JP2008072539A

JP2008072539A - 送信電力増幅装置

Info

Publication number: JP2008072539A
Application number: JP2006250283A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ochiai; 清志落合
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】送信信号の周波数の変化に応じて電力増幅器の入力レベルの制限を調節でき、オーバーシュートを防止できる送信電力増幅装置を提供する。
【解決手段】本発明の送信電力増幅装置１００は、送信信号の周波数を周波数情報制御回路２０の周波数情報変換回路２１が抽出してデジタルナ信号に変換し、その変換した周波数に応じた振幅制限用バイアス電圧がバイアス電圧調整回路２４から振幅制限回路１４に与えられる。したがって、振幅制限回路１４は、送信信号の周波数に対応して適切な電力増幅器１５に対する入力レベルの制限を自動的に与えることができ、ひいては、送信電力増幅装置１００のオーバーシュートの発生を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、送信電力増幅装置に関し、特に、電力増幅器への入力レベルを制限することにより電力増幅器に対するオーバーシュートを防止する送信電力増幅装置に関する。

従来、送信電力増幅装置では、立ち上がり時のオーバーシュートを発生させない技術が特開平１０−２２７６１号公報に開示されているが、立ち上がり以降の対応が充分とは言えない。他の技術としては、電力増幅器の入力レベルの過入力を抑える技術が考えられる。例えば、図３および図４のブロック図で表されるような送信電力増幅装置である。この送信電力増幅装置２００においては、変調器４１の出力を電圧制御可変減衰器４２、励振増幅器４３、振幅制限回路４４、電力増幅器４５、方向性結合器４６を通して送信出力として送出している。他方、方向性結合器４６は、送信出力のレベルを抽出し、検波器４７で検波し、検波したレベルに対応して自動レベル制御回路４８が電圧制御可変減衰器４２の減衰量を調節して送信出力を一定にしている。

この場合、自動レベル制御回路４８の制御遅れなどによって発生するオーバーシュートなどを原因とする電力増幅器４５の過入力を防止するために振幅制限回路４４が配置されている。オーバーシュートが発生すると電力増幅器４５の破損などが引き起こされるからである。図４に示されるように振幅制限回路４４においては、互いに逆向きのダイオードＤＣ，ＤＤが信号ラインとグランドとの間に接続されている。電力増幅器４５の入力信号が正極性で過入力であればダイオードＤＣで制限（順方向電圧ＶＦで制限）され、入力信号が負極性で過入力であればダイオードＤＤで制限される。したがって、電力増幅器４５の入力信号が±ＶＦを超えることはないように考えられる。

上述したように、従来の送信電力増幅装置においては、振幅制限回路を配置することによって、立ち上がり以降の対応も可能になるが、送信信号の周波数の変化に対応して、電力増幅器および励振増幅器の利得が変化することを考慮すると上述の対応の内容では充分でない。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、送信信号の周波数の変化に応じて電力増幅器の入力レベルの制限を調節し、送信信号の周波数の変化によるオーバーシュートを防止できる送信電力増幅装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る送信電力増幅装置は、電力増幅器への入力レベルを制限することにより電力増幅器に対するオーバーシュートを防止する送信電力増幅装置において、与えられる振幅制限用バイアス電圧に応じて電力増幅器への入力レベルの制限を調節できる振幅制限回路と、送信信号の周波数情報をデジタルデータに変換する周波数情報変換回路と、周波数情報変換回路のデジタルデータに対応して、前記入力レベルの制限を生成するための制限電圧設定値を出力する制限電圧記憶回路と、制限電圧記憶回路が出力する制限電圧設定値に基づいて、振幅制限用バイアス電圧を生成して振幅制限回路に与えるバイアス電圧調整回路とを有する。

この発明は上述のように構成されているので、送信信号の周波数情報を周波数情報変換回路がデジタルデータに変換し、そのデジタルデータの周波数に応じた振幅制限用バイアス電圧がバイアス電圧調整部から振幅制限回路に与えられる。他方、振幅制限回路は、振幅制限用バイアス電圧に応じて、送信信号の周波数の変動に伴う利得の違いの影響を受けないように電力増幅器への入力レベルの制限を調節する。

以上に詳述したように本発明によれば、送信信号の周波数情報を周波数情報変換回路がデジタルデータに変換し、そのデジタルデータの周波数に応じた振幅制限用バイアス電圧がバイアス電圧調整部から振幅制限回路に与えられる。他方、振幅制限回路は、振幅制限用バイアス電圧に応じて、送信信号の周波数の変動に伴う利得の違いの影響を受けないように電力増幅器への入力レベルの制限を調節する。したがって、送信信号の周波数に変化があっても利得の違いの影響を受けずに動作は安定しており、オーバーシュートも確実に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の送信電力増幅装置の実施の形態を示すブロック図、図２は、図１の送信電力増幅装置の振幅制限回路および周波数情報制御回路を詳細に示すブロック図である。図１で示される送信電力増幅装置１００において、変調器１１からの送信信号は、電圧制御可変減衰器１２で適切な減衰量で減衰され、励振増幅器１３に引き渡される。励振増幅器１３は、引き渡された信号を電力増幅器１５での増幅に適するレベルまで増幅する。振幅制限回路１４は、周波数情報制御回路２０の制御の下で励振増幅器１３からの信号に振幅制限（電力増幅器１５の入力レベルの制限）を与える。電力増幅器１５は、振幅制限回路１４からの信号を電力増幅する。

