JP2002335169A - 電力送信装置及び送信電力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力増幅器のバイアス制御で送信電力を制御す
る電力送信装置において、送信電力可変時の利得制御と
電力増幅器に対するバイアス制御のタイミングで生じる
電力増幅器の変調歪み特性の劣化、電力増幅器に印加さ
れるバイアスの立ち上がり及び立ち下がり時に生じるオ
ーバーシュートによる過度的な過剰送信、過剰送信や電
力増幅器に対する過剰バイアス印加などで生じるデバイ
ス破壊を防ぐ。 【解決手段】送信電力を上げる場合においては電力増幅
器１０３のバイアス制御に対して可変電力増幅器１０４
の利得制御を任意時間遅延させ、送信電力を下げる場合
においては可変電力増幅器１０４の利得制御を行うタイ
ミングに対して電力増幅器１０３のバイアス制御を任意
時間遅延させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話器等の移動
体通信システムに使用される無線装置に係り、無線装置
の送信機に使用される電力送信装置及び送信電力制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線装置の送信機から送信する電力を制
御する電力送信装置において、利得制御による電力制御
に加え、バイアス制御による電力制御を組み合わせて高
い精度及び効率で電力送信を行う技術が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイア
ス制御と利得制御との制御タイミングによっては、バイ
アス制御の立ち上がり及び立ち下がりで生じるバイアス
のオーバーシュートにより電力増幅器に印加される過剰
バイアスが、電力増幅器の不正規な動作点による変調歪
み特性の劣化や、過剰送信の原因になる。さらに、過剰
バイアス印加や過剰送信により、電力送信装置が破壊さ
れる場合もある。

【０００４】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、バイアス制御を併用して送信電力を制御す
る場合に、バイアス制御の立ち上がり及び立ち下がりで
生じるバイアスのオーバーシュートに起因する変調歪み
特性の劣化、過剰送信等を防ぐことができる電力送信装
置及び送信電力制御方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、送信電力に応じたバイアス制御を行
い、その際、制御タイミングも考慮する。具体的には、
送信電力を上げる場合及び下げる場合に、それぞれ個別
の制御タイミングを用意する。制御タイミングとして、
送信電力を上げる場合においてバイアス制御に対して利
得制御を任意時間だけ遅延させるタイミングと、送信電
力を下げる場合においては利得制御に対してバイアス制
御を任意時間だけ遅延させるタイミングと、を用意す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明に係る電力送信装置が搭載される無線通信装置のブロ
ック図である。図１において、１０１はアンテナ、１０
２は送受分離器、１０３は電力増幅器、１０４は可変電
力増幅器、１０５は変調部、１０６はＤＡＣ（デジタル
／アナログ変換手段）、１０７は可変電力増幅器制御手
段、１０８は第１の電圧制御手段、１０９は第２の電圧
制御手段、１１０は電圧制御手段制御手段、１１１はベ
ースバンド信号処理部、１１２は復調部、１１３は送信
無線部、１１４は受信無線部を示している。

【０００７】図１に示した装置により移動局が送信を行
う場合、ベースバンド信号処理部１１１からのベースバ
ンド信号は、ＤＡＣ１０６によりアナログ信号に変換さ
れた後、変調部１０５によりＩＦ帯に周波数変換され、
さらに送信無線部１１３によりＲＦ帯に変換された後、
送受分離器１０２を経由してアンテナ１０１から基地局
に対して送信される。

【０００８】基地局要求や自局自信で送信電力制御を行
う場合、ベースバンド信号処理部１１１からの送信電力
制御ビットに応じて可変電力増幅器制御手段１０７によ
り可変電力増幅器１０４の出力電力が調整される。第１
の電圧制御手段１０８及び第２の電圧制御手段１０９
は、ベースバンド信号処理部１１１からの送信電力制御
ビットに基づき電圧制御手段制御手段１１０により送信
電力に応じて可変したバイアスを電力増幅器１０３に供
給する。

【０００９】図１に示した装置により移動局が受信を行
う場合、基地局から送信された信号はアンテナ１０１で
受信される。受信信号は送受分離器１０２を経由し無線
受信部１１４に入力される。受信信号は無線受信部１１
４によりＩＦ帯に周波数変換され、復調部１１２により
ベースバンド信号に変換される。

【００１０】以上のように第１の実施の形態によれば、
送信電力に応じた電力増幅器のバイアス制御が可能であ
り、送信電力コントロール回路の利得制御による送信電
力制御及び電力増幅器のバイアス制御の制御タイミング
を考慮して、電力増幅器に対してオーバーシュートによ
る過剰バイアスが印加されたときでも、電力増幅器の変
調歪み特性の劣化や過剰送信を回避することができる。
また、移動局の送信電力が低出力のときにおいては、電
力増幅器の変調歪み特性が劣化しない程度までバイアス
を下げれば消費電流の削減も可能である。

