JP2005223827A - 高周波合成回路及び送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路規模を低減して送信装置のコスト低減に寄与する高周波合成回路を提供する。
【解決手段】 周波数の異なる複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路であって、各前段増幅器の出力信号を合成器で合成し、合成後の信号を後段増幅器で増幅する構成とする。加えて出力用検波器で後段増幅器から出力される各周波数信号の電力をそれぞれ測定する構成とする。さらに、入力用検波器で測定した電力と出力用検波器で測定した電力の差から後段増幅器のゲインを算出し、該ゲインの変動量から後段増幅器の正常／異常を判定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、周波数の異なる複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路、及び該高周波合成回路を備えた送信装置に関する。

移動体通信システムでは、無線基地局と該無線基地局の通信エリア内に在る複数の移動端末局（携帯電話機や自動車電話等）との間で無線通信が行われ、各移動端末局に対して通話やデータ通信サービス等が提供される。

無線基地局と移動端末局間の通信方式には様々なものが知られているが、周波数の異なる複数の電波（搬送波）を用い、各移動端末局に対して異なる周波数を割り当てて通信を行うマルチキャリア伝送方式がある。

このマルチキャリア伝送方式を採用する移動体通信システムの無線基地局では、送信装置に、各移動端末局へ送信する複数の周波数信号（変調波）を合成するための高周波合成回路が必要となる。また、送信装置は、自局の通信エリア内で予め実施したフィールド試験結果等に基づく設計値に等しく（特に、送信電力過多は電波法に違反する）、かつ各周波数信号のバランスがとれるように各々の送信電力を制御する必要がある。なお、マルチキャリア伝送方式を採用する送信装置の一般的な構成については、例えば特許文献１に記載されている。

図４は従来の高周波合成回路の構成を示すブロック図である。図４に示す高周波合成回路は、従来、一般的に用いられている構成であり、周波数の異なる２つの周波数信号（周波数ｆ１、ｆ２）を合成する例である。

図４に示すように、従来の高周波合成回路は、比較的小さな電力増幅を行う第１の前段増幅器４０３及び第２の前段増幅器４０４と、比較的大きな電力増幅を行う第１の後段増幅器４０７及び第２の後段増幅器４０８と、第１の後段増幅器４０７及び第２の後段増幅器４０８で増幅された信号を合成する合成器（ＣＯＭＢ）４１１と、第１の後段増幅器４０７の出力電力を測定する第１の検波器４０９と、第２の後段増幅器４０８の出力電力を測定する第２の検波器４１０と、第１の前段増幅器４０３の出力電力を減衰させる第１の減衰器４０５と、第２の前段増幅器４０４の出力電力を減衰させる第２の減衰器４０６と、第１の検波器４０９の測定結果に基づいて第１の減衰器４０５の減衰量を制御する第１の制御器４１２と、第２の検波器４１０の測定結果に基づいて第２の減衰器４０６の減衰量を制御する第２の制御器４１３とを有する構成である。第１の前段増幅器４０３には第１の入力端子４０１を介して第１の周波数信号（周波数ｆ１）が入力され、第２の前段増幅器４０４には第２の入力端子４０２を介して第２の周波数信号（周波数ｆ２）が入力される。また、合成器４１１の出力信号は出力端子４１４を介して出力される。

第１の検波器４０９は、第１の前段増幅器４０７の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を第１の制御器４１２に出力する。また、第２の検波器４１０は、第２の前段増幅器４０８の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を第２の制御器４１３に出力する。

第１の減衰器４０５は第１の制御器４１２からの制御信号にしたがって第１の前段増幅器４０３の出力電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器であり、第２の減衰器４０６は第２の制御器４１３からの制御信号にしたがって第２の前段増幅器４０４の出力電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器である。

合成器４１１は、入力される第１の周波数信号（周波数ｆ１）及び第２の周波数信号（周波数ｆ２）の電力をそれぞれ半減（入力電力の１／２）して出力する。合成器４１１には、周囲の環境変化（温度変化や経年変化）に対して、ロス（変減量）が固定値で維持され、かつ周波数に対する変換偏差が少ない、例えばウイルキンソン型の高周波合成器が用いられる。

