JP2004140445A - 電力合成器、送信機、基地局装置及び電力合成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成し、高効率な電力増幅を行うこと。
【解決手段】電力合成器２０５は、帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻なフィルタである帯域通過フィルタ２５１〜２５４と、サーキュレータ２６１〜２６３とを有し、帯域通過フィルタ２５１と帯域通過フィルタ２５２を、サーキュレータ２６１で接続する。このとき帯域通過フィルタ２５１を通過した搬送波ｆ１が、帯域通過フィルタ２５２の方向へ進行する向きにサーキュレータ２６１を接続する。同様に、サーキュレータ２６１と帯域通過フィルタ２５３を、サーキュレータ２６２で接続し、更に、サーキュレータ２６２と帯域通過フィルタ２５４を、サーキュレータ２６３で接続する。
【選択図】 図２
【解決手段】電力合成器２０５は、帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻なフィルタである帯域通過フィルタ２５１〜２５４と、サーキュレータ２６１〜２６３とを有し、帯域通過フィルタ２５１と帯域通過フィルタ２５２を、サーキュレータ２６１で接続する。このとき帯域通過フィルタ２５１を通過した搬送波ｆ１が、帯域通過フィルタ２５２の方向へ進行する向きにサーキュレータ２６１を接続する。同様に、サーキュレータ２６１と帯域通過フィルタ２５３を、サーキュレータ２６２で接続し、更に、サーキュレータ２６２と帯域通過フィルタ２５４を、サーキュレータ２６３で接続する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数が近接する複数の搬送波の電力合成を行う電力合成器及び電力合成方法、これを用いる送信機、基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信の利用者は増加しており、それらの端末を収容する移動体通信の基地局装置は、複数の搬送波を使用している。
【０００３】
従来において、周波数が近接する複数の搬送波の電力合成には３ｄＢカップラが用いられ、電力増幅器には複数の搬送波を同時増幅するマルチキャリアアンプが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方式では、搬送波を電力合成する毎に３ｄＢの電力損失が発生してしまうため、電力増幅器の電力利得を大幅に増やさなければならないという問題を抱えている。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成し、高効率な電力増幅を行うことができる電力合成器及び電力合成方法、これを用いる送信機、基地局装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力合成器は、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１又は複数のサーキュレータとを有し、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタを第１のサーキュレータで接続し、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続し、第１から第ｎ＋１の帯域フィルタを通過した搬送波を第ｎ＋２の帯域通過フィルタ出力端で全反射させ、第ｎ＋２の帯域通過フィルタを通過した搬送波と合成する構成を採る。
【０００７】
本発明の電力合成器における帯域通過フィルタは、超電導フィルタである構成を採る。
【０００８】
これらの構成により、周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成することができるので、電力増幅器の電力利得を上げる必要が無く、電力増幅器の効率を上げることができる。
【０００９】
本発明の送信機は、単一搬送波をそれぞれ増幅する複数の電力増幅器と、これらの電力増幅器で増幅された各搬送波を合成する上記いずれかの電力合成器と、を具備する構成を採る。
【００１０】
本発明の基地局装置は、単一搬送波をそれぞれ増幅する複数の電力増幅器と、これらの電力増幅器で増幅された各搬送波を合成する上記いずれかの電力合成器と、を具備する構成を採る。
【００１１】
これらの構成により、電力増幅器も狭帯域なシングルキャリアアンプを用いることができる。
【００１２】
本発明の電力合成方法は、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１又は複数のサーキュレータとを有し、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタを第１のサーキュレータで接続し、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続し、複数の搬送波を前記各帯域通過フィルタに入力して電力合成を行う方法を採る。
【００１３】
この方法により、周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成することができるので、電力増幅器の電力利得を上げる必要が無く、電力増幅器の効率を上げることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、周波数が近接する複数の搬送波を、超電導フィルタなどの帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻な帯域通過フィルタに通し、他の帯域通過フィルタを通過した搬送波を全反射させて合成することである。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、キャリア数が「４」の場合を例に説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る電力合成器が搭載される基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す基地局装置１００は、アンテナ１０１と、送受信共用器１０２と、受信ＲＦ部１０３と、送信ＲＦ部１０４と、ベースバンド信号処理部１０５と、有線伝送部１０６とから主に構成される。
【００１８】
送受信共用器１０２は、アンテナ１０１に受信された信号を受信ＲＦ部１０３に出力し、送信ＲＦ部１０４の出力信号をアンテナ１０１から無線送信する。
【００１９】
受信ＲＦ部１０３は、複数の搬送波の受信信号に対して、増幅、分離、ダウンコンバート（ベースバンドへの周波数変換）等の無線処理を施し、ベースバンド信号処理部１０５に出力する。
【００２０】
