JP2014090299A - 増幅出力制御装置及び増幅出力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パワーアンプの出力を安定させる。
【解決手段】増幅出力制御装置は、ドライバアンプからパワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいてパワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、パワーアンプの出力電力のモニタ値に応じてドライバアンプのバイアス電圧を制御するドライバ制御部に、パワーアンプの出力電力のモニタ値を出力してドライバ制御部によるドライバアンプのバイアス電圧の制御を実行させる判定部と、パワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいてパワーアンプのゲイン変動が無いと判定された場合には、パワーアンプの出力電力のモニタ値に基づいて、パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、パワーアンプのバイアス電圧を制御する制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、パワーアンプの出力を制御する増幅出力制御装置及び方法に関する。

携帯電話端末，スマートフォン，携帯タブレット端末等の無線携帯端末では、端末そのもののコストダウン，小型化が一つの課題になっている。それに伴い、無線携帯端末に搭載される無線信号の処理部のコストダウン，小型化が求められている。

無線信号の処理部のコストダウン及び小型化のために、例えば、アンテナ端からの反射波の影響を抑えるためのアイソレータを搭載しない無線信号の処理部が採用されることがある。

特開２００９−００４８４３号公報 特開２００９−５２５６９５号公報 特開２００１−３３２９８５号公報 特開２０００−５１４９７６号公報 特開２００９−２７８２２５号公報

しかしながら、無線信号の処理部にアイソレータが搭載されないと、アンテナ端からの反射波がパワーアンプに戻ってしまい、インピータンス等の負荷が変動してしまうことがある。負荷変動の結果、無線信号の送信品質が劣化してしまうことがある。

本発明の一態様は、パワーアンプの出力を安定させる増幅出力制御装置及び増幅出力制御方法を提供することを目的とする。

本発明の態様の一つは、
ドライバアンプからパワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値に応じて前記ドライバアンプのバイアス電圧を制御するドライバ制御部に、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値を出力して前記ドライバ制御部による前記ドライバアンプのバイアス電圧の制御を実行させる判定部と、
前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動が無いと判定された場合には、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値に基づいて、前記パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、前記パワーアンプのバイアス電圧を制御する制御部と、
を備える増幅出力制御装置である。

本発明の他の態様の一つは、上述した増幅出力制御装置が上述した処理を実行する増幅出力制御方法である。また、本発明の他の態様は、コンピュータを上述した増幅出力制御置として機能させるプログラム、及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含むことができる。コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体には、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって
蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。

開示の増幅出力制御装置及び増幅出力制御方法によれば、パワーアンプの出力を安定させることができる。

無線機の一例を示す図である。 無線機の他の一例を示す図である。 図１の無線機と図２の無線機とを組み合わせた無線機の例を示す図である。 第１実施形態における無線機の構成の一例を示す図である。 負荷変動ルックアップテーブルの一例である。 ＰＡバイアスルックアップテーブルの一例を示す図である。 無線機の送信電力制御の処理の一例を示す図である。 ＡＰＣで実行されるドライバアンプのバイアス電圧制御処理のフローチャートを示す。 ＰＡバイス制御回路によるパワーアンプのバイアス電圧制御処理のフローチャートの一例である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

＜無線機の例＞
図１は、無線機の一例を示す図である。無線機５００は、例えば、携帯電話端末，スマートフォン，タブレット端末等の携帯端末に搭載されている無線信号の処理部である。また、図１では、無線機５００の送信処理に係る構成について示されており、受信処理に係る構成については省略されている。

無線機５００は、ドライバ制御回路５０１，ドライバアンプ５０４，パワーアンプ（ＰＡ）５０６，方向性結合器５０７，アンテナ５０８を備える。

ドライバアンプ５０４及びパワーアンプ５０６は、それぞれ所定のゲインで送信信号を増幅する。ドライバアンプ５０４のゲインは設定により変更可能で、ドライバアンプ５０４のゲインを調整することによって、無線機５００の出力電力を所望の値に調整することができる。ただし、ドライバアンプのゲインは、使用時には所定の値に設定されている。パワーアンプ５０６は、ゲインが所定の値に固定されている仕様のものである。

ドライバアンプ５０４及びパワーアンプ５０６を含むアンプは、ゲインが大きくなると出力電力は大きくなり、ゲインが小さくなると出力電力は小さくなる。また、アンプのゲインは、アンプ内のインピータンス等の負荷変動、温度変化等の外的要因によって変動する。また、アンプは、温度が上がるとゲインが下がり、温度が下がるとゲインが上がる特性を有する。

方向性結合器５０７は、パワーアンプ５０６の出力電力の一部を取り出し、パワーアンプの出力電力のモニタ値として、ドライバ制御回路５０１に出力する。

ドライバ制御回路５０１は、ドライバアンプ５０４にバイアス電圧を供給する。ドライバ制御回路５０１は、ＴＰＣ（Transmission Power Control） ５０２とＡＰＣ（Auto Power Control） ５０３とを含む。ＴＰＣ ５０２は、基地局からの指示によって、アン
テナ５０８からの出力電力が一定となるように、ドライバアンプのバイアス電圧を制御する。