第１の前段増幅器４０３、第２の前段増幅器４０４、第１の後段増幅器４０７及び第２の後段増幅器４０８は、例えばＭＯＳＦＥＴを有する高周波増幅回路が用いられる。これらの増幅回路は、その回路構成を工夫することで、ある程度特性を改善できるが、通常、周囲の環境変化に応じて利得（ゲイン）が大きく変動する。よって、第１の前段増幅器４０３、第２の前段増幅器４０４、第１の後段増幅器４０７及び第２の後段増幅器４０８のゲイン変動によって合成器４１１の出力電力が変動し、高周波合成回路を有する送信装置の送信電力も変動してしまう。図４に示す高周波合成回路は、第１の後段増幅器４０７及び第２の後段増幅器４０８の出力電力を第１の検波器４０９及び第２の検波器４１０を用いて測定し、それらの値が所望の設計値に等しくなるように第１の制御器４１２により第１の減衰器４０５の減衰量を制御し、第２の制御器４１３により第２の減衰器４０６の減衰量を制御することで、高周波合成回路からの総出力電力を所望の設計値で維持している。

なお、高周波合成回路に用いる後段増幅器は比較的大きな電力増幅を行うため、そのパッケージサイズ（機構寸法）が前段増幅器に比べて大きくなる。したがって、後段増幅器を減らすことができれば送信装置全体のサイズを小さくできる。また、後段増幅器は、消費電力、動作電流、及び発熱量が大きく、故障する確率も比較的高い。したがって、図４に示す高周波合成回路のように、第１検波器４０９及び第２の検波器４１０を用いて第１の後段増幅器４０７及び第２の後段増幅器４０８の出力電力をそれぞれ測定し、その動作を監視すれば、故障の早期発見が可能になり、高周波合成回路の信頼性の向上が期待できる。
特開平３−２５４２３６号公報

上述したように、従来の高周波合成回路は、後段増幅器を周波数信号毎に備えた構成であるため、周波数合成回路及びそれを備えた送信装置のサイズが大きくなる問題がある。また、後段増幅器の数が多いことで、周波数合成回路及び送信装置の消費電力、動作電流、発熱量等が増え、故障率も高くなるため保守に要するコストが上昇する問題もある。

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、回路規模を低減して送信装置のコスト低減に寄与する高周波合成回路及びそれを備えた送信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の高周波合成回路は、周波数の異なる複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路であって、
前記周波数信号の電力増幅を行う複数の前段増幅器と、
前記前段増幅器の出力信号の電力を減衰させる、各周波数信号に対応して設けられた複数の減衰器と、
前記減衰器の出力電力を測定する、各周波数信号に対応して設けられた複数の入力用検波器と、
前記減衰器の出力信号をそれぞれ合成する合成器と、
前記合成器の出力信号の電力増幅を行う後段増幅器と、
前記後段増幅器の出力電力を測定する出力用検波器と、
前記入力用検波器の測定結果に基づき、前記合成器に入力する前記周波数信号の電力が所望の値と等しくなるように前記減衰器の減衰量を制御する、各周波数信号に対応して設けられた複数の制御器と、
を有する構成である。

このとき、前記後段増幅器の出力電力を測定する出力用検波器をさらに有し、
前記制御器は、
前記入力用検波器で測定した前記減衰器の出力電力と、前記出力用検波器で測定した前記後段増幅器の出力電力との差から前記後段増幅器の利得を算出し、
該算出した利得が予め設定された所定の値の範囲内にあるときは前記後段増幅器が正常であると判定し、
該算出した利得が前記所定の値の範囲外にあるときは前記後段増幅器が異常であると判定し、該異常を示す信号を外部へ出力してもよい。

また、本発明の他の高周波合成回路は、周波数の異なる複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路であって、
前記周波数信号の電力増幅を行う複数の前段増幅器と、
前記前段増幅器の出力信号の電力を減衰させる、各周波数信号に対応して設けられた複数の減衰器と、
前記減衰器の出力信号をそれぞれ合成する合成器と、
前記合成器の出力信号の電力増幅を行う後段増幅器と、
前記後段増幅器から出力される前記周波数信号の各電力を測定する出力用検波器と、
前記出力用検波器の測定結果に基づき、前記後段増幅器から出力される前記周波数信号の各電力がそれぞれ所望の値と等しくなるように前記減衰器の減衰量を制御する制御器と、
を有する構成である。

