JP2001102982A

JP2001102982A - 中継増幅装置

Info

Publication number: JP2001102982A
Application number: JP27678199A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Tanaka; 勝己田中; Sumiyoshi Urata; 純悦浦田; Masaki Sudo; 雅樹須藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】利得の切り替えに合わせて常に最適な段間フ
ィルタを選択し、もって最適なフィルタ特性を得ること
のできる中継増幅装置を提供する。【解決手段】受信側及び送信側のそれぞれのアンテナ
10とＲＦ共用器11と増幅回路12とを経た後に、段間フィ
ルタ13,14,15が３個直列に構成され、さらに、これらの
段間フィルタを選択切り替えするためのバイパス回路1
6,17とスイッチ18,19が設けられている。また、送信端
側の増幅回路12の後に、利得を切り替えるための可変減
衰器20が設けられている。可変減衰器20によって利得を
最大にした場合、スイッチ18,19を共に段間フィルタ側
に切り替えれば、段間フィルタ13,14,15が３段階で挿入
され、最大の減衰量が得られる。また、可変減衰器20に
よって利得を最少にした場合、スイッチ18,19を全てバ
イパス回路側に切り替えれば、初段の段間フィルタ13の
みが選択され、減衰量が最小になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの無
線通信システムに用いられる中継増幅装置に関し、特
に、最適なフィルタ特性を得るための中継増幅装置の構
成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の中継増幅装置は、携帯電話など
の信号を受信して増幅し、これを送信する中継装置であ
り、受信端の増幅器と送信端の増幅器との間に帯域通過
フィルタが設けられている。以下、この帯域通過フィル
タを段間フィルタという。図３は、従来の中継増幅装置
の概略ブロック図の一例であり、送信ルートと受信ルー
トとに分けてあるが、何れのルートも構成は同じであ
る。段間フィルタ２３は、送信側及び受信側のそれぞれ
のＲＦ共用器１１及び増幅回路１２を経た後の、ローカ
ル信号源２５とミキサ２４からなるＩＦ周波数変換部の
間に設けられている。さらに、この中継増幅装置は可変
減衰器２０を設けて任意に利得が切り替えられるように
なっている。

【０００３】このような構成において、段間フィルタ２
３の減衰特性は、中継増幅装置の利得が最大になる場合
に合わせて減衰量が決められている。また、中継増幅装
置の段間フィルタ２３の減衰特性は、可変減衰器２０で
切り替えられた利得が大きくなるほど、より大きな減衰
量が要求される。このとき、同じ構成の段間フィルタ２
３の場合は、減衰量が大きくなると通過帯域の損失特性
が悪くなり、さらに、帯域内偏差も大きくなる。帯域内
偏差とは、通過帯域内の挿入損失の最大値と最小値との
差である。例えば、バタワース型の帯域通過フィルタの
場合、通過帯域の中心周波数で挿入損失は最少となり、
通過帯域端の周波数で挿入損失が通過帯域内では最大と
なる。従って、帯域内偏差は、中心周波数での挿入損失
と通過帯域端での挿入損失の差となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の中継
増幅装置における段間フィルタでは、可変減衰器２０に
よって利得を変化させても段間フィルタ２３の構成は変
わらないので、中継増幅装置の利得を小さくしたとき
も、利得を最大にしたときも、段間フィルタ２３の減衰
特性は同じである。例えば、中継増幅装置の帯域内の利
得が４０〜６０ｄＢ可変の場合、段間フィルタ２３の特
性は最大利得６０ｄＢに合わせて作られ、利得が４０ｄ
Ｂになると、減衰量は利得が下がった分、すなわち２０
ｄＢ過剰となり、従って、帯域内の挿入損失や帯域内偏
差が悪くなるなどの不具合を生じる。このように、従来
の中間増幅装置では、同じ構成の段間フィルタが設けら
れているので、利得の切り替え時に、それぞれの利得に
合ったフィルタ特性を得ることができない。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、利得の切り替えに合わせて常
に最適な段間フィルタを選択し、もって最適なフィルタ
特性を得ることのできる中継増幅装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に係る中継増幅装置は、受信端
の増幅手段と送信端の増幅手段との間に設けられて、帯
域フィルタとして機能する段間フィルタと、受信信号の
利得を可変する利得可変手段とを備えた中継増幅装置に
おいて、この段間フィルタは、少なくとも２個が直列に
接続され、段間フィルタの各々を迂回するか、または複
数個を同時に迂回するバイパス回路と、受信した信号を
段間フィルタに通過させるか、バイパス回路に通過させ
るかを選択切り替えする切替手段とを備え、利得可変手
段で可変された利得に基づいて切替手段を切り替え、可
変された利得に最適なフィルタ特性を有する段間フィル
タを形成させるように構成したことを特徴とする。