ＡＰＣ ５０３は、パワーアンプ５０６及びドライバアンプ５０４のゲイン変動に応じた出力電力の変動を制御する。ＡＰＣ ５０３は、パワーアンプ５０６の出力電力のモニタ値から、パワーアンプ５０６のゲインの変動を検出する。ＡＰＣ ５０３は、パワーアンプ５０６のゲインの変動に応じた出力電力の変動を補正するために、ＴＰＣ ５０２とは独立して、ＴＰＣ ５０２の補足的に、ドライバアンプ５０４のバイアス電圧を制御する。具体的には、ＡＰＣ ５０３は、ＴＰＣ ５０２から出力されるバイアス電圧に加算するための、パワーアンプ５０６の出力電力のモニタ値に応じた補正値を出力する。ドライバアンプ５０４のバイアス電圧が制御されることによって、パワーアンプ５０６の入力電力が制御され、パワーアンプ５０６のゲイン変動に応じた出力電力の変動を補正することができる。

例えば、ＡＰＣ ５０３は、パワーアンプ５０６の出力電力のモニタ値が下がった場合に、ドライバアンプ５０４のバイアス電圧を上げるような制御を行う。ドライバアンプ５０４のバイアス電圧を上げることによって、ドライバアンプ５０４の出力電力、すなわち、パワーアンプ５０６の入力電力が大きくなる。また、ドライバアンプ５０４のバイアス電圧を上げることによって、温度変化等の外的要因によるゲインの低下に応じて低下したドライバアンプ５０４の出力電力を補填することができる。パワーアンプ５０６の入力電力が大きくなることによって、パワーアンプ５０６の出力電力が大きくなり、温度変化等の外的要因によるゲインの低下に応じて低下したパワーアンプ５０６の出力電力を補填することができる。

以上のように、ＡＰＣ ５０３は、ドライバアンプ５０４のバイアス電圧を制御することによって、無線機５００の出力電力を制御する。また、ＡＰＣ ５０３によるドライバアンプ５０４のバイアス電圧の制御は、温度変化等の外的要因によるパワーアンプ５０６及びドライバアンプのゲインの変動によって無線機５００の出力電力が変動してしまう場合に、より有効である。

図２は、無線機の他の一例を示す図である。アイソレータを搭載しない場合には、アンテナからの反射波によってパワーアンプ内のインピータンス等の負荷変動にともなってパワーアンプのゲインが変動する。例えば、パワーアンプのゲインが小さくなると、パワーアンプの出力電力が小さくなり、隣接チャネルの漏えい電力の影響を受けて送信品質が劣化することがある。図２に示される無線機６００は、アイソレータを搭載せず、アンテナ６０５からの反射波による送信品質の劣化を抑えるために、パワーアンプ６０２のバイアス電圧を制御する。

無線機６００は、パワーアンプ６０２の入力側と出力側とに方向性結合器６０１，６０４，パワーアンプ６０２のバイアス電圧を制御するＰＡバイアス制御回路６０３を備える。ＰＡバイアス制御回路６０３は、方向性結合器６０１，６０４から、それぞれ、入力電力のモニタ値と出力電力のモニタ値を得て、これらよりパワーアンプ６０２の利得を算出し、該利得に応じてパワーアンプ６０２のバイアス電圧を制御する。すなわち、ＰＡバイアス制御回路６０３は、パワーアンプ６０２のバイアス電圧を制御することによって、無線機６００の出力電力を制御する。

図３は、図１の無線機５００と図２の無線機６００とを組み合わせた無線機の例を示す図である。ＡＰＣを備えることによって、温度変化等の外的要因によるパワーアンプのゲインの変動に対処することができる。また、ＰＡバイアス制御回路を備えることによって、アンテナからの反射波の負荷変動によるゲインの変動に対処することができる。無線機
７００は、無線機５００と無線機６００との双方の構成を有することで、温度変化等の外的要因と、反射波による負荷変動とによるゲインの変動に対処する。

無線機７００は、ドライバアンプ７０１，ドライバ制御回路７０２，パワーアンプ７０５，ＰＡバイアス制御回路７０６，方向性結合器７０７−７０９，アンテナ７１０を備える。ドライバ制御回路７０２は、ＴＰＣ ７０３とＡＰＣ ７０４とを備える。ドライバアンプ７０１，ドライバ制御回路７０２，方向性結合器７０９は、図１の無線機５００のドライバアンプ５０４，ドライバ制御回路５０１，方向性結合器５０７に相当する。ＰＡバイアス制御回路，方向性結合器７０７，７０８は、図２の無線機６００のＰＡバイアス制御回路６０３，方向性結合器６０１，６０４に相当する。