【００１１】（第２の実施の形態）以下、本発明の第２
の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、以
下の実施の形態では電力増幅器で半導体増幅素子のバイ
ポーラトランジスタを使用するため、ベース、エミッ
タ、コレクタという用語を用いるが、バイポーラトラン
ジスタの代わりにＦＥＴ(電界効果トランジスタ)を使用
することも可能である。このため、明細書でベース、エ
ミッタ、コレクタという用語はＦＥＴを使用した場合の
ゲート、ソース、ドレインをも意味し、また、逆も同様
とする。

【００１２】図１は本発明の第２の実施の形態に係る電
力送信装置の主要構成を示すブロック図である。この電
力送信装置は、エミッタ接地された半導体増幅素子を備
え高周波信号の電力を増幅する高周波電力増幅回路２０
１と、半導体増幅素子のコレクタ電圧Ｖｃｃを制御する
Ｖｃｃバイアス制御回路２０３と、半導体増幅素子のベ
ース電圧Ｖｂｂを制御するＶｂｂバイアス制御回路２０
４と、コレクタ電圧Ｖｃｃを送信電力に応じて決定する
Ｖｃｃテーブル２０５と、ベース電圧Ｖｂｂを送信電力
に応じて決定するＶｂｂテーブル２０６と、線形利得制
御により送信電力を制御する送信電力コントロール回路
２０２と、送信電力コントロール回路２０２の利得を決
定する電力コントロールテーブル２０７と、を備え、Ｖ
ｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回
路２０４はそれぞれＤＣ／ＤＣコンバータ、リニアレギ
ュレータ及びオペアンプなどの電圧制御装置を備える。

【００１３】Ｖｃｃテーブル２０５及びＶｂｂテーブル
２０６には、線形利得、変調歪みと電源効率とを考慮し
た送信電力に対応した最適電圧値が格納されている。Ｖ
ｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回
路２０４は、送信電力コントロール回路２０２による利
得制御が行われると、その時に送信電力値に応じた高周
波電力増幅回路２０１のコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース
電圧Ｖｂｂの値を各テーブルから読み出し、それぞれ制
御信号Ａ及び制御信号Ｂにより制御され高周波電力増幅
回路２０１のコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂ
を可変する。

【００１４】送信電力コントロール回路２０２は送信電
力制御が要求されると、予め電力コントロールテーブル
２０７に格納されている値を読み出し、制御信号Ｃによ
り線形利得制御が行われる。

【００１５】図３は送信電力コントロール回路２０２の
利得を制御する制御信号Ｃと送信電力との関係を示した
ものであり、制御信号Ａの値γ1、γ２に対する送信電
力がＰ１、Ｐ２である。

【００１６】図４は高周波電力増幅回路２０１のコレク
タ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂと送信電力との関係
を示したものであり、送信電力Ｐ１、Ｐ２に応じたコレ
クタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂがそれぞれα1、
β1及びα２、β2である。

【００１７】図５は送信電力Ｐ１、Ｐ２におけるコレク
タ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂと高周波電力増幅回
路２０１の変調歪み（ＡＣＬＲ）との関係を示したもの
である。送信電力Ｐ１でコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース
電圧Ｖｂｂがα1及びβ1のとき、α2、β2のときの高周
波電力増幅回路２０１の変調歪みがそれぞれＡＣＰ３、
ＡＣＰ４であり、送信電力Ｐ２でコレクタ電圧Ｖｃｃ及
びベース電圧Ｖｂｂがα1、β1のとき、α2、β2のとき
の高周波電力増幅回路２０１の変調歪み（ＡＣＬＲ）が
それぞれＡＣＰ１、ＡＣＰ２である。

【００１８】図６、図７、図８及び図９は制御信号Ａ、
制御信号B、制御信号C、送信電力及び高周波電力増幅回
路の変調歪み（ＡＣＬＲ）のタイミングチャートであ
る。図６及び図７は送信電力を上げる場合のタイミング
チャートであり、図６は送信電力コントロール回路２０
２の制御信号Ｃによる利得制御に対して、Ｖｃｃバイア
ス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回路２０４に
よる高周波電力増幅回路２０１のバイアス制御（コレク
タ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れ
か一方）を時間Δｔ１だけ遅延させた場合のタイミング
チャートであり、図７は送信電力コントロール回路２０
２の制御信号Ｃによる利得制御に対して、Ｖｃｃバイア
ス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回路２０４に
よる電力増幅器２０１のバイアス制御（コレクタ電圧Ｖ
ｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方）
を時間Δｔ２だけ早めた場合のタイミングチャートであ
る。

【００１９】図８及び図９は送信電力を下げる場合のタ
イミングチャートであり、図８は送信電力コントロール
回路２０２の制御信号Ｃによる利得制御に対して、Ｖｃ
ｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回路
２０４による電力増幅器２０１のバイアス制御（コレク
タ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れ
か一方）を時間Δｔ３だけ早めた場合のタイミングチャ
ートであり、図９は送信電力コントロール回路２０２の
制御信号Ｃによる利得制御に対して、Ｖｃｃバイアス制
御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回路２０４による
電力増幅器２０１のバイアス制御（コレクタ電圧Ｖｃｃ
及びベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方）を時
間Δｔ４だけ遅延させた場合のタイミングチャートであ
る。

