JP2003174369A - 無線送信装置 - Google Patents

無線送信装置

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JP2003174369A
JP2003174369A JP2001373814A JP2001373814A JP2003174369A JP 2003174369 A JP2003174369 A JP 2003174369A JP 2001373814 A JP2001373814 A JP 2001373814A JP 2001373814 A JP2001373814 A JP 2001373814A JP 2003174369 A JP2003174369 A JP 2003174369A
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Takahiko Suzuki
貴彦 鈴木
Hidenori Kanetani
秀紀 金谷
Kozo Kato
鉱三 加藤
Koichi Shiozawa
光一 塩沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】差動出力型電力増幅器の差動出力信号を平衡−
不平衡変換器(バラン)を介してアンテナへ供給すると
ともに、差動出力信号の出力レベルを検出して送信電力
をフィードバック制御する無線送信装置において、平衡
−不平衡変換器およびアンテナ部でのインピーダンス不
整合(ミスマッチング)による反射信号の影響を軽減し
て、電力増幅器の差動出力を精度良く検出し、送信電力
のフィードバック制御を安定に行えるようにする。 【解決手段】差動出力型電力増幅器15の出力側と平衡
−不平衡変換器16の平衡入力側との間に平衡用の減衰
器19を配置するとともに、平衡−不平衡変換器16の
不平衡出力側とアンテナ17との間に不平衡用の減衰器
20を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、差動出力型電力増
幅器の差動出力信号を平衡−不平衡変換器を介してアン
テナへ供給して無線送信を行なうとともに、差動出力信
号の出力レベルが所定レベルになるようフィードバック
制御する無線送信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来の無線送信装置のブロック構
成図である。従来の無線送信装置100は、外部インタ
フェース(外部I/F)を介して供給される送信データ
に基づいてベースバンド信号を生成するベースバンド信
号生成部101と、ベースバンド信号を所定の変調形式
で変調する変調器102と、変調された信号を所定の送
信周波数(搬送周波数)の信号へ変換する周波数変換器
103と、前置増幅器104と、差動出力型の電力増幅
器105と、平衡−不平衡変換器(バラン)106と、
送信用または送受信兼用のアンテナ107と、電力増幅
器105の差動出力信号の出力レベルを検出する出力検
出部108とから構成されている。
【0003】前置増幅器104は、図示は省略したが、
可変利得型の増幅器または減衰器と、出力検出部108
から供給される出力レベルに係る信号と予め設定した出
力レベルとを比較して電力増幅器105の出力レベルが
所定のレベル範囲となるように可変利得型の増幅器また
は減衰器の利得または減衰量をフィードバック制御する
送信電力制御部と、差動形式の信号を生成して出力する
差動信号生成部とを備えている。
【0004】電力増幅器105は、正出力側の電力増幅
器105aと負出力側の電力増幅器105bとを備えて
いる。電力増幅器105から出力された差動出力信号は
平衡−不平衡変換器106の差動入力側へ供給されると
ともに、出力検出部108の入力側へ供給される。平衡
−不平衡変換器106の不平衡出力側の一端はアンテナ
107に接続されるともに、他端は接地される。
【0005】従来の無線送信装置100は、差動形式の
出力信号を平衡−不平衡変換器106を介してアンテナ
107へ供給して無線送信する構成をとっているので、
各電力増幅器105a,105bの出力振幅を例えば±
1ボルトとした場合、平衡−不平衡変換器106の不平
衡出力側では約±2ボルトの出力振幅を得ることができ
る。これにより、無線送信装置100の動作電源電圧を
