JP2006332791A

JP2006332791A - 送信電力の補正方法

Info

Publication number: JP2006332791A
Application number: JP2005149893A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsuki; 茂松樹
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】アンテナに入力される送信電力の帯域が給電損失の周波数特性により制限されるのを効率的に補償するため、使用周波数帯域を区分して各区分における送信機利得を補正するに際し、当該周波数特性が比較的急峻な区分においても送信電力の定格値に対する誤差の増大を抑える。
【解決手段】Ｆ０からＦ７までの送信機の使用周波数帯域を、その間に配置されたＦ１乃至Ｆ６の周波数により区分する。Ｆ１乃至Ｆ６の各周波数を、各区分における給電損失の最大値と最小値の差が０．５ｄＢ以下であるように設定する。例えばＦ０からＦ１までの区分に属する周波数において、その区分の代表周波数における給電損失の値（１．７５ｄＢ）を用いて補正した場合でも、送信電力の誤差は０．５ｄＢ以下に抑えられる。
【選択図】図３

Description

本発明は送信電力の補正方法に係り、特に広帯域性が要求される無線機器の送信電力の補正方法に関する。

無線機器の送信系は、送信機の出力端が給電部（方向性結合器、帯域フィルタ、送受切換え器等及び給電線からなる）を経てアンテナに接続されて構成される。その送信電力は、通常、送信機の出力端に接続された方向性結合器（給電部の一部をなす）等により送信機の出力電力の一部を取り出して検波及びアナログ−デジタル（ＡＤ）変換し、その結果のデジタル値（以下、モニタ値という。）を無線機器の制御部（ＣＰＵ等から構成される。）によって計測するという方法で監視される。送信電力の取り出し個所が送信機の出力端に設けられるのは、アンテナに対する外来強電界の影響を避けるために、帯域フィルタの前段に設けることが望ましいからである。

しかし、給電部の給電損失は周波数特性を有するため、送信機自体は広帯域であっても、上記の監視される送信機の出力電力とアンテナに入力される送信電力との間の誤差にも同様の周波数特性を生じる。この誤差を考慮した上で、使用周波数帯域の全範囲にわたってアンテナに入力される送信電力が一定になる（全使用周波数帯域中の１の基準周波数における定格値に一致するか、又は定格値との間の差が限度を超えない。）ようにするため、周波数ごとに送信機の出力電力を増減して給電損失の周波数特性を補償する必要がある。そこで制御部は、無線機器の出荷前の時点でアンテナに入力される送信電力が定格値に達する時のモニタ値（以下、定格モニタ値という。）を周波数ごとに記憶し、使用される時点で当該周波数におけるモニタ値が定格モニタ値に一致するように送信機の利得を制御する。

したがって無線機器の出荷前に、使用周波数帯域に属する多数の周波数ポイント（以下、調整点周波数という。）について制御部が定格モニタ値を予め記憶しておく必要がある。しかしその工程は、調整点周波数のポイント数が増すほど長時間を要し効率的でない。そこで、使用周波数帯域を等周波数幅に区分して各区分の代表周波数を定め、その代表周波数における定格モニタ値を当該区分に属するすべての調整点周波数について定格モニタ値として用いる方法が一般的である。

上述した従来の送信電力の補正方法により定格モニタ値を記憶する工程の効率を高めることができ、また、送信機の使用周波数帯域の中央付近のように給電損失の周波数特性が比較的平坦である（周波数特性の変化が相対的に小である）区分においては、代表周波数における定格モニタ値を他の調整点周波数について用いることに伴う誤差は比較的小さくて済む。しかし、使用周波数帯域の端部のように給電損失の周波数特性が比較的急峻に変化する（周波数特性の変化が相対的に大である）区分においては、当該誤差が比較的大きくなるという問題がある。

上記の問題の一例について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、従来の送信電力の補正における周波数帯域の区分方法を例示する図である。図中の横軸は周波数、縦軸は給電損失（ただし図の上方ほど値が小さいデシベル（ｄＢ）値で表されたものとする。）を表す。これらの横軸及び縦軸からなる平面上に表された曲線は、給電損失の周波数特性の一例である。

