JP2001522565A - 移動式無線に適用するバッテリ寿命延長技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 移動式無線通信機の送信機の電力増幅器に供給する動作電圧が、目的に合わせて制御されることによって、全ての出力レベルで送信機の効率を上げることができる。ある実施例によれば、全ての出力レベルで送信機の効率を最適化するように送信機のバイアス電流を変化させる。好適な実施例によれば、高効率のスイッチングレギュレータが、制御回路によって制御されることにより、送信機の電力増幅器の動作電圧及び／またはバイアス電流を調節する。制御回路は、送信機の実際の出力信号、送信機の所望の出力信号、送信機の出力信号の揺れに反映する種々の信号を入力として備える。

Description

【発明の詳細な説明】 移動式無線に適用するバッテリ寿命延長技術本発明の分野 本発明は、無線送信機に関連し、詳細には送信機などのバッテリ寿命を延ばす 技術に関する。背景技術 バッテリ寿命を延ばすことは、携帯電話及びその他の携帯トランシーバのメー カ及びユーザーにとって重要な関心事である。無線トランシーバが強い信号を生 成しそれを送信することは、弱い信号を生成し送信することよりも電力を消費す る。従って、従来の多くの技術は、携帯送信機の利得調節を利用することによっ て、通信のために必要十分な電力以上で信号を送信しないようにしている。この ような自動的に送信機の出力レベルを調節する方法は、米国特許第４，７６０， ３４７号、第５，１２９，０９８号、第５，４４６，７５６号に開示されおり、 これを参照することをもって本明細書の一部とする。 従来の技術は、送信機の出力を選択的に減少させているが、この技術方法は送 信機の効率を改善してはいない。送信機は、通常、バイアスをかけて動作電圧を 設定することによって、送信機の出力信号が可能最高出力信号で反対方向にひず まないようになっている。これらの悪い動作条件の場合、たとえ信号が送信され ていない時でも、かなりの電力が消費されている。このような最悪動作条件は、 信号が最高出力で送信されていない時には必要ではない。したがって、弱い信号 出力で送信している時は、送信機の効率が低い。低い効率は、バッテリの浪費、 通話時間の減少に等しい。 したがって、移動式無線に適用できるバッテリ寿命を延ばす技術が待ち望まれ ている。本発明の概要 移動式無線トランシーバにおける送信機の電力増幅器に加えられる動作電圧を 著しく低下させることによって、送信機が最高出力で送信していない時の送信効 率を上げることが可能となる。したがって、送信機の総合電力消費は、従来技術 の送信機に比べ低減できる。別の実施例によれば、特定の出力レベルでの送信機 の効率を最適化するよう送信機内のバイアス電圧またはバイアス電流を変動させ る。送信機の動作電圧の制御及びバイアス電流／電圧を制御する技術は、通信機 の利得を自動的に減少させる従来の技術と共に利用可能である。 好適な実施例によれば、高効率のスイッチングレギュレータが、送信機内の電 力増幅器用動作電圧及びバイアス電圧／電流を調節する制御回路によって制御さ れている。制御回路は、送信機の実際の出力または所望の出力に反映する種々の 信号を入力として備えている。図の簡単な説明 第１図は、本発明の実施例のひとつである、無線トランシーバ内の送信機部分 の基本的な構成部品のブロック図である。 第２図―第６図は、無線トランシーバ内の電力増幅器に適用する電圧レギュレ ータの出力を制御する制御器の種々の実施例を例示している。 第７図は、無線トランシーバ内の電力増幅器に適用する電圧レギュレータの出 力電圧を制御する制御器のひとつの実施例を例示している。 第８図―第９図は、それぞれバック（ｂｕｃｋ ｔｙｐｅ）レギュレータ及び ブースト（ｂｏｏｓｔ ｔｙｐｅ）レギュレータを例示している。 第１０図は、本発明を利用して効率を高めた電力増幅器の実施例を例示してい る。好適な実施例の詳細な説明 第１図が例示するように、送信機１１の電力増幅器１０に可変電圧レギュレー タ１２により動作電圧Ｖｄｄが供給される。レギュレータ１２の出力電圧Ｖｄｄ は、制御器１４から制御端子１３に送られた信号によって制御される。バッテリ １５は、レギュレータ１２に電力を供給する。 制御器１４は、入力端子１６で信号を受信する。その信号は、電力増幅器１０ の実際の出力信号または電力増幅器１０の所望の出力信号または電力増幅器１０ の出力信号の揺れの程度を示す。続いて、制御器１４が、この入力信号に基づい てレギュレータ１２の出力電圧Ｖｄｄを設定することによって、電力増幅器１０ が特定の出力レベルで最高効率の条件で動作することが可能となる。 制御器１４はまた、ライン２０を介して電力増幅器１０に選択的にバイアス電 圧またはバイアス電流制御信号を送信して、特定の出力レベルで最適な効率を発 揮するように電力増幅器１０のバイアス電圧またはバイアス電流を調節する。 電力増幅器１０が最高の出力レベルで送信している時、電力増幅器１０の出力 電圧Ｖｐａの揺れが最大となり、電力増幅器１０は比較的高効率で動作する。出 力信号に著しいひずみが生じないように電力増幅器１０の種々のトランジスタ及 び他の構成部品にバイアスをかけるか、または別の方法で動作させる。出力電圧 が低下すると、出力電圧の揺れ及びバッテリ１５からの電流は減少する。本発明 のひとつの実施例によれば、出力電圧の揺れの減少により、レギュレータ１２に よって供給される電力増幅器１０への動作電圧Ｖｄｄが減少し、ひずみを生じる ことなくさらに電力を節約する。 さらに、本発明のひとつの実施例によれば、出力レベルが低下すると、バイア ス電圧及び電流が減少し、ひずみを生じることなくさらに電力を節約する。 電力消費は、実効値（ＲＭＳ）電圧とバッテリ１５からの電流との積による。 したがって、電力増幅器１０への実効値電圧を低下させることにより、従来の電 力消費技術のレベルを超えて電力消費が減少する。携帯電話が、通常、最大出力 で動作することはほとんどなく、第１図に示される本発明を用いればバッテリ１ ５の寿命を著しく延長することができる。 