JP2016220188A - 無線通信装置及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】ローカル信号の電力レベルが所望値から変動しても、所望電力の送信高周波信号を得ることができる無線通信装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置２０は、送信ベースバンド信号１３ａ、１３ｂを増幅するベースバンド可変利得増幅器７ａ、７ｂと、周波数変換回路４ａ、４ｂに入力されるローカル信号１４を増幅するローカル可変利得増幅器５ａ、５ｂ、９と、増幅された送信ベースバンド信号を増幅されたローカル信号と混合することにより送信高周波信号に周波数変換する周波数変換回路と、送信高周波信号出力端子１の電力を検出する第１の検出器１０と、検出された送信高周波信号の電力に基づいて、検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、送信ベースバンド可変利得増幅器とローカル可変利得増幅器の各利得を制御する制御部１２とを備える、
【選択図】図１

Description

本開示は、例えばマイクロ波、準ミリ波又はミリ波などの高周波の信号（以下、高周波信号という。）を送信する無線送信装置などの無線通信装置、並びに複数の無線通信装置を備えた無線通信システムに関する。

マイクロ波、ミリ波帯を用いた無線通信分野における高周波回路（以下、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路という。）のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）化が進められ、ＲＦ回路の商用化に向けて小型化、低消費電力化の検討が図られている。

例えば７９ＧＨｚ帯などのミリ波帯を用いた特定小電力無線通信装置では送信電波の強さ、すなわち送信信号の電力レベルが規定されている。例えばミリ波帯などの高周波領域では、集積回路チップ（以下、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップという。）を構成するトランジスタのしきい値電圧が、プロセスのばらつき、温度変動、又は電源電圧変動に応じて変化することで、高周波特性が大きく変動する。従って、送信信号の電力が変動することがあるので、送信信号の電力制御が必要となる。すなわち、送信信号の電力レベルを測定することで、送信電力レベルを一定値に制御する必要がある。

送信信号の電力レベルを一定に制御する無線通信装置に関する先行技術として、例えば特許文献１及び２が知られている。特許文献１に示す無線送信機は、高周波信号の電力レベルの測定結果に応じて、ＤＡ変換器に印加される基準電圧を変更することで、ベースバンド信号の電力レベルを変更し、高周波信号の送信電力レベルを一定に制御する。

また、特許文献２に示すＲＦ電力増幅装置は、高周波信号の電力レベルの測定結果に応じて、負帰還回路とアッテネータとが接続された誤差増幅器が出力する自動パワー制御電圧をＲＦ電力増幅器に印加することで、高周波信号の送信電力レベルを一定に制御する。

特開平５−１２２０８７号公報 特開２００９−８９２０２号公報

しかしながら、上述した特許文献２では、特許文献１の図１に示すように、ベースバンド信号と高周波信号との各送信電力レベルを一定に制御することは記載されているが、高周波信号を生成する周波数変換回路に入力される局所発振信号（以下、ローカル信号ともいう。）の電力レベルを測定する手段を有さず、前記電力レベルを一定に制御することは考慮されていない。

また、特許文献１では、特許文献１の図２に示すように、出力送信電力の検波出力に応じて、電力増幅器の自動パワー制御電圧を可変することにより、高周波信号の出力電力レベルを制御しており、電力増幅器の利得制御のみによって出力電力レベルの制御を行っている。

従って、ベースバンド信号の電力レベルを可変することで高周波信号の送信電力レベルが一定に制御されても、周波数変換回路に入力されるローカル信号の電力レベルがばらつくと、高周波信号の送信電力レベルを一定に制御することが困難であるという課題があった。

本開示の目的は以上の課題を解決するために、ローカル信号の電力レベルが変動しても、所望の電力レベルの送信高周波信号を得ることができる無線通信装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る無線通信装置は、
送信ベースバンド信号を増幅するベースバンド可変利得増幅器と、
前記周波数変換回路に入力されるローカル信号を増幅するローカル可変利得増幅器と、
前記増幅された送信ベースバンド信号を上記増幅されたローカル信号と混合することにより、前記送信高周波信号に周波数変換する周波数変換回路と、
前記送信高周波信号の電力を検出する第１の検出器と、
前記検出された送信高周波信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記送信ベースバンド可変利得増幅器と前記ローカル可変利得増幅器の各利得の少なくとも一方を制御する制御部とを備える。