低く設定することができる。また、従来の無線送信装置
100は、出力検出部108で差動形式の出力信号の出
力レベルを検出し、前置増幅器104の出力レベルをネ
ガティブフィードバック(負帰還)制御することで、送
信電力を所定のレベル範囲に制御することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の無線送信装置1
00では、電力増幅器105の出力側と平衡−不平衡変
換器106の平衡入力側との間でインピーダンスの不整
合が生じた場合、電力増幅器105の差動出力信号に平
衡−不平衡変換器106の平衡入力側からの反射信号が
重畳されて合成されるために波形歪み等を生ずる。この
ため出力検出部108の検出出力が電力増幅器105の
出力レベルとは異なるものとなり、送信電力のフィード
バック制御が正常に機能しなくなることがある。
【0007】さらに、平衡−不平衡変換器106の不平
衡出力側とアンテナ107との間でインピーダンスの不
整合が生ずると、アンテナ107側からの反射信号が平
衡−不平衡変換器106を介して出力検出部108に供
給されてしまうので、出力検出部108の検出出力が電
力増幅器105の出力レベルとは異なるものとなり、送
信電力のフィードバック制御が正常に機能しなくなるこ
とがある。
【0008】近年では、無線通信の高速化、大容量化、
秘話性の確保等のために送信信号が広帯域になってお
り、広い周波数範囲に亘ってインピーダンス整合を良好
にとることが困難な場合がある。また、他の無線通信装
置の通信に与える影響を少なくするために多段階の送信
電力が要求される場合も多く、高精度の送信電力制御が
要求される。
【0009】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、インピーダンスの不整合(ミスマッチ
ング)による反射信号の影響を軽減して、電力増幅器の
差動出力を精度良く検出できるようにすることで、送信
電力のフィードバックを制御を安定に行なえるようにし
た無線送信装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る無線送信装置は、差動出力型電力増幅器の
差動出力信号を平衡−不平衡変換器を介してアンテナへ
供給して無線送信を行なうとともに、出力検出部によっ
て差動出力信号の出力レベルを検出して差動出力信号の
出力レベルが所定レベルになるようフィードバック制御
する無線送信装置において、差動出力型電力増幅器の出
力側と平衡−不平衡変換器の入力側との間に第1の減衰
器を配置するとともに、平衡−不平衡変換器の出力側と
アンテナとの間に第2の減衰器を配置することを特徴と
する。
【0011】本発明に係る無線送信装置は、差動出力型
電力増幅器の出力側と平衡−不平衡変換器の入力側との
間、および、平衡−不平衡変換器の出力側とアンテナと
の間にそれぞれ減衰器を設けたので、電力増幅器の出力
端子側に伝達される反射信号のレベルを減衰させること
ができる。これにより、反射信号の影響が軽減されるの
で、出力検出部は差動出力型電力増幅器の差動出力レベ
ルを正確に検出できる。よって、差動出力型電力増幅器
と平衡−不平衡変換器との間、および、平衡−不平衡変
換器とアンテナとの間のインピーダンス整合(マッチン
グ)が完全にとれない場合でも、精度の高い送信電力制
御が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1は本実施の形態に係る
無線送信装置のブロック構成図である。図2は、本実施
の形態に係る無線送信装置の変形例を示すブロック構成
図である。図3は平衡用の減衰器の具体例を示す回路
図、図4は不平衡用の減衰器の具体例を示す図である。
【0013】本実施の形態に係る無線送信装置10は、
外部インタフェース(外部I/F)を介して供給される
送信データに基づいてベースバンド信号を生成するベー
スバンド信号生成部11と、ベースバンド信号を所定の
変調形式で変調して変調が施された信号を生成する変調
器12と、変調された信号を所定の送信周波数の信号へ
変換する周波数変換器13と、前置増幅器14と、差動
出力型の電力増幅器15と、平衡−不平衡変換器(バラ
ン)16と、送信用または送受信兼用のアンテナ17
と、電力増幅器15の出力レベルを検出する出力検出部