マッチングネットワーク（ｍａｔｃｈｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ）２４（例：共 振回路）が、電力増幅器１０と負荷ＲＬとのインターフェースとなる。負荷ＲＬ には、アンテナまたは別の負荷が考えられる。入力信号発生器２６が、従来の技 術による被変調ＲＦ信号Ｖｉｎを生成し、自動利得調節回路を含むこともある。 第２図―第６図は、レギュレータ１２を的確に制御するために電力増幅器１０ の出力または所望の出力を検知して、変動Ｖｄｄの生成を行ったり、電力増幅器 １０のバイアス設定を制御する制御器１４に使用可能な技術を例示する。 第２図では、電力増幅器１０の出力に関連するリード線３２で電圧を発生させ るように出力検出器を、カップラ３１を介して電力増幅器１０またはマッチング ネットワーク２４に接続する。カップラ３１は、出力検出器３０に僅かな率の出 力信号をつなぐ。出力検出器は、公知であり種々のタイプがある。制御器４２が 、電力増幅器１０の効率を最適化するようＶｄｄを調節して、リード線３２の信 号をレギュレータ１２への制御信号に変換する。 フィードバック信号Ｖｆｂがリード線３２の電圧と所定の関係にあり、制御器 ４２を、レギュレータ１２のフィードバック端子４３につなぐことができる。し たがって、制御器４２が、単なるレベルシフターまたは好適な電力増幅器であっ てもよい。出力検出器３０の適正な仕様により、 レギュレータ１２のフィードバック端子４３が、制御器４２の代わりにリード線 ３２に直接接続されることによって、出力検出器３０が制御器の役割を果たすこ とができる。制御器４２の入力と制御器４２との出力関係は、使用する特定のレ ギュレータ１２及び電力増幅器１０に基づいて決定される。 ある携帯電話や無線トランシーバは、既に別の目的で出力検出器を使用してお り、本発明は容易にこれらの装置に組み入れ可能である。 レギュレータ１２には、従来の技術で公知のフィードバック信号に基づき出力 電圧を供給する従来のいかなる高効率スイッチングレギュレータも利用可能であ る。従来の電圧調整回路では、レギュレータのフィードバック端子が別の調整さ れた出力電圧に接続されている。 第３図に例示されているように、制御器５０が、電力増幅器１０の出力電圧Ｖ ｐａを検知し、一定時間電力増幅器１０の大抵負の出力を表す電圧Ｖｎｐを出力 するよう実質上負のピーク検出器として動作する。端子５２に加えられるバッテ リ電圧Ｖｂａｔｔが、抵抗５６を通って接続点５４をバッテリ電圧まで上昇させ る。接続点５４の電圧よりダイオード電圧降下一つ分低いダイオード５８のカソ ードの電圧が、接続点５４の電圧を端子５２にかかる概ねほとんど負の電圧にダ イオード電圧降下一つ分を加えた電圧まで引き下げる。抵抗５６の値及びコンデ ンサ５９の値の選択により、制御器５０のレスポンスが決まる。望ましくは、時 定数ＲＣを設定することによって、周期ごとの変化が接続点５４で測定できない ようにする。 接続点５４の電圧が、電力増幅器６０の一方の入力端子に印加され、基準電圧 ６２がもう一方の入力端子に印加される。電力増幅器６０の出力が、レギュレー タ１２のフィードバック端子に加えられる。それに応じてレギュレータ１２が電 力増幅器１０に動作電圧Ｖｄｄを供給するこ とにより、接続点５４での電圧を概ね基準電圧Ｖｒｅｆに維持する。基準電圧が 固定されると、制御器５０が、反対方向へのひずみを回避するのに必要な電力増 幅器１０の出力トランジスタの最低電圧を制御する働きをし、すべての出力レベ ルで電力増幅器の効率を最適化する。第３図に示す技術は、電力増幅器１０（例 ：第１０図のトランジスタＱ１及びＱ２）のすべての段階のトランジスタに渡っ て最低電圧を制御するために使用可能である。例えば、第１０図を参照すれば、 トランジスタＱ１及びＱ２が線形領域で動作するべく、トランジスタＱ１及びＱ ２の最低ドレイン・ソース間電圧が、第３図の回路を用いて制御される。バッフ ァが、過度の負荷を避けるべく、電力増幅器１０と制御器５０の入力との間に必 要であろう。 第４図に例示されるように、レギュレータ１２のための制御器７０が、入力と して受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）を受信する。このＲＳＳＩは、受信した信号 の強度を示す電圧を生成する従来のＲＳＳＩ回路７２によって供給される。ある 場合、受信した信号の強さが、二方向の十分な通信のための送信に必要な電力を 示すことがある。遠隔の起点の送信出力が分かっているとき、特に真実となる。 無線トランシーバが、別の目的のために既にＲＳＳＩ回路７２を含むことがある 。したがって、レギュレータ１２にフィードバック信号を供給するようにより高 いＲＳＳＩ信号が制御器７０に送られることによって、より低い出力での電力増 幅器１０の効率を上げるよう電力増幅器１０への電圧Ｖｄｄを下げる。 第５図は、いかに制御器７６への入力が、変調器８０によって発生した変調Ｒ Ｆ搬送波を周波数混合器８２によって混合されたベースバンド信号７８になりう るかを例示している。電力増幅器１０の出力信号が、ベースバンド信号７８の振 幅と共に変化するため、制御器７６が、ベースバンド信号に合わせてレギュレー タ１２に電力増幅器１０への電圧Ｖ ｄｄを変調させうる。第５図に示される技術は、不連続の包絡線を持つ変調タイ プのみ適用できる。 第６図に示されるように、別の実施例によれば、制御器８３が、信号を電力増 幅器１０の出力またはマッチングネットワーク２４の出力から直接受信する。制 御器８３が、この信号レベルをレギュレータ１２用に制御信号に変換する。 制御される特定の送信機によっては、別の形式の制御器が好適である。 第７図に示されるように、レギュレータ１２から動作電圧Ｖｄｄを受信する無 線トランシーバの受信機８５を例示している。制御器８７が、レギュレータ１２ の出力を制御することによって、より低い受信信号レベルでの受信機８５の効率 を改善している。