JP2008017199A - 無線送信機および位相補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各変調部を構成する電気部品の特性が温度により変化する場合であっても、各変調部から出力される送信波の位相を合わせることのできる、低コストの無線送信機を提供する。
【解決手段】送信部１０ａ、１０ｂから出力された送信波を合成する無線送信機であって、送信部１０ａ、１０ｂにリファレンス信号１６ａ、１６ｂを供給する補正部２０を有する。補正部２０は、送信部１０ｂに供給されるリファレンス信号の位相を補正することで、電圧制御発振器１３ａ、１３ｂの出力信号の間の位相差と変調部１１ａ、１１ｂの特性が温度によって変化することにより発生する送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差とをそれぞれ補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動体通信に関し、特に、無線基地局の無線送信機に関する。

図１０に、無線基地局装置の無線送信機の構成を示す。図１０を参照すると、無線送信機１００は、送信部１１０ａ、１１０ｂ、基準クロック発生部１２０、合成器１３０およびアンテナ１４０からなる。

送信部１１０ａは、変調部１１１ａ、ＰＬＬ回路１１２ａおよびＶＣＯ（電圧制御発振器）１１３ａからなる。ＶＣＯ１１３ａは、ＰＬＬ回路１１２ａから供給されるリファレンス信号（制御電圧）に応じて出力周波数が変化する。ＶＣＯ１１３ａから出力されたローカル信号１１７ａは、変調部１１１ａおよびＰＬＬ回路１２ａに供給されている。

ＰＬＬ回路１１２ａは、基準クロック発生部１２０から供給されるリファレンス信号１１６ａの位相とＶＣＯ１１３ａから供給されるローカル信号１１７ａの位相との差（位相差）に応じたリファレンス信号（制御電圧）をＶＣＯ１１３ａに供給する。変調部１１１ａは、ＶＣＯ１１３ａから供給されるローカル信号１１７ａに基づいて、無線移動局にデータを送信するためのデジタル信号から送信波１８ａを生成する。

送信部１１０ｂは、送信部１１０ａと同様な構成であって、変調部１１１ｂ、ＰＬＬ回路１１２ｂおよびＶＣＯ（電圧制御発振器）１１３ｂからなる。この送信部１１０ｂでは、ＰＬＬ回路１１２ｂが、基準クロック発生部１２０から供給されるリファレンス信号１１６ｂの位相とＶＣＯ１１３ｂから供給されるローカル信号１１７ｂの位相との差（位相差）に応じたリファレンス信号（制御電圧）をＶＣＯ１１３ｂに供給する。そして、変調部１１１ｂが、ＶＣＯ１１３ｂから供給されるローカル信号１１７ｂに基づいて送信波１１８ｂを生成する。

合成器１３０は、送信部１１０ａから出力された送信波１１８ａと送信部１１０ｂから出力された送信波１１８ｂとをそれぞれ入力としており、これら送信波１１８ａ、１１８ｂを合成した合成波１３１をアンテナ１４０に供給する。アンテナ１４０は、入力された合成波１３１に基づく無線信号（電波）を送出する。

この無線送信機１００では、ＰＬＬ回路１１２ａによって、ＶＣＯ１１３ａから出力されるローカル信号１１７ａの位相が、基準クロック発生部１２０から供給されるリファレンス信号１１６ａの位相と合致するように制御され、ＰＬＬ回路１１２ｂによって、ＶＣＯ１１３ｂから出力されるローカル信号１１７ｂの位相が、基準クロック発生部１２０から供給されるリファレンス信号１１６ｂの位相と合致するように制御される。したがって、リファレンス信号１１６ａ、１１６の間の位相が一致していれば、ローカル信号１１７ａ、１１７ｂの間の位相も一致し、その結果、送信波１１８ａ、１１８ｂの位相が一致することになる。送信波１１８ａ、１１８ｂの位相が一致した状態で、合成波１３１の振幅（利得）は最大となる。