この場合の使用周波数帯域は横軸上の周波数ｆ０から周波数ｆ７までの範囲とし、その間にｆ１乃至ｆ６の周波数が等間隔に配置されて８等分されている。周波数ｆ３とｆ４の中間に当る周波数を、基準周波数とする。縦軸の給電損失は、基準周波数における給電損失に対する相対値で表す。図４に表した例では、周波数ｆ０、ｆ１及びｆ２における給電損失がそれぞれ−２．０ｄB、−０．８３ｄＢ及び−０．２５ｄＢであるものとする。周波数ｆ０乃至ｆ７により分けられた８の区分は、それぞれ中央の周波数（例えば周波数ｆ０からｆ１までの区分（区分［ｆ０、ｆ１］と表す。）においては（ｆ０＋ｆ１）／２に相当する周波数）を代表周波数とする。区分［ｆ０、ｆ１］の代表周波数における給電損失は、−１．３５ｄＢであるものとする。また、区分［ｆ０、ｆ１］における給電損失の周波数特性の最大値と最小値の差は、１．１７ｄＢである。

図５は、図４に表された周波数の区分を例にして従来の送信電力の補正方法を説明する図である。図の横軸、縦軸、給電損失の周波数特性の一例は図４と共通であるから、説明を省略する。区分［ｆ０、ｆ１］の代表周波数におけるモニタ値を定格モニタ値に一致させるには、給電損失１．３５ｄＢと等しい値だけ送信機の利得を上げる必要がある。この区分に属するすべての調整点周波数について同じ定格モニタ値を用いるから、区分［ｆ０、ｆ１］においては一律に１．３５ｄＢだけ送信機の利得を上げるように調整される（図５の白抜き矢印）。

そうすると、送信電力は区分［ｆ０、ｆ１］の給電損失の周波数特性の最大値と最小値の差１．１７ｄＢが維持されたままで補正され（図５の区分［ｆ０、ｆ１］の上方に表された破線）、調整点周波数が区分の上下限（ｆ１又はｆ０）に近いほど大きい誤差が生じることになる。下限のｆ０に近い周波数において当該誤差によりアンテナに入力される送信電力が定格値を下回るのを避けるためには、送信機の利得をさらに上げる必要がある。これは消費電力の増大を招くので、望ましくない。他の周波数区分においても同様に補正される（各区分における白抜き矢印）が、内側の区分ほど給電損失の周波数特性が緩やかになるから、補正後の誤差は相対的に小さくなる。実用上は、この誤差を０．５ｄＢ以下に抑えることが望ましい。

同様の問題は周波数特性ばかりでなく、増幅器の入出力特性や利得制御特性についても生じる場合があり、その解決法に関する発明がなされている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された発明は、送信機の自動利得制御（ＡＧＣ）における設定利得と利得制御信号レベルの関係を、予めそのデータを格納しておいたテーブルからサンプル抽出して読み出すに際し、その直線性の程度に応じてサンプル抽出の密度を変えることにより、所望の利得制御特性からの誤差を所定値以下にとどめるというものである。

しかし、このような従来技術によっても、アンテナに入力される送信電力の周波数特性を補正することはできないという問題があった。
特開平９−３３１２２２号公報（第２、４、５ページ、図１）

従来の送信電力の補正方法では、定格モニタ値を記憶する工程の効率を保ちつつ、給電損失の周波数特性が急峻な周波数帯においてもアンテナに入力される送信電力の周波数特性の補正における誤差を抑えることは難しいという問題があった。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、定格モニタ値を記憶する工程の効率を保って、アンテナに入力される送信電力の周波数特性の補正における誤差を、給電損失の周波数特性の如何によらず抑えることのできる送信電力の補正方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の本発明の送信電力の補正方法は、給電部を経てアンテナに接続された送信機の使用周波数帯域に属する１の基準周波数を定めると共に、前記使用周波数帯域を区分して区分ごとの代表周波数を定め、かつ、前記送信機の出力電力を前記区分ごとに同一の値で増減すると共に、前記アンテナに給電される送信電力の前記区分ごとの代表周波数における値と前記基準周波数における値との間の差が限度を超えないようにする送信電力の補正方法において、前記給電部の給電損失の前記区分ごとの最大値と最小値との差が所定値以下であるように前記各区分の周波数幅を定めたことを特徴とする。

