【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波増幅回路に関し、更に詳しくは、基準信号発振器の出力である基準信号を温度可変型減衰器を備える高周波増幅回路に注入して入力の主信号と共に増幅し、その増幅出力から抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高周波増幅回路は移動通信システムにおける基地局の受信回路に使用されるが、基地局が設置されるような屋外では環境温度が広範囲に変化するため、増幅回路に温度可変型減衰器を挿入して温度による利得の変動を抑制している。図４に従来の典型的な高周波増幅回路の構成を示す。
【０００３】
図において、５６は高周波増幅回路、Ａは３段に設けられたアンプ、５７は温度に応じて減衰量が変化する温度可変型減衰器（ＴＨＰ）、５１ａ，５１ｂは増幅回路５６のインピーダンス特性を改善するためのアイソレータ（ＩＳＯ）、５３は増幅回路５６の利得変動を環視するための基準信号ＰＳを発生する基準信号発生部、５４は所定周波数の高周波信号を発生する発振器、５５は発振器５４の出力信号を所定の振幅に増幅して基準信号ＰＳとなす増幅器、５２は受信信号ＲＦｉｎに基準信号ＰＳを注入するための方向性結合器（ＣＵＰ）、５８は高周波増幅器５６の出力から基準信号成分を抽出する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、５９は基準信号成分の電力を検出する検出回路（ＤＥＴ）である。なお、挿入図（ａ）に受信信号ＲＦと基準信号ＰＳの一例の周波数帯域を示す。
【０００４】
受信信号ＲＦｉｎと基準信号ＰＳとは共通の高周波増幅回路５６で増幅されると共に、アンプＡの利得−温度特性を温度可変型減衰器５７で相殺することにより、環境温度の変動によらず、利得一定制御を実現している。
【０００５】
なお、上記以外にも、基地局ではフィードフォワード増幅器が使用されておれ、該増幅器では、主信号にパイロット信号を注入して増幅すると共に、主増幅器で生じる非線形歪成分を抽出し、これを主増幅器の出力に再注入して該歪成分を除去することにより、広帯域に渡る良好な線形性を実現している（例えば特許文献１）。
【０００６】
以上において、従来は、高周波増幅回路５６そのものの温度依存性は補償するように考慮されているが、基準信号発生部５３の温度依存性については別段の考慮がされていなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３５０３４５号公報（要約，図）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際上、屋外の環境温度は極めて広範囲（−１０〜８０°Ｃ等）に変化するため、基準信号発生部５３の温度依存性を無視できない。即ち、温度変動によりもし発信器５４の発振周波数が変化すると、ＢＰＦ５８で抽出される基準信号成分が変化するため、高周波増幅回路５６の利得変動と区別がつかなくなり、正しく監視できない。また、温度変動により増幅器５５の利得が変化すると、ＣＵＰ５２に注入される基準信号ＰＳのパワーが変化するため、高周波増幅回路５６の利得変動と区別がつかなくなり、正しく監視できない。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、環境温度が大きく変動しても、利得の変動を適正に監視できる高周波増幅回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）の高周波増幅回路は、基準信号発振器２０の出力である基準信号ＰＳを温度可変型減衰器１４を備える高周波増幅回路１３に注入して入力の主信号ＲＦｉｎと共に増幅し、その増幅出力ＲＦｏｕｔから抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路１３の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、前記温度可変型減衰器１４の一方の端子に直流電圧ＶＤＣを印加し、該減衰器を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器２０の利得制御端子にフィードバックしたものである。
【００１１】
本発明（１）によれば、高周波増幅回路１３の環境温度が大幅に変化しても、基準信号発振器２０の利得を一定に維持できるため、高周波増幅回路１３の温度による利得変動を適正に監視できる。また、既存の温度可変型減衰器１４を有効利用することにより、利得変動補償用のフィードバック回路を廉価に構成できる。
【００１２】
また、本発明（２）の高周波増幅回路は、基準信号発振器２０の出力である基準信号ＰＳを温度可変型減衰器１４を備える高周波増幅回路１３に注入して入力の主信号ＲＦｉｎと共に増幅し、その増幅出力ＲＦｏｕｔから抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路１３の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、前記温度可変型減衰器１４の一方の端子に直流電圧ＶＤＣを印加し、該減衰器１４を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器２０の周波数制御端子にフィードバックしたものである。
【００１３】
本発明（２）によれば、高周波増幅回路１３の環境温度が大幅に変化しても、基準信号発振器２０の発振周波数を一定に維持できるため、高周波増幅回路１３の温度による利得変動を適正に監視できる。また、既存の温度可変型減衰器１４を有効利用することにより、周波数変動補償用のフィードバック回路を廉価に構成できる。
【００１４】
本発明（３）では、上記本発明（１）又は（２）において、基準信号発振器の後段にＰＬＬ回路を備え、基準信号の周波数を可変に構成したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００１６】
