯
無線機の位相誤差検出フィルタの時定数を誤差検出区間
τerに対応して設定することにより、図６５に示すフィ
ルタ出力を得る。フィルタ出力は時間τerで単調増加特
性を示し、図６２に実施例で示した様に携帯無線機内の
クロックでフィルタ出力をサンプリングすることにより
誤差情報を得る。検出時間が長いほど推定位相誤差に対
して耐性があり、安定した誤差情報を得ることができ
る。本実施例ではクロック同期の状態によって、上り信
号に挿入する誤差検出信号の時間的長さを可変とし、対
応する携帯無線機内の位相誤差検出フィルタの時定数を
可変とすることにより、回線状態に応じた柔軟な同期設
定が可能であるという利点がある。また本実施例では誤
差検出信号の上り信号への挿入位置を毎クロック時間ご
とに行っていた。しかし同期させたいクロックの整数分
の一倍に相当する時間間隔であれば、誤差情報の検出が
可能であることは言うまでもない。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明してきた様に、本発明に於ける
無線通信システムとそこで用いられる携帯無線機に於い
てはＩＣチップ間の信号伝達の手段を電気エネルギーに
よらず、他の手段を用いることにより、ＩＣチップ間の
配線から不要な交流電気信号を輻射したり、外部から混
入した不要な交流電気信号がＩＣチップ間の配線からＩ
Ｃチップ内に入力され、ＩＣチップの動作に悪影響を与
えることを防ぐことが出来る。従って、従来の遮光効果
のある塗料など電気エネルギーのシールドに比べ、安価
で、軽量な材料により、容易に行うことが出来、軽量、
安価な携帯無線機を提供することが出来る。

【０１１９】また、本発明によれば、従来行われてきた
導体の材料を用いた静電シールドによらず、機器内部か
ら発生する不要輻射信号を抑えることや機器外部から入
力される信号による干渉を抑えることができ、小形、軽
量、安価な携帯無線機を提供することが出来る。

【０１２０】また、無線通信システムに於いて、近接し
た子局を検出し、これらの子局に対しては、必要に応じ
て送受信のタイムスロットの変更を行うようにする為、
近接する子局間の干渉の問題がなくなり、従来携帯無線
機間の電波干渉を防ぐ為に必須であったシールド材料を
無線機から極力取り除くことが出来る為、端末の部品コ
スト、組み立てコストの低減、さらには端末の小形、軽
量化を実現することが出来るという効果がある。

【０１２１】また、無線機の高周波部で使用されるＩＣ
パッケージの外側にシールド用の金属をメッキしその一
部にスリットを開け、このスリットをアンテナ素子とし
て用い、励振するように伝送線路を組み込むことにより
アンテナとしての面積がモジュールを実装させる基板上
に必要とならないため、端末の小型化に有効である。

【０１２２】また、無線通信システムの基地局が送信時
刻を制御することにより、携帯無線機のデジタル部に供
給されるクロックと受信信号との位相同期を確立する。
携帯無線機はクロックと受信信号との誤差情報基地局へ
供給する。基地局はこのクロック誤差情報をもとに携帯
無線機への送信時刻を補正して送信を行う。この方法に
よれば携帯無線機の発振器、水晶振動子は周波数同期操
作並びにデジタル部におけるクロック同期操作が不要で
ある。従って、従来に比べより簡易な発振器、水晶振動
子によって構成が可能である。

【０１２３】以上の様に、本発明に於ける無線通信シス
テム及びそこで用いられる携帯無線機においては、端末
の小形、軽量、低価格化を実現出来るという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による携帯無線機を説明するための図

【図２】 従来の携帯無線機を説明するための図

【図３】 従来の携帯無線機を説明するための図

【図４】 部品間の配線による不要電気信号の輻射、混
入を説明するための図

【図５】 従来の携帯無線機を説明するための図

【図６】 多重化された静電シールドを説明するための
図

【図７】 従来の携帯無線機を説明するための図

【図８】 ＦＤＭＡを説明するための図

【図９】 ＴＤＭＡを説明するための図

【図１０】 ＣＤＭＡを説明するための図

【図１１】 モノポールアンテナの構造を説明するため
の図

【図１２】 スリーブアンテナの構造を説明するための
図

【図１３】 内蔵板状逆Ｆアンテナの構造を説明するた
めの図

【図１４】 Ｓ字型アンテナの構造を説明するための図

【図１５】 シールドを説明するための図

【図１６】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図１７】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図１８】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図１９】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２０】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２１】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２２】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２３】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２４】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２５】 本発明による携帯無線機の実施例を説明す
るための図