本開示によれば、ローカル信号の電力レベルが変動しても、所望する電力レベルの送信高周波信号を得ることができる。

本開示の実施の形態１にかかる無線通信装置２０の構成例を示すブロック図 本開示の実施の形態２にかかる無線通信システム３０の構成例を示すブロック図 本開示の実施の形態３にかかる無線通信システム４０の構成例を示すブロック図 本開示の実施の形態３の変形例にかかる無線通信システム４０Ａの構成例を示すブロック図

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１にかかる無線通信装置２０の構成例を示すブロック図である。図１の無線通信装置２０は、ベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂと、周波数変換回路４ａ，４ｂと、ローカル可変利得増幅器９と、９０度ハイブリッド移相器６と、ローカル可変利得増幅器５ａ，５ｂと、電力増幅器３と、結合器２，８と、パワー検出器１０，１１と、基準信号増幅器１５と、レベル検出制御部１２と、終端抵抗Ｒ１〜Ｒ４とを備えて構成される。

ベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂは、ベースバンド信号入力端子１３ａ、１３ｂを介して、位相が互いに直交する、すなわち９０度の位相差を有する同相アナログベースバンド信号と直交アナログベースバンド信号を入力して増幅する。ベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂは、後述するレベル検出制御部１２が生成した制御信号の制御値により利得が制御される。増幅された同相アナログベースバンド信号と直交アナログベースバンド信号はそれぞれ周波数変換回路４ａ，４ｂに入力される。ローカル可変利得増幅器９は、ローカル信号入力端子１４を介して入力される、例えば７９ＧＨｚ帯のミリ波信号であるローカル信号を増幅して、結合器８の伝送線路８ｂを介して９０度ハイブリッド移相器６に出力する。ここで、ローカル可変利得増幅器９は、後述するレベル検出制御部１２が生成した制御信号の制御値により利得が制御される。

結合器８は方向性がない例えば両側出力のカプラを用いて構成され、互いに電磁的に結合される３つの伝送線路８ａ，８ｂ，８ｃを備えて構成される。結合器８において、伝送線路８ｂの一端はローカル可変利得増幅器９の入力端子に接続され、その他端は９０度ハイブリッド移相器６の入力端子に接続される。また、伝送線路８ａの一端は基準信号増幅器１５の出力端子に接続され、その他端は終端抵抗Ｒ３を介して接地される。さらに、伝送線路８ｃの一端はパワー検出器１１の入力端子に接続され、その他端は終端抵抗Ｒ４を介して終端される。従って、結合器８は入力される増幅されたローカル信号の一部を検出してパワー検出器１１に出力する。そして、パワー検出器１１は、結合器８により検出されたローカル信号の一部を検波し、前記ローカル信号の電力レベルを検出してレベル検出制御部１２に出力する。

９０度ハイブリッド移相器６は、ローカル可変利得増幅器９により増幅されたローカル信号を結合器８を介して入力し、当該ローカル信号に基づいて、位相が互いに直交する、すなわち９０度の位相差を有する同相ローカル信号と直交ローカル信号を生成し、同相ローカル信号をローカル可変利得増幅器５ａを介して周波数変換回路４ａに出力する一方、直交ローカル信号をローカル可変利得増幅器５ｂを介して周波数変換回路４ｂに出力する。なお、ローカル可変利得増幅器５ａ，５ｂは、９０度ハイブリッド移相器６が生成した同相ローカル信号と、直交ローカル信号をそれぞれ増幅して、周波数変換回路４ａ，４ｂに出力する。