【０００７】すなわち、このような構成にすることによ
って、それぞれの利得に最適な数量の段間フィルタを選
択して回路に挿入し、最適な減衰量を得ることができ
る。例えば、利得可変手段によって利得を最大にした場
合は、切替手段によって全ての段間フィルタが挿入され
るようにすれば、利得に見合った最大の減衰量が得られ
る。同様に、利得可変手段によって任意の利得にした場
合は、切替手段によって任意の個数の段間フィルタが挿
入されるようにすれば、その利得に見合った減衰量が得
られる。また、利得可変手段によって利得を最小にした
場合は、切替手段によって全てのバイパス回路に切り替
え、初段の段間フィルタだけが挿入されるようにすれ
ば、利得に見合った最小の減衰量が得られる。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る中継増幅装
置は、携帯電話などの無線通信システムの中継増幅に用
いられる中継増幅装置であって、受信端の増幅手段と送
信端の増幅手段との間に設けられて、帯域フィルタとし
て機能する段間フィルタと、受信信号の利得を可変する
利得可変手段とを備えた中継増幅装置において、少なく
とも２個の段間フィルタが、それぞれ個別に、所定の利
得を有した個別増幅手段に、直接、直列接続され、個別
増幅手段と、この個別増幅手段に直接、直列接続された
段間フィルタとの組合せ回路を、一組毎にまたは複数組
ごとに一括して迂回するバイパス回路と、受信した信号
を、段間フィルタとこの段間フィルタに直列接続された
個別増幅手段に通過させるか、バイパス回路に通過させ
るかを選択切り替えする切替手段とを備え、利得可変手
段で可変された利得に基づいて切替手段を切り替え、可
変された利得に最適なフィルタ特性の段間フィルタを形
成させると共に、可変された利得に最適な増幅量に切り
替えるように構成したことを特徴とする。

【０００９】すなわち、このように構成することによっ
て、それぞれの利得に最適な数量の段間フィルタと個別
増幅手段とを選択して回路に挿入し、最適な減衰量と最
適な増幅量とを得ることができる。これによって、無駄
な減衰がなくなり消費電力を低減させることができる。
例えば、利得可変手段によって利得を最大にした場合
は、切替手段によって全ての段間フィルタと全ての個別
増幅手段とが挿入されるようにすれば、利得に見合った
最大の減衰量が得られると共に、無駄な減衰もなくな
り、効率よく電力を使用することができる。同様に、利
得可変手段によって任意の利得にした場合は、切替手段
によって任意の個数の段間フィルタと個別増幅手段とが
挿入されるようにすれば、その利得に見合った減衰量が
得られると共に、無駄な減衰もなく、効率的な電力消費
を行うことができる。また、利得可変手段によって利得
を最小にした場合は、切替手段によって全てのバイパス
回路に切り替え、初段の段間フィルタだけが挿入される
ようにすれば、利得に見合った最小の減衰量が得られる
と共に、予め回路に設けられている増幅手段のみによっ
て最少の増幅量が得られ、無駄な減衰もなく、効果的に
電力を消費することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態の中継増幅装置の概略ブロック図であり、先
ず、この図を用いて本発明の第１の実施の形態を説明す
る。尚、この図において、前述の図３と同一部分につい
ては同一符号が付してある。また、図３で示した、ミキ
サ２４とローカル信号源２５とからなるＩＦ周波数変換
部が省略してあるが、本発明の実施の形態では、段間フ
ィルタの構成位置はＩＦ周波数変換部でＩＦ変換された
後でもよいし、ＲＦ共用器１１より増幅回路１２で増幅
された後でもよいので、何れにも適用できるようにする
ために、ＩＦ周波数変換部は省略してある。従って、図
３の構成と対比する場合は、図１において受信端側の増
幅回路１２の後段と送信端側の増幅回路１２の前段との
間に、図１に示すような構成でミキサ２４とローカル信
号源２５とを挿入すればよい。しかし、本発明はＩＦ周
波数変換部は直接的には関係ないし、また、回路が煩雑
になるのを避けるためにその記載は省略してある。