【図２６】 本発明による無線通信システムの実施例を
説明するための図、

【図２７】 ＩＣパッケージのピンを用いたアンテナを
説明するための図

【図２８】 アンテナ素子の長さを短くする構造を説明
するための図

【図２９】 モノポールアンテナの指向性ゲインを説明
するための図

【図３０】 指向性ゲインが２倍となることを説明する
ための図

【図３１】 基板を用いて１／４波長の距離を作る構造
を説明するための図

【図３２】はピンを曲げてアンテナを構成する構造を説
明するための図

【図３３】 金属キャップを用いてアンテナを構成する
構造を説明するための図

【図３４】 金属キャップに設けたスリットを励振する
方法を説明するための図

【図３５】 誘電体キャップにマイクロストリップアン
テナを構成する構造を説明するための図

【図３６】 誘電体キャップにマイクロストリップアン
テナを構成する構造を説明するための図

【図３７】 スロットによる給電方法を説明するための
図

【図３８】 スロットによる給電方法を説明するための
断面図

【図３９】 方形パッチを用いた場合の構造を説明する
ための図

【図４０】 スパイラル構造のアンテナを用いた構造を
説明するための図

【図４１】 励振方法としてスルーホールを用いて行う
ことを説明するための図

【図４２】 励振方法としてスルーホールを用いて行う
ことを説明するための断面図

【図４３】 逆Ｆアンテナを構成する構造を説明するた
めの図

【図４４】 Ｓ字アンテナを構成する構造を説明するた
めの図

【図４５】 アンテナのピンをアンテナに用いる構造を
説明するための図

【図４６】 ＦＤＤシステムの周波数スペクトルを説明
するための図

【図４７】 アンテナのピンを用いてアンテナを構成す
る構造を説明するための図

【図４８】 複数のシステムの周波数スペクトルを説明
するための図

【図４９】 ２つのアンテナを用いてダイバーシチを行
うことを説明するための図

【図５０】 異なる偏波面の受信を可能にする構造を説
明するための図

【図５１】 スロットを用いて直行する偏波面を受信す
る構造を説明するための図

【図５２】 直行するピンを用いてアンテナを構成する
構造を説明するための図

【図５３】 直行するスロットを用いてアンテナを構成
する構造を説明するための図

【図５４】 複数のアンテナを用いたアレーアンテナの
動作を説明するための図

【図５５】 アクティブフェイズドアレーアンテナを構
成する構造を説明するための図

【図５６】 基地局からの受信電力に合わせてタイムス
ロットを切り替える制御方式を説明するための図

【図５７】 電波環境が悪い部分が存在する場合を説明
するための図

【図５８】 端末がハンドオフを行う場合を説明するた
めの図

【図５９】 端末がハンドオフを行う場合を説明するた
めの図

【図６０】 本発明に於ける通信方式の構成例を説明す
るための図

【図６１】 本発明に於ける携帯無線機の動作を説明す
るための図

【図６２】 本発明に於ける携帯無線機の構成例を説明
するための図

【図６３】 本発明に於ける携帯無線機の動作を説明す
るための図

【図６４】 本発明に於ける携帯無線機のクロック位相
誤差検出方式を説明するための図

【図６５】 本発明に於ける無線通信システムの上り信
号の構成例

【図６６】本発明に於ける無線通信システムのスロット
を説明するための図

【符号の説明】 １０１…パッケージ、１０２…ピン ２０１…受信スロット、２０２…送信スロット ２０３…端末Ａと端末Ｂの同期 ３０１…無線基地局、３０２…ぺージング信号、３０