周波数変換回路４ａ，４ｂはそれぞれミキサと高域通過フィルタとを備えて構成される。周波数変換回路４ａは増幅された同相アナログベースバンド信号を同相ローカル信号と混合することにより、アップコンバートされた高周波信号（所定の搬送波を同相ローカル信号に従って変調された信号である）を生成して電力増幅器３及び結合器２の伝送線路２ｂを介して送信信号出力端子１に出力する。また、周波数変換回路４ｂは増幅された直交アナログベースバンド信号を直交ローカル信号と混合することにより、アップコンバートされた高周波信号（所定の搬送波を直交ローカル信号に従って変調された信号である）を生成して電力増幅器３及び結合器２の伝送線路２ｂを介して送信信号出力端子１に出力する。

なお、当該無線通信装置２０の動作時において、送信信号出力端子１にはアンテナが接続され、上記高周波信号がアンテナから送信されて放射される。また、無線通信装置２０の非動作時においては、送信信号出力端子１に校正用基準信号発生器２５が接続され、詳細後述されるように、校正用基準信号発生器２５からの校正用基準信号を、基準信号増幅器１５及び結合器８を介してパワー検出器１１に出力して電力値の校正を行う。

結合器２は方向性がない例えば両側出力のカプラを用いて構成され、互いに電磁的に結合される３つの伝送線路２ａ，２ｂ，２ｃを備えて構成される。結合器２において、伝送線路２ｂの一端は電力増幅器３の出力端子に接続され、その他端は送信信号出力端子１に接続される。また、伝送線路２ａの一端は基準信号増幅器１５の入力端子に接続され、その他端は終端抵抗Ｒ１を介して接地される。さらに、伝送線路２ｃの一端はパワー検出器１０の入力端子に接続され、その他端は終端抵抗Ｒ２を介して接地される。

上述のように、結合器２の伝送線路２ａと結合器８の伝送線路８ａとを例えば利得０であるバッファアンプを構成する基準信号増幅器１５を介して接続し、無線通信装置２０を非動作状態とし（具体的には電力増幅器３及び周波数変換回路４ａ，４ｂを非動作状態とし）、基準信号増幅器１５を動作状態とし、例えば送信信号出力端子１に校正用基準信号発生器２５を接続し、所定の高周波信号である基準信号を入力することにより、結合器２、基準信号増幅器１５及び結合器８を介してパワー検出器１１で当該基準信号を検波することができるため、前記パワー検出器１１の出力特性の校正を行うことができ、パワー検出器１１の出力精度を向上させることができる。

また、変形例として、基準信号増幅器１５の増幅方向を逆方向にすることで、結合器８で検出されるローカル信号の電力レベルを送信信号出力端子１にて測定するように構成してもよい。当該変形例については、実施の形態３において詳述する。

ローカル信号の電力レベルを送信信号出力端子１にて確認しない、もしくは送信信号出力端子１より基準信号を入力しない場合は、基準信号増幅器１５を非動作状態としかつそれ以外の回路を動作状態にして当該無線通信装置２０を動作状態にすることにより、電力増幅器３の出力端子における高周波信号にローカル信号が混ざることを回避する。

パワー検出器１０は、結合器２により検出された送信高周波信号の一部を検波し、前記送信信号の電力レベルを検出してレベル検出制御部１２に出力する。レベル検出制御部１２は、パワー検出器１０にて得られる送信高周波信号の電力レベル及びパワー検出器１１にて得られるローカル信号の電力レベルに基づいて、送信信号出力端子１における送信電力が所定の電力レベルとなるように、ベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂとローカル可変利得増幅器９のうちの少なくとも一つの利得を変更するように制御信号を生成して制御する。レベル検出制御部１２は、利得変更対象ではない各可変利得増幅器５ａ，５ｂ，９に対して、現在設定されている制御信号値を含む制御信号を生成して出力しても、しなくても構わない。