無線機７００では、ＡＰＣ ７０４による温度変化等によるドライバアンプ７０１のバイアス電圧の制御と、ＰＡバイアス制御回路７０６によるパワーアンプ７０５のバイアス電圧の制御とが、それぞれ独立して行われる。これによって、例えば、以下のような事象が発生する可能性がある。

パワーアンプ７０５の出力電力が下がった場合には、パワーアンプ７０５の出力電力が大きくなるように、ドライバ制御回路７０２（ＡＰＣ ７０４）によってドライバアンプ７０１のバイアス電圧が制御される。この一方で、ＰＡバイアス制御回路７０６も、パワーアンプ７０５の出力電力を大きくするために、パワーアンプ７０５のバイアス電圧を制御する。すなわち、ＡＰＣ ７０４とＰＡバイアス制御回路７０６との双方でパワーアンプ７０５の出力電力を大きくするための制御がそれぞれ独立して実行される。パワーアンプ７０５の出力電力を上げる制御が二重で行われることによって、パワーアンプ７０５の出力電力が過剰に上昇してしまうことがある。

これと同様に、パワーアンプの７０５の出力電力が上がった場合には、ＡＰＣ ７０４とＰＡバイアス制御回路７０６とでパワーアンプ７０５の出力電力を小さくするための制御が二重に実行される。そのため、パワーアンプ７０５の出力電力が過剰に低下してしまうことがある。

このように、単に、ＡＰＣ ７０４によるドライバアンプ７０１のバイアス電圧の制御と、ＰＡバイアス制御回路７０６によるパワーアンプ７０５のバイアス電圧の制御とを組み合わせた場合には、パワーアンプ７０５の出力電力において、矛盾が生じる場合がある。すなわち、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に対応する制御（ＡＰＣによる制御）と、反射波の負荷変動によるゲイン変動に対応する制御（ＰＡバイアス制御回路による制御）と、を実行することによって、パワーアンプの出力電力が逆に不安定になる場合がある。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、無線機は、反射波の負荷変動によるゲイン変動に対応する制御と、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に対応する制御との双方を、出力電力を不安定にすることなく、実行する。具体的には、第１実施形態では、無線機は、パワーアンプの入力電力のモニタ値に基づいて、温度変化等の外的要因によるゲイン変動があるか否かを判定する。温度変化等の外的要因によるゲイン変動があると判定した場合には、無線機は、ドライバアンプのバイアス電圧を制御することによって、出力電力を制御する。温度変化等の外的要因によるゲイン変動でないと判定した場合には、無線機は、次に、パワーアンプの出力電力のモニタ値に基づいて、反射波の負荷変動によるゲイン変動の有無を判定する。反射波の負荷変動によるゲイン変動があると判定した場合には、無線機は、ドライバアンプのバイアス電圧を制御せずに、パワーアンプのバイアス電圧を制御することによって出力電力を制御する。

図４は、第１実施形態における無線機の構成の一例を示す図である。無線機１００は、例えば、携帯電話端末，スマートフォン，携帯タブレット端末等の無線通信機能を備える携帯端末に搭載される無線信号の処理部である。また、図４では、無線機１００の送信側の構成が示されており、受信側の構成は省略されている。無線機１００は、“増幅出力制御装置”の一例である。

無線機１００は、モニタ判定回路１，入力電力モニタ回路２，出力電力モニタ回路３，方向性結合器４Ａ，４Ｂ，パワーアンプ５，デュプレクサ（図中、ＤＵＰ）６，ドライバアンプ７，ドライバ制御回路８，スイッチ（図中、ＳＷ）９，アンテナ１０を備える。

ドライバアンプ７は、ゲインを調整可能なアンプである。ドライバアンプ７のゲインを調整することによって無線機１００の送信電力を所望の値に調整することができる。ドライバ制御回路８は、ドライバアンプ７のバイアス電圧を制御する。ドライバ制御回路８は、ＴＰＣ ８１とＡＰＣ ８２とを含み、これらによって、ドライバアンプ７のバイアス電圧を制御する。ＴＰＣ ８１は、基地局からの指示に基づいてドライバアンプ７のバイアス電圧の制御を行う。ＡＰＣ ８２は、パワーアンプ５の出力電力の変動に基づいて、ＴＰＣ ８１の補足的に、ドライバアンプ７のバイアス電圧の制御を行う。ドライバ制御回路８、ＡＰＣ ８２は、“ドライバ制御部”の一例である。

方向性結合器４Ａ，４Ｂは、それぞれ、パワーアンプ５の入力電力，出力電力を入力電力モニタ回路２，出力モニタ回路３に分岐させる。方向性結合器４Ａ，４Ｂは、カプラとも呼ばれる。

方向性結合器４Ａ，４Ｂによって分岐された入力電力，出力電力は、電圧が低い。入力モニタ回路２，出力モニタ回路３は、それぞれ、方向性結合器４Ａ，４Ｂによって分岐された入力電力，出力電力を、アナログデジタル変換可能なレベルにまで増幅及び整形する回路である。入力モニタ回路２，出力モニタ回路３から出力された信号は、モニタ判定回路１に入力される。入力モニタ回路２及び出力モニタ回路３は、例えば、ディテクタ回路である。