本発明によれば、それぞれ代表周波数を定める区分の幅を給電損失の周波数特性（平坦か急峻か）により区別して設定するので、同一区分に属する調整点周波数における送信電力の補正を当該区分の代表周波数における定格モニタ値に基づいて行った場合の誤差を、給電損失の周波数特性の如何によらず抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施例１を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る送信電力の補正方法を実施するための無線機器等の構成を表す図である。図中の１は無線機器であり、送信機１０、制御部２０、給電部３０、検波器５０及びＡＤ変換器６０を備えている。給電部３０をアンテナ４０に接続することができる。アンテナ４０を無線機器１の構成に含めてもよい。

制御部２０はメモリ２１を内蔵している。また給電部３０は、方向性結合器（ＤＣ）３１、帯域フィルタ（ＢＰＦ）３２、送受切換え器３３及び相互接続用の給電線から構成される。なお、給電部３の構成は一例であり、本発明の適用の範囲を限定するものではない。また、無線機器１のうち本発明に直接関係のない部分（例えば送受切換え器２３に接続される受信機）の図示は省略している。

また、２はアンテナ４０に入力される送信電力を測定するパワーメータである。パワーメータ２の接続のために一般的に必要とされる分岐用のコネクタや減衰器等は、煩雑を避けるため図示を省略する。

図２は、本発明の実施例１に係る周波数帯域の区分方法を例示する図である。図中の横軸は周波数、縦軸は給電部３０の給電損失（ただし図の上方ほど値が小さいデシベル値で表されたものとする。）を表す。これらの横軸及び縦軸からなる平面上に表された曲線は、給電部３０の給電損失の周波数特性の一例である。

送信機１０の使用周波数帯域は、横軸上の周波数F０から周波数F７までの範囲とする。なお、図4及び図5に表した従来例と比較しやすいように、Ｆ０＝ｆ０、Ｆ７＝ｆ７と仮定する。この使用周波数帯域は、Ｆ０からＦ７までの間に配置されたＦ１乃至Ｆ６の周波数により８に区分されている。Ｆ１乃至Ｆ６の各周波数は、各区分における給電損失の最大値と最小値の差が０．５ｄＢ以下であるように設定される。なお図２においては、説明の便宜上その値が０．５ｄＢであるものとして表されており、以下この値に基づいて説明する。

周波数Ｆ３とＦ４の中間に当る周波数を、基準周波数とする。縦軸の給電損失は、基準周波数における給電損失に対する相対値で表す。図２に表した例では、周波数Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２及びＦ３における給電損失がそれぞれ−２．０ｄB、−１．５ｄＢ、−１．０ｄＢ及び−０．５ｄＢであるものとする。周波数Ｆ０乃至Ｆ７により分けられた８の区分は、それぞれ中央の周波数（例えば周波数Ｆ０からＦ１までの区分（区分［Ｆ０、Ｆ１］と表す。）においては（Ｆ０＋Ｆ１）／２に相当する周波数）を代表周波数とする。区分［Ｆ０、Ｆ１］の代表周波数における給電損失は、−１．７５ｄＢであるものとする。

次に図１及び図３を参照して、無線機器１の出荷前における定格モニタ値を記憶する工程について説明する。図３は、図２に表された周波数の区分を例にして本発明に係る送信電力の補正方法を説明する図である。制御部２０は、上述した基準周波数においてアンテナ４０に入力される送信電力（パワーメータ２により測定される電力）の定格値が得られるように送信機１０の利得を制御する。

制御部２０は同様に送信機１０を制御して、区分［Ｆ０、Ｆ１］の代表周波数においてアンテナ４０に入力される送信電力の定格値が得られるようにする。区分［Ｆ０、Ｆ１］の代表周波数においては、基準周波数における場合に比べて、給電部３０の給電損失が１．７５ｄＢだけ大きい。したがって制御部２０は、同じ定格値を得るためにその分だけ送信機１０の利得を上げるように制御する。制御部２０は同時に、送信機１０の出力の一部を検波器５０により検波し、さらにＡＤ変換器６０により変換して得たデジタル値（区分［Ｆ０、Ｆ１］における定格モニタ値）をメモリ２１に格納する。制御部２０は同様にして、各区分の代表周波数について得た定格モニタ値をメモリ２１に格納する。