送信ＲＦ部１０４は、ベースバンド信号処理部１０５の出力信号に対してアップコンバート（無線周波数への周波数変換）、合成、増幅等の無線処理を施し、送受信共用器１０２に出力する。この送信ＲＦ部１０４の中に本実施の形態に係る電力合成器が搭載される。
【００２１】
ベースバンド信号処理部１０５は、受信ＲＦ部１０３から出力された受信信号に対して復調処理、誤り訂正復号化処理等を行い、得られた受信データを有線伝送部１０６に出力する。また、ベースバンド信号処理部１０５は、有線伝送部１０６から出力された送信データに対して誤り訂正符号化処理、フレーム化処理、変調処理等を行い、送信ＲＦ部１０４に出力する。
【００２２】
有線伝送部１０６は、基地局装置と有線接続する図示しない上位局装置とのインターフェースの役割を担う。
【００２３】
次に、送信ＲＦ部１０４の内部構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、送信ＲＦ部１０４は、各系列の送信信号に対してアップコンバートを行う周波数変換器（ＴＸ）２０１〜２０４、各周波数変換器２０１〜２０４から出力された各搬送波を合成する電力合成器２０５と、電力合成器２０５で合成された搬送波を増幅する電力増幅器２０６とを有する。
【００２４】
電力合成器２０５は、帯域通過フィルタ２５１〜２５４と、サーキュレータ２６１〜２６３とを有する。帯域通過フィルタ２５１〜２５４は、超電導フィルタなどの、帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻なフィルタである。
【００２５】
電力合成器２０５において、帯域通過フィルタ２５１と帯域通過フィルタ２５２を、サーキュレータ２６１で接続する。このとき帯域通過フィルタ２５１を通過した搬送波ｆ１が、帯域通過フィルタ２５２の方向へ進行する向きにサーキュレータ２６１を接続する。帯域通過フィルタ２５２の帯域外インピーダンスは無限大になっており、搬送波ｆ１は帯域通過フィルタ２５２の出力端で全反射され、帯域通過フィルタ２５２を通過した搬送波ｆ２と共にサーキュレータ２６１から出力される。従って、サーキュレータ２６１の出力は、搬送波ｆ１とｆ２が電力合成された状態になる。
【００２６】
同様に、サーキュレータ２６１と帯域通過フィルタ２５３を、サーキュレータ２６２で接続することにより、サーキュレータ２６２の出力は、搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３が電力合成された状態になり、更に、サーキュレータ２６２と帯域通過フィルタ２５４を、サーキュレータ２６３で接続すれば、サーキュレータ２６３の出力は、搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が電力合成された状態になる。
【００２７】
このように、周波数が近接する複数の搬送波を帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻な帯域通過フィルタに通し、サーキュレータにより他の帯域通過フィルタを通過した搬送波を全反射させて合成することにより、近接する複数の搬送波を低損失で合成し、高効率な電力増幅を行うことができる。
【００２８】
なお、本発明では、図３に示すように、電力増幅器３０１〜３０４にて周波数変換器２０１〜２０４から出力された各単一搬送波（ｆ１／ｆ２／ｆ３／ｆ４）を増幅し、増幅後に電力合成器２０５にて合成する構成としても良い。
【００２９】
この場合、電力増幅器も狭帯域なシングルキャリアアンプを用いることができるので、電力増幅器自体を高効率化することができ、送信ＲＦ部を更に高効率化することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、キャリア数が「４」の場合を例に説明したが、本発明はキャリア数に限定はない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻な帯域通過フィルタに通し、サーキュレータにより他の帯域通過フィルタを通過した搬送波を全反射させて合成することにより、近接する複数の搬送波を低損失で合成することができるので、電力増幅器の電力利得を上げる必要が無く、電力増幅器の効率を上げることができる。また、サーキュレータにより順次帯域通過フィルタを接続していく構成であるため、搬送波を追加する必要が発生した場合、容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電力合成器が搭載される基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係る電力合成器の内部構成を示すブロック図
【図３】上記実施の形態に係る電力合成器の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０４ 送信ＲＦ部
２０１〜２０４ 周波数変換器
２０５ 電力合成器
２０６、３０１〜３０４ 電力増幅器
２０９ 電力合成器
２５１〜２５４ 帯域通過フィルタ
２６１〜２６３ サーキュレータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数が近接する複数の搬送波の電力合成を行う電力合成器及び電力合成方法、これを用いる送信機、基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信の利用者は増加しており、それらの端末を収容する移動体通信の基地局装置は、複数の搬送波を使用している。
【０００３】
従来において、周波数が近接する複数の搬送波の電力合成には３ｄＢカップラが用いられ、電力増幅器には複数の搬送波を同時増幅するマルチキャリアアンプが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方式では、搬送波を電力合成する毎に３ｄＢの電力損失が発生してしまうため、電力増幅器の電力利得を大幅に増やさなければならないという問題を抱えている。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成し、高効率な電力増幅を行うことができる電力合成器及び電力合成方法、これを用いる送信機、基地局装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力合成器は、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１又は複数のサーキュレータとを有し、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタを第１のサーキュレータで接続し、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続し、第１から第ｎ＋１の帯域フィルタを通過した搬送波を第ｎ＋２の帯域通過フィルタ出力端で全反射させ、第ｎ＋２の帯域通過フィルタを通過した搬送波と合成する構成を採る。