しかし、上述した無線送信機１００においては、ＰＬＬ回路１１２ａ、１１２ｂに入力されるリファレンス信号１１６ａ、１１６ｂの位相は完全には一致しない。これは、送信部１１０ａ、１１０ｂを用いた種々の送信機能を実現する上で、回路設計上どうしても、基準クロック発生部１２０とＰＬＬ回路１１２ａの間を接続する配線パターンの配置と基準クロック発生部１２０とＰＬＬ回路１１２ｂの間を接続する配線パターンの配置とが異なり、それぞれの配線パターンにおける、リファレンス信号１１６ａ、１１６ｂに対して生じる遅延の大きさが異なるためである。このようにリファレンス信号１１６ａ、１１６ｂの間に位相差が生じると、ローカル信号１１７ａ、１１７ｂの間で位相差が生じ、その結果、送信波１１８ａ、１１８ｂの間で位相差が生じてしまい、合成波１３１の利得が低減する。

そこで、送信波１１８ａ、１１８ｂの位相を一致させることのできる無線送信機が提案されている。図１１に、その無線送信機の構成を示す。

図１１を参照すると、無線送信機１０１は、図１０に示した構成に、分配器１２１ａ、１２１ｂ、位相比較器１２２および位相補正回路１２３ａ、１２３ｂを加えたものである。

分配器１２１ａは、変調部１１１ａから出力された送信波１１８ａを２つに分配し、一方を送信波１２４ａとして位相比較回路１２２に供給し、他方を送信波１２５ａとして位相補正回路１２３ａに供給する。分配器１２１ｂは、変調部１１１ｂから出力された送信波１１８ｂを２つに分配し、一方を送信波１２４ｂとして位相比較回路１２２に供給し、他方を送信波１２５ｂとして位相補正回路１２３ｂに供給する。

位相比較回路１２２は、分配器１２１ａから供給された送信波１２４ａの位相と分配器１２１ｂから供給された送信波１２４ｂの位相とを比較し、両信号間の位相差に応じた補正信号１２６を位相補正回路１２３ａ、１２３ｂに供給する。位相補正回路１２３ａは、補正信号１２６に基づいて、分配器１２１ａから供給された送信波１２５ａの位相を補正し、位相補正回路１２３ｂは、補正信号１２６に基づいて、分配器１２１ｂから供給された送信波１２５ｂの位相を補正する。合成器１３０は、位相補正回路１２３ａ、１２３ｂのそれぞれで位相補正された送信波から合成波を生成する。

上記の他、第１および第２のＶＣＯを備え、これら第１および第２のＶＣＯの出力信号の位相差に基づいて、第１のＶＣＯの入力制御電圧を制御することで、第１および第２のＶＣＯの出力信号を一定の位相差で保持する周波数変換器が提案されている（特許文献１参照）。
特開昭61-182305号公報

しかしながら、図１１に記載の無線送信機には、以下のような問題がある。

分配器１２１ａ、１２１ｂ、位相比較器１２２および位相補正回路１２３ａ、１２３ｂからなる回路は、送信部１１０ａ、１１０ｂから出力された高周波の送信波１１８ａ、１１８ｂを処理するように構成されている。このため、分配器１２１ａ、１２１ｂ、位相比較器１２２および位相補正回路１２３ａ、１２３ｂには、高周波対応の電気部品を使用する必要がある。このような高周波対応の電気部品は高価であるため、無線送信機の部品コストが増大することになる。

特許文献１に記載の周波数変換器においては、第１および第２のＶＣＯの出力信号の位相差に基づいて、第１のＶＣＯの入力制御電圧を制御するようになっているので、上記のような高周波数対応の電気部品を使用する必要はない。したがって、この周波数変換器を図１０に示した無線送信機に適用することで、上記の問題を解消することが可能である。しかし、この場合は、以下のような問題を生じる。

図１０に示した変調部１１１ａ、１１１ｂを構成する電気部品（特にフィルタ）の特性は温度により著しく変化し、しかもそのような電気部品の特性変化には個体差が有る。このため、ローカル信号１１７ａ、１１７ｂの位相が一致しても、各変調部を構成する電気部品（特にフィルタ）の特性が温度により変化するため、送信波１１８ａ、１１８ｂの間で位相ずれが生じる。