【００２０】送信電力Ｐ１、Ｐ２は任意の値をとり、Ｐ
１≦Ｐ２の関係が成り立つものとする。また、実施の形
態では高周波電力増幅回路２０１のコレクタ電圧Ｖｃｃ
及びベース電圧Ｖｂｂの両方を制御する場合のみを説明
するが何れか一方を制御する場合においても適用可能で
ある。

【００２１】電力送信装置が送信電力コントロール回路
２０２により送信電力出力時の送信電力Ｐ１から送信電
力Ｐ２へ上げる場合、図６に示すように、送信電力コン
トロール回路２０２の制御信号Ｃによる利得制御に対し
て、Ｖｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス
制御回路２０４による高周波電力増幅回路２０１のバイ
アス制御（コレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの
両方もしくは何れか一方）を時間Δｔ１だけ遅延させた
場合、時間Δｔ１ではコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電
圧Ｖｂｂの値がα1、β1、送信電力がＰ２となり、高周
波電力増幅回路２０１の変調歪み特性が時間Δｔ１で一
時的に劣化する。また、高周波電力増幅回路のバイアス
がα1、β1という低い動作点で電力コントロール回路か
らの高周波電力γ2が入力されるため、不正規な動作点
で高周波電力が過入力になり高周波電力増幅回路の破壊
のおそれが生じる。

【００２２】また、図１０及び図１１に示すようにコレ
クタ電圧Ｖｃｃ、ベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れ
か一方の立ち上がり時に生じるオーバーシュートにおい
て、バイアス制御（コレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧
Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方）が送信電力コントロ
ール回路２０２の制御信号Ｃによる利得制御より遅い場
合、図１２に示すようにオーバーシュートによる送信電
力の過度的なポイントＰが生じ、送信電力コントロール
回路２０２による送信電力の設定値より高くなり過剰送
信状態となる期間が生じる。また、過剰送信による高周
波電力増幅回路２０１の変調歪み特性の劣化が生じる。
さらに、高周波電力増幅回路２０１のコレクタ電圧及び
ベース電圧の両方もしくは何れか一方の過剰バイアス印
加による高周波電力増幅回路２０１の破壊のおそれも生
じる。

【００２３】図７は送信電力を上げる場合で、Ｖｃｃバ
イアス制御回路２０３、Ｖｂｂバイアス制御回路２０４
による高周波電力増幅回路２０１のバイアス制御（コレ
クタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何
れか一方）に対して、送信電力コントロール回路２０２
の制御信号Ｃによる利得制御を時間Δｔ２だけ遅延させ
たときのタイミングチャートであり、本発明の送信電力
を上げる場合の制御信号タイミングである。

【００２４】電力送信装置が送信電力Ｐ１で送信電力コ
ントロール回路２０２により送信電力時の送信電力Ｐ１
から送信電力Ｐ２へ上げる場合、図７に示すように、Ｖ
ｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回
路２０４による高周波電力増幅回路２０１のバイアス制
御（コレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方も
しくは何れか一方）に対して、送信電力コントロール回
路２０２の制御信号Ｃによる利得制御を時間Δｔ２だけ
遅延させた場合、時間Δｔ２ではコレクタ電圧Ｖｃｃ及
びベース電圧Ｖｂｂの値がα2、β2、送信電力がＰ１と
なる。しかし時間Δｔ２では高周波電力増幅回路２０１
の変調歪み特性が一時的に良化するものの劣化すること
はない。また、高周波電力増幅回路のバイアスが低い不
正規な動作点での高周波電力の過入力による高周波電力
増幅回路の破壊のおそれもない。

【００２５】また、図１０及び図１１に示すようにコレ
クタ電圧Ｖｃｃ、ベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れ
か一方の立ち上がり時に生じるオーバーシュートにおい
て、Ｖｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス
制御回路２０４による高周波電力増幅回路２０１のバイ
アス制御（コレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの
両方もしくは何れか一方）に対して、送信電力コントロ
ール回路2０２の制御信号Ｃによる利得制御を時間Δｔ
２だけ遅延させた場合、図１２及び図１３に示すように
オーバーシュートによる過度的な送信電力がポイントＰ
からポイントＰ’になり、送信電力コントロール回路２
０２により設定された送信電力より大きくなる過剰送信
を防ぐことができる。また、過剰送信による高周波電力
増幅回路２０１の変調歪み特性の劣化も防ぐことができ
る。さらに、高周波電力増幅回路２０１の過剰バイアス
印加による高周波電力増幅回路２０１の破壊のおそれも
なくなる。