図２は第１の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図で、本発明の移動通信システムにおける基地局受信回路への適用例を示している。図において、１３は高周波増幅回路、Ａは例えば３段に設けられたアンプ、１４は温度に応じて減衰量が変化する温度可変型減衰器（ＴＨＰ）、ＴＨはその感温素子（サーミスタ等）、１１ａ，１１ｂは増幅回路１３のインピーダンス特性を改善するためのアイソレータ（ＩＳＯ）、２０ａは高周波増幅回路１３の利得変動を環視するための基準信号ＰＳを発生する基準信号発生部、２１は所定周波数（例えば２ＧＨｚ）の高周波信号を発生する周波数可変な発振器、２４は発振器２１の出力信号を所定の振幅に増幅して基準信号ＰＳとなす利得可変な増幅器、Ａは２段に設けられたアンプ、ＡＴＴは可変減衰器、１２は主信号である受信信号ＲＦｉｎ（例えば１９４０〜１９６０ＭＨｚ）に基準信号ＰＳを注入する方向性結合器（ＣＵＰ）である。なお、図示しないが、高周波増幅器１３の出力から基準信号成分を抽出して該基準信号成分の電力（レベル）を検出するための検出回路（ＤＥＴ）を備える。
【００１７】
係る構成により、入力の主信号ＲＦｉｎに基準信号ＰＳを注入して共通の高周波増幅回路１３により増幅すると共に、アンプＡの利得温度特性をＴＨＰ１４の減衰温度特性で相殺することにより、環境温度によらず所要の増幅特性を維持可能としている。但し、そのためには基準信号ＰＳの周波数や利得の温度による変動を十分に抑制する必要がある。
【００１８】
挿入図（ａ）に発信器２１の典型的な温度−発振周波数特性を点線で示す。この発信器２１の発振周波数ｆＰＳは、環境温度が上がると低くなり、環境温度が下がると高くなる傾向にある。これは、発信器の一般的な特性でもある。挿入図（ｂ）に増幅器２４を構成するアンプＡの典型的な温度−利得特性を点線で示す。このアンプＡの利得ＰＷＰＳは、環境温度が上がると低くなり、環境温度が下がると高くなる傾向にある。これは、アンプの一般的な特性でもある。
【００１９】
本実施の形態では、基準信号ＰＳの温度による変動を抑制するためにＴＨＰ１４の感温特性を有効に利用する。即ち、ＴＨＰ１４の一方の端子に一定の直流電圧ＶＤＣを印加し、もう一方の端子からは感温度素ＴＨを経由した直流電圧ＤＣｏｕｔを抽出する。ここで、Ｌ，Ｃは高周波信号を阻止するために設けられる。
【００２０】
挿入図（ｃ）にＤＣｏｕｔの温度特性を示す。このＤＣｏｕｔは、環境温度が上がると高くなり、環境温度が下がると低くなる傾向にある。このＤＣｏｕｔをオフセット調整及び増幅して基準信号発生部２０ａにフィードバックすることにより、基準信号ＰＳを温度によらず一定に維持する。
【００２１】
即ち、利得補償回路３０では、ＤＣｏｕｔをオフセット調整回路３１でオフセット調整し、その出力を利得調整回路３２で利得調整すると共に、得られた利得制御用信号ＰＷｃｏｎｔで減衰器ＡＴＴの減衰量を制御することにより、広範囲な温度環境下でも増幅器２４の温度−利得特性がフラットになるように補償する。これを挿入図（ｂ）の実線で示す。
【００２２】
一方、周波数補償回路４０では、ＤＣｏｕｔをオフセット調整回路４１でオフセット調整し、その出力を利得調整回路４２で利得調整すると共に、得られた周波数制御用信号ｆｃｏｎｔで発振器２１の発振周波数ｆＰＳを制御することにより、広範囲な温度環境下でも発振器２１の温度−周波数特性がフラットになるように補償する。これを挿入図（ａ）の実線で示す。以上により、屋外環境においても基準信号発生部２０ａの発振周波数及び出力電力の温度補償が可能となる。
【００２３】
図３は第２の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図で、基準信号発生部２０の発振周波数を所望に変更可能な場合を示している。図において、２０ｂは第２の実施の形態による基準信号発生部、２２は位相同期ループ（ＰＬＬ）、２３は電圧制御発振器（ＶＣＯ）である。その他の構成については、上記図２で述べたものと同様でよい。本第２の実施の形態では、ＰＬＬ回路の併用により外部からの周波数選択制御に従って各種周波数の基準信号ＰＳが極めて高安定に得られる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では本発明の基地局における高周波受信回路への適用例を示したが、これに限らない。本発明はフィードフォワード増幅器に注入するパイロット信号の温度安定化にも利用できることは言うまでもない。
【００２５】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、温度変化の激しい屋外環境下でも高周波増幅器の利得変動を監視するための基準信号を、正常に精度よく動作させる事が可能となるため、移動体通信システムの信頼性向上に寄与する所が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図である。
【図３】第２の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１１ アイソレータ（ＩＳＯ）
１２ 方向性結合器（ＣＵＰ）
１３ 高周波増幅回路
１４ 温度可変型減衰器（ＴＨＰ）
２０ 基準信号発生部
２１ 発振器
２４ 増幅器
３０ 利得補償回路
３１ オフセット調整回路
３２ 利得調整回路
４０ 周波数補償回路
４１ オフセット調整回路
４２ 利得調整回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency amplifier circuit, and more specifically, a reference signal that is an output of a reference signal oscillator is injected into a high-frequency amplifier circuit equipped with a variable temperature attenuator, amplified together with an input main signal, and extracted from the amplified output. The present invention relates to a high frequency amplifier circuit that monitors a gain variation due to temperature of the high frequency amplifier circuit by monitoring a reference signal level.