本発明の目的は、上記問題を解決し、各変調部を構成する電気部品の特性が温度により変化する場合であっても、各変調部から出力される送信波の位相を合わせることのできる、低コストの無線送信機を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の無線送信機は、
第１および第２の送信部と、
前記第１および第２の送信部から出力された送信波を合成する合成器と、
前記第１および第２の送信部にリファレンス信号を供給する補正部と、を有し、
前記第１および第２の送信部のそれぞれは、
入力された制御電圧に応じて出力周波数が変化する電圧制御発振器と
前記電圧制御発振器の出力信号と前記補正部から供給されたリファレンス信号との間の位相差に応じた制御電圧を前記電圧制御発振器に供給する位相同期ループ回路と、
前記電圧制御発振器の出力信号に基づいて送信データを変調し、該変調データを前記送信波として出力する変調部と、
前記電圧制御発振器の出力信号を前記補正部に供給する分配器と、を有し、
前記補正部が、前記第２の送信部に供給されるリファレンス信号の位相を補正することで、前記第１および第２の送信部から供給される前記電圧制御発振器の出力信号の間の位相差と前記第１および第２の送信部を構成する変調部の特性が温度によって変化することにより発生する前記送信波の間の位相差とをそれぞれ補正することを特徴とする。

上記の構成によれば、第１および第２の送信部のそれぞれに設けられた各電圧制御発振器の出力信号の間で位相差が生じると、補正部が、その位相差に応じて、第２の送信部に供給されるリファレンス信号の位相を補正する。これにより、各電圧制御発振器の出力信号の位相が一致する。

加えて、各電圧制御発振器の出力信号の位相が一致した状態において、変調部の特性が温度によって変化して送信波の間で位相差が生じる場合は、補正部が、その位相差に応じて、第２の送信部に供給されるリファレンス信号の位相を補正する。これにより、送信波の位相は常に一致した状態となる。

また、第２の送信部に供給されるリファレンス信号は低周波の信号であり、この低周波のリファレンス信号の位相を補正するように構成しているので、従来のような、高周波対応の電気部品を使用する必要がない。

本発明によれば、各変調部を構成する電気部品の特性が温度により変化する場合であっても、各変調部から出力される送信波の位相を合わせることのできるので、合成波の利得をより高くすることできる。

また、高周波対応の電気部品を使用する必要がないので、その分、部品コストを抑えるができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態である無線送信機の概略構成を示すブロック図である。図１を参照すると、無線送信機１は、移動体通信における無線基地局に適用されるものであって、その主要部は、送信部１０ａ、１０ｂ、補正部２０、合成器３０およびアンテナ４０からなる。

送信部１０ａは、変調部１１ａ、ＰＬＬ回路１２ａ、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１３ａおよび分配器１４ａからなる。ＶＣＯ１３ａは、ＰＬＬ回路１２ａから供給されるリファレンス信号（制御電圧）に応じて出力周波数が変化する。ＶＣＯ１３ａの出力（ローカル信号）は分配器１４ａに供給されるとともに、ＰＬＬ回路１２ａに供給されている。

ＰＬＬ回路１２ａは、補正部２０から供給されるリファレンス信号１６ａの位相とＶＣＯ１３ａから供給されるローカル信号の位相との差（位相差）に応じたリファレンス信号（制御電圧）をＶＣＯ１３ａに供給する。分配器１４ａは、ＶＣＯ１３ａの出力（ローカル信号）を２つに分配し、一方をローカル信号１５ａとして補正部２０に供給し、他方をローカル信号１７ａとして変調部１１ａに供給する。変調部１１ａは、ＶＣＯ１３ａから分配器１４ａを介して供給されるローカル信号１７ａに基づいて、無線移動局にデータを送信するためのデジタル信号から送信波１８ａを生成する。

送信部１０ｂは、送信部１０ａと同様な構成であって、変調部１１ｂ、ＰＬＬ回路１２ｂ、ＶＣＯ（電圧制御発振器）１３ｂおよび分配器１４ｂからなる。この送信部１０ｂでは、ＰＬＬ回路１２ｂが、補正部２０から供給されるリファレンス信号１６ｂの位相とＶＣＯ１３ｂから供給されるローカル信号の位相との差（位相差）に応じたリファレンス信号（制御電圧）をＶＣＯ１３ｂに供給する。そして、変調部１１ｂが、ＶＣＯ１３ｂから分配器１４ｂを介して供給されるローカル信号１７ｂに基づいて送信波１８ｂを生成する。