以上説明したように実施の形態１にかかる構成によれば、結合器２と結合器８との間に基準信号増幅器１５を挿入して接続することにより、校正用基準信号発生器２５により校正用基準信号を送信信号出力端子１に入力してパワー検出器１１により電力レベルを校正し、もしくは変形例のごとく基準信号増幅器１５の増幅方向を逆方向にすることでローカル信号の電力レベルを送信信号出力端子１において測定することができる。これにより、ローカル信号の電力レベルの検出精度を向上させ、可変利得増幅器５ａ，５ｂ，９の利得調整精度も向上するため、レベル検出制御部１２は送信信号出力端子１から所望の送信電力レベルを有する送信高周波信号を送信することができる。

本実施の形態においては、校正用基準信号の入力端子を送信信号出力端子１と共用しているが、必ずしも共用する必要はなく、独立した校正用基準信号を入力する端子を設けてもよい。また、基準信号増幅器１５を介して結合器２と結合器８を接続しているが、前記基準信号増幅器１５において必ずしも信号を増幅させる必要はなく、減衰もしくは通過させるだけでもよい。

なお、本実施の形態においては、ローカル信号入力端子１４よりローカル信号を入力しているが、必ずしも外部より入力される必要はなく、例えば電圧制御発振器（以下、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）という。）に接続し、ＶＣＯよりローカル信号を入力してもよい。

なお、本実施形態の無線通信装置２０は、ダイレクトコンバージョン方式を用いているが、特にこの方式に限定する必要は無く、ベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂとローカル可変利得増幅器９とを有する方式であれば良く、例えばヘテロダイン方式でも同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図２は、本開示の実施の形態２にかかる無線通信システム３０の回路構成を示す図である。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図２の無線通信システム３０は、図１の無線通信装置２０と以下の相違点を除いて同様の校正を有する第１の送信系統部（無線通信装置）２１及び第２の送信系統部（無線通信装置）２２を備えたことを特徴とする。図２においては、無線通信システム３０は２つの送信系統部（無線通信装置）２１，２２を備えているが、同様に３個以上の無線通信装置を備えて構成してもよい。
（１）第１の送信系統部２１において、基準信号増幅器１５に代えて増幅方向が逆である参照用ローカル信号増幅器３１を備えた。また、第２の送信系統部２２において、基準信号増幅器１５及び参照用ローカル信号増幅器３１を備えない。
（２）第１及び第２の送信系統部２１，２２において、結合器８に代えて、結合器８Ａを備える。ここで、結合器８Ａは方向性がない例えば両側出力のカプラを用いて構成され、互いに電磁的に結合される２つの伝送線路８ａ，８ｂを備えて構成される。第１の送信系統部２１において、伝送線路８ａの一端は参照用ローカル信号増幅器３１の入力端子に接続され、その他端は終端抵抗Ｒ３を介して接地される。また、第２の送信系統部２２において、伝送線路８ａの一端はパワー検出器１１の入力端子に接続され、その他端は終端抵抗Ｒ４を介して接地される。
（３）パワー検出器１０は無線通信システム３０において１つのみ設けられる。第１の送信系統部２１の結合器２の伝送線路２ｃの一端はパワー検出器１０の入力端子に接続され、第２の送信系統部２２の結合器２の伝送線路２１ａの一端はパワー検出器１０の入力端子に接続される。なお、第２の送信系統部２２の結合器２の伝送線路２１ａの一端はパワー検出器１０の入力端子に接続される。また、３個以上の無線通信装置（送信系統部）を備えるときは、第２の送信系統部２２の結合器２の伝送線路２ｃの一端を第３の送信系統部の結合器２の伝送線路２ａの一端に接続すればよく、以下同様である。
（４）第１及び第２の送信系統部２１，２２の外側回路として、パワー検出器１０、レベル検出制御部１２及びローカル信号入力端子１４を備える。当該ローカル信号入力端子１４は、各送信系統部２１，２２のローカル信号入力端子をともに接続することで１つの端子とする。また、パワー検出器１０は各送信系統部２１，２２の結合器２から送信高周波信号の一部を検出してその電力レベルを検出してレベル検出制御部１２に出力する。レベル検出制御部１２は、パワー検出器１０からの送信高周波信号の電力レベル及びパワー検出器１１からのローカル信号の電力レベルに基づいて、送信高周波信号の電力レベルが所定値となるように、各送信系統部２１，２２のローカル可変利得増幅器９及びベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂの少なくとも１つを制御する。なお、各送信系統部２１，２２のローカル可変利得増幅器５ａ，５ｂの利得調整は動作前に事前にレベル検出制御部１２により行われる。