ＲＳＳＩ回路７２によって検出されたより弱い受信信号が、効 率を最適化するよう受信機８５に加えるＶｄｄをより下げる。バイアス電圧／電 流のレベルが、ライン８８を介して制御器８７によって調節できる。 第８図―第９図は、２種類の単純なスイッチングレギュレータを例示している 。第８図は、バック（ｂｕｃｋ）タイプのレギュレータ９０を、第９図は、ブー ストタイプのレギュレータ９２を例示している。このようなレギュレータは、種 々の形態でレギュレータ１２に使用可能である。このようなレギュレータにおい て、レギュレータ出力電圧Ｖｄｄに正比例するスイッチＳ１（通常は、スイッチ ングトランジスタ）の動作周期が制御される。動作周期制御器９４が、第１図― 第７図に示されるどの制御器からのフィードバック信号Ｖｆｂにも基づいてＳ１ のスイッチングを制御する。基準電圧が、スイッチＳ１の動作周期を調節するた め電力増幅器９６のフィードバック信号と比較される。発振器９８が、スイッチ Ｓ１のスイッチング周波数を供給する。当業者は、第８図及び第９図のレギュレ ータの動作に精通している。通常は第８図と第９図の組み 合わせである、ブーストバック（ｂｏｏｓｔ−ｂｕｃｋ）レギュレータが使用可 能である。 第１０図は、本発明に使用可能な電力増幅器１０の種々の好適なタイプのひと つを例示する。発生器２６からの被変調ＲＦ入力信号が、抵抗Ｒ及びコンデンサ Ｃ１を通過してＦＥＴ Ｑ１の入力に供給される。第１図に示される制御器１４ によって制御される可変バイアス電圧発生器１０６が、ある動作点付近でトラン ジスタＱ１が動作するようにバイアス電圧を供給する。インダクタＬ１及びコン デンサＣ１が、トランジスタＱ１のための入力マッチングネットワークを形成す る。トランジスタＱ１のドレインで生成された信号が、さらなる増幅のためＤＣ ブロッキングコンデンサＣ２を介してトランジスタＱ２のゲートに供給される。 インダクタＬ２、インダクタＬ３，コンデンサＣ２が、トランジスタＱ１とＱ２ との間にマッチングネットワークを形成する。 トランジスタＱ２のドレインが、電力増幅器１０の出力Ｖｐａを供給する。第 １図に示される制御器１４によって制御される第２可変バイアス電圧発生器１０ ８が、動作トランジスタＱ２のために、ある動作点付近にバイアス電圧を供給す る。トランジスタＱ２のドレインが、マッチングネットワーク２４に接続されて いる。これは、利得を改善するための適切な共振調整、リターンロスの低減、ひ ずみの低減、出力の増加、効率アップのためである。マッチングネットワーク２ ４は、Ｖｄｄ２とトランジスタＱ２との間に接続されたインダクタＬ４、インダ クタＬ５，コンデンサＣ３、コンデンサＣ４よりなる。電圧出力Ｖｏｕｔが、送 信のために負荷（例：アンテナ）が加えられる。 トランジスタＱ１及びＱ２の動作条件が設定されなければならない。そうする ことによって、電圧の揺れ及び／またはトランジスタＱ１及びＱ２の電流が、容 認できない程にはひずまないようになる。電圧Ｖｄｄ １及びＶｄｄ２はもちろん調節可能なバイアス電圧Ｖｂｉａｓ１及びＶｂｉａｓ ２が、トランジスタＱ１及びＱ２によって生じる信号のひずみを発生させないよ うに制御される。本発明を用いて動作条件を適切に制御することによって、種々 の電動経路を通って浪費されるバッテリ電力の低減を実現する。 電源１０６及び１０８に使用される種々の電源（例：制御可能なレギュレータ ）には、従来のものが使用可能である。種々の出力電力レベルに必要な特定のバ イアス電圧は、特定の電力増幅器及び応用しだいでケースバイケースで決定され る。 制御器１４（第１図）が、Ｖｄｄ１及びＶｄｄ２のレベルを同じまたは異なっ て設定するようレギュレータ１２の出力を制御する。このレベル設定は、特定の 出力電力で、トランジスタＱ１及びＱ２が低ひずみで動作するのに必要な最低電 圧による。 第１０図に例が示されているように、トランジスタＱ１及びＱ２はＭＥＳＦＥ Ｔ（金属―半導体電界効果トランジスタ）である。 バイポーラ技術を用いる電力増幅器もまた本発明に使用できる。但し、電力増 幅器内のトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅが、すべての出力レベ ルでひずみがなくトランジスタを動作させるのに必要な最低出力になるよう制御 されていること。このような電力増幅器では、第１０図に示されるＭＥＳＦＥＴ トランジスタＱ１及びＱ２をバイポーラトランジスタで置き換え可能である。 電力増幅器の動作条件を目的に合わせて調整するこの技術が、種々の形式の電 力増幅器に利用可能であり、使用される特定の形式の制御器は、手ごろな価格で バッテリ電力の最効率の使用を提供する方法に依存する。制御器１４（第１図） への入力を発生させる種々の回路は、第２図の出力検出回路３０及び第４図のＲ ＳＳＩ回路７２など、ある携帯電話には 既設されている。本発明は、いかなる特定のスイッチングレギュレータ（例：パ ルス幅変調、パルス周波数変調）に制限されるものではなく、好適なレギュレー タには線形レギュレータなどのノンスイッチングレギュレータもまた可能である 。しかしながら、スイッチングレギュレータが高効率であることは知られている 。 本発明が、携帯電話及び他の無線通信機のバッテリ寿命を５０％またはそれ以 上延長すると予想される。ある適用では、本発明の使用によりバッテリ寿命が少 なくとも２倍になると予想される。 本発明の特定の実施例が説明されたが、本発明の広義の解釈において当業者が 本発明から逸脱することなく変更及び改良が可能なことは明白であり、添付の請 求項が、本発明の精神及び範囲にあたり請求項の範囲内の全てのこのような変更 及び改良を含むものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】平成１０年１０月６日（１９９８．１０．６） 【補正内容】請求項 １．