入力モニタ回路２，出力モニタ回路３から出力された信号の電力は、以降、それぞれ、入力電力モニタ値，出力電力モニタ値と称する。入力電力モニタ値、出力電力モニタ値は、所定の周期で計測され、それぞれ、モニタ判定回路１に含まれる入力電力モニタ値用、出力電力モニタ値用のバッファ（図示せず）に格納される。また、出力電力モニタ値用のバッファには、前回の計測値と今回の計測値の２つがバッファされる。入力電力モニタ値、出力電力モニタ値が計測される所定の周期は、例えば、ＡＰＣ ８２の制御処理の実行タイミングである６６０マイクロ秒である。

デュプレクサ６は、アンテナ１０を介した無線信号の送信と受信とを切り換える。スイッチ９は、無線機１００が複数の無線システム（３Ｇ，ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ等）の無線部を備えている場合や、複数の周波数それぞれに対する無線部を備えている場合に、アンテナ１０に接続される無線部を切り換える。

モニタ判定回路１は、負荷変動ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１１，負荷判定回路１２，ＰＡバイアス制御回路１３，ＰＡバイアスルックアップテーブル（ＬＵＴ）１４，アナログデジタル変換器１５，１７，デジタルアナログ変換器１６を含む。

負荷変動ルックアップテーブル１１は、所定条件におけるパワーアンプ５の入力電力モニタ値の基準値を格納する。所定条件とは、例えば、基準温度であり、基準値は、基準温
度におけるパワーアンプ５の入力電力モニタ値である。基準温度は、例えば、２５℃である。負荷変動ルックアップテーブル１１は、例えば、モニタ判定回路１に含まれる不揮発性メモリの記憶領域の一部に格納される。負荷変動ルックアップテーブル１１の詳細は、後述の図５において説明する。負荷変動ルックアップテーブル１１は、“格納部”の一例である。

負荷判定回路１２は、入力電力モニタ値が負荷変動ルックアップテーブル１１に格納される基準値から変動したか否かを判定することによって、温度変化等の外的要因によるパワーアンプ５及びドライバアンプ７のゲイン変動を検出する。パワーアンプ５と同様に、パワーアンプ５の前段に位置するドライバアンプ７も温度変化等の外的要因によってゲインが変動する。また、パワーアンプ５のゲイン変動は、温度変化等の外的要因以外の要因（例えば、アンテナ端からの反射波による負荷変動）によっても変動する。一方、後段のパワーアンプ５によって負荷変動によるゲイン変動は吸収されるので、ドライバアンプ７のゲイン変動は、温度変化等の外的要因以外の要因によるものは微少である。そのため、無線機１００では、ドライバアンプ５からの出力電力、すなわち、入力電力モニタ値の変動を検出することによって温度変化等の外的要因によるゲイン変動を検出する。

入力電力モニタ値が負荷変動ルックアップテーブル１１に格納される基準値から変動している場合には、温度が基準温度から変動したことによってドライバアンプ７及びパワーアンプ５のゲインが変動したことが検出される。この場合には、ＡＰＣ ８２にドライバアンプ７のバイアス電圧の制御をさせるために、負荷判定回路１２は、出力電力モニタ値をＡＰＣ ８２にフィードバックする。また、この場合には、負荷判定回路１２は、ＰＡバイアス制御回路１３を駆動しない。負荷判定回路１２は、“判定部”の一例である。

ＡＰＣ ８２は、例えば、基準温度における出力電力モニタ値の基準値と、出力電力モニタ値に応じたＴＰＣ ８１によるドライバアンプ７のバイアス電圧に対する補正値を格納するリファレンステーブルとを保持している。基準温度は、例えば、２５℃である。また、ＡＰＣ ８２は、負荷判定回路１２から入力された出力電力モニタ値を格納するバッファを有している。

ＡＰＣ ８２は、出力電力モニタ値が基準値から変動している場合に、ＴＰＣ ８１によるドライバアンプ７のバイアス電圧に対する補正値を制御する。ＡＰＣ ８２は、リファレンステーブルから出力電力モニタ値に応じた補正値を得て出力する。ＴＰＣ ８１からのドライバアンプ７のバイアス電圧はこの補正値と加算され、補正値が加算されたバイアス電圧がドライバアンプ７に入力される。例えば、出力電力モニタ値が小さくなると、温度が上がり、ゲインが下がったと判断され、ドライバアンプ７及びパワーアンプ５の出力電力を大きくするために、補正値はより大きな値になる。出力電力モニタ値が大きくなると、温度が下がりゲインが上がったと判断され、ドライバアンプ７及びパワーアンプ５の出力電力を小さくするために、補正値はより小さい値になる。