【００２６】以上に述べたように第２の実施の形態で
は、高周波電力増幅回路２０１のバイアス（コレクタ電
圧及びベース電圧の両方もしくは何れか一方）を送信電
力に応じて制御し電源効率の高効率化などを行う場合に
おいて、送信電力制御で送信電力を上げる場合、Ｖｃｃ
バイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御回路２
０４による高周波電力増幅回路２０１のバイアス制御
（コレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方もし
くは何れか一方）に対して、送信電力コントロール回路
２０２の制御信号Ｃによる利得制御を時間Δｔ２だけ遅
延させた本発明の制御タイミングを用いることにより、
電力コントロール回路による利得制御と高周波電力増幅
回路のバイアス制御とを併用した場合に生じる一時的な
高周波電力増幅回路２０１の変調歪み特性の劣化を防ぐ
ことができる。またコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧
Ｖｂｂにオーバーシュートが生じる場合でも、オーバー
シュートによる過度的な過剰送信状態、過剰送信状態時
の高周波電力増幅回路２０１の変調歪み特性の劣化、高
周波電力増幅回路２０１のバイアスの過剰印加による高
周波電力増幅回路２０１の破壊も防ぐことができる。

【００２７】（第３の実施の形態）第３の実施の形態に
おいて、送信電力Ｐ１、Ｐ２は任意の値をとり、Ｐ１≦
Ｐ２の関係が成り立つものとする。また、実施の形態で
は高周波電力増幅回路のコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース
電圧Ｖｂｂの両方を制御する場合のみを説明するが何れ
か一方を制御する場合においても適用可能である。

【００２８】図２に示した電力送信装置が送信電力コン
トロール回路２０２により送信電力出力時の送信電力Ｐ
２から送信電力Ｐ１へ下げる場合、図８に示すように、
Ｖｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス制御
回路２０４による高周波電力増幅回路２０１のバイアス
制御が、送信電力コントロール回路２０２の制御信号C
による送信力制御に対して時間Δｔ３だけ早い場合、時
間Δｔ３ではコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂ
の値がα1、β1、送信電力がＰ２となり、高周波電力増
幅回路２０１の変調歪み特性が時間Δｔ３で一時的に劣
化する。

【００２９】また、高周波電力増幅回路２０１のバイア
スがα１、β１という低い動作点で電力コントロール回
路からの高周波電力γ２が入力されるため、不正規な動
作点で高周波電力が過入力になり高周波電力増幅回路２
０１の破壊のおそれが生じる。

【００３０】図９は送信電力を下げる場合において送信
電力コントロール回路２０２の制御信号Ｃによる利得制
御に対して、Ｖｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂ
バイアス制御回路２０４による高周波電力増幅回路２０
１のバイアス制御（コレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧
Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方）を時間Δｔ４だけ遅
延させた場合のタイミングチャートであり、本発明の送
信電力を下げる場合の制御信号タイミングである。

【００３１】電力送信装置が送信電力コントロール回路
２０２により送信電力出力時の送信電力Ｐ２から送信電
力Ｐ１へ下げる場合、図９に示すように、送信電力コン
トロール回路２０２の制御信号Ｃによる利得制御に対し
て、Ｖｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイアス
制御回路２０４による高周波電力増幅回路２０１のバイ
アス制御が時間Δｔ４だけ遅い場合、時間Δｔ４ではコ
レクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの値がα２、β
２、送信電力がＰ２となる。

【００３２】しかし時間Δｔ４では高周波電力増幅回路
２０１の変調歪み特性が一時的に良化するものの劣化す
ることはない。このように送信電力制御で送信電力を下
げる場合、本発明の制御方法を用いることにより一時的
な高周波電力増幅回路２０１の変調歪み特性の劣化を防
ぐことができる。また、高周波電力増幅回路２０１のバ
イアス制御より先に高周波電力増幅回路２０１に入力さ
れる電力を下げるようにコントロールされるため、過入
力による高周波電力増幅回路２０１の破壊を防ぐことが
できる。

【００３３】さらに図１４及び図１５に示すように高周
波電力増幅回路２０１のコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース
電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方のみにオーバーシ
ュートが生じた場合においても、図１６に示すように電
力送信装置から出力される送信電力が一時的に下がるこ
とはあるが、これにより高周波電力増幅回路２０１の変
調歪み特性の劣化や高周波電力増幅回路の破壊が生じる
ことはない。

【００３４】以上に述べたように第３の実施の形態で
は、高周波電力増幅回路２０１のバイアスを送信電力に
応じて制御し電源効率の高効率化などを行う場合におい
て、送信電力制御で送信電力を下げる場合、送信電力コ
ントロール回路２０２の制御信号Ｃによる利得制御に対
して、Ｖｃｃバイアス制御回路２０３及びＶｂｂバイア
ス制御回路２０４による高周波電力増幅回路２０１のバ
イアス制御を時間Δｔ４だけ遅延させる本発明の制御タ
イミングを用いることにより、一時的な高周波電力増幅
回路２０１の変調歪み特性の劣化を防ぐことができる。
また、高周波電力増幅回路２０１のバイアス制御より先
に高周波電力増幅回路２０１に入力される電力を下げる
ようにコントロールされるため、高周波電力増幅回路２
０１のバイアスが低い不正規な動作点での高周波電力の
過入力による高周波電力増幅回路の破壊のおそれもな
い。