[0002]
[Prior art]
This type of high-frequency amplifier circuit is used in a receiver circuit of a base station in a mobile communication system. However, since the ambient temperature changes over a wide range outdoors where the base station is installed, a variable temperature attenuator is installed in the amplifier circuit. Insertion suppresses fluctuations in gain due to temperature. FIG. 4 shows a configuration of a conventional typical high-frequency amplifier circuit.
[0003]
In the figure, 56 is a high-frequency amplifier circuit, A is an amplifier provided in three stages, 57 is a temperature variable attenuator (THP) whose attenuation changes according to temperature, and 51a and 51b are impedance characteristics of the amplifier circuit 56. An isolator (ISO) for improvement, 53 is a reference signal generator for generating a reference signal PS for monitoring the gain fluctuation of the amplifier circuit 56, 54 is an oscillator for generating a high-frequency signal of a predetermined frequency, and 55 is an oscillator 54 An amplifier that amplifies the output signal to a predetermined amplitude to become a reference signal PS, 52 is a directional coupler (CUP) for injecting the reference signal PS into the received signal RFin, and 58 is a reference signal component from the output of the high-frequency amplifier 56 Reference numeral 59 denotes a band-pass filter (BPF) for extracting the reference signal component, and 59 is a detection circuit (DET) for detecting the power of the reference signal component. Note that inset (a) shows an example frequency band of the received signal RF and the reference signal PS.
[0004]
The reception signal RFin and the reference signal PS are amplified by a common high-frequency amplifier circuit 56, and the gain-temperature characteristic of the amplifier A is canceled by the temperature variable attenuator 57, so that the gain can be obtained regardless of the environmental temperature fluctuation. Achieves constant control.
[0005]
In addition to the above, a feed-forward amplifier is used in the base station. The amplifier injects a pilot signal into the main signal and amplifies it, and extracts a nonlinear distortion component generated in the main amplifier. Good linearity over a wide band is realized by reinjecting the output of the amplifier to remove the distortion component (for example, Patent Document 1).
