JP2005005834A

JP2005005834A - 送信機

Info

Publication number: JP2005005834A
Application number: JP2003164744A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sugiyama; 茂杉山
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】無線機におけるカーテシアンループ方式送信機において、電力増幅器の利得の温度変化による隣接チャネルへの悪影響や、検波ダイオードの検波電圧の温度変化による不法電波の送信、および通信障害を防ぐ。
【解決手段】温度センサ２７の出力を基に順方向利得制御回路２６は可変アッテネータ１３に対し電力増幅器１５の利得の温度特性を補正する様に制御し、歪改善量を一定に保つ。また、温度センサ２７の出力を基に電力制御回路２５は可変アッテネータ１８に対し検波ダイオード２４の検波電圧の温度特性を補正する様に制御し、送信電力を一定に保つ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線送信機における増幅器の歪補償の一方式であるカーテシアンループ方式の送信機に関し、更に詳しくは、カーテシアンループ方式送信機における温度変化による性能劣化を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例を図２により説明する。
【０００３】
同相成分入力端子１より入力された同相成分ベースバンド信号Ｉは、加算器２と誤差増幅器３を経由し直交変調器９の変調器４に入力され、同様に、直交成分入力端子５より入力された直交成分ベースバンド信号Ｑは、加算器６と誤差増幅器７を経由し直交変調器９の変調器８に入力される。直交変調器９は、変調器４、変調器８、０°／９０°移相器１０、および加算器１１から構成される。発振器１２で作られた搬送波Ｌｏ信号は、０°／９０°移相器１０により同相成分ＬｏＩと直交成分ＬｏＱに分けられ、それぞれ変調器４、変調器８に入力される。変調器４および変調器８により変調されたそれぞれの出力は、加算器１１で加算され、直交変調が行われる。直交変調器９で直交変調された送信信号は、可変アッテネータ１３を経て、フィルタ１４にて不要成分を除去された後、電力増幅器１５により所要電力まで増幅され、カプラ１６を経てアンテナ１７から出力される。
【０００４】
一方、カプラ１６は送信信号の一部を取り出し、取り出された信号は、可変アッテネータ１８を経て、直交復調器１９の復調器２０および復調器２１に入力される。直交復調器１９は、復調器２０、復調器２１、および０°／９０°移相器２２から構成される。発振器１２で発生させ可変移相器２３を経た帰還部用搬送波Ｌｏ’は、０°／９０°移相器２２により、同相成分Ｌｏ’Ｉと直交成分Ｌｏ’Ｑに分けられ、それぞれ復調器２０、復調器２１に入力され、帰還方向同相成分ベースバンド信号Ｉｒと帰還方向直交成分ベースバンド信号Ｑｒが、直交復調器１９から出力される。加算器２に帰還方向同相成分ベースバンド信号Ｉｒが入力されると、同相成分ベースバンド信号ＩはＩｒだけ減算され誤差増幅器３に出力する。同様に、加算器６に帰還方向直交成分ベースバンド信号Ｑｒが入力されると、直交成分ベースバンド信号ＱはＱｒだけ減算され誤差増幅器７に出力する。
【０００５】
以上の構成により負帰還ループが形成され、電力増幅器１５で生じる歪みの補正が行われる。ここで、順方向利得をＡ、帰還方向利得をβとすると、歪改善量は｜１＋Ａ・β｜≒Ａ・β（∵Ａ・β≫１）となる。可変アッテネータ１３は、順方向利得制御回路２６によりあらかじめ適切な減衰量に設定し、順方向利得Ａを得るようにする。
【０００６】
また、カプラ１６の出力は、検波ダイオード２４により高周波電力に応じた電圧に変換され、電力制御回路２５を経て、可変アッテネータ１８を制御する。電力制御回路２５は、検波ダイオード２４の出力電圧が規定の電圧になる様に可変アッテネータ１８を制御し、送信出力電力を一定に保つ働きをする。