【００３５】(第４の実施の形態)図１８は本発明の第４
の実施の形態に係る電力送信装置の主要構成を示すブロ
ック図である。この電力送信装置は、エミッタ接地され
た半導体増幅素子を備え、高周波信号の電力を増幅する
高周波電力増幅回路１８０１と、半導体増幅素子のコレ
クタ電圧Ｖｃｃを制御するＶｃｃバイアス制御回路１８
０３と、半導体増幅素子のベース電圧Ｖｂｂを制御する
Ｖｂｂバイアス制御回路１８０４と、コレクタ電圧を送
信電力に応じて決定するＶｃｃテーブル１８０５と、ベ
ース電圧を送信電力に応じて決定するＶｂｂテーブル１
８０６と、線形利得制御により送信電力を制御する送信
電力コントロール回路１８０２と、送信電力コントロー
ル回路１８０２の利得を決定する電力コントロールテー
ブル１８０７と、を備え、Ｖｃｃバイアス制御回路１８
０３及びＶｂｂバイアス制御回路１８０４はそれぞれＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ、リニアレギュレータ及びオペアン
プなどの電圧制御装置を備える。

【００３６】Ｖｃｃテーブル１８０５及びＶｂｂテーブ
ル１８０６には、線形利得、変調歪みと電源効率とを考
慮した送信電力に対応した最適電圧値が格納されてい
る。Ｖｃｃバイアス制御回路１８０３及びＶｂｂバイア
ス制御回路１８０４は、送信電力コントロール回路１８
０２による利得制御が行われると、その時に送信電力値
に応じた高周波電力増幅回路のコレクタ電圧Ｖｃｃ及び
ベース電圧Ｖｂｂの値を各テーブルから読み出し、それ
ぞれ制御信号、制御信号Ｂにより制御され高周波電力増
幅回路のコレクタ電圧Ｖｃｃ、ベース電圧Ｖｂｂを可変
する。

【００３７】送信電力コントロール回路１８０２は送信
電力制御が要求されると、予め電力コントロールテーブ
ル１８０７に格納されている値を読み出し、制御信号Ｃ
により線形利得制御が行われる。タイミングテーブル１
８０８には、送信電力制御要求による電力上げ幅、電力
下げ幅又はバイアス（コレクタＶｃｃ及びベース電圧Ｖ
ｂｂの両方もしくは何れか一方）の上げ幅、下げ幅に対
応した送信電力コントロール回路１８０２、高周波電力
増幅回路１８０１のバイアス（コレクタ電圧Ｖｃｃ及び
ベース電圧Ｖｂｂ）の制御タイミングが格納されてい
る。

【００３８】図１９は送信電力コントロール回路１８０
２の利得を制御する制御信号Ｃと送信電力との関係を示
したものであり、制御信号Ａの値γ1、γ２、γ3に対す
る送信電力がＰ１、Ｐ２、Ｐ３である。図２０は高周波
電力増幅回路のコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース電圧Ｖｂ
ｂと送信電力との関係を示したものであり、送信電力Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３に応じたコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベース
電圧Ｖｂｂがそれぞれα1、α2、α3及びβ1、β2、β3
である。送信電力Ｐ１、Ｐ２及びＰ３はＰ１≦Ｐ２≦Ｐ
３の関係が成り立つものとする。なお、実施の形態で
は、高周波電力増幅回路のコレクタ電圧Ｖｃｃ及びベー
ス電圧Ｖｂｂの両方を制御する場合のみを説明するが、
何れか一方のみを制御する場合も適用可能である。

【００３９】図２１は高周波電力増幅器１８０１のコレ
クタ電圧Ｖｃｃの立ち上がり波形を示しており、送信電
力制御で送信電力をＰ１からＰ２へ上げる場合のコレク
タ電圧Ｖｃｃはα1からα2に変化し、α1からα2までの
立ち上がり時間はｔ１である。また、送信電力制御で送
信電力をＰ１からＰ３へ上げる場合のコレクタ電圧Ｖｃ
ｃはα1からα3に変化し、α1からα3までの立ち上がり
時間はｔ２である。なお、コレクタ電圧Ｖｃｃの最大制
御範囲はαｍｉｎからαｍａｘであり、立ち上がり最大
時間はＴｃｍａｘである。

【００４０】図２２は高周波電力増幅回路１８０１のベ
ース電圧Ｖｂｂの立ち上がり波形を示しており、送信電
力制御で送信電力をＰ１からＰ２へ上げる場合のベース
電圧Ｖｂｂはβ1からβ2に変化し、β1からβ2までの立
ち上がり時間はｔ３である。また、送信電力制御で送信
電力をＰ１からＰ３へ上げる場合のベース電圧Ｖｂｂは
β1からβ3に変化し、β1からβ3までの立ち上がり時間
はｔ４である。また、ベース電圧Ｖｂｂの最大制御範囲
はβｍｉｎからβｍａｘであり、立ち上がり最大時間は
Ｔｂｍａｘである。