このとき、前記複数の減衰器の数より少なく、かつ少なくとも１つの出力側に設けられる、該減衰器の出力電力を測定する入力用検波器をさらに有し、
前記制御器は、
前記入力用検波器で測定した前記減衰器の出力電力と、前記出力用検波器で測定した前記後段増幅器の出力電力との差から前記後段増幅器の利得を算出し、
該算出した利得が予め設定された所定の値の範囲内にあるときは前記後段増幅器が正常であると判定し、
該算出した利得が前記所定の値の範囲外にあるときは前記後段増幅器が異常であると判定し、該異常を示す信号を外部へ出力してもよい。

一方、本発明の送信装置は、周波数の異なる複数の周波数信号を送信する送信装置であって、
前記複数の周波数信号を合成する上記高周波合成回路と、
前記複数の周波数信号を生成し、前記高周波合成回路へそれぞれ供給する信号発生回路と、
前記信号発生回路から前記高周波合成回路へ供給する前記周波数信号の出力／停止をそれぞれ制御する制御装置と、
を有する構成である。

また、本発明の他の送信装置は、周波数の異なる複数の周波数信号を送信する送信装置であって、
上記入力用検波器を備える高周波合成回路と、
前記複数の周波数信号を生成し、前記高周波合成回路へそれぞれ供給する信号発生回路と、
前記信号発生回路から前記高周波合成回路へ供給する前記周波数信号の出力／停止をそれぞれ制御すると共に、前記高周波合成回路から前記後段増幅器の異常を示す信号を受信すると予め設定された所定の障害処理を実行する制御装置と、
を有する構成である。

上記のように構成された高周波合成回路では、各前段増幅器の出力信号を合成器で合成し、合成後の信号を後段増幅器で増幅するため、従来の構成に比べて後段増幅器の数を減らすことができる。

また、出力用検波器で後段増幅器から出力される各周波数信号の電力をそれぞれ測定する構成にすれば、従来の構成に比べて後段増幅器だけでなく検波器の数も減らすことができる。

これらの構成では、高周波合成回路の総出力電力を所望の値で維持できると共に、該高周波合成回路を含む送信装置の総送信電力、及び送信装置から出力される周波数信号毎の送信電力のバランスを維持できる。したがって、高周波合成回路の回路規模が低減され、高周波合成回路及びそれを備えた送信装置のコストを低減できる。

さらに、入力用検波器で測定した電力と出力用検波器で測定した電力の差から後段増幅器のゲインを算出し、該ゲインの変動量から後段増幅器の正常／異常を判定することで、後段増幅器の故障の早期発見が可能になるため、高周波合成回路及び送信装置の信頼性を向上させることができる。

次に本発明について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の送信装置の一構成例を示すブロック図であり、図２は本発明の高周波合成回路の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。なお、図１に示す送信装置は周波数の異なる２つの周波数信号（周波数ｆ１、ｆ２）を合成して送信する構成であり、移動体通信システムの無線基地局に用いて好適な例である。

図１に示すように、本発明の送信装置１は、周波数の異なる複数の周波数信号を生成し、高周波合成回路へそれぞれ供給する信号発生回路２と、信号発生回路２から供給された複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路３と、送信装置１全体の動作を制御する制御装置４とを有する構成である。高周波合成回路３から出力される合成後の周波数信号は不図示のアンテナ装置を介して各移動端末局へ向けて送信される。

信号発生回路２は、送信装置１の運用に必要な、周波数の異なる複数の原信号（周波数信号）を生成するベースバンド器２１と、高周波合成回路３に対する周波数信号の出力／停止をそれぞれ制御するオンオフ制御器２４と、オンオフ制御器２４からの制御信号にしたがって高周波合成回路２へ第１の周波数信号を供給する第１の切替器２２と、オンオフ制御器２４からの制御信号にしたがって高周波合成回路２へ第２の周波数信号を供給する第２の切替器２３とを有する構成である。

制御装置４は、プロセッサ（ＣＰＵやＤＳＰ）や論理回路等で構成された処理装置であり、高周波合成回路の出力電力の調整を開始させるための電力調整指示の送出や予め設定された障害発生時の処理（障害処理）等を含む、送信装置１全体の動作を制御する。