入力電力モニタ値の負荷変動ルックアップテーブル１１に格納される基準値からの変動が検出されない場合には、負荷判定回路１２は、ＰＡバイアス制御回路１３を駆動する。また、負荷判定回路１２は、ＡＰＣ ８２によるドライバアンプ７のバイアス電圧の制御を行わせないために、ＡＰＣ ８２に、待機信号又は基準温度における出力電力モニタ値の基準値を送信する。入力電力モニタ値が該基準値から変動しない場合には、温度変化等によるパワーアンプ５のゲイン変動は発生していないと判定されるからである。

ＰＡバイアス制御回路１３は、出力電力モニタ値が、パワーアンプ５の出力電力の基準値から変動したか否かを判定することによって、反射波の負荷変動によるパワーアンプ５のゲイン変動を検出する。第１実施形態では、パワーアンプ５の出力電力の基準値は、前
回の出力電力モニタ値とする。反射波の負荷変動によるパワーアンプ５のゲイン変動を検出した場合には、ＰＡバイアス制御回路１３は、出力電力モニタ値に応じてパワーアンプ５のバイアス電圧を決定し、パワーアンプ５に供給する。以降、パワーアンプ５のバイアス電圧を、ＰＡバイアス電圧と称する。ＰＡバイアス制御回路１３は、“制御部”の一例である。

ＰＡバイアスルックアップテーブル１４には、パワーアンプ５の出力電力モニタ値に基づいたＰＡバイアス電圧が格納される。ＰＡバイアスルックアップテーブル１４は、例えば、モニタ判定回路１に含まれる不揮発性メモリの記憶領域に格納される。ＰＡバイアスルックアップテーブル１４の詳細は、後述の図６において説明される。ＰＡバイアスルックアップテーブル１４は、“第２の格納部”の一例である。

モニタ判定回路１は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）上で構築
される。また、モニタ判定回路１は、例えば、ベースバンドプロセッサのような制御用のＩＣチップであってもよい。また、モニタ判定回路１の負荷判定回路１２、ＰＡバイアス制御回路１３の処理は、プロセッサのメモリに格納されたプログラムの実行によるソフトウェア処理であってもよい。

図５は、負荷変動ルックアップテーブル１１の一例である。負荷変動ルックアップテーブル１１は、所定条件における入力電力モニタ値の基準値を格納する。図５に示される負荷変動ルックアップテーブル１１は、基準温度を２５℃，ＰＡバイアス電圧の基準値を３．５Ｖとした場合のアンテナ１０の出力電力（ｄＢｍ）に応じた入力電力モニタ値（コード）を予め取得して作成されたものである。また、負荷変動ルックアップテーブル１１は、アンテナ端からの反射波等によるパワーアンプ５以降の負荷変動はないものを前提として作成される。入力電力モニタ値の単位“コード”は、アナログデジタル１５によってアナログデジタル変換された後の入力電力に対応する電圧が、例えば、プロセッサ等が読みとるために所定の方法で変換されたものに対する単位である。

例えば、ドライバ制御回路８が、アンテナ１０の出力電力２４ｄＢｍを目標としてドライバアンプ７のバイアス電圧を制御している場合には、負荷判定回路１２は、負荷変動ルックアップテーブル１１から、アンテナ出力電力２４ｄＢｍに対応する入力電力モニタ値のコード“４０”を得る。この入力電力モニタ値のコード“４０”が、基準温度２５℃において、ドライバ制御回路８がアンテナ１０の出力電力２４ｄＢｍを目標としてドライバアンプ７のバイアス電圧を制御している場合における入力電力モニタ値の基準値となる。

入力電力モニタ回路２によって得られる入力電力モニタ値のコードが、例えば、“３５”である場合には、基準値のコード“４０”から変動しているため、負荷判定回路１２は、ＡＰＣ ８２に出力電力モニタ値を出力する。ＡＰＣ ８２では、出力電力モニタ値に応じて、アンテナ１０の出力電力が目標の２４ｄＢｍとなるように、ＴＰＣ ８１のドライバアンプ７のバイアス電圧の補正値を決定する。この場合には、入力電力モニタ値が基準値よりも小さいために、ドライバアンプ７のゲインが下がり、温度が上がったことが予測されるので、ドライバアンプ７のバイアス電圧は、より大きくなるように制御される。

図６は、ＰＡバイアスルックアップテーブル１４の一例を示す図である。ＰＡバイアスルックアップテーブル１４は、出力電力モニタ値に基づくＰＡバイアス電圧を格納する。図６に示されるＰＡバイアスルックアップテーブル１４では、出力電力モニタ値の前回の値からの変化量に応じたＰＡバイアス電圧が格納される。図６に示されるＰＡバイアスルックアップテーブル１４は、基準温度を２５℃、ＰＡバイアス電圧の基準値を３．５Ｖとした場合のアンテナ出力に応じたＰＡバイアス電圧を予め取得して作成されたテーブルである。図６では、図に向かって右側にコードで示された出力電力モニタ値の変化量が示さ
れる。図に向かって左側に、コードで示された出力電力モニタ値の変化量に応じた、ｄＢで示された出力電力の変化量が示される。なお、ＰＡバイアスルックアップテーブル１４は、温度変化がないことを前提として作成される。