【００４１】ここで、実施の形態２に記載の制御方法を
用いて送信電力を上げる場合において、高周波電力増幅
回路１８０１のバイアス制御（コレクタ電圧Ｖｃｃ及び
ベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方）に対し
て、送信電力コントロール回路１８０２による利得制御
を遅延させる時間Δｔ２が固定値の場合、制御タイミン
グによる変調歪み特性劣化、コレクタ電圧Ｖｃｃ、ベー
ス電圧Ｖｂｂの可変時に生じるオーバーシュートによる
過剰送信状態、過剰バイアス印加による高周波電力増幅
回路１８０１の破壊を生じさせないための時間Δｔ２
を、高周波電力増幅回路１８０１のコレクタ電圧Ｖｃｃ
の立ち上がり最大時間Ｔｃｍａｘ及びベース電圧Ｖｂｂ
の立ち上がり最大時間Ｔｂｍａｘのうち大きい方を選択
した場合を仮定する。

【００４２】この場合、制御タイミングによる変調歪み
特性劣化、コレクタ電圧Ｖｃｃ、ベース電圧Ｖｂｂの可
変時に生じるオーバーシュートによる過剰送信状態、過
剰バイアス印加による高周波電力増幅回路の破壊は防ぐ
ことができるが、バイアス制御量によらず常に時間Δｔ
２がＴｃｍａｘもしくはＴｂｍａｘに固定されてしま
う。そのため、送信電力制御が要求されてから実際に電
力送信が行われるまでに、送信電力制御量にかかわらず
ＴｃｍａｘもしくはＴｂｍａｘ以上の時間を必要とす
る。

【００４３】ここで、電力送信装置のタイミングテーブ
ル１８０８には、高周波電力増幅回路１８０１のバイア
ス立ち上がり最大時間Ｔｃｍａｘ、Ｔｂｍａｘの大きい
方の立ち上がり時間と制御量との関係が考慮された値が
格納されている。

【００４４】高周波電力増幅回路１８０１のバイアス立
ち上がり最大時間Ｔｃｍａｘ、Ｔｂｍａｘのうち大きい
方がＴｃｍａｘの場合、図２１に示されるように、バイ
アス電圧Ｖｃｃがα1からα2に変化する場合の立ち上が
り時間はｔ１であり、α1からα3に変化する場合の立ち
上がり時間はｔ２である。したがって、Ｖｃｃバイアス
制御量と立ち上がり時間との関係がタイミングテーブル
１８０８に格納される。

【００４５】高周波電力増幅回路１８０１のバイアス立
ち上がり最大時間Ｔｃｍａｘ、Ｔｂｍａｘの大きい方が
Ｔｂｍａｘの場合、図２２に示されるように、Ｖｂｂバ
イアスがβ1からβ2に変化する場合の立ち上がり時間は
ｔ３であり、β1からβ3に変化する場合の立ち上がり時
間は ｔ４である。したがって、Ｖｂｂバイアス制御量
と立ち上がり時間との関係がタイミングテーブル１８０
８に格納される。

【００４６】ここで、実施の形態２に記載の本発明の制
御方法を用いて送信電力を上げる場合において、高周波
電力増幅回路１８０１のバイアス制御（コレクタ電圧Ｖ
ｃｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方若しくは何れか一方）
に対して、送信電力コントロール回路１８０２による利
得制御を遅延させる時間Δｔ２が、タイミングテーブル
１８０８に格納された値によって、高周波電力増幅回路
１８０１のバイアス制御量に応じて変わる場合、制御タ
イミングによる変調歪み特性劣化、コレクタ電圧Ｖｃ
ｃ、ベース電圧Ｖｂｂの可変時に生じるオーバーシュー
トによる過剰送信状態、過剰バイアス印加による高周波
電力増幅回路の破壊は防ぐことができる。また、高周波
電力増幅回路１８０１のバイアス制御量に応じて時間Δ
ｔ２が変わるため、高周波電力増幅回路１８０１のバイ
アス制御量が小さいときにはΔｔ２も小さくすることが
できる。

【００４７】以上に述べたように第４の実施の形態で
は、高周波電力増幅回路１８０１のバイアスを送信電力
に応じて制御し電源効率の高効率化などを行う場合にお
いて、送信電力制御で送信電力を上げる場合、Ｖｃｃバ
イアス制御回路１８０３、Ｖｂｂバイアス制御回路１８
０４による高周波電力増幅回路１８０１のバイアス制御
に対して、送信電力コントロール回路１８０２の制御信
号Ｃによる利得制御を時間Δｔ２だけ遅延させる本発明
の制御タイミングを用いることにより、一時的な高周波
電力増幅回路１８０１の変調歪み特性の劣化を防ぐこと
ができる。またバイアスにオーバーシュートが生じる場
合でも、制御タイミングによる変調歪み特性劣化、コレ
クタ電圧Ｖｃｃ、ベース電圧Ｖｂｂの可変時に生じるオ
ーバーシュートによる過剰送信状態、過剰バイアス印加
による高周波電力増幅回路の破壊は防ぐことができる。
また、Δｔ２を利得制御量もしくは高周波電力増幅回路
のバイアス制御量に応じて変えることができるので、バ
イアス制御量が小さいときはΔｔ２を小さくして送信電
力制御に要する時間を短縮することができる。