図２に示すように、第１の実施の形態の高周波合成回路は、比較的小さな電力増幅を行う第１の前段増幅器５０３及び第２の前段増幅器５０４と、第１の前段増幅器５０３及び第２の前段増幅器５０４で増幅された信号を合成する合成器（ＣＯＭＢ）５０９と、合成器５０９の出力信号を増幅する、比較的大きな電力増幅を行う後段増幅器５１０と、第１の前段増幅器５０３の出力電力を減衰させる第１の減衰器５０５と、第２の前段増幅器５０４の出力電力を減衰させる第２の減衰器５０６と、第１の減衰器５０５の出力電力を測定する第１の検波器（入力用検波器）５０７と、第２の減衰器５０６の出力電力を測定する第２の検波器（入力用検波器）５０８と、後段増幅器５１０の出力電力を測定する第３の検波器（出力用検波器）５１１と、第１の検波器５０７の測定結果に基づいて第１の減衰器５０５の減衰量を制御する第１の制御器５１２と、第２の検波器５０８の測定結果に基づいて第２の減衰器５０６の減衰量を制御する第２の制御器５１３とを有する構成である。第１の前段増幅器５０３には第１の入力端子５０１を介して第１の周波数信号（周波数ｆ１）が入力され、第２の前段増幅器５０４には第２の入力端子５０２を介して第２の周波数信号（周波数ｆ２）が入力される。また、合成器５０９の出力信号は後段増幅器５１０で増幅された後、出力端子５１４を介して出力される。

第１の検波器５０７は、第１の減衰器５０５の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を第１の制御器５１２に出力する。また、第２の検波器５０８は、第２の減衰器５０６の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を第２の制御器５１３に出力する。

第１の減衰器５０５は、第１の制御器５１２からの制御信号にしたがって第１の前段増幅器５０３から出力される第１の周波数信号の電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器であり、第２の減衰器５０６は、第２の制御器５１３からの制御信号にしたがって第２の前段増幅器５０４から出力される第２の周波数信号の電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器である。

合成器５０９は、入力される第１の周波数信号（周波数ｆ１）及び第２の周波数信号（周波数ｆ２）の電力をそれぞれ半減（入力電力の１／２）して出力する。合成器５０９には、周囲の環境変化（温度変化や経年変化）に対して、ロス（変減量）が固定値で維持され、かつ周波数に対する変換偏差が少ない、例えばウイルキンソン型の高周波合成器が用いられる。

第１の前段増幅器５０３、第２の前段増幅器５０４及び後段増幅器５１０は、例えばＭＯＳＦＥＴを有する高周波増幅回路が用いられる。これらの増幅回路は、その回路構成を工夫することで、ある程度特性を改善できるが、通常、周囲の環境変化に応じて利得（ゲイン）が大きく変動する。よって、第１の前段増幅器５０３、第２の前段増幅器５０４及び後段増幅器５１０のゲイン変動によって高周波合成回路３の出力電力が変動し、送信装置１の送信電力も変動する。

第１の実施の形態の高周波合成回路３は、第１の前段増幅器５０３及び第２の前段増幅器５０４の出力信号を合成器５０９で合成し、合成後の信号を後段増幅器５１０で増幅する構成あり、図４に示した従来の高周波合成回路に比べて後段増幅器の数を減らした構成である。

また、上述したように各増幅器のゲインが周囲の環境変化に応じて変動するため、第１の検波器５０７により第１の減衰器５０５の出力電力を測定し、第１の制御器５１２によりその値（第１の周波数信号）が所望の設計値と等しくなるように第１の減衰器５０５の減衰量を制御する。同様に、第２の検波器５０８により第２の減衰器５０６の出力電力を測定し、第２の制御器５１３によりその値（第２の周波数信号）が所望の設計値と等しくなるように第２の減衰器５０６の減衰量を制御する。このように、合成器５０９に入力する各周波数信号の電力をそれぞれ制御することで、高周波合成回路３からの総出力電力を所望の設計値で維持している。