【０００７】
上記のように、順方向部および帰還部に可変アッテネータを有し、送信出力電力を一定に保つようにそれぞれの可変アッテネータを制御するカーテシアンループ方式の送信機として、例えば、特許文献１のようなものがる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３１９８７０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述の従来技術では、温度による電力増幅器の利得の変化が生じた場合、適正な歪改善量が得られず、歪による隣接チャネルへの妨害を生じる。例えば、順方向利得Ａ＝７０ｄＢ、帰還方向利得β＝−４０ｄＢの場合、歪改善量としてＡ・β＝３０ｄＢ得られるが、温度変化により順方向利得Ａが下がりＡ＝６５ｄＢとなった場合、Ａ・β＝２５ｄＢと歪改善量が５ｄＢ低下してしまう。
【００１０】
また、温度による検波ダイオードの検波電圧の変化が生じた場合、適正な送信出力の制御が出来なくなってしまい、違法電波である規定値以上の送信出力を行ったり、十分な送信出力が得られず通信障害を生じたりする。
【００１１】
本発明の目的は、温度変化による性能の低下を軽減したカーテシアンループ方式送信機を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のカーテシアンループ方式送信機は、増幅器および検波部の温度を検知する温度検知手段を少なくとも１つ備え、増幅器の利得が温度変化によらず一定になるように順方向部の可変減衰器を制御する手段と、検波部の温度特性を補正し出力電力が一定になるように帰還方向部の可変減衰器を制御する手段とを具備するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例を図１により説明する。
【００１４】
同相成分入力端子１より入力された同相成分ベースバンド信号Ｉは、加算器２と誤差増幅器３を経由し変調器４に入力され、同様に、直交成分入力端子５より入力された直交成分ベースバンド信号Ｑは、加算器６と誤差増幅器７を経由し、変調器８に入力される。直交変調器９は、変調器４、変調器８、０°／９０°移相器１０、および加算器１１から構成され、発振器１２で作られた搬送波Ｌｏ信号は、０°／９０°移相器１０により同相成分ＬｏＩと直交成分ＬｏＱに分けられ、それぞれ変調器４、変調器８に入力され、それらの出力は加算器１１で加算され、直交変調が行われる。直交変調器９で直交変調された送信信号は、可変アッテネータ１３を経てフィルタ１４にて不要成分を除去された後、電力増幅器１５により所要電力まで増幅され、カプラ１６を経てアンテナ１７から出力される。
【００１５】
一方、カプラ１６により取り出された送信信号の一部は、可変アッテネータ１８を経て直交復調器１９に入力される。直交復調器１９は、復調器２０、復調器２１、および０°／９０°移相器２２から構成される。発振器１１で発生させ可変移相器２３を経た帰還部用搬送波Ｌｏ’は、０°／９０°移相器２２により同相成分Ｌｏ’Ｉと直交成分Ｌｏ’Ｑに分けられ、それぞれ復調器２０、復調器２１に入力され、帰還方向同相成分ベースバンド信号Ｉｒと帰還方向直交成分ベースバンド信号Ｑｒが、直交復調器１９から出力される。加算器２に帰還方向同相成分ベースバンド信号Ｉｒが入力されると、同相成分ベースバンド信号ＩはＩｒだけ減算され、誤差増幅器３へ出力される。同様に、加算器６に帰還方向直交成分ベースバンド信号Ｑｒが入力されると、直交成分ベースバンド信号ＱはＱｒだけ減算され、誤差増幅器７へ出力される。可変アッテネータ１３は、順方向利得制御回路２９によりあらかじめ適切な減衰量に設定され、適切な順方向利得が得られるようにする。
【００１６】
また、カプラ１６の出力は、検波ダイオード２４により高周波電力に応じた電圧に変換され、電力制御回路２８を経て、可変アッテネータ１８を制御する。電力制御回路２８は、検波ダイオード２４の出力電圧が規定の電圧になる様に可変アッテネータを制御し、送信出力電力を一定に保つ働きをする。