[0006]
In the above description, conventionally, consideration has been given to compensate for the temperature dependence of the high-frequency amplifier circuit 56 itself, but no special consideration has been given to the temperature dependence of the reference signal generator 53.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-6-350345 (summary, figure).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in practice, since the outdoor environmental temperature changes in a very wide range (−10 to 80 ° C. or the like), the temperature dependence of the reference signal generator 53 cannot be ignored. That is, if the oscillation frequency of the transmitter 54 changes due to a temperature change, the reference signal component extracted by the BPF 58 changes, so that it cannot be distinguished from the gain change of the high-frequency amplifier circuit 56 and cannot be monitored correctly. Further, when the gain of the amplifier 55 changes due to temperature fluctuation, the power of the reference signal PS injected into the CUP 52 changes, so that it cannot be distinguished from the gain fluctuation of the high-frequency amplifier circuit 56 and cannot be monitored correctly.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a high-frequency amplifier circuit capable of appropriately monitoring the gain variation even when the environmental temperature varies greatly.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by the configuration of FIG. That is, the high frequency amplifier circuit of the present invention (1) injects the reference signal PS, which is the output of the reference signal oscillator 20, into the high frequency amplifier circuit 13 including the temperature variable attenuator 14, and amplifies it together with the input main signal RFin. In the high-frequency amplifier circuit that monitors the gain fluctuation due to the temperature of the high-frequency amplifier circuit 13 by monitoring the reference signal level extracted from the amplified output RFout, the DC voltage VDC is applied to one terminal of the temperature variable attenuator 14. The DC voltage output from the other terminal via the attenuator is fed back to the gain control terminal of the reference signal oscillator 20.
[0011]
According to the present invention (1), the gain of the reference signal oscillator 20 can be kept constant even when the environmental temperature of the high-frequency amplifier circuit 13 changes significantly. it can. Further, by effectively utilizing the existing temperature variable attenuator 14, a feedback circuit for gain fluctuation compensation can be constructed at low cost.
[0012]
The high frequency amplifier circuit according to the present invention (2) injects the reference signal PS, which is the output of the reference signal oscillator 20, into the high frequency amplifier circuit 13 having the temperature variable attenuator 14, and amplifies it together with the input main signal RFin. In the high-frequency amplifier circuit that monitors the gain fluctuation due to the temperature of the high-frequency amplifier circuit 13 by monitoring the reference signal level extracted from the amplified output RFout, the DC voltage VDC is applied to one terminal of the temperature variable attenuator 14. The DC voltage output from the other terminal via the attenuator 14 is fed back to the frequency control terminal of the reference signal oscillator 20.
[0013]
According to the present invention (2), since the oscillation frequency of the reference signal oscillator 20 can be kept constant even if the environmental temperature of the high frequency amplifier circuit 13 changes significantly, the gain fluctuation due to the temperature of the high frequency amplifier circuit 13 can be appropriately controlled. Can be monitored. Further, by effectively using the existing variable temperature attenuator 14, a feedback circuit for compensating for frequency fluctuation can be constructed at a low cost.
[0014]
In the present invention (3), in the present invention (1) or (2), a PLL circuit is provided in the subsequent stage of the reference signal oscillator, and the frequency of the reference signal is configured to be variable.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals denote the same or corresponding parts throughout the drawings.
[0016]
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the high-frequency receiving circuit according to the first embodiment, and shows an application example to the base station receiving circuit in the mobile communication system of the present invention. In the figure, 13 is a high-frequency amplifier circuit, A is an amplifier provided in, for example, three stages, 14 is a temperature variable attenuator (THP) whose attenuation changes according to temperature, and TH is a temperature-sensitive element (thermistor, etc.). , 11a and 11b are isolators (ISO) for improving the impedance characteristics of the amplifier circuit 13, 20a is a reference signal generator for generating a reference signal PS for monitoring the gain fluctuation of the high frequency amplifier circuit 13, and 21 is a predetermined frequency. A variable-frequency oscillator that generates a high-frequency signal (for example, 2 GHz), 24 is a variable-gain amplifier that amplifies the output signal of the oscillator 21 to a predetermined amplitude and becomes a reference signal PS, A is an amplifier provided in two stages, ATT is a variable attenuator, and 12 is a directional coupler (CUP) that injects a reference signal PS into a received signal RFin (for example, 1940 to 1960 MHz) as a main signal. A. Although not shown, a detection circuit (DET) for extracting a reference signal component from the output of the high-frequency amplifier 13 and detecting the power (level) of the reference signal component is provided.