３、３０４…携帯無線機（子局）、３０５…干渉波 ４０１・・・部品 ４０２・・・部品 ４０３・・・部品間の配線 ４０４・・・配線から輻射される電気信号 ４０５・・・配線に混入される電気信号 ５０１・・・静電シールド ５０２・・・インターフェースのための穴 ５０３・・・シールドの穴から輻射される不要な信号 ５０４・・・シールドの穴から混入する干渉信号 ５０６・・・導電線 ６０１・・・静電シールドされたコンポーネント ６０２・・・静電シールド ６０３・・・インターフェースのための穴 ７０１…受信第１中間周波数変換用発振器、７０２…送
信無線部周波数変換用発振器、７０３…受信第２中間周
波数変換用発振器、７０４…送信中間周波数変換用発振
器、７０５…基準クロック発振器、７０６…アンテナ、
７０７…低雑音増幅器、７０８…第１中間周波数ミキ
サ、７０９…受信第１中間周波数増幅器、７１０…受信
第２中間周波数増幅器、７１１…送受（ディジタル）信
号処理部 ７１２…送信電力増幅器、７１３…送信高周波ミキサ、
７１４…送信中間周波数増幅器、７１５…送信中間周波
数ミキサ ７１６…変調器、７１７…第２中間周波数ミキサ ８０１…周波数スペクトル ９０１…タイムスロット １００１…周波数スペクトル １１０１…アンテナ素子、１１０２…グランド、１１０
３…給電線 １２０１…同軸線路、１２０２…グランド、１２０３…
円筒形導体 １３０１…板状アンテナ素子、１３０２…グランド、１
３０３…給電線 １４０１…アンテナ素子、１４０２…給電部 １５０１…アンテナ、１５０２…送受信切替スイッチ、
１５０３…高周波フィルタ、 １５０４…低雑音増幅
器、１５０５…高周波ミキサ、 １５０６…受信第１中
間周波数フィルタ、１５０７…受信第１中間周波数増幅
器、 １５０８…中間周波数ミキサ、１５０９…受信第
２中間周波数フィルタ、 １５１０…受信第２中間周波
数増幅器、１５１１…送受（ディジタル）信号処理部、
１５１２…送信高周波フィルタ、１５１３…送信電力増
幅器、１５１４…送信高周波ミキサ、１５１５…送信第
２中間周波数フィルタ、１５１６…送信第２中間周波数
増幅器、１５１７…送信中間周波数ミキサ、１５１８…
送信第１中間周波数フィルタ、１５１９…変調器、１５
２０…高周波周波数シンセサイザ、１５２１…中間周波
数段発振器 １５２２…基準クロック発振器、１５２３…送受信無線
周波数、１５２４…中間周波数、１５２５…中間周波
数、１５２６…スピーカ、１５２７…外部筐体 １６０１，１６０２・・・部品、１６０３・・・光ファ
イバー、１６０４・・・基板、１６０５・・・光ファイ
バー開口部、１６０６・・・導体配線 １６０７・・・パッド １７０１，１７０２・・・ＩＣチップ、１７０３・・・
素子の構成される部分、１７０４，１７１４・・・導体
配線、１７０５，１７１３・・・スルーホール、１７０
６，１７１２・・・光電変換素子、１７０７・・・パッ
ド、１７０８・・ＩＣ内配線、１７０９・・・基板、１
７１０・・・光ファイバー、１７１１・・・光ファイバ
ー開口部、１７１５・・・遮光物質、１７１６・・・静
電シールド １８０１・・・ＩＣチップ、１８０２・・・素子の構成
される部分、１８０３，１８０６・・・ＩＣ内配線、１
８０４・・・光電変換素子、１８０５・・・パッド、１
８０７・・・基板、１８０８・・・光ファイバー、１８
０９・・・静電シールド、１８１０・・・遮光物質 １９０１・・・ＩＣチップ、１９０２・・・素子の構成
される部分、１９０３，１９０６・・・ＩＣ内配線、１
９０４・・・光電変換素子、１９０５・・・パッド、１
９０７・・・基板、１９０８・・・光ファイバー、１９
０９・・・静電シールド、１９１０・・・遮光物質 ２００１・・・部品、２００２・・・基板、２００３・
・・光電変換素子、２００４・・・スルーホール、２０
０５、２００６・・・パッド、２００７・・・基板内配
線、２００８・・・光ファイバー内蔵基板、２００９・
・・光ファイバー、２０１０・・・遮光物質、２０１１
・・・静電シールド ２１０１・・・部品、２１０２・・・半導体、２１０３
・・・光電変換素子、２１０４、２１０７・・・基板内