18と、電力増幅器15の出力側と平衡−不平衡変換器
(バラン)16の平衡入力側との間に配置された平衡用
の減衰器(ATT:アッテネータ)19と、平衡−不平
衡変換器(バラン)16の不平衡出力側とアンテナ17
との間の配置された不平衡用の減衰器(ATT:アッテ
ネータ)20とからなる。
【0014】本実施の形態に係る無線送信装置10は、
図5に示した従来の無線送信装置100に対して平衡−
不平衡変換器(バラン)16の入力側および出力側にそ
れぞれ減衰器19,20を設けたもので、それ以外の構
成は従来の無線送信装置100と同じである。
【0015】前置増幅器14は、図示は省略したが、可
変利得型の増幅器または減衰器と、出力検出部18から
供給される出力レベルに係る信号と予め設定した出力レ
ベルとを比較して電力増幅器15の出力レベルが所定の
レベル範囲となるように可変利得型の増幅器または減衰
器の利得または減衰量をフィードバック制御する送信電
力制御部と、差動形式の信号を生成して出力する差動信
号生成部とを備える。
【0016】電力増幅器15は、正出力側の電力増幅器
15aと負出力側の電力増幅器15bとを備える。電力
増幅器15の差動出力信号は、平衡用の減衰器19を介
して平衡−不平衡変換器16の差動入力側へ供給され
る。また、電力増幅器15の差動出力信号は、出力検出
部18の入力側へ供給される。平衡−不平衡変換器16
の不平衡出力側の一端は不平衡用の減衰器20を介して
アンテナ17に接続されるともに、平衡−不平衡変換器
16の不平衡出力側の他端は接地される。
【0017】出力検出部18は電力増幅器15から出力
される差動出力信号のレベルを検出し、検出した信号レ
ベルに対応した直流電圧の信号を出力レベルに係る信号
として出力する。前置増幅器14内の送信電力制御部
は、出力レベルに係る信号と予め設定した出力レベル
(基準出力レベルに係る信号)とを比較し、電力増幅器
15の出力である差動出力信号のレベルが予め設定した
所定のレベル範囲となるように前置増幅器14内の可変
利得型の増幅器または減衰器の利得または減衰量をフィ
ードバック制御する。
【0018】なお、本実施の形態に係る無線送信装置1
0は、平衡−不平衡変換器(バラン)16の入力側およ
び出力側の双方に減衰器19,20をそれぞれ配置して
いるので、これらの減衰器19,20による減衰量を考
慮して、アンテナ17から送信される電力が所定の電力
範囲になるように電力増幅器15から出力される差動出
力信号の電力(レベル)を制御するようにしている。
【0019】本実施の形態において、正出力側の電力増
幅器15aおよび負出力側の電力増幅器15bの出力イ
ンピーダンスは50オーム(公称値)である。また、平
衡−不平衡変換器(バラン)16は入力側インピーダン
スおよび出力側インピーダンスがともに50オーム(公
称値)のもの(1:1型)を用いている。なお図1で
は、巻線型トランス構造の平衡−不平衡変換器(バラ
ン)16を図示したが、平衡−不平衡変換器(バラン)
16はマイクロストリップライン型のものやセラミック
等のモノリシック型あるいは空芯や適当な磁性体に巻線
を施した巻線型のものを用いてもよい。
【0020】正出力側の電力増幅器15aおよび負出力
側の電力増幅器15bは、集積回路で構成しているので
各電力増幅器15a,15bの出力インピーダンス差は
小さいが、出力インピーダンスの絶対値は公称値(50
オーム)からずれていることがある。また、送信信号の
周波数範囲内で出力インピーダンスが若干変化する場合
もある。平衡−不平衡変換器(バラン)16の入力側イ
ンピーダンスおよび出力側インピーダンスについても、
個々の部品毎に偏差があり、また、周波数特性を有す
る。アンテナ17のインピーダンスも同様に個々のアン
テナ毎に偏差があり、また周波数特性を有する。
【0021】このため、無線機器等の大量生産において
は、電力増幅器15と平衡−不平衡変換器(バラン)1
6との間のインピーダンス整合、および平衡−不平衡変
換器(バラン)16とアンテナ17との間のインピーダ
ンス整合を所定の周波数範囲に亘って良好に保つことは
困難である。各部品の性能に高い精度を要求するとコス
トアップとなる虞れがある。
【0022】そして、電力増幅器15と平衡−不平衡変
換器(バラン)16との間のインピーダンス整合が完全