合成器３０は、送信部１０ａから出力された送信波１８ａと送信部１０ｂから出力された送信波１８ｂとをそれぞれ入力としており、これら送信波１８ａ、１８ｂを合成した合成波３１をアンテナ４０に供給する。アンテナ４０は、入力された合成波３１に基づく無線信号（電波）を送出する。

補正部２０は、ＰＬＬ回路１２ａ、１２ｂにリファレンス信号１６ａ、１６ｂを供給するとともに、分配器１４ａ、１４ｂから供給されるローカル信号１５ａ、１５ｂの位相が一致するように、リファレンス信号１６ｂの位相を補正する。また、補正部２０は、リファレンス信号１６ａ、１６ｂの位相を補正する際に、変調部１１ａ、１１ｂを構成する電気部品（特にフィルタ）の特性の、温度および個体差による変化により発生する、送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差を補正するための補正値を、リファレンス信号１６ｂに加える。

上述した無線送信機１では、補正部２０により、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相（ローカル信号１７ａ、１７ｂの位相に同じ）が一致するようにリファレンス信号１６ｂの位相が補正されると同時に、変調部１１ａ、１１ｂを構成する電気部品（特にフィルタ）の温度による特性変化に応じて、リファレンス信号１６ｂに対する位相補正量が調整される。これにより、無線送信機１内の温度が変化しても、変調部１１ａ、１１ｂから出力された送信波１８ａ、１８ｂの位相は常に一致することになる。

なお、ローカル信号１５ａ、１５ｂを補正部２０に供給するための配線パターンは、リファレンス信号１６ａ、１６ｂをＰＬＬ回路１２ａ、１２ｂに供給するための配線パターンに比較して、送信部１０ａ、１０ｂを用いた種々の送信機能を実現する上での回路設計上の制約は少ないため、ローカル信号１５ａ、１５ｂに対して生じるそれら配線パターンの遅延がほぼ同じになるよう設計することが可能である。

次に、変調部１１ａ、１１ｂおよび補正部２０の構成について具体的に説明する。

図２に、変調部１１ａの一構成例を示す。図２を参照すると、変調部１１ａは、信号処理部５０、フィルタ５１、５４、アンプ５２、５５、５６、およびミキサ５３からなる。

信号処理部５０は、移動局にデータ送信するためのデジタル信号を低周波数なアナログ信号に変換し、その変換したアナログ信号をＩＦ信号５７として出力する。ＩＦ信号５７は、フィルタ５１およびアンプ５２を介してミキサ５３の一方の入力に供給されている。フィルタ５１は、信号処理部５０におけるＤ／Ａ変換時に発生する不要なスプリアスを除去するためのものである。アンプ５２は、フィルタ５１の出力を増幅する。

ミキサ５３の他方の入力には、ローカル信号１７ａがアンプ５６を介して供給されている。アンプ５６は、ローカル信号１７ａを増幅する。ミキサ５３は、アンプ５２を介して供給されたＩＦ信号とアンプ５６を介して供給されたローカル信号とに基づいて高周波数のＲＦ信号５８を生成する。ＲＦ信号５８はフィルタ５４を介してアンプ５５に供給されている。フィルタ５４は、ミキサ５３にて発生する不要なスプリアスを除去するためのものである。アンプ５５は、フィルタを介して供給されるＲＦ信号を増幅する。アンプ５５の出力信号が、送信波１８ａである。

変調部１１ｂも、図２に示した構成と全く同じのものであるが、変調部１１ｂを構成する各フィルタの、温度による特性変化が、変調部１１ａのそれと異なる。このため、ローカル信号１７ａ、１７ｂの位相を一致させるだけでは、変調部１１ａ、１１ｂの内部電気部品（フィルタ）の、温度および固体差による特性変化により、送信波１８ａ、１８ｂの間で位相差が生じる。内部電気部品の、温度および固体差による特性変化によらず、送信波１８ａ、１８ｂの位相を一致させるために、補正部２０による位相補正が行われる。

図３に、補正部２０の具体的な構成を示す。図３を参照すると、補正部２０は、制御部２１、位相比較回路２２、温度センサ２３、メモリ２４、位相補正回路２５および基準発振器２６からなる。