[0017]
With such a configuration, the reference signal PS is injected into the input main signal RFin and amplified by the common high-frequency amplifier circuit 13, and the gain temperature characteristic of the amplifier A is canceled by the attenuation temperature characteristic of the THP 14. Therefore, the required amplification characteristics can be maintained. However, for that purpose, it is necessary to sufficiently suppress the variation of the frequency of the reference signal PS and the gain due to the temperature.
[0018]
Inset (a) shows a typical temperature-oscillation frequency characteristic of the transmitter 21 with a dotted line. The oscillation frequency f PS of the transmitter 21 tends to decrease as the environmental temperature increases and increase as the environmental temperature decreases. This is also a general characteristic of the transmitter. Inset (b) shows a typical temperature-gain characteristic of the amplifier A constituting the amplifier 24 by a dotted line. The gain PW PS of the amplifier A tends to decrease as the environmental temperature increases and increase as the environmental temperature decreases. This is also a general characteristic of an amplifier.
[0019]
In the present embodiment, the temperature sensitive characteristic of THP14 is effectively used in order to suppress the variation of the reference signal PS due to the temperature. That is, a constant DC voltage V DC is applied to one terminal of the THP 14, and a DC voltage DC out via the temperature sensitive element TH is extracted from the other terminal. Here, L and C are provided to block high frequency signals.
[0020]
Inset (c) shows the temperature characteristics of DC out . This DC out tends to increase as the environmental temperature increases and decrease as the environmental temperature decreases. This DC out is offset-adjusted and amplified and fed back to the reference signal generator 20a, thereby maintaining the reference signal PS constant regardless of the temperature.
[0021]
That is, in the gain compensation circuit 30, the DC out is offset adjusted by the offset adjustment circuit 31, the output is adjusted by the gain adjustment circuit 32, and the attenuation amount of the attenuator ATT is adjusted by the gain control signal PW cont obtained. By controlling, compensation is made so that the temperature-gain characteristic of the amplifier 24 becomes flat even under a wide range of temperature environments. This is indicated by the solid line in the inset (b).
[0022]
On the other hand, in the frequency compensation circuit 40, DC out is offset-adjusted by the offset adjustment circuit 41, the output is gain-adjusted by the gain adjustment circuit 42, and the oscillation frequency f PS of the oscillator 21 is obtained using the obtained frequency control signal f cont. Is controlled so that the temperature-frequency characteristic of the oscillator 21 becomes flat even under a wide range of temperature environments. This is indicated by the solid line in the inset (a). As described above, temperature compensation of the oscillation frequency and output power of the reference signal generator 20a is possible even in an outdoor environment.
[0023]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the high-frequency receiving circuit according to the second embodiment, and shows a case where the oscillation frequency of the reference signal generator 20 can be changed as desired. In the figure, 20b is a reference signal generator according to the second embodiment, 22 is a phase locked loop (PLL), and 23 is a voltage controlled oscillator (VCO). Other configurations may be the same as those described in FIG. In the second embodiment, the reference signal PS of various frequencies can be obtained with extremely high stability in accordance with frequency selection control from the outside by using the PLL circuit together.
[0024]
In the above embodiment, the application example of the present invention to the high frequency receiving circuit in the base station is shown, but the present invention is not limited to this. Needless to say, the present invention can also be used to stabilize the temperature of a pilot signal injected into a feedforward amplifier.
[0025]
Moreover, although several embodiment suitable for the said invention was described, it cannot be overemphasized that the structure of each part, control, a process, and these combination can be variously changed within the range which does not deviate from this invention. .
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the reference signal for monitoring the gain fluctuation of the high-frequency amplifier can be operated normally and accurately even in an outdoor environment where the temperature change is severe. The place that contributes to the improvement of reliability is extremely large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a high-frequency receiving circuit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a high-frequency receiving circuit according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional technique.
[Explanation of symbols]
11 Isolator (ISO)
12 Directional coupler (CUP)
13 High Frequency Amplifier 14 Temperature Variable Attenuator (THP)
20 Reference signal generator 21 Oscillator 24 Amplifier 30 Gain compensation circuit 31 Offset adjustment circuit 32 Gain adjustment circuit 40 Frequency compensation circuit 41 Offset adjustment circuit 42 Gain adjustment circuit