以上のように構成された実施の形態２にかかる無線通信システムにおいて、送信系統部２１において結合器２と結合器８との間に参照用ローカル信号増幅器３１を挿入配置することで、電力増幅器３及び周波数変換回路４ａ，４ｂを非動作状態とすることで当該無線通信システム３０を非動作状態とし、参照用ローカル信号増幅器３１を動作状態とすることで、ローカル信号の電力レベルを送信信号出力端子１に接続したパワー検出器３２により測定することができる。

ここで、ローカル信号の電力レベルを前記出力端子にて確認しない場合は、参照用ローカル信号増幅器３１を非動作状態とすることにより、電力増幅器３の出力となる高周波信号にローカル信号が混ざることを回避する。

また、パワー検出器１０は、各送信系統部２１，２２の結合器２により検出された送信高周波信号の一部を検波し、当該送信高周波信号の電力レベルを検出してレベル検出制御部１２に出力する。レベル検出制御部１２は、パワー検出器１０にて得られる送信高周波信号の電力レベル及びパワー検出器１１にて得られるローカル信号の電力レベルに基づいて、送信高周波信号の電力レベルが所望の電力レベルとなるよう、各送信系統部２１，２２のベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂ及びローカル可変利得増幅器９のうち少なくとも一つの利得を変更するように制御信号を生成して制御する。

なお、第２の送信系統部２２では、結合器８の接続が第１の送信系統部２１と異なり、パワー検出器１１に接続し、ローカル可変利得増幅器９にて増幅されたローカル信号の一部を検出して、当該パワー検出器１１にてローカル信号の電力レベルを検出する。

第１の送信系統部２１と第２の送信系統部２２のメイン信号経路の構成は同一であることから、送信系統が異なるものの、それぞれのローカル可変利得増幅器９の各可変増幅器において同一の制御を行った際における特性は同一となることから、第１の送信系統部２１にてローカル信号の出力を測定し、第２の送信系統部２２にてローカル信号の電力レベルを検波することで、パワー検出器１０，１１の校正が可能となる。

実施の形態２にかかる無線通信システムの構成によれば、ローカル信号の入力段及び出力段における各電力レベルの検出を異なる送信系統にて行うことにより、ローカル信号のパワー検出器の校正が可能となり、ローカル信号の電力レベルの検出精度を向上させ、可変利得増幅器７ａ，７ｂ，９の調整精度も向上するため、送信信号出力端子１より所望の電力増幅器の出力電力レベルを得ることができる。

本実施の形態においては、参照用ローカル信号増幅器３１の出力を送信信号出力端子１と共用しているが、必ずしも共用する必要はなく、独立したローカル信号を出力する端子を設けてもよい。

なお、パワー検出器１０とレベル検出制御部１２は、例えば両側カプラを用いて第１の送信系統部２１と第２の送信系統部２２とで共用しているが、必ずしも共用する必要はなく、それぞれの送信系統にて独立にパワー検出器１１とレベル検出制御部１２を設けてもよい。

なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、ローカル信号入力端子１４よりローカル信号が入力されるが、必ずしも外部より入力される必要はなく、例えばＶＣＯに接続し、当該ＶＣＯよりローカル信号を入力してもよい。

なお、本実施形態の無線通信システムの送信系統部２１，２２は、ダイレクトコンバージョン方式を用いているが、特にこの方式に限定する必要は無く、ローカル可変利得増幅器９とベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂとを有する方式であればよく、例えばヘテロダイン方式でも同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３にかかる無線通信システム４０の回路構成を示すブロック図である。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