基準発振器２６は、水晶振動子を備える基準クロック信号源であって、互いの位相が一致している第１および第２の基準クロック信号を出力する。第１の基準クロック信号は、リファレンス信号１６ａとしてＰＬＬ回路１２ａに供給されている。第２の基準クロック信号は、位相補正回路２５に供給されている。

位相比較回路２２は、分配器１４ａから供給されるローカル信号１５ａの位相と分配器１４ｂから供給されるローカル信号１５ｂの位相とを比較し、両信号の位相差を示す信号を制御部２１に供給する。温度センサ２３は、無線送信機１の内部の温度（これは、変調部１１ａ、１１ｂの温度に対応する）を検出する。

メモリ２４には、位相比較回路２２にて検出されるローカル信号１５ａ、１５ｂの間の位相差を補正するための第１のテーブル情報と、変調部１１ａ、１１ｂを構成する電気部品（特にフィルタ）の特性の、温度および個体差による変化により発生する、送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差を補正するための第２のテーブル情報とが予め格納されている。

制御部２１は、位相比較回路２２から供給される位相差信号によって示される位相差に基づいて、メモリ２４に格納されている第１のテーブル情報から、その位相差に対応する第１の補正値を取得する。また、制御部２１は、温度センサ２３から供給される温度測定値に基づいて、メモリ２４に格納されている第２のテーブル情報から、その温度測定値に対応する第２の補正値を取得する。さらに、制御部２１は、取得した第１および第２の補正値を加算した値を示す補正信号２７を位相補正回路２５に供給する。

位相補正回路２５は、制御部２１から供給される補正信号２７によって示される補正値（第１および第２の補正値の合計）に従って、基準発振器２６から供給される第２の基準クック信号の位相を補正する。位相補正回路２５で位相が補正された第２の基準クック信号は、リファレンス信号１６ｂとしてＰＬＬ回路１２ｂに供給される。

次に、補正部２０による位相補正動作について具体的に説明する。以下では、第１の補正値に基づく位相補正動作と第２の補正値に基づく位相補正動作とに分けて、それぞれの動作を説明する。

（１）第１の補正値に基づく位相補正動作：
まず、２つの送信波（正弦波）を足し合わせる原理について説明する。

図４に、２つの送信波の位相が一致する場合の合成波を模式的に示す。図４において、（ａ）は第１の送信波の波形（＝sin θ）、（ｂ）は第２の送信波の波形（＝sin θ）、（ｃ）は第１および第２の送信波の合成波の波形（＝２×sin θ）である。第１および第２の送信波はそれぞれ送信波１８ａ、１８ｂに対応し、合成波は合成波３１に対応する。第１および第２の送信波の位相は一致しているので、合成波の振幅（ピーク値）は、第１および第２の送信波の振幅の２倍になる。

図５に、２つの送信波の位相が９０度ずれている場合の合成波を模式的に示す。図５において、（ａ）は第１の送信波の波形（＝sin θ）、（ｂ）は第２の送信波の波形（＝sin （θ+90））、（ｃ）は第１および第２の送信波の合成波の波形（＝sin θ + sin （θ+90））である。第１および第２の送信波はそれぞれ送信波１８ａ、１８ｂに対応し、合成波は合成波３１に対応する。第１および第２の送信波の位相は９０度ずれているため、合成波の振幅（ピーク値）は、第１および第２の波形の振幅の√２倍となる。

図６に、２つの送信波の位相が１５０度ずれている場合の合成波を模式的に示す。図６において、（ａ）は第１の送信波の波形（＝sin θ）、（ｂ）は第２の送信波の波形（＝sin （θ+150））、（ｃ）は第１および第２の送信波の合成波の波形（＝sin θ + sin （θ+150））である。第１および第２の送信波はそれぞれ送信波１８ａ、１８ｂに対応し、合成波は合成波３１に対応する。第１および第２の送信波の位相は１５０度ずれているため、合成波の振幅（ピーク値）は、第１および第２の波形の振幅の半分となる。

図５および図６に示したように、第１および第２の送信波に位相差が生じた場合は、合成波は最大振幅を得られない。合成波の最大振幅を得るには、図４に示したように、第１および第２の送信波の位相を一致させる必要がある。第１の補正値に基づく位相補正では、送信波１８ａ、１８ｂの位相を一致させるため、制御部２１が、ローカル信号１５ａ、１５ｂの間の位相差に基づいて補正値を決定する。