方向性結合器１６は、電力増幅器１５の出力を送信出力として出力するとともに、送信出力に対応するレベルの信号を送信出力から抽出して検波器１７に引き渡す。検波器１７で検波された出力は、自動レベル制御回路１８に引き渡される。自動レベル制御回路１８は、受け取った検波レベルに対応して送信出力を一定にするように電圧制御可変減衰器１２の減衰量を調節する。さらに、周波数情報制御回路２０は、扱う送信信号の周波数に対応して振幅制限回路１４の振幅制限量（電力増幅器１５の入力レベルの制限量）を調節する。

この場合、図１の送信電力増幅装置１００の励振増幅器１３と電力増幅器１５との間に、電力増幅器１５の過入力を防止するために配置されている振幅制限回路１４は、信号ラインにアノードが接続されたダイオードＤＡと、カソードが接続されたダイオードＤＢと、一端がダイオードＤＡのカソードに他端がグランドに接続されたコンデンサＣＡと、一端がダイオードＤＢのアノードに他端がグランドに接続されたコンデンサＣＢと、一端がダイオードＤＡのカソードに接続されたチョークコイルＬＡと、一端がダイオードＤＢのアノードに接続されたチョークコイルＬＢとを有する。コンデンサＣＡ，ＣＢは、雑音を除去して直流バイアスをダイオードＤＡ，ＤＢに与えるために用いられ、また、チョークコイルＬＡ，ＬＢは、信号ラインからバイアス電圧調整回路２４への影響（交流信号の影響）を阻止するために用いられている。

さらに、上述の振幅制限回路１４の振幅制限（電力増幅器１５の入力レベルの制限）を調節する周波数情報制御回路２０は、周波数情報変換回路２１と、制御電圧記憶回路２２と、Ｄ／Ａ変換器２３と、バイアス電圧調整回路２４とから構成されている。周波数情報変換回路２１は、変調器１１の出力に関する周波数情報を検出しデジタルデータで出力する。制御電圧記憶回路２２は、周波数情報変換回路２１が出力するデジタルデータに対応して記憶している制限電圧設定値（デジタル値）を出力する。この場合の制限電圧設定値とは、電力増幅器１５の入力レベルの制限を行なうための値である。Ｄ／Ａ変換器２３は、デジタルな制限電圧設定値をアナログデータに変換する。

バイアス電圧調整回路２４は、アナログデータに変換された制限電圧設定値に基づいて、チョークコイルＬＡ，ＬＢを介してダイオードＤＡ，ＤＢに直流バイアスを与える。この直流バイアスによって、電力増幅器１５の入力レベルには送信信号の周波数に対応した制限が与えられ、過入力が防止される。このように、送信信号の周波数に対応した過入力防止が行なわれることにより、送信電力増幅装置１００のいわゆるオーバーシュートの発生が阻止され、送信信号の周波数変化に対してもより強靭な送信電力増幅装置が実現される。

本発明の送信電力増幅装置の実施の形態を示すブロック図である。図１の送信電力増幅装置の振幅制限回路および周波数情報制御回路を示すブロック図である。送信電力増幅装置の従来例を示すブロック図である。図３の送信電力増幅装置の振幅制限回路を示すブロック図である。

符号の説明

１１変調器、１２電圧制御可変減衰器、１３励振増幅器、１４振幅制限回路、１５電力増幅器、１６方向性結合器、１７検波器、１８自動レベル制御回路、２０周波数情報制御回路、２１周波数情報変換回路、２２制御電圧記憶回路、２３Ｄ／Ａ変換器、２４バイアス電圧調整回路、１００送信電力増幅装置、ＤＡ，ＤＢダイオード、ＣＡ，ＣＢコンデンサ、ＬＡ，ＬＢチョークコイル。

Claims

電力増幅器への入力レベルを制限することにより電力増幅器に対するオーバーシュートを防止する送信電力増幅装置において、
与えられる振幅制限用バイアス電圧に応じて電力増幅器への入力レベルの制限を調節できる振幅制限回路と、
送信信号の周波数情報をデジタルデータに変換する周波数情報変換回路と、
周波数情報変換回路のデジタルデータに対応して、前記入力レベルの制限を生成するための制限電圧設定値を出力する制限電圧記憶回路と、
制限電圧記憶回路が出力する制限電圧設定値に基づいて、振幅制限用バイアス電圧を生成して振幅制限回路に与えるバイアス電圧調整回路とを有する送信電力増幅装置。