【００１７】
ここで、電力増幅器１５の利得が図３の実線に示すような温度特性をもっている場合、その温度特性を補正する様に順方向利得制御回路２９を動作させる。図３に示す例では、−２０℃における利得が＋２５℃に比べ３ｄＢ低下している。この低下を補うためには、順方向の利得を温度により一点鎖線のように補正し、補正後の利得特性を温度に係わらず一定にする必要がある。このため、可変アッテネータ１３の減衰量を、図４に示すように温度による電力増幅器のゲイン変動を補正するよう、順方向利得制御回路２９により可変アッテネータ１３を制御する。
【００１８】
図５に順方向制御回路２６の一例を示す。この例の順方向制御回路は、アナログ・デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄコンバータと称する）３０と、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、デジタル・アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａコンバータと称する）３３により構成されている。以下、動作を説明する。
【００１９】
温度センサ２７から出力された温度に応じた電圧は、Ａ／Ｄコンバータ３０でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３１に入力される。ＲＯＭ３２には図４に示す減衰量の補正データが記憶されており、ＣＰＵ３１は、常温時の減衰量に現在の温度に対応した補正データを加減することにより、可変アッテネータ１３の制御信号を補正する。ＣＰＵ３１から出力されたデジタルの補正信号は、Ｄ／Ａコンバータ３３によりアナログの制御電圧に変換され、可変アッテネータ１３の減衰量を制御する。
【００２０】
以下、本発明の第２の実施例を説明する。
第２の実施例は、検波ダイオード２４が温度特性をもっている場合の補正方法に関するものである。
【００２１】
検波ダイオード２４の検波電圧が図６の様な温度特性をもっている場合、温度補正を行わないと送信出力電力は図７のような特性になってしまい、送信出力電力は一定ではなくなる。その温度特性を補正し、送信出力電力が一定になるように電力制御回路２８を動作させる。図６の例では、＋２５℃での規定電力時の検波電圧が１．２Ｖであるので、温度センサ２７からの温度に応じた電圧を基に、電力制御回路２８により検波出力が１．２Ｖになるように可変アッテネータ１８を制御する。また、−２０℃での規定電力時の検波電圧が１．０Ｖであるので、温度センサ２７からの温度に応じた電圧を基に、電力制御回路２８により検波出力が１．０Ｖになるように可変アッテネータ１８を制御する。
【００２２】
図８に電力制御回路２８の一例を示す。この例の電力制御回路は、２つのＡ／Ｄコンバータ３４、３６と、ＣＰＵ３５と、ＲＯＭ３７と、Ｄ／Ａコンバータ３８により構成されている。以下、動作を説明する。
【００２３】
検波ダイオード２４から出力された検波電圧は、Ａ／Ｄコンバータ３４でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３５に入力される。また、温度センサ２７から出力された温度に応じた電圧は、Ａ／Ｄコンバータ３６でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ３５に入力される。ＲＯＭ３７には図６に示される検波ダイオード２４の検波出力の温度特性が記憶されており、ＣＰＵ３５は、このＲＯＭ３７を用いて、温度センサ２７からの温度情報を基に、現在の温度における規定電力の検波電圧値を求める。更にＣＰＵ３５は、検波ダイオード２４からの検波電圧が、求められた検波電圧値と同じレベルになるよう、可変アッテネータ１８への制御信号を生成する。ＣＰＵ３５から出力されたデジタルの制御信号は、Ｄ／Ａコンバータ３８によりアナログの制御電圧に変換され、可変アッテネータ１８の減衰量を制御する。
【００２４】
以下、本発明の第３の実施例を説明する。