【００１１】さて、図１において、受信側及び送信側の
それぞれのアンテナ１０とＲＦ共用器１１と増幅回路１
２とを経た後に、帯域通過フィルタとして段間フィルタ
１３、１４、１５が３個直列に構成されている。すなわ
ち、受信端の増幅回路１２と送信端の増幅回路１２との
間に、段間フィルタ１３−バイパス回路１６−段間フィ
ルタ１４−バイパス回路１７−段間フィルタ１５−スイ
ッチ１８−スイッチ１９の回路が構成されている。ま
た、送信端側の増幅回路１２の後に、利得を切り替え調
整するための可変減衰器２０が設けられている。

【００１２】３段の段間フィルタ１３、１４、１５の回
路の構成は、初段の段間フィルタ１３のみを通過させ、
他の２段の段間フィルタ１４、１５を迂回するバイパス
回路１６と、初段と２段目の段間フィルタ１３、１４を
通過させ、３段目の段間フィルタ１５のみを迂回するバ
イパス回路１７とが設けられ、さらに、各段間フィルタ
１３、１４、１５と各バイパス回路１６、１７とを選択
切り替えするためのスイッチ１８、１９が設けられてい
る。このような構成によって、各段間フィルタ１３、１
４、１５とバイパス回路１６、１７をスイッチ１８、１
９で切り替えることによって、段間フィルタ１３、１
４、１５を選択してフィルタ特性が最良になるようにす
ることができる。

【００１３】例えば、中継増幅装置の利得を可変減衰器
２０によって最も大きくした場合、スイッチ１８とスイ
ッチ１９を共に段間フィルタ側に切り替えれば、段間フ
ィルタ１３、１４、１５が３段階で挿入される。これに
よって、全ての段間フィルタ１３、１４、１５を使用す
ることになり、最も大きな減衰量が得られる。また、こ
のときは、挿入損失や帯域内偏差は、帯域通過フィルタ
が３個分になるので、大きくなる。次に、中継増幅装置
の利得を可変減衰器２０によって最少にした場合、スイ
ッチ１８とスイッチ１９を全てバイパス回路側に切り替
えれば、初段の段間フィルタ１３のみを選択することに
なり、減衰量が最も小さくなる。また、このときは、帯
域通過フィルタが１個しかないので挿入損失や帯域内偏
差は小さくなる。さらに、中継増幅装置の利得を可変減
衰器２０によって途中の値に下げたときは、スイッチ１
８をバイパス側に切り替え、スイッチ１９を段間フィル
タ側に切り替えると、２つの段間フィルタ１３、１４が
選択され、その利得に対する最適な減衰量が得られる。

【００１４】このようにして、利得の切り替えに合わせ
て、それぞれのスイッチ１８、１９をバイパス側か、段
間フィルタ側かに切り替えることによって、段間フィル
タ１３、１４、１５を３段階に切り替えることができる
ので、それぞれの利得に最適な段間フィルタの数量を選
択して、最適な減衰量を得ることができる。このとき、
スイッチ１８、１９の切替制御は、中継増幅装置の可変
減衰器２０の利得切り替えに連動するようにして、その
時々の利得に合わせたフィルタの組み合わせを実現でき
るように構成することができる。また、この例では、３
個の段間フィルタで３段階に切り替える場合について説
明したが、段間フィルタの数や、バイパス回路とスイッ
チの構成によるフィルタの組み合わせは、中継増幅装置
の種類や使用目的などに応じて適宜変更することができ
る。