図７に、ローカル信号１５ａ、１５ｂの間の位相差と第１の補正値との関係を模式的に示し、図８に、第１のテーブル情報としてメモリ２４に格納される、第１の補正値とローカル信号１５ａ、１５ｂの間の位相差との関係を示す。

図７には、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相が一致している第１の状態と、ローカル信号１５ｂの位相がローカル信号１５ａの位相に対して進んでいる第２の状態とが示されている。第１の状態では、第１の補正値は２．０Ｖとされ、第２の状態では、第１の補正値は１．５Ｖとされる。このように、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差に応じて第１の補正値を決定する。

メモリ２４には、図８に示すような関係を有する第１のテーブル情報が格納されており、制御部２１は、その第１のテーブル情報を参照して、位相比較回路２２から供給される位相差（ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差）に基づいて第１の補正値を決定する。図８において、縦軸は第１の補正値を示し、横軸はローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差を示す。位相差が１８０°、９０°、０°、−９０°、−１８０°と変化すると、第１の補正値は、１．０Ｖ、１．５Ｖ、２．０Ｖ、２．５Ｖ、３．０Ｖと変化する。このように、位相差と第１の補正値とは比例の関係にあり、この関係に基づく第１のテーブル情報がメモリ２４に格納されている。

補正部２０では、位相比較回路２２が、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差を常時検出しており、制御部２１が、位相比較回路２２で検出されたローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差に基づいて、メモリ２４に格納された第１のテーブル情報を参照して第１の補正値を決定する。

ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差が０°である場合は、制御部２１は、第１の補正値を補正電圧２．０Ｖに設定する。第２の補正値を考慮せず、第１の補正値のみで位相補正を行うと仮定すると、位相補正回路２５は、補正電圧２．０Ｖに基づいて、基準発振器２６から供給される第２の基準クロック信号の位相を補正する。この場合、リファレンス信号１６ａ、１６ｂの間の位相差はゼロとなる。

ローカル信号１５ｂの位相がローカル信号１５ａの位相より９０°だけ進んでいる場合は、制御部２１は、第１の補正値を補正電圧１．５Ｖに設定する。第２の補正値を考慮せず、第１の補正値のみで位相補正を行うと仮定すると、位相補正回路２５は、補正電圧１．５Ｖに基づいて、基準発振器２６から供給される第２の基準クロック信号の位相を補正する。この場合、リファレンス信号１６ｂの位相は、リファレンス信号１６ａの位相に対して９０°遅れる。ＰＬＬ回路１２ｂにより、ＶＣＯ１３ｂの出力（ローカル信号１７ｂ）の位相がリファレンス信号１６ｂの位相に一致するように制御されることで、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差が０になる。

ローカル信号１５ｂの位相がローカル信号１５ａの位相より９０°だけ進んでいる場合は、制御部２１は、第１の補正値を補正電圧１．５Ｖに設定する。第２の補正値を考慮せず、第１の補正値のみで位相補正を行うと仮定すると、位相補正回路２５は、補正電圧１．５Ｖに基づいて、基準発振器２６から供給される第２の基準クロック信号の位相を補正する。この場合、リファレンス信号１６ｂの位相は、リファレンス信号１６ａの位相に対して９０°遅れる。ＰＬＬ回路１２ｂにより、ＶＣＯ１３ｂの出力（ローカル信号１７ｂ）の位相がリファレンス信号１６ｂの位相に一致するように制御されることで、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相差が０になる。

第１のテーブル情報には、位相差が−１８０°から１８０°の範囲における第１の補正値が設定されるので、ローカル信号１５ａ、１５ｂの位相誤差がどのような値になろうとも、第１の補正値に基づく位相補正を行うことが可能である。

（２）第２の補正値に基づく位相補正動作：
上記の「（１）第１の補正値に基づく位相補正動作」によりローカル信号１７ａ、１７ｂの位相は一致する。しかし、ローカル信号１７ａ、１７ｂの位相が一致するだけでは、変調部１１ａ、１１ｂを構成する電気部品（特にフィルタ）の特性の、温度および個体差による変化により、送信波１８ａ、１８ｂの間で位相差を生じる。第２の補正値に基づく位相補正動作では、この送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差を補正する。