さらに、本実施形態では、例えば第１の周波数信号（周波数ｆ１）に着目し、第１検波器５０７及び第３の検波器５１１を用いて後段増幅器５１０の入力電力及び出力電力をそれぞれ測定し、第１の制御器５１２にてそれらの差を求めることで、後段増幅器５１０のゲインを算出する。そして、算出した測定値と設計値とを比較し、測定値が設計値の範囲内にあるか否かを監視することで、後段増幅器５１０の正常／異常を判定する。その場合、例えば第１の制御器５１２から外部へ警報信号等を出力することで、送信装置１の制御装置４等に後段増幅器５１０の異常を通知する。

なお、第１の制御器５１２及び第２の制御器５１３には不図示のメモリを備え、該メモリには前段増幅器から出力される第１の周波数信号の出力電力の設計値、第２の周波数信号の出力電力の設計値、及び後段増幅器５１０のゲインの設計値がそれぞれ格納される。これらの値は、例えば電源投入時に信号発生回路２のベースバンド器２１から送信される。

本実施形態の構成によれば、高周波合成回路３の総出力電力を所望の値で維持できると共に、該高周波合成回路３を含む送信装置１の総送信電力、及び送信装置１から出力される周波数信号毎の送信電力のバランスを維持できる。

したがって、高周波合成回路３の回路規模が低減され、高周波合成回路３及びそれを備えた送信装置１のコストを低減することができる。さらに、第１の検波器５０７で測定した電力と第３の検波器５１１で測定した電力の差から後段増幅器５１０のゲインを算出し、該ゲインの変動量から後段増幅器５１０の正常／異常を判定することで、後段増幅器５１０の故障の早期発見が可能になるため、高周波合成回路３及び送信装置１の信頼性を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態の高周波合成回路は、従来の構成に比べて後段増幅器の数が減るため、高周波合成回路及び送信装置のサイズが小さくなり、消費電力、動作電流、及び発熱量も低減する。しかしながら、第１の実施の形態の構成では、各前段増幅器及び後段増幅器の出力電力をそれぞれ測定するための検波器が必要であり（図２に示した構成では３つ）、より多くの移動端末局と無線基地局間の通信を実現する構成では検波器の数がさらに増えてしまう。また、検波器の増加に伴って制御器の数あるいは回路規模が増大するため、送信装置のコストが上昇する。第２の実施の形態では後段増幅器だけでなく検波器の数も減らすことができる高周波合成回路を提案する。

図３は本発明の高周波合成回路３の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、第２の実施の形態の高周波合成回路は、比較的小さな電力増幅を行う第１の前段増幅器３０３及び第２の前段増幅器３０４と、第１の前段増幅器３０３及び第２の前段増幅器３０４で増幅された信号を合成する合成器（ＣＯＭＢ）３０８と、合成器３０８の出力信号を増幅する、比較的大きな電力増幅を行う後段増幅器３０９と、第１の前段増幅器３０３の出力電力を測定する第１の検波器（入力用検波器）３０７と、後段増幅器３０９の出力電力を測定する第２の検波器（出力用検波器）３１０と、第１の前段増幅器３０３の出力電力を減衰させる第１の減衰器３０５と、第２の前段増幅器３０４の出力電力を減衰させる第２の減衰器３０６と、第１の検波器３０７及び第２の検波器３１０の測定結果に基づいて第１の減衰器３０５及び第２の減衰器３０６の減衰量をそれぞれ制御する制御器３１１とを有する構成である。第１の前段増幅器３０３には第１の入力端子３０１を介して第１の周波数信号（周波数ｆ１）が入力され、第２の前段増幅器３０４には第２の入力端子３０２を介して第２の周波数信号（周波数ｆ２）が入力される。また、合成後の出力信号は後段増幅器３０９で増幅された後、出力端子３１２を介して出力される。なお、上記高周波合成回路を含む送信装置の構成については第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

図３に示す高周波合成回路３は、２つの周波数信号（周波数ｆ１、ｆ２）を合成する例を示しているが、より多くの周波数信号を合成する場合は、各周波数信号に対応する前段増幅器及び減衰器をそれぞれ設ければよい。その場合、第１の検波器３０７は、複数の減衰器のうちのいずれか一つの出力側に設けてもよく、２つ以上の減衰器の出力側に設けてもよい。但し、全ての減衰器の出力側に設けてそれぞれ電力を測定する必要はない。

第１の検波器３０７は、第１の減衰器３０５の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を制御器３１１に出力する。また、第２の検波器３１０は、後段増幅器３０９の出力信号を検波することで、各周波数信号の出力電力に比例する電圧を制御器３１１に出力する。