配線、２１０５、２１０６・・・パッド、２１０８・・
・光ファイバー内蔵基板、２１０９・・・光ファイバ
ー、２１１０・・・遮光物質、２１１１・・・静電シー
ルド ２２０１・・・部品、２２０２・・・電界強度検出器、
２２０３・・・送信機 ２２０４・・・演算回路、２２０５・・・不要輻射波、
２２０６・・相殺信号 ２２０７・・・信号発生器、２２０８・・・アンテナ ２３０１・・・電界強度検出器、２３０２・・・不要輻
射波、２３０３・・・相殺信号、２３０４・・・アンテ
ナ ２４０１・・・部品、２４０２・・・電界強度検出器、
２４０３・・・送信機 ２４０４・・・演算回路、２４０５・・・干渉波、２４
０６・・・相殺信号 ２４０７・・・信号発生器、２４０８・・・アンテナ ２５０１・・・電界強度検出器、２５０２・・・不要輻
射波、２５０３・・・相殺信号 ２６０１…基地局、 ２６０２…子局Ａ、 ２６０３…
子局Ｂ、２６０４…下り信号、 ２６０５…上り信号、
２６０６…指向性ビーム、２６０７…指向性アンテナ ２７０１…人間の頭、２７０２…携帯無線機、２７０３
…ピン ２７０４…ビーム、２７０５…パッケージ、２７０６…
基板 ２８０１…ＩＣ、２８０２…スパイラルインダクタ、２
８０３…ピン ２８０４…パッケージ、２８０５…基板 ２９０１…ピン、２９０２…パッケージ、２９０３…基
板 ２９０４…ＧＮＤ面 ３００１…２倍のビーム、３００２…ビーム、３００３
…電流源 ３００４…ＧＮＤ面、３００５…電流源のイメージ ３００６…ビームのイメージ ３１０１…ピン、３１０２…パッケージ、３１０３…基
板 ３１０４…ＧＮＤ面 ３２０１…ピン、３２０２…パッケージ、３２０３…金
属面 ３２０４…誘電体面 ３３０１…金属キャップ、３３０２…スリット、３３０
３…伝送線路 ３３０４…ＩＣ、３３０５…ワイヤー ３４０１…金属キャップ、３４０２…スリット、３４０
３…伝送線路 ３４０４…ＩＣ、３４０５…ワイヤー、３４０６…スル
ーホール ３４０７…多層基板 ３５０１…誘電体キャップ、３５０２…マイクロストリ
ップアンテナ ３５０３…金属面（ＧＮＤ面）、３５０４…伝送線路
（励振線） ３６０１…誘電体キャップ、３６０２…マイクロストリ
ップアンテナ ３６０３…金属面（ＧＮＤ面）、３６０４…伝送線路
（励振線） ３６０５…ＧＮＤ層、３６０６…ワイヤー、３６０７…
ＩＣ ３６０８…基板 ３７０１…誘電体キャップ、３７０２…マイクロストリ
ップアンテナ ３７０３…金属面（ＧＮＤ面）、３７０４…伝送線路
（励振線） ３７０５…ＧＮＤ層 ３８０１…誘電体キャップ、３８０２…マイクロストリ
ップアンテナ ３８０３…金属面（ＧＮＤ面）、３８０４…伝送線路
（励振線） ３８０５…ＧＮＤ層、３８０６…ワイヤー、３８０７…
ＩＣ ３８０８…基板、３８０９…スリット ３９０１…誘電体キャップ ３９０２…四角形状のマイクロストリップアンテナ ４００１…誘電体キャップ ４００２…スパイラルアンテナ ４１０１…誘電体キャップ、４１０２…マイクロストリ
ップアンテナ ４１０３…金属面（ＧＮＤ面）、４１０４…伝送線路
（励振線） ４１０５…ＧＮＤ層、４１０６…スルーホール ４２０１…誘電体キャップ、４２０２…マイクロストリ
ップアンテナ ４２０３…金属面（ＧＮＤ面）、４２０４…伝送線路
（励振線） ４２０５…ＧＮＤ層、４２０６…スルーホール、４２０
７…ワイヤー ４２０８…ＩＣ、４２０９…基板 ４３０１…誘電体キャップ、４３０２…板状逆Ｆアンテ
ナ ４３０３…金属面（ＧＮＤ面）、４３０４…伝送線路
（励振線） ４４０１…誘電体キャップ、４４０２…Ｓ字型アンテナ ４４０３…金属面（ＧＮＤ面）、４４０４…伝送線路
（励振線） ４４０４…スルーホール ４５０１…パッケージ、４５０２…ピン ４６０１…受信アンテナのスペクトル ４６０２…送信アンテナのスペクトル ４７０１…パッケージ、４７０２…ピン ４８０１…システムＡのスペクトル ４８０２…システムＢのスペクトル ４９０１…パッケージ、４９０２…ピン、４９０３…受