移動式無線装置であって、 電源供給入力端子及び増幅器出力端子を有し、送信される入力信号を受信する よう接続された増幅器と、 バッテリ入力端子、電圧制御端子及び前記増幅器の前記電源供給入力端子に接 続された出力電圧端子を有する可制御電圧レギュレータと、 もう１つの送信装置から信号を受信し、前期もう１つの送信装置によって受信 される前記信号の強度表示である信号強度表示信号を生成する受信部と、 前記レギュレータの前記制御端子に接続された出力、及び前記信号強度表示信 号に関連する前記増幅器の出力を平均電力出力にする前期信号強度表示信号に関 連する信号を受信するように接続された制御器入力端子を備える制御器とを有す ることを特徴とする移動式無線装置。 ２．前記レギュレータが、前記増幅器のひとつ或いは複数のトランジスタにわた る電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、ＭＯＳＦＥＴ（酸化金属半導体電 界効果トランジスタ）であり、前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記 載の装置。 ４．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、ＭＥＳＦＥＴトランジスタであり 、前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のトランジスタのドレイン・ソー ス間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。 ５．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、バイポーラトランジスタであり、 前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のトランジスタのコレクタ・エミッ タ間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載 の装置。 ６．前記増幅器内の前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、前記増幅器のひと つ或いは複数の出力トランジスタを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置 。 ７．削除 ８．前記制御器及び前記レギュレータが、所定のレベルで前記増幅器出力端子で の最小出力電圧を維持することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ９．削除 １０．さらに、前記増幅器出力端子と負荷との間に接続されたマッチングネット ワークを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １１．前記負荷がアンテナであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．前記制御器が、最低電圧検出器を含むことを特徴とする請求項１に記載の 装置。 １３．削除 １４．削除 １５．さらに、前記増幅器出力端子とアンテナとの間に接続されるマッチングネ ットワークを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １６．さらに、ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）を含み、前期制御器入力端子が、 前記ＲＳＳＩの出力に対応する信号を受信することを特徴とする請求項１に記載 の装置。 １７．前記レギュレータがスイッチングレギュレータであることを特徴とする請 求項１に記載の装置。 １８．前記レギュレータの前記制御端子が、フィードバック端子であることを特 徴とする請求項１に記載の装置。 １９．前記レギュレータが前記増幅器内のバイアス電流を制御することを特徴と する請求項１に記載の装置。 ２０．無線装置を制御する方法であって、 送信用の信号を増幅し、 もう１つの送信装置からの信号を受信し、 前記もう１つの送信装置から受信する前記信号の強度を表わす信号強度表示信 号を生成し、 前記信号強度表示信号に基づく制御信号を生成し、 前記増幅器が動作する電圧を供給する電圧制御器の電圧出力を前記制御信号に よって制御し、 前記増幅器の平均電力出力が前記信号強度表示信号に関連するように前記増幅 器を制御する制御信号を生成する段階とを含むことを特徴とする方法。 ２１．前記レギュレータが、前記増幅器の電力供給端子に電圧を供給することを 特徴とする請求項２０に記載の方法。 ２２．前記レギュレータが、前記電力増幅器の効率を高めるべく、前記増幅器の ひとつ或いは複数のトランジスタの動作点を制御することを特徴とする請求項２ ０に記載の方法。 ２３．前記レギュレータが、前記増幅器の効率を高めるべく、前記増幅器のひと つ或いは複数のトランジスタの電圧を制御することを特徴とする請求項２０に記 載の方法。 ２４．前記レギュレータが、前記増幅器内のひとつ或いは複数のＭＯＳＦＥＴト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２３に 記載の方法。 ２５．前記レギュレータが、前記増幅器内のひとつ或いは複数のＭＥＳＦＥＴト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴と する請求項２３に記載の方法。 ２６．前記レギュレータが、前記増幅器内のひとつ或いは複数のバイポーラトラ ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を制御することを特徴とする請求項２３に 記載の方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年６月１５日（１９９９．６．１５） 【補正内容】請求項 １．