【００４８】（第５の実施の形態）図２３は送信電力コ
ントロール回路１８０２の制御信号Ｃによる利得制御の
立ち下がり波形を示しており、送信電力制御で送信電力
をＰ３からＰ２へ下げる場合の送信電力立ち下がり時間
はΔｔ５である。また、送信電力制御で送信電力をＰ３
からＰ１へ下げる場合の送信電力立ち下がり時間はΔｔ
６である。また送信電力の最大制御範囲はＰｍｉｎから
Ｐｍａｘであり、立ち下がり最大時間はＴｐｍａｘであ
る。

【００４９】ここで、実施の形態３に記載の制御方法を
用いて送信電力を下げる場合において、送信電力コント
ロール回路１８０２による利得制御に対して、高周波電
力増幅回路１８０１のバイアス制御（コレクタ電圧Ｖｃ
ｃ及びベース電圧Ｖｂｂの両方もしくは何れか一方）を
遅延させる時間Δt4が固定値の場合、制御タイミングに
よる変調歪み特性劣化、コレクタ電圧Ｖｃｃ、ベース電
圧Ｖｂｂの可変時に生じるオーバーシュートによる過剰
送信状態、過剰バイアス印加による高周波電力増幅回路
１８０１の破壊を生じさせないため時間Δｔ４を、送信
電力コントロール回路１８０２の制御信号Ｃによる送信
電力立ち下がり最大時間Ｔｐｍａｘに選択した場合を仮
定する。

【００５０】この場合、制御タイミングによる変調歪み
特性劣化、コレクタ電圧Ｖｃｃ、ベース電圧Ｖｂｂの可
変時に生じるオーバーシュートによる過剰送信状態、過
剰バイアス印加による高周波電力増幅回路１８０１の破
壊は防ぐことができるが、バイアス制御量もしくは送信
電力コントロール回路１８０２による利得制御量によら
ず常に時間Δｔ４がＴｐｍａｘに固定されてしまう。そ
のため、送信電力制御が要求されてから実際に電力送信
が行われるまでに、送信電力制御量にかかわらずＴｐｍ
ａｘ以上の時間を必要とする。

【００５１】ここで、電力送信装置のタイミングテーブ
ル１８０８には送信電力コントロール回路１８０２の制
御信号Ｃによる送信電力立ち下がり時間と制御量との関
係が考慮された値が格納されている。

【００５２】図２３に示されるように、送信電力がＰ３
からＰ２に変化する場合の送信電力制御応答時間はΔｔ
５であり、送信電力がＰ３からＰ１に変化する場合の送
信電力立ち下がり時間はΔｔ６である。したがって、送
信電力制御量と送信電力立ち下がり時間との関係がタイ
ミングテーブル１８０８に格納される。

【００５３】ここで、実施の形態３に記載の制御方法を
用いて送信電力を下げる場合において、高周波電力増幅
回路１８０１のバイアス制御に対して、送信電力コント
ロール回路１８０２による利得制御を遅延させる時間Δ
ｔ４が、タイミングテーブル１８０８に格納された値に
よって、送信電力制御量に応じて変わる場合、制御タイ
ミングによる変調歪み特性劣化、コレクタ電圧Ｖｃｃ、
ベース電圧Ｖｂｂの可変時に生じるオーバーシュートに
よる過剰送信状態、過剰バイアス印加による高周波電力
増幅回路１８０１の破壊は防ぐことができる。また、利
得制御量もしくは高周波電力増幅回路１８０１のバイア
ス制御量に応じて時間Δｔ４が変わるため、利得制御量
もしくは高周波電力増幅回路１８０１のバイアス制御量
が小さいときには時間Δｔ２も小さくすることができ
る。

【００５４】以上に述べたように第５の実施の形態で
は、高周波電力増幅回路１８０１のバイアスを送信電力
に応じて制御し電源効率の高効率化などを行う場合にお
いて、送信電力制御で送信電力を下げる場合、送信電力
コントロール回路１８０２の制御信号Ｃによる利得制御
に対して、Ｖｃｃバイアス制御回路１８０３、Ｖｂｂバ
イアス制御回路１８０４による高周波電力増幅回路１８
０１のバイアス制御を時間Δｔ４だけ遅延させる本発明
の制御タイミングを用いることにより、一時的な高周波
電力増幅回路１８０１の変調歪み特性の劣化を防ぐこと
ができる。高周波電力増幅回路１８０１のバイアス制御
より先に高周波電力増幅回路１８０１に入力される電力
を下げるようにコントロールされるため、高周波電力増
幅回路１８０１のバイアスが低い不正規な動作点での高
周波電力の過入力による高周波電力増幅回路の破壊のお
それもない。また、時間Δｔ４を送信電力制御量に応じ
て変えることができるので、送信電力制御量が小さいと
きはΔｔ４を小さくして送信電力制御に要する時間を短
縮することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、バイアス制御と利得制
御の制御タイミングを考慮することで、バイアス制御の
立ち上がり及び立ち下がりで生じるバイアスのオーバー
シュートに起因する変調歪み特性の劣化、過剰送信等を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施の形態１に係る電力送信装置のブ
ロック構成図である。