次に、無線機器１が使用される時点における動作について説明する。この場合は、図１のパワーメータ２は取り外された状態にある。例えば、区分［Ｆ０、Ｆ１］に属する周波数において無線機器１が使用される場合を想定する。制御部２０は、方向性結合器３１、検波器５０及びＡＤ変換器６０を介して送信機１０の出力電力をモニタし、そのモニタ値がメモリ２１に格納された区分［Ｆ０、Ｆ１］の定格モニタ値に一致するように送信機１０の利得を制御する（図３の白抜き矢印）。このようにすると、当該周波数が区分［Ｆ０、Ｆ１］の代表周波数に等しいときは、アンテナ４０に入力される送信電力の定格値が得られることになる。

一方、当該周波数が区分［Ｆ０、Ｆ１］の代表周波数に一致しなくても、その値が当該区分に属する周波数のいずれかである場合には、代表周波数におけるのと同一の増減幅で送信機１０の利得を制御する。すなわち、送信機１０の出力電力が区分ごとに同一の値で増減される。その場合、アンテナ４０に入力される送信電力の定格値に対する誤差は、０，５ｄＢ以下に抑えられる（図３の区分［Ｆ０、Ｆ１］の上方に表された破線）。すなわち、給電損失の周波数特性が比較的急峻な区分［Ｆ０、Ｆ１］においても、給電損失の最大値と最小値の差が０．５ｄＢ以下になるように周波数幅を十分小さく取ることにより、当該誤差を０．５ｄＢ以下に抑えることが可能である。なお、図２及び図３におけるように区分の中央値を代表周波数に選ぶ場合、誤差の最大値はほぼ半分の０．２５ｄＢ以下に抑えることが可能である。

他の区分に属する周波数において無線機器１が使用される場合の動作も同様である（各区分における白抜き矢印）。ただし、例えば区分［Ｆ３、Ｆ４］のように給電損失の周波数特性が比較的平坦な区分においては、上述した理由により周波数幅を比較的広く取ることができる。

なお以上の説明において区分の数と配置、給電損失の数値は一例に過ぎず、使用周波数帯域及び送信電力の定格値に対する許容誤差に応じて適宜設定することができる。また、周波数Ｆ３とＦ４の中間に当る周波数を基準周波数としたが、これに限らず、例えば給電損失が最小となる周波数を基準周波数に定めてもよい。さらに、無線機器は種類を問わず何であってもよいが、例えば携帯電話機のような量産型の機器において本発明の効果が顕著である。

本発明の実施例１によれば、給電損失の周波数特性の変化の大小に合わせて区分の周波数幅を設定することにより、アンテナに入力される送信電力についての当該周波数特性の補償を効率的に行うことができる。

本発明の実施例１に係る送信電力の補正方法を実施するための無線機器等の構成を表す図。本発明の実施例１に係る周波数帯域の区分方法を例示する図。図２に表された周波数の区分を例に実施例１に係る送信電力の補正方法を説明する図。従来の送信電力の補正における周波数帯域の区分方法を例示する図。図４に表された周波数の区分を例に従来の送信電力の補正方法を説明する図。

符号の説明

１無線機器
２パワーメータ
１０送信機
２０制御部
２１メモリ
３０給電部
３１方向性結合器（ＤＣ）
３２帯域フィルタ（ＢＰＦ）
３３送受切換え器
４０アンテナ
５０検波器
６０ＡＤ変換器

Claims

給電部を経てアンテナに接続された送信機の使用周波数帯域に属する１の基準周波数を定めると共に、前記使用周波数帯域を区分して区分ごとの代表周波数を定め、かつ、前記送信機の出力電力を前記区分ごとに同一の値で増減すると共に、前記アンテナに給電される送信電力の前記区分ごとの代表周波数における値と前記基準周波数における値との間の差が限度を超えないようにする送信電力の補正方法において、
前記給電部の給電損失の前記区分ごとの最大値と最小値との差が所定値以下であるように前記区分ごとの周波数幅を定めたことを特徴とする送信電力の補正方法。
給電部を経てアンテナに接続された送信機の使用周波数帯域に属する１の基準周波数を定めると共に、前記使用周波数帯域を区分して区分ごとの代表周波数を定め、かつ、前記送信機の出力電力を前記区分ごとに同一の値で増減すると共に、前記アンテナに給電される送信電力の前記区分ごとの代表周波数における値と前記基準周波数における値との間の差が限度を超えないようにする送信電力の補正方法において、
前記給電部の給電損失の前記区分ごとの最大値と最小値との差が０．５デシベル以下であるように前記区分ごとの周波数幅を定めたことを特徴とする送信電力の補正方法。