移動式無線装置であって、 電源供給入力端子及び増幅器出力端子を有し、送信される入力信号(２６)を受 信するよう接続された増幅器（１０）と、 バッテリ入力端子、電圧制御端子及び前記増幅器の前記電源供給入力端子に接 続された出力電圧（Ｖｄｄ）端子を有する可制御電圧レギュレータ（１２）と、 もう１つの送信装置から信号を受信し、前期もう１つの送信装置によって受信 される信号の強度表示である信号強度表示信号を生成する受信部（７２）と、 前記レギュレータの前記制御端子に接続された出力、及び前記信号強度表示信 号に関連する前記増幅器の出力を平均電力出力にする前期信号強度表示信号に関 連する信号を受信するように接続された制御器入力端子を備える制御器（７０） とを有することを特徴とする移動式無線装置。 ２．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器（１０）のひとつ或いは複数のト ランジスタ（Ｑ１／Ｑ２）にわたる電圧を制御することを特徴とする請求項１に 記載の装置。 ３．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、ＭＯＳＦＥＴ（酸化金属半導体電 界効果トランジスタ）であり、前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記 載の装置。 ４．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、ＭＥＳＦＥＴトランジスタであり 、前記レギュレータ（１２）が、そのひとつ或いは複数のトランジスタのドレイ ン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。 ５．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、バイポーラトランジスタ であり、前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のトランジスタのコレクタ ・エミッタ間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。 ６．前記増幅器（１０）内の前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、前記増幅 器のひとつ或いは複数の出力トランジスタを含むことを特徴とする請求項２に記 載の装置。 ７．削除 ８．前記制御器（７０）及び前記レギュレータ（１２）が、所定のレベルで前記 増幅器出力端子での最小出力電圧を維持することを特徴とする請求項１に記載の 装置。 ９．削除 １０．さらに、前記増幅器出力端子と負荷（ＲＬ）との間に接続されたマッチン グネットワーク（２４）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １１．前記負荷がアンテナであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．前記制御器（７０）が、最低電圧検出器を含むことを特徴とする請求項１ に記載の装置。 １３．削除 １４．削除 １５．さらに、前記増幅器出力端子とアンテナとの間に接続されるマッチングネ ットワーク（２４）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １６．さらに、ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）（７２）を含み、前期制御器入力 端子が、前記ＲＳＳＩの出力に対応する信号を受信することを特徴とする請求項 １に記載の装置。 １７．前記レギュレータ（１２）がスイッチングレギュレータであることを特徴 とする請求項１に記載の装置。 １８．前記レギュレータ（１２）の前記制御端子が、フィードバック端子である ことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １９．前記レギュレータ（１２）が前記増幅器（１０）内のバイアス電流を制御 することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ２０．無線装置を制御する方法であって、 送信用の信号を増幅（１０）し、 もう１つの送信装置からの信号を受信し、 前記もう１つの送信装置から受信する前記信号の強度を表わす信号強度表示信 号を生成（７２）し、 前記信号強度表示信号に基づく制御信号を生成（７０）し、 前記増幅器が動作する電圧を供給する電圧制御器（１２）の電圧出力を前記制 御信号によって制御し、 前記増幅器の平均電力出力が前記信号強度表示信号に関連するように前記増幅 器を制御する制御信号を生成する段階とを含むことを特徴とする方法。 ２１．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器（１０）の電力供給端子に電圧 を供給することを特徴とする請求項２０に記載の方法。 ２２．前記レギュレータ（１２）が、前記電力増幅器の効率を高めるべく、前記 増幅器（１０）のひとつ或いは複数のトランジスタの動作点を制御することを特 徴とする請求項２０に記載の方法。 ２３．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器の効率を高めるべく、前記増幅 器（１０）のひとつ或いは複数のトランジスタ（Ｑ１／Ｑ２）の電圧を制御する ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。 ２４．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器内のひとつ或いは複数 のＭＯＳＦＥＴトランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴と する請求項２３に記載の方法。 ２５．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器内（１０）のひとつ或いは複数 のＭＥＳＦＥＴトランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴と する請求項２３に記載の方法。 ２６．