【図２】本発明の実施の形態２、３に係る電力送信装置
のブロック構成図である。

【図３】バイアス制御における動作説明のための特性図
である。

【図４】バイアス制御における動作説明のための特性図
である。

【図５】バイアス制御における動作説明のための特性図
である。

【図６】本発明の第２の実施の形態における送信電力制
御の説明のためのタイミングチャートである。

【図７】本発明の第２の実施の形態における送信電力制
御の説明のためのタイミングチャートである。

【図８】本発明の第３の実施の形態における送信電力制
御の説明のためのタイミングチャートである。

【図９】本発明の第３の実施の形態における送信電力制
御の説明のためのタイミングチャートである。

【図１０】本発明の第２の実施の形態における動作を説
明するためのＶｃｃバイアス立ち上がりを示す特性図で
ある。

【図１１】本発明の第２の実施の形態における動作を説
明するためのＶｂｂバイアス立ち上がりを示す特性図で
ある。

【図１２】本発明の第２の実施の形態における動作を説
明するための送信電力の立ち上がりを示す特性図であ
る。

【図１３】本発明の第２の実施の形態における動作を説
明するための送信電力の立ち上がりを示す特性図であ
る。

【図１４】本発明の第３の実施の形態における動作を説
明するためのＶｃｃバイアス立ち下がりを示す特性図で
ある。

【図１５】本発明の第３の実施の形態における動作を説
明するためのＶｂｂバイアス立ち下がりを示す特性図で
ある。

【図１６】本発明の第３の実施の形態における動作を説
明するための送信電力の立ち下がりを示す特性図であ
る。

【図１７】本発明の第３の実施の形態における動作を説
明するための送信電力の立ち下がりを示す特性図であ
る。

【図１８】本発明の実施の形態４、５に係る電力送信装
置のブロック構成図である。

【図１９】バイアス制御における動作説明のための特性
図である。

【図２０】バイアス制御における動作説明のための特性
図である。

【図２１】本発明の第４の実施の形態における動作を説
明するためのＶｃｃバイアス立ち上がりを示す特性図で
ある。

【図２２】本発明の第４の実施の形態における動作を説
明するためのＶｂｂバイアス立ち上がりを示す特性図で
ある。

【図２３】本発明の第５の実施の形態における動作を説
明するための利得制御による送信電力立ち下がりを示す
特性図である。

【符号の説明】

１０１ アンテナ １０２ 送受分離器 １０３ 電力増幅器 １０４ 可変電力増幅器 １０５ 変調器 １０６ ＤＡＣ(デジタル／アナログ変換手段) １０７ 可変電力増幅器制御手段 １０８ 第１の電圧制御手段 １０９ 第２の電圧制御手段 １１０ 電圧制御手段制御手段 １１１ ベースバンド信号処理部 １１２ 復調器 １１３ 無線送信部 １１４ 無線受信部 ２０１、１８０１ 高周波電力増幅回路 ２０２、１８０２ 送信電力コントロール回路 ２０３、１８０３ Ｖｃｃバイアス制御回路 ２０４、１８０４ Ｖｂｂバイアス制御回路 ２０５、１８０５ Ｖｃｃテーブル ２０６、１８０６ Ｖｂｂテーブル ２０７、１８０７ 電力コントロールテーブル １８０８ タイミングテーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 泰史 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 小原 敏男 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J100 JA01 KA04 KA05 LA04 LA11 QA01 SA01 5K060 BB07 DD04 HH06 LL01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力増幅器と、 前記電力増幅器のバイアス制御により送信電力を制御す
   るバイアス制御手段と、 前記電力増幅器の前段に接続された可変電力増幅器と、 前記可変電力増幅器の利得制御により送信電力を制御す
   る利得制御手段と、を備え、送信電力に応じて前記バイ
   アス制御を行うことを特徴とする電力送信装置。
2. 【請求項２】 前記バイアス制御及び前記利得制御の制
   御タイミングを可変することを特徴とする請求項１記載
   の電力送信装置。
3. 【請求項３】 前記利得制御に対して前記バイアス制御
   を遅延させることを特徴とする請求項２記載の電力送信
   装置。
4. 【請求項４】 前記バイアス制御に対して前記利得制御
   を遅延させることを特徴とする請求項２記載の電力送信
   装置。
5. 【請求項５】 前記利得制御の制御量または前記バイア
   ス制御の制御量に応じて前記バイアス制御の制御タイミ
   ングを可変することを特徴とする請求項１、２又は３に
   記載の電力送信装置。
6. 【請求項６】 前記利得制御の制御量または前記バイア
   ス制御の制御量に応じて前記利得制御の制御タイミング
   を可変することを特徴とする請求項１、２または３に記
   載の電力送信装置。
7. 【請求項７】 電力増幅器と、前記電力増幅器のバイア
   ス制御により送信電力を制御するバイアス制御手段と、
   前記電力増幅器の前段に接続された可変電力増幅器と、
   前記可変電力増幅器の利得制御により送信電力を制御す
   る利得制御手段と、を備えて送信電力を制御する送信電
   力制御方法において、 前記バイアス制御及び前記利得制御の制御タイミングを
   可変することを特徴とする送信電力制御方法。