第３の実施例は、電力増幅器の利得が温度特性をもっている場合と、検波ダイオード２４が温度特性をもっている場合の補正方法に関するものである。
【００２５】
電力増幅器１５の利得が図３の実線に示すような温度特性をもっている場合、その温度特性を補正する様に順方向利得制御回路２９を動作させる。図３に示す例では、−２０℃における利得が＋２５℃に比べ３ｄＢ低下している。この低下を補うためには、順方向の利得を温度により一点鎖線のように補正し、補正後の利得特性を温度に係わらず一定にする必要がある。このため、可変アッテネータ１３の減衰量を、図４に示すように温度による電力増幅器のゲイン変動を補正するよう、順方向利得制御回路２９により可変アッテネータ１３を制御する。
【００２６】
また、検波ダイオード２４の検波電圧が図６の様な温度特性をもっている場合、温度補正を行わないと送信出力電力は図７のような特性になってしまい、送信出力電力は一定ではなくなる。その温度特性を補正し、送信出力電力が一定になるように電力制御回路２８を動作させる。図６の例では、＋２５℃での規定電力時の検波電圧が１．２Ｖであるので、温度センサ２７からの温度に応じた電圧を基に、電力制御回路２８により検波出力が１．２Ｖになるように可変アッテネータ１８を制御する。また、−２０℃での規定電力時の検波電圧が１．０Ｖであるので、温度センサ２７からの温度に応じた電圧を基に、電力制御回路２８により検波出力が１．０Ｖになるように可変アッテネータ１８を制御する。
【００２７】
なお、上記実施例では、１つの温度センサにより電力制御回路２８と順方向利得制御回路２９を制御しているが、電力制御回路２８、順方向利得制御回路２９それぞれの回路付近に別々に２つの温度センサを配置し、それぞれの温度センサにより電力制御回路２８、順方向利得制御回路２９を制御してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明よれば、電力増幅器や検波ダイオードの温度による変化の影響を受けず、安定したカーテシアンループ方式の送信機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図。
【図２】従来例を示すブロック図。
【図３】電力増幅器の送信出力の温度特性。
【図４】可変アッテネータの温度補正特性。
【図５】順方向利得制御回路。
【図６】検波ダイオードの検波出力の温度特性。
【図７】送信出力電力の温度特性。
【図８】電力制御回路。
【符号の説明】１：同相成分入力端子、２：加算器、３：誤差増幅器、４：変調器、５：直交成分入力端子、６：加算器、７：誤差増幅器、８：変調器、９：直交変調器、１０：０°／９０°移相器、１１：加算器、１２：発振器、１３：可変アッテネータ、１４：フィルタ、１５：電力増幅器、１６：カプラ、１７：アンテナ、１８：可変アッテネータ、１９：直交復調器、２０：復調器、２１：復調器、２２：０°／９０°移相器、２３：可変移相器、２４：検波ダイオード、２５：電力制御回路、２６：順方向利得制御回路、２７：温度センサ、２８：電力制御回路、２９：順方向利得制御回路、３０：Ａ／Ｄコンバータ、３１：ＣＰＵ、３２：ＲＯＭ、３３：Ｄ／Ａコンバータ、３４，３６：Ａ／Ｄコンバータ、３５：ＣＰＵ、３７：ＲＯＭ、３８：Ｄ／Ａコンバータ。

Claims

第１の可変減衰器と増幅器を含む順方向部と、第２の可変減衰器を含む帰還方向部と、前記順方向部の出力信号を分離し前記帰還方向部へ出力する分離手段と、該分離手段により分離された出力信号のレベルを検出する検波部と、前記順方向部の入力信号と前記帰還方向部の出力信号を加算し前記順方向部へ出力する加算器とから少なくとも構成され、前記増幅器の歪補償を行う送信機において、
前記増幅器および前記検波部の温度を検知する温度検知手段を少なくとも１つ備え、前記増幅器の利得が前記温度変化によらず一定になるように第１の可変減衰器を制御する手段と、前記検波部の温度特性を補正し出力電力が一定になるように第２の可変減衰器を制御する手段とを具備することを特徴とする送信機。