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器内（１０）のひとつ或いは複数 のバイポーラトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を制御することを特徴と する請求項２３に記載の方法。 【手続補正書】 【提出日】平成１１年１０月２６日（１９９９．１０．２６） 【補正内容】請求の範囲 １．移動式無線装置であって、 電源供給入力端子及び増幅器出力端子を有し、送信される入力信号(２６)を受 信するよう接続された増幅器（１０）と、 バッテリ入力端子、電圧制御端子及び前記増幅器の前記電源供給入力端子に接 続された出力電圧（Ｖｄｄ）端子を有する可制御電圧レギュレータ（１２）と、 もう１つの送信装置から信号を受信し、前期もう１つの送信装置から受信した 信号の強度表示である信号強度表示信号を生成する受信部（７２）と、 前記レギュレータの前記制御端子に接続された出力、及び前記信号強度表示信 号に関連する前記増幅器の出力を平均電力出力にする前期信号強度表示信号に関 連する信号を受信するように接続された制御器入力端子を備える制御器（７０） とを有することを特徴とする移動式無線装置。 ２．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器（１０）のひとつ或いは複数のト ランジスタ（Ｑ１、Ｑ２）にわたる電圧を制御することを特徴とする請求項１に 記載の装置。 ３．前記増幅器（１０）内の前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、前記増幅 器のひとつ或いは複数の出力トランジスタを含むことを特徴とする請求項２に記 載の装置。 ４．前記もう１つの受信装置から受信する信号の強度を表す前記信号を生成する ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）（７２）をさらに含むことを特徴とする請求項１ に記載の装置。 ５．前記レギュレータ（１２）がスイッチングレギュレータであることを特徴と する請求項１に記載の装置。 ６．前記レギュレータ（１２）の前記制御端子が、フィードバック端子 であることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ７．前記レギュレータ（１２）が前記増幅器（１０）内のバイアス電流を制御す ることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ８．前記制御器（７０）がまた、前記もう１つの送信装置から受信する前記信号 の前記強度に基づいた、前記増幅器の１つ或いは複数の構成部品（Ｑ１，Ｑ２） のバイアスレベル（２０）を制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ９．前記バイアスレベルが可変バイアス電圧であり、前記制御器（７０）が可変 バイアス電圧発生器（１０６，１０８）に接続され、前記バイアス電圧制御器が 、前記信号強度表示信号に基づく前記１つ或いは複数の構成部品（Ｑ１，Ｑ２） へ前記可変バイアス電圧を供給することを特徴とする請求項８に記載の装置。 １０．前記可変バイアス電圧が、ある動作点付近で少なくとも１つのトランジス タ（Ｑ１，Ｑ２）が動作するように前記少なくとも１つのトランジスタにバイア ス電圧を供給することを特徴とする請求項９に記載の装置。 １１．前記増幅器の前記平均電力出力が減少すると、前記バイアス電圧が減少す ることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １２．無線装置を制御する方法であって、 送信する信号を増幅（１０）し、 もう１つの送信装置からの信号を受信し、 前記もう１つの送信装置から受信する前記信号の強度を表わす信号強度表示信 号を生成（７２）し、 前記信号強度表示信号に基づき制御信号を生成（７０）し、 前記増幅器の動作電圧を供給する電圧制御器（１２）の電圧出力を前記制御信 号によって制御し、 前記増幅器の平均電力出力が前記信号強度表示信号に関連するように前記増幅 器を制御する制御信号を生成する段階とを含むことを特徴とする無線装置を制御 する方法。 １３．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器（１０）の電力供給端子に電圧 を供給することを特徴とする請求項１２に記載の方法。 １４．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器の効率を高めるべく、前記増幅 器（１０）のひとつ或いは複数のトランジスタの動作点を制御することを特徴と する請求項１２に記載の方法。 １５．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器の効率を高めるべく、前記増幅 器（１０）のひとつ或いは複数のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）にわたる電圧を制 御することを特徴とする請求項１２に記載の方法。 １６．前記もう１つの送信装置からの前記信号の前記強度に基づき、前記増幅器 の１つ或いは複数の構成部品のバイアスレベルを制御する段階を含むことを特徴 とする請求項１２に記載の方法。 １７．前記バイアスレベルが可変バイアス電圧であり、前記バイアスレベル制御 が可変バイアス電圧発生器を制御することを含み、前記バイアス電圧発生器が前 記信号強度表示信号に基づき前記１つ或いは複数の構成部品に前記可変バイアス 電圧を供給することを特徴とする請求項１６に記載の方法。 １８．前記可変バイアス電圧が、１つの動作点付近で少なくとも１つのトランジ スタが動作するように前記少なくとも１つのトランジスタにバイアス電圧を供給 することを特徴とする請求項１７に記載の方法。 １９．前記増幅器の前記平均電力出力が減少すると、前記バイアス電圧が減少す ることを特徴とする請求項１７に記載の方法。 ２０．