第１実施形態では、負荷判定回路１２によって入力電力モニタ値の基準値からの変動が無いと判定された場合に、ＰＡバイアス制御回路１３は、前回の出力電力モニタ値からの今回の出力電力モニタ値の変化量（出力電力モニタ値の変化量）を取得する。ＰＡバイアス制御回路１３は、ＰＡバイアスルックアップテーブル１４から、出力電力モニタ値の変化量に応じたＰＡバイアス電圧を取得する。

例えば、前回の出力電力モニタ値がコード“４０”、今回の出力電力モニタ値がコード“３５”である場合には、ＰＡバイアス制御回路１３は、出力電力モニタ値の変化量がコード“−５”であることを得る。図６に示されるＰＡバイアスルックアップテーブル１４では、出力電力モニタ値の変化量のコード“−５”に応じたＰＡバイアス電圧は“３．６Ｖ”である。したがって、ＰＡバイアス制御回路１３は、パワーアンプ５に３．６ＶのＰＡバイアス電圧を供給する。

＜処理の流れ＞
図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃは、無線機１００の送信電力制御の処理の一例を示す図である。図７Ａに示されるフローチャートは、例えば、無線機１００が送信処理を実行中に、ＡＰＣ ８２の制御処理の実行タイミングである６６０マイクロ秒毎に実行される。

ＯＰ１では、負荷判定回路１２は、負荷変動ルックアップテーブル１１から入力電力モニタ値の基準値を読み出す。ＯＰ２では、負荷判定回路１２は、入力電力モニタ回路２によって入力された入力電力モニタ値を、例えば、入力電力モニタ値用のバッファから読み出す。

ＯＰ３では、負荷判定回路１２は、入力電力モニタ値が基準値から変動しているか否かを判定する。入力電力モニタ値が該基準値から変動している場合には（ＯＰ３：Ｙｅｓ）、処理が図７Ｂに示されるＡＰＣ ８２によるドライバアンプ７のバイアス電圧の制御処理に移る。これは、入力電力モニタ値が変動したことによって、温度変化等の外的要因によってパワーアンプ５及びドライバアンプ７のゲインが変動したと判定されるためである。

入力電力モニタ値が該基準値から変動してない場合には（ＯＰ３：Ｎｏ）、処理が図７Ｃに示されるＰＡバイアス制御回路１３によるＰＡバイアス電圧の制御処理に移る。これは、入力電力モニタ値が変動していないことによって、温度変化等の外的要因によるパワーアンプ５及びドライバアンプ７のゲイン変動がないと判定されるためである。ＰＡバイアス制御回路１３によるＰＡバイアス電圧制御処理が実行される場合には、ドライバアンプ７のバイアス電圧制御処理は実行されない。そのため、負荷判定回路１２は、ＡＰＣ ８２の処理を待機させるため、例えば、待機信号をＡＰＣ ８２に出力する。

図７Ｂは、ＡＰＣ ８２で実行されるドライバアンプ７のバイアス電圧制御処理のフローチャートを示す。図７Ｂに示される処理は、ＡＰＣ ８２に負荷判定回路１２から出力電力モニタ値が入力されることによって開始される。

ＯＰ１１では、ＡＰＣ ８２は、基準温度における出力電力モニタ値の基準値と、リファレンステーブルを読み出す。基準温度における出力電力モニタ値の基準値は、例えば、図５に示される負荷変動ルックアップテーブル１１のような、基準温度を２５℃、ＰＡバイアス電圧の基準値を３．５Ｖとした場合に予め取得されるアンテナ１０の出力電力のテ
ーブルから得られる。リファレンステーブルには、例えば、出力電力モニタ値に応じた、ＴＰＣ ８１によるドライバアンプ７のバイアス電圧に対する補正値を格納するリファレンステーブルを保持している。ＯＰ１２では、ＡＰＣ ８２は、出力電力モニタ値を読み出す。

ＯＰ１３では、ＡＰＣ ８２は、出力電力モニタ値が、ＯＰ１１において読み出した基準値から変動しているか否かを判定する。出力電力モニタ値が該基準値から変動していない場合には（ＯＰ１３：不変）、パワーアンプ５及びドライバアンプ７のゲイン変動は認められないため、図７Ｂに示される処理は終了する。

出力電力モニタ値が該基準値より大きい場合には（ＯＰ１３：大きい），処理がＯＰ１４に進む。出力電力モニタ値が該基準値より大きい場合には、温度が基準温度よりも低くなり、パワーアンプ５及びドライバアンプ７のゲインが大きくなったことが判定される。そのため、パワーアンプ５及びドライバアンプ７の出力電力が小さくなるように、ドライバアンプ７のバイアス電圧は小さくなるよう制御される。したがって、ＯＰ１４では、ＡＰＣ ８２は、リファレンステーブルから、より小さい値の補正値を得る。その後、処理がＯＰ１６に進む。