第１の減衰器３０５は、制御器３１１からの制御信号にしたがって第１の前段増幅器３０３から出力される第１の周波数信号の電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器であり、第２の減衰器３０６は、制御器３１１からの制御信号にしたがって第２の前段増幅器３０４から出力される第２の周波数信号の電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器である。

合成器３０８は、入力される第１の周波数信号（周波数ｆ１）及び第２の周波数信号（周波数ｆ２）の電力をそれぞれ半減（入力電力の１／２）して出力する。合成器３０８には、周囲の環境変化（温度変化や経年変化）に対して、ロス（変減量）が固定値で維持され、かつ周波数に対する変換偏差が少ない、例えばウイルキンソン型の高周波合成器が用いられる。

第１の前段増幅器３０３、第２の前段増幅器３０４及び後段増幅器３０９は、例えばＭＯＳＦＥＴを有する高周波増幅回路が用いられる。これらの増幅回路は、その回路構成を工夫することで、ある程度特性を改善できるが、通常、周囲の環境変化に応じて利得（ゲイン）が大きく変動する。よって、第１の前段増幅器３０３、第２の前段増幅器３０４及び後段増幅器３０９のゲイン変動によって高周波合成回路３の出力電力が変動し、送信装置１の送信電力も変動する。

本実施形態の高周波合成回路３は、第２の検波器３１０を用いて後段増幅器３０９の出力信号に含まれる第１の周波数信号（周波数ｆ１）の出力電力を測定し、制御器３１１により該測定値が所望の設計値と一致するように減衰器３０５の減衰量を制御する。また、第２の検波器３１０を用いて後段増幅器３０９の出力信号に含まれる第２の周波数信号（周波数ｆ２）の出力電力を測定し、制御器３１１により該測定値が所望の設計値と一致するように減衰器３０６の減衰量を制御する。このように、後段増幅器３０９から出力される各周波数信号の電力をそれぞれ制御することで、高周波合成回路３からの総出力電力を所望の設計値で維持している。

さらに、第１の検波器３０７及び第２の検波器３１０を用いて後段増幅器３０９の入力電力及び出力電力をそれぞれ測定し、制御器３１１にてそれらの差を求めることで後段増幅器３０９のゲインを算出する。算出した測定値と設計値とを比較し、測定値が設計値の範囲内にあるか否かを監視することで、後段増幅器３０９の正常／異常を判定する。なお、制御器３１１には不図示のメモリを備え、該メモリには高周波合成回路３から出力される第１の周波数信号の出力電力の設計値、第２の周波数信号の出力電力の設計値、及び後段増幅器３０９のゲインの設計値がそれぞれ格納される。これらの値は、例えば電源投入時に信号発生回路２のベースバンド器２１から送信される。

次に、第２の実施の形態の高周波合成回路３を備えた送信装置の動作について具体的な数値例を用いて説明する。

以下では、高周波合成回路３の第１の周波数信号の出力電力（設計値）が１５ｄＢｍであり、第２の周波数信号の出力電力（設計値）が２５ｄＢｍであり、高周波合成回路３の総出力電力（設計値）が２５．４ｄＢｍである場合で説明する。以下に記載する送信装置１の動作は、例えば送信装置１を有する無線基地局の設置時や保守点検時に、制御装置４から送出される上記電力調整指示にしたがって実行されるものとする。

送信装置１の制御装置４から電力調整指示が送信されると、まず、信号発生回路２はオンオフ制御器２４により第１の切替器２２及び第２の切替器２３を動作させ、第１の切替器２２をスルー、第２の切替器２３をオープンに設定して高周波合成回路３へ第１の周波数信号（周波数ｆ１）を供給する。

高周波合成回路３の制御器３１１は、後段増幅器３０９の出力信号を第２の検波器３１０を用いて検波し、後段増幅器３０９から出力される第１の周波数信号の出力電力を測定する。ここでは、第１の前段増幅器３０３及び後段増幅器３０９のゲインがそれぞれ変動することで第１の周波数信号の出力電力の測定値が１５．５ｄＢｍであったとする。