移動式無線装置であって、 電力供給入力端子及び増幅器出力端子を備え、送信される入力信号(２ ６)を受信するために接続された増幅器（１０）と、 前記増幅器の前記電力供給入力端子に接続された出力電圧端子、前記バッテリ 入力端子、及び電圧制御端子（１３，４３）を備える可制御電圧制御器（１２） と、 前記レギュレータの前記制御端子に接続された出力、及び前記増幅器の出力レ ベルに関連する信号を受信するように接続された制御器入力端子（１６，３２， ７８）を備える制御器（１４，４２，５０，７６）であって、前記増幅器の前記 出力レベルに関連する前記信号に基づき前記増幅器における１つ或いは複数の構 成部品（Ｑ１，Ｑ２）のバイアスレベル（２０）を制御する該制御器とを備える ことを特徴とする移動式無線装置。 ２１．前記制御器が、前記増幅器の１つ或いは複数のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２ ）にわたる電圧を制御することを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２２．前記増幅器の１つ或いは複数のトランジスタが、前記増幅器の１つ或いは 複数の出力トランジスタ（Ｑ２）を含むことを特徴とする請求項２１に記載の装 置。 ２３．前記バイアスレベル及び前記制御器が、前記増幅器出力端子での実際の出 力レベルに基づき制御されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２４．前記制御器及び前記レギュレータが、前記増幅器出力端子での最小出力電 圧を所定のレベルで維持することを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２５．前記制御器が、前記増幅器の出力レベルに関連する前記信号を受信するよ うに接続された出力検出器（３０）を含むことを特徴とする請求項２０に記載の 装置。 ２６．前記増幅器出力端子と負荷（ＲＬ）との間に接続されたマッチングネット ワーク（２４）をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ２７．前記負荷がアンテナであることを特徴とする請求項２６に記載の装置。 ２８．前記制御器が、最小電圧検出器（５０）を含むことを特徴とする請求項２ ０に記載の装置。 ２９．前記増幅器の出力レベルに関連する前記信号がベースバンド信号（７８） であり、前記装置がさらにベースバンド信号発生器を含み、前記制御器が前記ベ ースバンド信号を受信し、かつ制御器及び前記ベースバンド信号に応じてバイア スレベルを制御することを特徴とする請求項２０に記載の装置。 ３０．前記制御器入力端子が、前記増幅器出力端子に接続されることを特徴とす る請求項２０に記載の装置。 ３１．前記レギュレータの前記制御端子がフィードバック端子であることを特徴 とする請求項２０に記載の装置。 ３２．前記バイアスレベルが可変バイアス電圧であり、前記制御器が可変バイア ス電圧発生器（１０６，１０８）に接続されていて、前記バイアス電圧発生器が 前記増幅器の前記出力レベルに関連する前記信号に基づき、前記１つ或いは複数 の構成部品（Ｑ１，Ｑ２）に可変バイアス電圧を供給することを特徴とする請求 項２０に記載の装置。 ３３．前記可変バイアス電圧が、１つの動作点で少なくとも１つのトランジスタ が動作するように前記少なくとも１つのトランジスタにバイアス電圧を供給する ことを特徴とする請求項３２に記載の装置。 ３４．前記増幅器の平均電力出力が減少すると、前記バイアス電圧が減少するこ とを特徴とする請求項３２に記載の装置。 ３５．無線装置を制御する方法であって、 増幅器（１０）を用いて送信する信号を増幅し、 前記増幅器の出力レベルに関連する信号に基づき制御信号（１４，４２，５０ ，７６）を発生し、 前記制御信号によって、前記増幅器の動作電圧を供給する電圧制御器（１２） の電圧出力を制御し、 前記増幅器の前記出力レベルに関連する前記信号に基づき前記増幅器の１つ或 いは複数の構成部品のバイアスレベル（２０）を制御することを特徴とする無線 装置を制御する方法。 ３６．前記レギュレータ（１２）が、前記増幅器の電力供給端子に電圧を供給す ることを特徴とする請求項３５に記載の方法。 ３７．前記バイアスレベル制御（２０）が、前記増幅器の効率を上げるように前 期増幅器の１つ或いは複数のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）の動作点を制御するこ とを特徴とする請求項３５に記載の方法。 ３８．前記レギュレータが、前記増幅器の１つ或いは複数のトランジスタにわた る電圧を制御することを特徴とする請求項３５に記載の方法。 ３９．前記バイアスレベルが可変バイアス電圧であり、前記バイアスレベル制御 が可変バイアス電圧発生器（１０６，１０８）制御を含み、前記バイアス電圧発 生器が、前記増幅器の出力レベルに関連する前記信号に基づき前記１つ或いは複 数の構成部品へ前記可変バイアス電圧を供給することを特徴とする請求項３５に 記載の方法。 ４０．前記可変バイアス電圧が、１つの動作点付近で少なくとも１つのトランジ スタを動作するように前記少なくとも１つのトランジスタにバイアス電圧を供給 することを特徴とする請求項３９に記載の方法。 ４１．前記増幅器の平均電力出力が減少すると、前記バイアス電圧が減少するこ とを特徴とする請求項３９に記載の方法。 ４２．前記増幅器の出力レベルに関連する前記信号が、ベースバンド信号（７８ ）であり、前記バイアスレベル制御が、前記ベースバンド信号に応じる前期バイ アスレベル制御を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。 ４３．前記バイアスレベル制御が、前記増幅器の出力レベルに応じるバイアスレ ベル制御を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハモンド、サミュエル・ダブリュ アメリカ合衆国オレゴン州97005・ビーバ ートン・＃60・エスダブリュアレンブール バード 14150 (72)発明者 ルーブッシュ、ロナルド・アール アメリカ合衆国オレゴン州97219・ポート ランド・エスダブリュナイツブリッジドラ イブ 5635