【００１５】尚、この例では段間フィルタとその切り替
え回路の構成をＲＦ共用器の後段に設けた場合について
説明したが、先に述べたように、これらの段間フィルタ
とその切り替え回路の構成をＩＦ周波数変換部の後段に
設けてもよい。この場合は、図３に示すように、受信端
の増幅回路１２の後段と送信端の増幅回路１２の前段
に、それぞれのミキサ２４と共通のローカル信号源２５
を挿入した構成にすればよい。

【００１６】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態の中継増
幅装置の概略ブロック図である。尚、この図において、
前述の図１と同一部分については同一符号が付してあ
る。また、図３で示した、ミキサ２４とローカル信号源
２５とからなるＩＦ周波数変換部は、第１の実施の形態
と同じ理由で省略してある。第２の実施の形態が第１の
実施の形態と異なるところは、段間フィルタ１４、１５
の前段に、それぞれ増幅回路２１、２２が設けられ、さ
らに、バイパス回路１６、１７は段間フィルタ１４、１
５だけでなく前段の増幅回路２１、２２も迂回するよう
に構成されているところである。尚、初段の段間フィル
タ１３は、既に前段に増幅回路１２が設けられているの
で新たな増幅回路は設けない。

【００１７】従来技術では、利得が最大のときに合わせ
て増幅量を固定し、減衰させることで中継増幅装置の利
得を変化させているので、利得を小さい方に切り替える
ことは無駄な電力を消費していることになる。ところ
が、この実施の形態では、段間フィルタと共に増幅回路
も切り替えているので、利得を切り替えた場合にそれぞ
れの目的に合った増幅量が得られ、無駄な減衰を必要と
しないため消費電力を低減することができる。

【００１８】例えば、中継増幅装置の利得を最大にした
場合、スイッチ１８とスイッチ１９を共にフィルタ側に
切り替えれば、段間フィルタ１３と、増幅回路２１及び
段間フィルタ１４と、増幅回路２２及び段間フィルタ１
５とが挿入される。これによって、全ての段間フィルタ
１３、１４、１５を使うことになり、最も大きな減衰量
が得られる。また、このときは、挿入損失や帯域内偏差
は、帯域通過フィルタが３個分になるので、大きくな
る。さらに、このとき、増幅回路１２に加えて、それぞ
れの段間フィルタ１４、１５に各々増幅回路２１、２２
が挿入されるので、利得が最大に切り替えられたとき、
その目的に合った最大の増幅量が得られ、無駄な減衰を
必要とせず、より一層の消費電力の低減が図れる。

【００１９】次に、中継増幅装置の利得を最少にした場
合、スイッチ１８とスイッチ１９を全てバイパス回路側
に切り替えれば、初段の段間フィルタ１３のみを選択す
ることになり、減衰量が最も小さくなる。また、このと
きは、帯域通過フィルタが１個しかないので挿入損失や
帯域内偏差は小さくなる。そして、このときは増幅回路
１２のみで増幅されることになり、切り替えられた利得
に見合った増幅量になり、やはり無駄な減衰がなく消費
電力が低減される。

【００２０】さらに、中継増幅装置の利得を途中の値に
下げたときは、スイッチ１８をバイパス側にし、スイッ
チ１９を段間フィルタ側にすると、段間フィルタ１３
と、増幅回路２１及び段間フィルタ１４とが選択され、
その利得に対する最適な減衰量が得られる。また、この
ときは、増幅回路１２、２１が２段階で挿入されること
になるので、切り替えられた利得に見合った増幅量にす
ることができ、無駄な減衰はなく消費電力を低減するこ
とができる。このように第２の実施の形態の場合は、利
得の切り替えによって、所望の個数の段間フィルタに切
り替えると共に、増幅回路も同時に挿入または削除する
ことによって、切り替えられた利得に見合った増幅量に
することができる。このようにして無駄な減衰を防ぎ消
費電力の低減化を図っている。