続いて、制御器３１１は、第１の周波数信号の出力電力の設計値（１５ｄＢｍ）を不図示のメモリから読み出し、測定値と設計値の差（１５．５ｄＢｍ−１５ｄＢｍ＝０．５ｄＢ）を算出し、測定値が設計値と等しくなるように第１の減衰器３０５の減衰量を制御する。以降、後段増幅器３０９から出力される第１の周波数信号の出力電力は１５ｄＢｍで維持される。

同時に、制御器３１１は、第１の減衰器３０５の出力信号を第１の検波器３０７を用いて検波し、第１の減衰器３０５から出力される第１の周波数信号の出力電力（ここでは、９．７ｄＢｍとする）を測定する。そして、後段増幅器３０９の出力電力と第１の減衰器３０５の出力電力との差から後段増幅器３０９のゲイン（測定値）を算出する（１５ｄＢｍ−９．７ｄＢｍ＝５．３ｄＢ）。さらに、後段増幅器３０９のゲインの設計値（ここでは、２ｄＢ〜８ｄＢとする）を不図示のメモリから読み出し、測定値と設計値とを比較し、測定値が設計値の範囲内にあるか否かを監視することで、後段増幅器３０９の正常／異常を判定する。すなわち、後段増幅器３０９のゲイン変動が設計値の範囲内にあるときは後段増幅器３０９が正常に動作していると判定し、後段増幅器３０９のゲイン変動が設計値の範囲にないときは後段増幅器３１０が異常であると判定する。その場合、例えば制御器３１１から外部へ警報信号等を出力することで、送信装置１の制御装置４等に後段増幅器３０９の異常を通知する。

第１の周波数信号の出力電力の調整が終了すると、次に信号発生回路２はオンオフ制御器２４により第１の切替器２２及び第２の切替器２３を動作させ、第１の切替器２２をオープン、第２の切替器２３をスルーに設定して高周波合成回路３へ第２の周波数信号（周波数ｆ２）を供給する。

高周波合成回路３の制御器３１１は、後段増幅器３０９の出力信号を第２の検波器３１０を用いて検波し、後段増幅器３０９から出力される第２の周波数信号の出力電力を測定する。ここでは、第２の前段増幅器３０４及び後段増幅器３０９のゲインがそれぞれ変動することで第２の周波数信号の出力電力の測定値が２５．１ｄＢｍであったとする。

制御器３１１は、第２の周波数信号の出力電力の設計値（２５ｄＢｍ）を不図示のメモリから読み出し、測定値と設計値の差（２５．１ｄＢｍ−２５ｄＢｍ＝０．１ｄＢ）を算出し、測定値が設計値と等しくなるように第２の減衰器３０６の減衰量を制御する。以降、後段増幅器３０９から出力される第２の周波数信号の出力電力は２５ｄＢｍで維持され、これにより高周波合成回路３の総出力電力も２５．４ｄＢｍで維持される。

第２の実施の形態では、後段増幅器３０９から出力される複数の周波数信号の各電力をそれぞれ所望の値と等しくなるように制御するため、高周波合成回路３の総出力電力を所望の値で維持できると共に、該高周波合成回路３を含む送信装置１の総送信電力、及び送信装置１から出力される周波数信号毎の送信電力のバランスを維持できる。

また、各前段増幅器３０３、３０４の出力信号を合成器で合成し、合成後の信号を後段増幅器３０９で増幅すると共に、第２の検波器３１０で後段増幅器３０９の出力電力を測定し、第１の検波器３０７で後段増幅器３０９の入力電力を測定する構成であるため、従来の構成に比べて後段増幅器だけでなく検波器の数も減らすことができる。

したがって、高周波合成回路３の回路規模がより一層低減され、高周波合成回路３及びそれを備えた送信装置１のコストを低減することができる。さらに、第１の検波器３０７で測定した電力と第２の検波器３１０で測定した電力の差から後段増幅器３０９のゲインを算出し、該ゲインの変動量から後段増幅器３０９の正常／異常を判定することで、後段増幅器３０９の故障の早期発見が可能になるため、高周波合成回路３及び送信装置１の信頼性を向上させることができる。