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．移動式無線装置であって、 電源供給入力端子及び増幅器出力端子を有し、送信される入力信号を受信する よう接続された増幅器と、 バッテリ入力端子、電圧制御端子及び前記増幅器の前記電源供給入力端子に接 続された出力電圧端子を有する可制御電圧レギュレータと、 前記レギュレータの前記制御端子に接続された出力、及び前記増幅器の出力端 子で出力レベルに関する信号を受信するよう接続された制御器入力端子を有する 制御器とを備えることを特徴とする移動式無線装置。 ２．前記レギュレータが、前記増幅器のひとつ或いは複数のトランジスタにわた る電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、ＭＯＳＦＥＴ（酸化金属半導体電 界効果トランジスタ）であり、前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記 載の装置。 ４．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、ＭＥＳＦＥＴトランジスタであり 、前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のトランジスタのドレイン・ソー ス間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。 ５．前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、バイポーラトランジスタであり、 前記レギュレータが、そのひとつ或いは複数のトランジスタのコレクタ・エミッ タ間電圧を制御することを特徴とする請求項２に記載の装置。 ６．前記増幅器内の前記ひとつ或いは複数のトランジスタが、前記増幅器のひと つ或いは複数の出力トランジスタを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置 。 ７．前記レギュレータが、前記増幅器出力端子で実際の出力レベルに基づいた電 圧を出力するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ８．前記制御器及び前記レギュレータが、所定のレベルで前記増幅器出力端子で の最小出力電圧を維持することを特徴とする請求項１に記載の装置。 ９．前記制御器が、前記増幅器出力端子での出力レベルに関する前記信号を受信 するように接続された出力検出器を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置 。 １０．さらに、前記増幅器出力端子と負荷との間に接続されたマッチングネット ワークを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。 １１．前記負荷がアンテナであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．前記制御器が、最低電圧検出器を含むことを特徴とする請求項１に記載の 装置。 １３．さらに、ベースバンド信号発生器を含み、前記制御器がベースバンド信号 を受信し、かつそのベースバンド信号に応じて前記レギュレータを制御すること を特徴とする請求項１に記載の装置。 １４．前記制御器入力端子が、前記増幅器出力端子に接続されていることを特徴 とする請求項１に記載の装置。 １５．さらに、前記増幅器出力端子とアンテナとの間に接続されるマッチングネ ットワークを含み、前記制御器入力端子が前記マッチングネットワークに接続さ れていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 １６．さらに、ＲＳＳＩ（受信信号強度表示）を含み、前期制御器入力端子が、 前記ＲＳＳＩの出力に対応する信号を受信することを特徴とする請求項１に記載 の装置。 １７．前記レギュレータがスイッチングレギュレータであることを特徴とする請 求項１に記載の装置。 １８．前記レギュレータの前記制御端子が、フィードバック端子であることを特 徴とする請求項１に記載の装置。 １９．前記レギュレータが前記増幅器内のバイアス電流を制御することを特徴と する請求項１に記載の装置。 ２０．無線装置を制御する方法であって、 送信用の信号を増幅し、 前記増幅器の出力信号に基づいて、制御信号を発生することと、 前記制御信号による電圧レギュレータの電圧出力を制御し、前記レギュレータ が前記増幅器が動作するよう電圧を供給することとを特徴とする方法。 ２１．前記レギュレータが、前記増幅器の電力供給端子に電圧を供給することを 特徴とする請求項２０に記載の方法。 ２２．前記レギュレータが、前記電力増幅器の効率を高めるべく、前記増幅器の ひとつ或いは複数のトランジスタの動作点を制御することを特徴とする請求項２ ０に記載の方法。 ２３．前記レギュレータが、前記増幅器の効率を高めるべく、前記増幅器のひと つ或いは複数のトランジスタの電圧を制御することを特徴とする請求項２０に記 載の方法。 ２４．前記レギュレータが、前記増幅器内のひとつ或いは複数のＭＯＳＦＥＴト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２３に 記載の方法。 ２５．前記レギュレータが、前記増幅器内のひとつ或いは複数のＭＥＳＦＥＴト ランジスタのドレイン・ソース間電圧を制御することを特徴とする請求項２３に 記載の方法。 ２６．前記レギュレータが、前記増幅器内のひとつ或いは複数のバイポーラトラ ンジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を制御することを特徴とする請求項２３に 記載の方法。