出力電力モニタ値が該基準値より小さい場合には（ＯＰ１３：小さい），処理がＯＰ１５に進む。出力電力モニタ値が該基準値より小さい場合には、温度が基準温度よりも高くなり、パワーアンプ５及びドライバアンプ７のゲインが小さくなったことが判定される。そのため、パワーアンプ５及びドライバアンプ７の出力電力が大きくなるように、ドライバアンプ７のバイアス電圧は大きくなるよう制御される。したがって、ＯＰ１５では、ＡＰＣ ８２は、リファレンステーブルから、より大きい値の補正値を得る。その後、処理がＯＰ１６に進む。

ＯＰ１６では、ＡＰＣ ８２は、ＯＰ１４又はＯＰ１５で取得した補正値を出力し、ＴＰＣ ８１から出力されるドライバアンプ７のバイアス電圧に加算する。その後、図７Ｂに示される処理が終了する。

図７Ｃは、ＰＡバイス制御回路１３によるパワーアンプ５のバイアス電圧制御処理のフローチャートの一例である。図７Ｃに示される処理は、負荷判定回路１２が入力電力モニタ値が基準値から変動していないことを判定した場合に、負荷判定回路１２からの指示によって開始される。

ＯＰ２１では、ＰＡバイアス制御回路１３は、ＰＡバイアスルックアップテーブル１４を読み出す。ＯＰ２２では、ＰＡバイアス制御回路１３は、例えば、出力電力モニタ値用のバッファから、出力電力モニタ値を読み出す。

ＯＰ２３では、ＰＡバイアス制御回路１３は、出力電力モニタ値が前回の出力電力モニタ値から変動したか否かを判定する。出力電力モニタ値が変動していない場合には（ＯＰ２３：Ｎｏ）、パワーアンプ５のゲインは変動していないことが認められるので、ＰＡバイアス電圧の制御は行われず、図７Ｃに示される処理が終了する。

出力電力モニタ値が前回の出力電力モニタ値から変動している場合には（ＯＰ２３：Ｙｅｓ）、パワーアンプ５のゲインの変動が判定される。この場合には、処理がＯＰ２４に進み、ＰＡバイアス制御回路１３は、ＰＡバイアス電圧の制御を行う。具体的には、ＰＡバイアス制御回路１３は、ＰＡバイアスルックアップテーブル１４から、出力電力モニタ値の変化量に応じたＰＡバイアス電圧を取得し、パワーアンプ５に供給する。その後、図７Ｃに示される処理が終了する。

＜作用及び効果＞
（１）温度変化等の外的要因によるゲイン変動の場合
温度変化等の外的要因によるゲイン変動が発生した場合には、入力電力モニタ値が基準値から変動する。そのため、図７Ａに示される処理において、負荷判定回路１２によって、入力電力モニタ値が基準値から変動していることが判定され、温度変化等の外的要因によるゲイン変動があることが判定される。また、図７Ｃに示されるＰＡバイアス制御回路１３によるＰＡバイアス電圧の制御処理は実行されず、ＡＰＣ ８２に出力電力モニタ値が出力され、図７Ｂに示されるドライバアンプ７のバイアス電圧の制御処理が実行される。図７Ｂに示される処理において、ＡＰＣ ８２によって、入力電力モニタ値の変動に応じたＴＰＣ ８１のバイアス電圧の補正値が求められ、ドライバアンプ７のバイアス電圧が制御される。これによって、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に応じた出力電力の変動が補正される。

（２）反射波の負荷変動によるゲイン変動の場合
反射波の負荷変動によるゲイン変動が発生しており、温度変化等の外的要因によるゲイン変動は発生していない場合には、入力電力モニタ値の基準値からの変動はない。また、この場合には、出力電力モニタ値が変動する。そのため、図７Ａに示される処理において、負荷判定回路１２によって、入力電力モニタ値が基準値から変動していないことが判定され、負荷変動によるゲイン変動と判定される。また、図７Ｂに示されるＡＰＣ ８２によるドライバアンプ７のバイアス電圧の制御処理は行われず、図７Ｃに示されるＰＡバイアス制御回路１３によるＰＡバイアス電圧の制御処理が行われる。ＰＡバイアス制御回路１３によって、出力電力モニタ値の変化量に応じたＰＡバイアス電圧が求められ、ＰＡバイアス電圧が制御される。これによって、反射波の負荷変動によるゲイン変動に応じた出力電力の変動が補正される。

（３）温度変化等の外的要因によるゲイン変動と反射波の負荷変動によるゲイン変動との双方が発生する場合
温度変化等の外的要因によるゲイン変動と反射波の負荷変動によるゲイン変動とが発生する場合には、入力電力モニタ値の基準値からの変動が生じ、さらに、出力電力モニタ値の変動も生じる。そのため、まず図７Ａに示される処理において、負荷判定回路１２によって、入力電力モニタ値が基準値から変動していることが判定され、図７Ｂに示されるドライバアンプ７のバイアス電圧の制御処理が実行される。