メモリ２４には、温度と第２の補正値との関係を示すテーブル情報が予め格納されている。第２の補正値は、変調部１１ａ、１１ｂを構成する電気部品（特にフィルタ）の特性の、温度および個体差による変化により発生する、送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差を補正するためのものである。

図９に、第２のテーブル情報としてメモリ２４に格納される、第２の補正値と温度との関係を示す。縦軸に第２の補正値、横軸に温度が取られている。第２の補正値と温度は、補正値が温度の上昇とともに増加する比例の関係にある。この第２のテーブル情報は、以下のようにして作成することができる。

ローカル信号１７ａ、１７ｂの位相を一致させた状態で、所定の温度範囲（無線送信機の使用環境温度の範囲を含む）において温度を変化させ、それぞれの温度における送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差を調べる。そして、温度毎の送信波１８ａ、１８ｂの間の位相差について、その位相差が０になるような、第２の基準クロック信号に対する補正値（すなわち、第２の補正値）を調べる。このようにして調べた各温度と補正値の関係に基づいて、第２のテーブル情報が作成される。

補正部２０では、制御部２１は、温度センサ２３の出力から得られる温度測定値に基づいて、メモリ２４に格納されている第２のテーブル情報から第２の補正値を取得する。そして、制御部２１は、取得した第２の補正値を、上述の「（１）第１の補正値に基づく位相補正動作」により設定した第１の補正値に加算し、その合計値を補正値として位相補正回路２５に供給する。位相補正回路２５は、制御部２１から供給される第１および第２の補正値の合計である補正値に基づいて、基準発振器２６から供給される第２の基準クロック信号の位相を補正する。この補正動作により、送信波１８ａ、１８ｂの位相を完全に一致させることができ、合成波３１の利得（振幅）を、送信波の最大合成利得（２倍）とすることができる。

以上説明した本実施形態の無線送信機によれば、各送信部のそれぞれに設けられた各電圧制御発振器の出力信号の間で位相差が生じると、補正部が、その位相差に応じて、一方の送信部に供給されるリファレンス信号の位相を補正する。これにより、各電圧制御発振器の出力信号の位相が一致する。加えて、各電圧制御発振器の出力信号の位相が一致した状態において、変調部の特性が温度によって変化して送信波の間で位相差が生じる場合は、補正部が、その位相差に応じて、一方の送信部に供給されるリファレンス信号の位相を補正する。これにより、送信波の位相は常に一致した状態となる。このように、各変調部を構成する電気部品の特性が温度により変化する場合であっても、各変調部から出力される送信波の位相を合わせることのできるので、合成波の利得をより高くすることできる。

また、送信部に供給されるリファレンス信号は低周波の信号であり、この低周波のリファレンス信号の位相を補正するように構成しているので、従来のような、高周波対応の電気部品を使用する必要がない。このように、高周波対応の電気部品を使用する必要がないので、その分、部品コストを抑えるができる。

以上説明した無線送信機は、本発明の一例であり、その構成および動作は発明趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。

本発明は、移動体通信の無線基地局だけでなく、２つの送信部から送出された送信波を合成する機能を有する他の無線送信機にも適用することができる。

本発明の一実施形態である無線送信機の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す変調部の一例を示すブロック図である。 図１に示す補正部の一例を示すブロック図である。 ２つの送信波の位相が一致する場合の合成波を説明するための模式図である。 ２つの送信波の位相が９０度ずれている場合の合成波を説明するための模式図である。 ２つの送信波の位相が１５０度ずれている場合の合成波を説明するための模式図である。 ローカル信号間の位相差と第１の補正値との関係を説明するための模式図である。 第１の補正値とローカル信号間の位相差との関係を説明するための特性図である。 第２の補正値と温度との関係を説明するための特性図である。 従来の無線基地局装置の無線送信機の一例を示すブロック図である。 従来の無線基地局装置の無線送信機の他の例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 無線送信機
１０ａ、１０ｂ 送信部
１１ａ、１１ｂ 変調部
１２ａ、１２ｂ ＰＬＬ回路
１３ａ、１３ｂ ＶＣＯ（電圧制御発振器）
１４ａ、１４ｂ 分配器
２０ 補正部
３０ 合成器
４０ アンテナ

Claims (4)