実施の形態１における構成においては、外部からの校正用基準信号を校正用基準信号発生器２５から送信信号出力端子１に入力する必要がある。そのため、パワー検出器１１を校正する際に追加の設備が必要となり、例えばミリ波帯の信号発生器だと非常に高価であり、コストが上がってしまうという課題を有している。

上記課題を解決するために、図３において、実施の形態３にかかる無線通信システム４０は無線通信装置４１を備え、無線通信装置４１は、図１の無線通信装置２０に比較して以下の点が異なる。
図１の基準信号増幅器１５に代えて、増幅方向が逆方向である参照用ローカル信号増幅器４２を備えたことを特徴としている。
ここで、無線通信システム４０は、無線通信装置４０と、パワー検出器４３とを備えて構成される。
以下、相違点について説明する。

図３において、参照用ローカル信号増幅器４２は、ローカル可変利得増幅器９の出力端子と送信信号出力端子１との間に設けられる。参照用ローカル信号増幅器４２は、無線通信装置４１の非動作時において、ローカル可変利得増幅器９の入力端子に入力される校正用基準信号としてのローカル信号を増幅して結合器２を介して送信信号出力端子に出力する。

かかる構成によれば、ローカル信号の電力レベルを送信信号出力端子１に接続されたパワー検出器４３により検出することができる。そのため、パワー検出器４３による検出結果を外部からレベル検出制御部１２に入力すれば、レベル検出制御部１２は、検出されたローカル信号の電力に基づいて、検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、ローカル可変利得増幅器９を制御することができ、ローカル信号の電力レベルの検出精度を向上させることが可能となる。その結果、ローカル可変利得増幅器９の利得調整精度も向上するため、無線通信装置４１は送信信号出力端子１から所望の送信電力レベルを有する送信高周波信号を送信することができる。

また、レベル検出制御部１２は、複数の制御テーブルを有しており、各パワー検出器１０，１１，４３の測定結果に基づき、使用する制御テーブルを確定することにより、ローカル可変利得増幅器５ａ，５ｂ，ベースバンド可変利得増幅器９の利得を制御することができる。

図４は、本発明の実施の形態３の変形例にかかる無線通信システム４０Ａの回路構成を示すブロック図である。図４の実施の形態３にかかる無線通信システム４０Ａは、図３の無線通信システム４０に比較して、パワー検出器４３とレベル検出制御部１２との間に外部制御装置４４を挿入したことを特徴としている。

図４において、レベル検出制御部１２を制御する例えばマイクロコンピュータのような外部制御装置４４を無線通信装置４１の外部に設けている。外部制御装置４４は、パワー検出器４３から入力された検出結果信号に基づいて、レベル検出制御部１２を制御する。その場合、制御テーブルはレベル検出制御部１２に記憶せずに、外部制御装置４４に設けられたフラッシュメモリに記憶してもよい。

なお、実施の形態３及びその変形例においては、参照用ローカル信号増幅器４２の出力を送信信号出力端子１と共用しているが、必ずしも共用する必要はなく、独立したローカル信号を出力する端子を設けてもよい。

また、実施の形態３及びその変形例においても、実施の形態１と同様に、ローカル信号入力端子１４よりローカル信号が入力されるが、必ずしも外部より入力される必要はなく、例えばＶＣＯに接続し、当該ＶＣＯよりローカル信号を入力してもよい。

さらに、実施の形態３及びその変形例にかかる無線通信装置４１は、ダイレクトコンバージョン方式を用いているが、特にこの方式に限定する必要は無く、ベースバンド可変利得増幅器７ａ，７ｂとローカル可変利得増幅器９とを有する方式であれば良く、例えばヘテロダイン方式でも同様の効果が得られる。

（実施の形態のまとめ）
本開示の第１の態様にかかる無線通信装置は、
送信ベースバンド信号を増幅するベースバンド可変利得増幅器と、
周波数変換回路に入力されるローカル信号を増幅するローカル可変利得増幅器と、
前記増幅された送信ベースバンド信号を前記増幅されたローカル信号と混合することにより、送信高周波信号に周波数変換する周波数変換回路と、
前記送信高周波信号の電力を検出する第１の検出器と、
前記検出された送信高周波信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記ベースバンド可変利得増幅器と前記ローカル可変利得増幅器の各利得の少なくとも一方を制御する制御部とを備える。