にとれていない場合には、平衡−不平衡変換器(バラ
ン)16の平衡入力側端子で信号の反射が生ずる。従来
の無線送信装置100では、平衡−不平衡変換器(バラ
ン)16の平衡入力側で生じた反射信号がそのまま出力
検出部18に伝達されるため、電力増幅器15から出力
された差動出力信号のレベル検出に誤差を生ずることが
ある。本実施の形態に係る無線送信装置10において
は、平衡−不平衡変換器(バラン)16の平衡入力側で
生じた反射信号は減衰器19を介して出力検出部18へ
伝達される。このため、出力検出部18に到達する反射
信号のレベルは減衰器19で減衰されているので、反射
信号による影響を軽減することができる。これにより、
電力増幅器15から出力された差動出力信号のレベルを
精度良く検出できる。
【0023】さらに、平衡−不平衡変換器(バラン)1
6の不平衡出力側とアンテナ17とのインピーダンス整
合が完全にとれていない場合には、アンテナ17側で信
号の反射が生ずる。従来の無線送信装置100では、ア
ンテナ17側で反射信号が平衡−不平衡変換器(バラ
ン)16を介して出力検出部18に伝達されるため、電
力増幅器15から出力された差動出力信号のレベル検出
に誤差を生ずることがある。本実施の形態に係る無線送
信装置10において、アンテナ17側で生じた反射信号
は、減衰器20を介して平衡−不平衡変換器(バラン)
16へ至り、さらに減衰器19を介して出力検出部18
に到達することになるため、出力検出部18に到達する
反射信号のレベルは各減衰器19,20でそれぞれ減衰
される。このため反射信号による影響を軽減することが
でき、これにより電力増幅器18から出力された差動出
力信号のレベルの精度良く検出できる。なお、図2に示
すように減衰器20とアンテナ17との間に終段電力増
幅器21を設けることが望ましい。これにより減衰した
電力を増幅し、安定した出力をアンテナへ供給すること
ができる。
【0024】平衡用の減衰器19としては、図3(a)
に示すように、梯子型抵抗回路網(抵抗ラダー)型のア
ッテネータ19Aを用いることができる。また、図3
(b)に示すように、1本のアンバランス吸収用抵抗R
を用いた減衰器19Bとして構成するようにしてもよ
い。なお、図3(b)に示すアンバランス吸収用抵抗R
を用いた構成では、減衰量を大きくするために抵抗値を
小さく設定すると、各電力増幅器15a,15bの中点
電圧のずれ(オフセット電圧)によってアンバランス吸
収用抵抗Rに流れる直流電流が大きくなり、消費電力の
増加、発熱等が生ずる。そこで、図3(c)に示すよう
に、各電力増幅器15a,15bの出力側に直流阻止用
のコンデンサCをそれぞれ配置して、アンバランス吸収
用抵抗Rに直流電力が供給されないようにした減衰器1
9Cを用いるようにしてもよい。
【0025】不平衡用の減衰器20としては、図4
(a)に示すT型の減衰器(アッテネータ)、または、
図4(c)に示すπ型の減衰器(アッテネータ)を用い
ることができる。
【0026】なお、本実施の形態に係る無線送信装置
は、送信系統だけでなく受信系統も備えた無線通信装置
に適用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る無線送
信装置は、差動出力型電力増幅器の出力側と平衡−不平
衡変換器の入力側との間、および、平衡−不平衡変換器
の出力側とアンテナとの間に減衰器をそれぞれ設けたの
で、電力増幅器の出力端子側に伝達される反射信号のレ
ベルを減衰させることができる。これにより、反射信号
の影響が軽減されるので、出力検出部は差動出力型電力
増幅器の差動出力レベルを正確に検出できる。よって、
差動出力型電力増幅器と平衡−不平衡変換器との間、お
よび、平衡−不平衡変換器とアンテナとの間のインピー
ダンス整合(マッチング)が完全にとれない場合でも、
精度の高い送信電力制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置のブ
ロック構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る無線送信装置の変
形例を示すブロック構成図である。
【図3】平衡用の減衰器の具体例を示す回路図であり、
図3(a)は複数の抵抗を用いた減衰器の回路図、図3
(b)は単一の抵抗からなる減衰器の回路図、図3