1. 第１および第２の送信部と、
   前記第１および第２の送信部から出力された送信波を合成する合成器と、
   前記第１および第２の送信部にリファレンス信号を供給する補正部と、を有し、
   前記第１および第２の送信部のそれぞれは、
   入力された制御電圧に応じて出力周波数が変化する電圧制御発振器と
   前記電圧制御発振器の出力信号と前記補正部から供給されたリファレンス信号との間の位相差に応じた制御電圧を前記電圧制御発振器に供給する位相同期ループ回路と、
   前記電圧制御発振器の出力信号に基づいて送信データを変調し、該変調データを前記送信波として出力する変調部と、
   前記電圧制御発振器の出力信号を前記補正部に供給する分配器と、を有し、
   前記補正部は、前記第２の送信部に供給されるリファレンス信号の位相を補正することで、前記第１および第２の送信部から供給される前記電圧制御発振器の出力信号の間の位相差と前記第１および第２の送信部を構成する変調部の特性が温度によって変化することにより発生する前記送信波の間の位相差とをそれぞれ補正する、無線送信機。
2. 前記補正部は、
   互いの位相が一致している第１および第２の基準クロック信号を発生する基準クロック発生部と、
   前記第１および第２の送信部から供給される前記電圧制御発振器の出力信号の間の位相差と該位相差を補正するための第１の補正値とが関連付けられて格納された第１のテーブルと、
   前記第１および第２の送信部を構成する変調部の特性が温度によって変化することにより発生する前記送信波の間の位相差を補正するための第２の補正値が、前記温度と関連付けられて格納された第２のテーブルと、
   前記変調部の温度を測定するための温度センサと、
   前記第１および第２の送信部から供給される前記電圧制御発振器の出力信号の位相を比較し、該出力信号間の位相差を出力する位相比較回路と、
   前記第１のテーブルを参照して、前記位相比較回路から供給される位相差に対応する第１の補正値を取得し、前記第２のテーブルを参照して、前記温度センサによる測定値に対応する第２の補正値を取得し、該第１および第２の補正値を加算した補正値を出力する制御部と、
   前記制御部から出力された前記補正値に基づいて、前記第２の基準クロック信号の位相を補正する位相補正回路と、を有し、
   前記第１の基準クロック信号がリファレンス信号として前記第１の送信部に供給され、前記位相補正回路で位相が補正された前記第２の基準クロック信号がリファレンス信号として前記第２の送信部に供給される、請求項１に記載の無線送信機。
3. 入力された制御電圧に応じて出力周波数が変化する第１および第２の電圧制御発振器の出力信号に基づいて送信データを変調して得られる第１および第２の送信波を合成する第１のステップと、
   互いの位相が一致した第１および第２の基準クロック信号を生成する第２のステップと、
   前記第１の電圧制御発振器の出力信号と前記第１の基準クロック信号との間の位相差に応じた制御電圧を前記第１の電圧制御発振器に供給する第３のステップと、
   前記第２の電圧制御発振器の出力信号と前記第２の基準クロック信号との間の位相差に応じた制御電圧を前記第２の電圧制御発振器に供給する第４のステップと、
   前記第２の基準クロック信号の位相を補正することで、前記第１の電圧制御発振器の出力信号と前記第２の電圧制御発振器の出力信号の間の位相差と、前記送信データを変調する変調部の特性が温度によって変化することにより発生する前記第１および第２の送信波の間の位相差とをそれぞれ補正する第５のステップと、を含む位相補正方法。
4. 前記第５のステップは、
   前記第１および第２の電圧制御発振器の出力信号の間の位相差を検出し、前記第１および第２の電圧制御発振器の出力信号の間の位相差と該位相差を補正するための第１の補正値とが関連付けられて格納された第１のテーブルを参照して、検出した前記位相差に対応する第１の補正値を取得するステップと、
   前記変調部の温度を測定し、前記変調部の特性が温度によって変化することにより発生する前記送信波の間の位相差を補正するための第２の補正値が、前記温度と関連付けられて格納された第２のテーブルを参照して、測定した前記変調部の温度に対応する第２の補正値を取得するステップと、
   取得した前記第１および第２の補正値を加算した補正値に基づいて、前記第２の基準クロック信号の位相を補正するステップと、を含む、請求項３に記載の位相補正方法。

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