本開示の第２の態様にかかる無線通信装置は、第１の態様にかかる無線通信装置において、前記ローカル信号に基づいて、互いに直交する同相ローカル信号と直交ローカル信号を生成する移相器をさらに備え、
前記ローカル可変利得増幅器は、
前記同相ローカル信号を増幅する第１の可変利得増幅器と、
前記直交ローカル信号を増幅する第２の可変利得増幅器とを含む。

本開示の第３の態様にかかる無線通信装置は、第１又は第２の態様にかかる無線通信装置において、前記ローカル信号の電力を検出する第２の検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記検出された送信高周波信号の電力及び前記ローカル信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記ベースバンド可変利得増幅器と前記ローカル可変利得増幅器の各利得の少なくとも一方を制御する。

本開示の第４の態様にかかる無線通信装置は、第３の態様かかる無線通信装置において、
前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
前記送信出力端子と前記第２の検出器との間に接続され、前記無線通信装置の非動作時において、前記送信出力端子に入力される校正用基準信号を増幅して前記第２の検出器に出力する基準信号増幅器とをさらに備え、
前記制御部は、前記第２の検出器により検出される基準信号の電力に基づいて前記制御部内の電力レベルを校正する。

本開示の第５の態様にかかる無線通信装置は、第１〜第３の態様のうちのいずれか１つに記載の無線通信装置において、
前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
前記ローカル可変利得増幅器の出力端子と前記送信出力端子との間に設けられ、前記無線通信装置の非動作時において、前記ローカル可変利得増幅器の入力端子に入力される校正用基準信号を増幅して前記結合器を介して送信出力端子に出力する参照用ローカル信号増幅器とを備え、
前記送信出力端子に接続される第３の検出器により、前記ローカル可変利得増幅器の出力端子からのローカル信号の電力を検出する。

本開示の第６の態様にかかる無線通信システムは、第１〜第４の態様のうちのいずれか１つに記載の無線通信装置をそれぞれ備える第１及び第２の送信系統部を備える。

本開示の第７の態様にかかる無線通信システムは、第６の態様にかかる無線通信システムにおいて、
前記第１及び第２の送信系統部においてそれぞれ設けられかつ互いに接続された送信出力端子であって、前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
前記第１の送信系統部において、前記ローカル可変利得増幅器の出力端子と前記送信出力端子との間に設けられ、前記無線通信装置の非動作時において、前記ローカル可変利得増幅器の入力端子に入力される校正用基準信号を増幅して前記結合器を介して送信出力端子に出力する参照用ローカル信号増幅器とを備え、
前記送信出力端子に接続される第３の検出器により、前記ローカル可変利得増幅器の出力端子からのローカル信号の電力を検出する。

本開示の第８の態様にかかる無線通信システムは、
送信ベースバンド信号を増幅するベースバンド可変利得増幅器と、
周波数変換回路に入力されるローカル信号を増幅するローカル可変利得増幅器と、
前記増幅された送信ベースバンド信号を前記
増幅されたローカル信号と混合することにより、送信高周波信号に周波数変換する周波数変換回路と、
前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
前記ローカル可変利得増幅器の出力端子と前記送信出力端子との間に設けられ、無線通信装置の非動作時において、前記ローカル可変利得増幅器の入力端子に入力される校正用基準信号としてのローカル信号を増幅して前記結合器を介して送信出力端子に出力する参照用ローカル信号増幅器と、
前記ローカル可変利得増幅器を制御する制御部とを備える無線通信装置と、
前記送信出力端子から出力されたローカル信号の電力を検出する第４の検出器とを備える無線通信システムであって、
前記制御部は、前記検出されたローカル信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記ローカル可変利得増幅器を制御する。