【０００７】
本発明の電力合成器における帯域通過フィルタは、超電導フィルタである構成を採る。
【０００８】
これらの構成により、周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成することができるので、電力増幅器の電力利得を上げる必要が無く、電力増幅器の効率を上げることができる。
【０００９】
本発明の送信機は、単一搬送波をそれぞれ増幅する複数の電力増幅器と、これらの電力増幅器で増幅された各搬送波を合成する上記いずれかの電力合成器と、を具備する構成を採る。
【００１０】
本発明の基地局装置は、単一搬送波をそれぞれ増幅する複数の電力増幅器と、これらの電力増幅器で増幅された各搬送波を合成する上記いずれかの電力合成器と、を具備する構成を採る。
【００１１】
これらの構成により、電力増幅器も狭帯域なシングルキャリアアンプを用いることができる。
【００１２】
本発明の電力合成方法は、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１又は複数のサーキュレータとを有し、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタを第１のサーキュレータで接続し、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続し、複数の搬送波を前記各帯域通過フィルタに入力して電力合成を行う方法を採る。
【００１３】
この方法により、周波数が近接する複数の搬送波を低損失で合成することができるので、電力増幅器の電力利得を上げる必要が無く、電力増幅器の効率を上げることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、周波数が近接する複数の搬送波を、超電導フィルタなどの帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻な帯域通過フィルタに通し、他の帯域通過フィルタを通過した搬送波を全反射させて合成することである。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、キャリア数が「４」の場合を例に説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る電力合成器が搭載される基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す基地局装置１００は、アンテナ１０１と、送受信共用器１０２と、受信ＲＦ部１０３と、送信ＲＦ部１０４と、ベースバンド信号処理部１０５と、有線伝送部１０６とから主に構成される。
【００１８】
送受信共用器１０２は、アンテナ１０１に受信された信号を受信ＲＦ部１０３に出力し、送信ＲＦ部１０４の出力信号をアンテナ１０１から無線送信する。
【００１９】
受信ＲＦ部１０３は、複数の搬送波の受信信号に対して、増幅、分離、ダウンコンバート（ベースバンドへの周波数変換）等の無線処理を施し、ベースバンド信号処理部１０５に出力する。
【００２０】
送信ＲＦ部１０４は、ベースバンド信号処理部１０５の出力信号に対してアップコンバート（無線周波数への周波数変換）、合成、増幅等の無線処理を施し、送受信共用器１０２に出力する。この送信ＲＦ部１０４の中に本実施の形態に係る電力合成器が搭載される。
【００２１】
ベースバンド信号処理部１０５は、受信ＲＦ部１０３から出力された受信信号に対して復調処理、誤り訂正復号化処理等を行い、得られた受信データを有線伝送部１０６に出力する。また、ベースバンド信号処理部１０５は、有線伝送部１０６から出力された送信データに対して誤り訂正符号化処理、フレーム化処理、変調処理等を行い、送信ＲＦ部１０４に出力する。
【００２２】
有線伝送部１０６は、基地局装置と有線接続する図示しない上位局装置とのインターフェースの役割を担う。
【００２３】
次に、送信ＲＦ部１０４の内部構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、送信ＲＦ部１０４は、各系列の送信信号に対してアップコンバートを行う周波数変換器（ＴＸ）２０１〜２０４、各周波数変換器２０１〜２０４から出力された各搬送波を合成する電力合成器２０５と、電力合成器２０５で合成された搬送波を増幅する電力増幅器２０６とを有する。
【００２４】
電力合成器２０５は、帯域通過フィルタ２５１〜２５４と、サーキュレータ２６１〜２６３とを有する。帯域通過フィルタ２５１〜２５４は、超電導フィルタなどの、帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻なフィルタである。
【００２５】
電力合成器２０５において、帯域通過フィルタ２５１と帯域通過フィルタ２５２を、サーキュレータ２６１で接続する。このとき帯域通過フィルタ２５１を通過した搬送波ｆ１が、帯域通過フィルタ２５２の方向へ進行する向きにサーキュレータ２６１を接続する。帯域通過フィルタ２５２の帯域外インピーダンスは無限大になっており、搬送波ｆ１は帯域通過フィルタ２５２の出力端で全反射され、帯域通過フィルタ２５２を通過した搬送波ｆ２と共にサーキュレータ２６１から出力される。従って、サーキュレータ２６１の出力は、搬送波ｆ１とｆ２が電力合成された状態になる。
【００２６】
同様に、サーキュレータ２６１と帯域通過フィルタ２５３を、サーキュレータ２６２で接続することにより、サーキュレータ２６２の出力は、搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３が電力合成された状態になり、更に、サーキュレータ２６２と帯域通過フィルタ２５４を、サーキュレータ２６３で接続すれば、サーキュレータ２６３の出力は、搬送波ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４が電力合成された状態になる。
【００２７】
このように、周波数が近接する複数の搬送波を帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻な帯域通過フィルタに通し、サーキュレータにより他の帯域通過フィルタを通過した搬送波を全反射させて合成することにより、近接する複数の搬送波を低損失で合成し、高効率な電力増幅を行うことができる。
【００２８】
なお、本発明では、図３に示すように、電力増幅器３０１〜３０４にて周波数変換器２０１〜２０４から出力された各単一搬送波（ｆ１／ｆ２／ｆ３／ｆ４）を増幅し、増幅後に電力合成器２０５にて合成する構成としても良い。