【００２１】尚、第２の実施の形態の場合も、第１の実
施の形態の場合と同様、３個の段間フィルタで３段階に
切り替える場合だけでなく、段間フィルタ及び増幅回路
の数や、バイパス回路とスイッチの構成によるフィルタ
の組み合わせは、中継増幅装置の種類や使用目的などに
応じて適宜変更することができる。また、この例では段
間フィルタとその切り替え回路の構成をＲＦ共用器の後
段に設けた場合につて説明したが、第１の実施の形態の
場合と同様に、段間フィルタ及び各増幅回路とその切り
替え回路の構成をＩＦ周波数変換部の後段に設けてもよ
い。以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一
例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるも
のではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能であ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の中間増幅
回路によれば、複数のフィルタを利得に従って切り替え
ることにより、常に、利得に見合った最適なフィルタ特
性を得ることができる。これによって利得の大きいとき
は大きな減衰量に、利得の小さいときは小さな減衰量に
することができる。さらに、利得に従ってフィルタと共
に増幅回路も切り替えることにより、切り替えられた利
得に見合った増幅量を得ることができ、無駄な減衰をな
くして消費電力を低減させることができる。これによっ
て、電力効率のよい中継増幅装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の中継増幅装置の概
略ブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の中継増幅装置の概
略ブロック図である。

【図３】従来の中継増幅装置の概略ブロック図の一例で
ある。

【符号の説明】

１０アンテナ１１ＲＦ共用器１２増幅回路１３、１４、１５段間フィルタ１６、１７バイパス回路１８、１９スイッチ２０可変減衰器２１、２２増幅回路２３段間フィルタ２４ミキサ２５ローカル信号源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者須藤雅樹東京都中野区東中野三丁目14番20号国際電気株式会社内Ｆターム(参考） 5K067 AA23 BB04 EE06 GG01 GG08 GG11 KK00 5K072 AA22 BB27 EE19 EE20 GG14 GG21 GG22 GG26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受信端の増幅手段と送信端の増幅手段と
の間に設けられて、帯域フィルタとして機能する段間フ
ィルタと、受信信号の利得を可変する利得可変手段とを
備えた中継増幅装置において、前記段間フィルタは、少なくとも２個が直列に接続さ
れ、前記段間フィルタの各々を迂回するか、または複数個を
同時に迂回するバイパス回路と、受信した信号を、前記段間フィルタに通過させるか、前
記バイパス回路に通過させるかを選択切り替えする切替
手段とを備え、前記利得可変手段で可変された利得に基づいて前記切替
手段を切り替え、可変された利得に最適なフィルタ特性
を有する段間フィルタを形成させるように構成したこと
を特徴とする中継増幅装置。
【請求項２】受信端の増幅手段と送信端の増幅手段と
の間に設けられて、帯域フィルタとして機能する段間フ
ィルタと、受信信号の利得を可変する利得可変手段とを
備えた中継増幅装置において、少なくとも２個の前記段間フィルタが、それぞれ個別
に、所定の利得を有した個別増幅手段に、直接、直列接
続され、前記個別増幅手段と、該個別増幅手段に直列接続された
前記段間フィルタとの組合せ回路を、一組毎にまたは複
数組ごとに一括して迂回するバイパス回路と、受信した信号を、前記段間フィルタと該段間フィルタに
直列接続された個別増幅手段に通過させるか、前記バイ
パス回路に通過させるかを選択切り替えする切替手段と
を備え、前記利得可変手段で可変された利得に基づいて前記切替
手段を切り替え、可変された利得に最適なフィルタ特性
を有する段間フィルタを形成させると共に、可変された
利得に最適な増幅量に切り替えるように構成したことを
特徴とする中継増幅装置。