図７Ａ及び図７Ｂに示されるドライバアンプ７のバイアス電圧制御処理が、１回又は複数回実行されることによって、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に応じた出力電力の変動が補正されると、入力電力モニタ値が基準値に安定する。

その後、図７Ａに示される処理において、入力電力モニタ値の基準値からの変動が無いことが判定され、図７Ｃに示されるＰＡバイアス制御回路１３によるＰＡバイアス電圧制御処理が行われる。これによって、ＰＡバイアス制御回路１３によって、ＰＡバイアス電圧が制御され、反射波の負荷変動によるゲイン変動に応じた出力電力の変動が補正され、出力電力モニタ値が所定の値に安定する。

以上のように、第１実施形態では、無線機１００は、まず、入力電力モニタ値に基づいて、温度変化等の外的要因によるゲイン変動の有無を判定する。温度変化等の外的要因によるゲイン変動が有ると判定した場合には、無線機１００は、例えば、図７Ｂに示されるドライバアンプ７のバイアス電圧制御処理のような、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に対応した制御を実行する。無線機１００は、温度変化等の外的要因によるゲイン変動が無いと判定した場合には、出力電力モニタ値から反射波の負荷変動によるゲイン変動
の有無を判定する。反射波の負荷変動によるゲイン変動が有ると判定した場合には、無線機１００は、例えば、図７Ｃに示されるＰＡバイアス電圧制御処理のような、反射波の負荷変動によるゲイン変動に対応した制御を実行する。

以上のように、無線機１００は、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に対応した制御を実行する場合には、反射波の負荷変動によるゲイン変動に対応した制御を実行しない。また、無線機１００は、反射波の負荷変動によるゲイン変動に対応した制御を実行する場合には、温度変化等の外的要因によるゲイン変動に対応した制御処理を実行しない。これによって、無線機１００は、出力電力を上げるための処理又は下げるための処理を二重に行うことがなく、過剰にパワーアンプの出力電力を上げすぎたり下げ過ぎたりすることがない。結果、無線機１００は、パワーアンプの出力電力を安定させることができる。

＜その他＞
第１実施形態では、パワーアンプの出力がアンテナを介して送信される無線機について説明した。ただし、第１実施形態において説明された技術を適用可能な装置は、第１実施形態の無線機１００のようなアンテナに接続されるパワーアンプを備える無線機に限定されない。第１実施形態において説明された技術は、例えば、ドライバアンプとパワーアンプとを備え、反射波を発生するような装置にパワーアンプが接続される装置であれば、適用可能である。

１ モニタ判定回路
２ 入力電力モニタ回路
３ 出力電力モニタ回路
４Ａ，４Ｂ 方向性結合器
５ パワーアンプ
８ ドライバ制御回路
１１ 負荷変動ルックアップテーブル
１２ 負荷判定回路
１３ ＰＡバイアス制御回路
１４ ＰＡバイアスルックアップテーブル
８２ ＡＰＣ
１００ 無線機

Claims (6)

1. ドライバアンプからパワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値に応じて前記ドライバアンプのバイアス電圧を制御するドライバ制御部に、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値を出力して前記ドライバ制御部による前記ドライバアンプのバイアス電圧の制御を実行させる判定部と、
   前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動が無いと判定された場合には、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値に基づいて、前記パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、前記パワーアンプのバイアス電圧を制御する制御部と、
   を備える増幅出力制御装置。
2. 前記ドライバアンプから前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値の基準値を格納する格納部をさらに備え、
   前記判定部は、前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値と前記基準値とを比較し、前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値と前記基準値とが異なる場合には、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定する、
   請求項１に記載の増幅出力制御装置。
3. 前記判定部は、前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動が無いと判定した場合には、前記ドライバ制御部へ、前記ドライバアンプのバイアス電圧の制御を待機させる待機指示を送信する、
   請求項１又は２に記載の増幅出力制御装置。
4. 前記制御部は、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値の所定の基準値からの変動の有無を判定し、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値の前記所定の基準値からの変動が有る場合には、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の増幅出力制御装置。
5. 前記パワーアンプの出力電力の変化量に応じた前記パワーアンプのバイアス電圧を格納する第２の格納部をさらに備え、
   前記制御部は、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値の変化量に応じた前記パワーアンプのバイアス電圧を前記第２の格納部から取得する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の増幅出力制御装置。
6. 増幅出力制御装置が、
   ドライバアンプからパワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値に応じて前記ドライバアンプのバイアス電圧を制御するドライバ制御部に、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値を出力して前記ドライバ制御部による前記ドライバアンプのバイアス電圧の制御を実行させ、
   前記パワーアンプへの入力電力のモニタ値に基づいて前記パワーアンプのゲイン変動が無いと判定された場合には、前記パワーアンプの出力電力のモニタ値に基づいて、前記パワーアンプのゲイン変動の有無を判定し、前記パワーアンプのゲイン変動が有ることを判定した場合には、前記パワーアンプのバイアス電圧を制御する、
   増幅出力制御方法。

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