(c)は単一の抵抗と直流阻止用コンデンサとからなる
減衰器の回路図である。
【図4】不平衡用の減衰器の具体例を示す図であり、図
4(a)はT型減衰器の回路図、図4(b)はπ型減衰
器の回路図である。
【図5】従来の無線送信装置のブロック構成図である。
【符号の説明】 10 無線送信装置 11 ベースバンド信号生成部 12 変調器 13 周波数変換器 14 送信電力制御機能を備えた前置増幅器 15 差動出力型の電力増幅器 16 平衡−不平衡変換器(バラン) 17 アンテナ 18 出力検出部 19 平衡用の減衰器 20 不平衡用の減衰器 21 電力増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 鉱三 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 塩沢 光一 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 5J090 AA01 AA41 CA21 CA75 FA20 GN01 GN06 HA25 HA29 HA35 KA23 KA53 KA68 MA13 SA14 TA01 5J100 JA01 LA00 QA01 SA01 5J500 AA01 AA41 AC21 AC75 AF20 AH25 AH29 AH35 AK23 AK53 AK68 AM13 AS14 AT01 5K060 BB07 CC04 CC11 HH06 JJ02 JJ24 LL22 LL24

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】差動出力型電力増幅器の差動出力信号を平
    衡−不平衡変換器を介してアンテナへ供給して無線送信
    を行なうとともに、前記差動出力信号の出力レベルを出
    力検出部によって検出して前記差動出力信号の出力レベ
    ルが所定レベルになるようフィードバック制御する無線
    送信装置であって、 前記差動出力型電力増幅器の出力側と前記平衡−不平衡
    変換器の平衡入力側との間に配置された第1の減衰器
    と、 前記平衡−不平衡変換器の不平衡出力側と前記アンテナ
    との間に配置された第2の減衰器とを有することを特徴
    とする無線送信装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の無線送信装置であって、 前記第1の減衰器は、梯子型抵抗回路網型の減衰器であ
    ることを特徴とする無線送信装置。
  3. 【請求項3】請求項1記載の無線送信装置であって、前
    記第1の減衰器は、前記差動出力型電力増幅器の正出力
    側及び負出力側の増 幅器間に接続されたアンバランス吸収用抵抗で構成され
    ていることを特徴とする無線送信装置。
  4. 【請求項4】差動出力型電力増幅器の差動出力信号を平
    衡−不平衡変換器を介してアンテナへ供給して無線送信
    を行なうとともに、前記差動出力信号の出力レベルを出
    力検出部によって検出して前記差動出力信号の出力レベ
    ルが所定レベルになるようフィードバック制御する無線
    送信装置であって、 前記差動出力型電力増幅器の出力側と前記平衡−不平衡
    変換器の平衡入力側との間に配置された第1の減衰器
    と、 前記平衡−不平衡変換器の不平衡出力側と前記アンテナ
    との間に配置された第2の減衰器および電力増幅器とを
    有することを特徴とする無線送信装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005286305A (ja) * 2004-03-02 2005-10-13 Mitsubishi Electric Corp 光半導体装置
KR20060050061A (ko) * 2004-07-20 2006-05-19 소니 가부시끼 가이샤 송신장치
KR101765800B1 (ko) 2015-12-23 2017-08-23 한국과학기술원 노이즈 감쇄 기술에 기반한 초저전력형 불확실-if 수신기 및 이를 이용한 무선신호 수신방법

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