【００２９】
この場合、電力増幅器も狭帯域なシングルキャリアアンプを用いることができるので、電力増幅器自体を高効率化することができ、送信ＲＦ部を更に高効率化することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、キャリア数が「４」の場合を例に説明したが、本発明はキャリア数に限定はない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帯域内損失が少なく帯域外減衰特性が急峻な帯域通過フィルタに通し、サーキュレータにより他の帯域通過フィルタを通過した搬送波を全反射させて合成することにより、近接する複数の搬送波を低損失で合成することができるので、電力増幅器の電力利得を上げる必要が無く、電力増幅器の効率を上げることができる。また、サーキュレータにより順次帯域通過フィルタを接続していく構成であるため、搬送波を追加する必要が発生した場合、容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電力合成器が搭載される基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態に係る電力合成器の内部構成を示すブロック図
【図３】上記実施の形態に係る電力合成器の内部構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０４ 送信ＲＦ部
２０１〜２０４ 周波数変換器
２０５ 電力合成器
２０６、３０１〜３０４ 電力増幅器
２０９ 電力合成器
２５１〜２５４ 帯域通過フィルタ
２６１〜２６３ サーキュレータ
Claims (5)
- 互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１又は複数のサーキュレータとを有し、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタを第１のサーキュレータで接続し、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続し、第１から第ｎ＋１の帯域フィルタを通過した搬送波を第ｎ＋２の帯域通過フィルタ出力端で全反射させ、第ｎ＋２の帯域通過フィルタを通過した搬送波と合成することを特徴とする電力合成器。
- 帯域通過フィルタは、超電導フィルタであることを特徴とする請求項１記載の電力合成器。
- 単一搬送波をそれぞれ増幅する複数の電力増幅器と、これらの電力増幅器で増幅された各搬送波を合成する請求項１又は請求項２のいずれかに記載の電力合成器と、を具備することを特徴とする送信機。
- 単一搬送波をそれぞれ増幅する複数の電力増幅器と、これらの電力増幅器で増幅された各搬送波を合成する請求項１又は請求項２に記載の電力合成器と、を具備することを特徴とする基地局装置。
- 互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１又は複数のサーキュレータとを有し、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタを第１のサーキュレータで接続し、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続し、複数の搬送波を前記各帯域通過フィルタに入力して電力合成を行うことを特徴とする電力合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002300721A JP2004140445A (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 電力合成器、送信機、基地局装置及び電力合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002300721A JP2004140445A (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 電力合成器、送信機、基地局装置及び電力合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004140445A true JP2004140445A (ja) | 2004-05-13 |
Family
ID=32449334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002300721A Pending JP2004140445A (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 電力合成器、送信機、基地局装置及び電力合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004140445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016184856A (ja) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 三菱電機株式会社 | 周波数帯域合成増幅器 |
| US10250204B2 (en) | 2015-06-08 | 2019-04-02 | Nec Corporation | Power amplification device and television signal transmission system |
| US10361661B2 (en) | 2015-09-01 | 2019-07-23 | Nec Corporation | Power amplification apparatus and television signal transmission system |
-
2002
- 2002-10-15 JP JP2002300721A patent/JP2004140445A/ja active Pending
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
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| US10587230B2 (en) | 2015-06-08 | 2020-03-10 | Nec Corporation | Power amplification device and television signal transmission system |
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