本発明の送信装置の一構成例を示すブロック図である。 本発明の高周波合成回路の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。 本発明の高周波合成回路の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。 従来の高周波合成回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 送信装置
２ 信号発生回路
３ 高周波合成回路
４ 制御装置
２１ ベースバンド器
２２ 第１の切替器
２３ 第２の切替器
２４ オンオフ制御器
３０１ 第１の入力端子
３０２ 第２の入力端子
３０３ 第１の前段増幅器
３０４ 第２の前段増幅器
３０５ 第１の減衰器
３０６ 第２の減衰器
３０７ 第１の検波器
３０８ 合成器
３０９ 後段増幅器
３１０ 第２の検波器
３１１ 制御器
３１２ 出力端子

Claims (6)

1. 周波数の異なる複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路であって、
   前記周波数信号の電力増幅を行う複数の前段増幅器と、
   前記前段増幅器の出力信号の電力を減衰させる、各周波数信号に対応して設けられた複数の減衰器と、
   前記減衰器の出力電力を測定する、各周波数信号に対応して設けられた複数の入力用検波器と、
   前記減衰器の出力信号をそれぞれ合成する合成器と、
   前記合成器の出力信号の電力増幅を行う後段増幅器と、
   前記入力用検波器の測定結果に基づき、前記合成器に入力する前記周波数信号の電力が所望の値と等しくなるように前記減衰器の減衰量を制御する、各周波数信号に対応して設けられた複数の制御器と、
   を有する高周波合成回路。
2. 前記後段増幅器の出力電力を測定する出力用検波器をさらに有し、
   前記制御器は、
   前記入力用検波器で測定した前記減衰器の出力電力と、前記出力用検波器で測定した前記後段増幅器の出力電力との差から前記後段増幅器の利得を算出し、
   該算出した利得が予め設定された所定の値の範囲内にあるときは前記後段増幅器が正常であると判定し、
   該算出した利得が前記所定の値の範囲外にあるときは前記後段増幅器が異常であると判定し、該異常を示す信号を外部へ出力する請求項１記載の高周波合成回路。
3. 周波数の異なる複数の周波数信号を合成して出力する高周波合成回路であって、
   前記周波数信号の電力増幅を行う複数の前段増幅器と、
   前記前段増幅器の出力信号の電力を減衰させる、各周波数信号に対応して設けられた複数の減衰器と、
   前記減衰器の出力信号をそれぞれ合成する合成器と、
   前記合成器の出力信号の電力増幅を行う後段増幅器と、
   前記後段増幅器から出力される前記周波数信号の各電力を測定する出力用検波器と、
   前記出力用検波器の測定結果に基づき、前記後段増幅器から出力される前記周波数信号の各電力がそれぞれ所望の値と等しくなるように前記減衰器の減衰量を制御する制御器と、
   を有する高周波合成回路。
4. 前記複数の減衰器の数より少なく、かつ少なくとも１つの出力側に設けられる、該減衰器の出力電力を測定する入力用検波器をさらに有し、
   前記制御器は、
   前記入力用検波器で測定した前記減衰器の出力電力と、前記出力用検波器で測定した前記後段増幅器の出力電力との差から前記後段増幅器の利得を算出し、
   該算出した利得が予め設定された所定の値の範囲内にあるときは前記後段増幅器が正常であると判定し、
   該算出した利得が前記所定の値の範囲外にあるときは前記後段増幅器が異常であると判定し、該異常を示す信号を外部へ出力する請求項３記載の高周波合成回路。
5. 周波数の異なる複数の周波数信号を送信する送信装置であって、
   前記複数の周波数信号を合成する請求項１または３記載の高周波合成回路と、
   前記複数の周波数信号を生成し、前記高周波合成回路へそれぞれ供給する信号発生回路と、
   前記信号発生回路から前記高周波合成回路へ供給する前記周波数信号の出力／停止をそれぞれ制御する制御装置と、
   を有する送信装置。
6. 周波数の異なる複数の周波数信号を送信する送信装置であって、
   前記複数の周波数信号を合成する請求項２または４記載の高周波合成回路と、
   前記複数の周波数信号を生成し、前記高周波合成回路へそれぞれ供給する信号発生回路と、
   前記信号発生回路から前記高周波合成回路へ供給する前記周波数信号の出力／停止をそれぞれ制御すると共に、前記高周波合成回路から前記後段増幅器の異常を示す信号を受信すると予め設定された所定の障害処理を実行する制御装置と、
   を有する送信装置。

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