信部 ５００１…パッケージ、５００２…ピン ５１０１…金属キャップ、５１０２…スリット、５１０
４…ＩＣ ５１０５…ワイヤー ５２０１…パッケージ、５２０２…ピン ５３０１…金属キャップ、５３０２…スリット、５３０
３…ＩＣ ５３０４…ワイヤー ５４０１…パッケージ、５４０２…ピン、５４０３…伝
送線路 ５４０４…ＩＣ、５４０５…ワイヤー ５４０１…パッケージ、５４０２…ピン、５４０３…伝
送線路 ５４０４…ＩＣ、５４０５…ワイヤー、５４０６…位相
器 ５６０１…基地局、５６０２…携帯無線機、５６０３…
Ａ１ゾーン ５６０４…Ａ２ゾーン、５６０５…Ａ３ゾーン ５６０６…タイムスロット ５７０１…基地局、５７０２…携帯無線機、５７０３…
Ａ１ゾーン ５７０４…Ａ２ゾーン、５７０５…Ａ３ゾーン ５７０６…Ａ４ゾーン、５７０７…タイムスロット ５８０１…基地局、５８０２…携帯無線機、５８０３…
Ａ１ゾーン ５８０４…Ａ２ゾーン、５８０５…Ａ３ゾーン ５８０６…Ａ１’ゾーン、５８０７…Ａ２’ゾーン ５８０８…Ａ３’ゾーン ６００１…基地局、 ６００２…発振器、水晶振動子、
６００３…周波数変換器、 ６００４…ディジタル部、
６００５…変調信号、６００６…位相誤差情報 ６１０１…受信信号、 ６１０２…基準発振周波数、６
１０３…中間周波数またはベースバンドでの受信信号、
６１０４…中間周波数またはベースバンドでのフィルタ ６２０１…・周波数変換回路、 ６２０２…受信信号選
択フィルタ、６２０３…クロックを供給する発振器、水
晶振動子、６２０４…ディジタル信号処理回路、６２０
５…クロック位相誤差検出フィルタ、 ６２０６…位相
誤差検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴見 博史 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の単位部品により構成され無線信号の
   送受信を行なう無線部と、前記第１、第２の単位部品の
   間で信号を中継するための中継部とを備えた携帯無線機
   において、前記中継部は第１の単位部品からの電気信号
   が変換された光学的信号を伝送し、その光学的信号を電
   気信号に変換して第２の単位部品に伝達することを特徴
   とする携帯無線機。
2. 【請求項２】無線信号を送受信する無線部を備えた携帯
   無線機において、所定の周波数帯域における放射電力の
   大きさに基づき、無線信号の送信電力を制御する制御部
   を具備したことを特徴とする携帯無線機。
3. 【請求項３】無線信号を送信または受信する送信部また
   は受信部を樹脂封止した集積回路装置を含む携帯無線機
   において、前記送信部または受信部とアンテナ部とが直
   接接続されることを特徴とする携帯無線機。
4. 【請求項４】複数の無線基地局を介して、第１の移動局
   と第２の移動局とが通信を行なう無線通信システムにお
   いて、前記無線基地局と第１または第２の移動局との距
   離に応じて、第１または第２の移動局が用いるべき通信
   回線の割当てを制御することを特徴とする無線通信シス
   テム。
5. 【請求項５】複数の無線基地局を介して、第１の移動局
   と第２の移動局とが通信を行なう無線通信システムにお
   いて、前記移動局は前記移動局の基準信号と搬送波信号
   との周波数誤差を検出する手段と、前記移動局の基準信
   号と受信信号との位相誤差を検出する手段とを備え、前
   記無線基地局は前記移動局からの周波数誤差情報に基づ
   き搬送波周波数を補正する手段と、前記移動局からの位
   相誤差情報に基づき送信信号の送信時刻を補正する手段
   とを具備することを特徴とする無線通信システム。