以上、図面を参照して各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

本開示は、高周波、特にミリ波帯を用いた送信機において、送信電力の変動を低減し、安定した送信電力を出力する送信機として有用である。

１…送信信号出力端子、
２，８，８Ａ…結合器、
２ａ〜２ｃ，８ａ〜８ｅ…伝送線路、
３…電力増幅器、
４ａ，４ｂ…周波数変換回路、
５ａ，５ｂ…ローカル可変利得増幅器、
６…９０度ハイブリッド移相器、
７ａ，７ｂ…ベースバンド可変利得増幅器、
９…ローカル可変利得増幅器、
１０，１１…パワー検出器、
１２…レベル検出制御部、
１３ａ，１３ｂ…ベースバンド信号入力端子、
１４…ローカル信号入力端子、
１５…基準信号増幅器、
２１…第１の送信系統部、
２２…第２の送信系統部、
２５…校正用基準信号発生器、
３１…参照用ローカル信号増幅器、
３２…パワー検出器、
２０，４１…無線通信装置、
３０，４０，４０Ａ…無線通信システム、
４２…参照用ローカル信号増幅器、
４３…パワー検出器、
４４…外部制御装置、
Ｒ１〜Ｒ４…終端抵抗。

Claims (8)

1. 送信ベースバンド信号を増幅するベースバンド可変利得増幅器と、
   周波数変換回路に入力されるローカル信号を増幅するローカル可変利得増幅器と、
   前記増幅された送信ベースバンド信号を前
   記増幅されたローカル信号と混合することにより、送信高周波信号に周波数変換する周波数変換回路と、
   前記送信高周波信号の電力を検出する第１の検出器と、
   前記検出された送信高周波信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記ベースバンド可変利得増幅器と前記ローカル可変利得増幅器の各利得の少なくとも一方を制御する制御部とを備える、
   無線通信装置。
2. 前記ローカル信号に基づいて、互いに直交する同相ローカル信号と直交ローカル信号を生成する移相器をさらに備え、
   前記ローカル可変利得増幅器は、
   前記同相ローカル信号を増幅する第１の可変利得増幅器と、
   前記直交ローカル信号を増幅する第２の可変利得増幅器とを含む、
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記ローカル信号の電力を検出する第２の検出器をさらに備え、
   前記制御部は、前記検出された送信高周波信号の電力及び前記ローカル信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記ベースバンド可変利得増幅器と前記ローカル可変利得増幅器の各利得の少なくとも一方を制御する、
   請求項１又は２記載の無線通信装置。
4. 前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
   前記送信出力端子と前記第２の検出器との間に接続され、前記無線通信装置の非動作時において、前記送信出力端子に入力される校正用基準信号を増幅して前記第２の検出器に出力する基準信号増幅器とをさらに備え、
   前記制御部は、前記第２の検出器により検出される基準信号の電力に基づいて前記制御部内の電力レベルを校正する、
   請求項３記載の無線通信装置。
5. 前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
   前記ローカル可変利得増幅器の出力端子と前記送信出力端子との間に設けられ、前記無線通信装置の非動作時において、前記ローカル可変利得増幅器の入力端子に入力される校正用基準信号を増幅して前記結合器を介して送信出力端子に出力する参照用ローカル信号増幅器とを備え、
   前記送信出力端子に接続される第３の検出器により、前記ローカル可変利得増幅器の出力端子からのローカル信号の電力を検出する、
   請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の無線通信装置。
6. 請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の無線通信装置をそれぞれ備える第１及び第２の送信系統部を備える、
   無線通信システム。
7. 前記第１及び第２の送信系統部においてそれぞれ設けられかつ互いに接続された送信出力端子であって、前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
   前記第１の送信系統部において、前記ローカル可変利得増幅器の出力端子と前記送信出力端子との間に設けられ、前記無線通信装置の非動作時において、前記ローカル可変利得増幅器の入力端子に入力される校正用基準信号を増幅して前記結合器を介して送信出力端子に出力する参照用ローカル信号増幅器とを備え、
   前記送信出力端子に接続される第３の検出器により、前記ローカル可変利得増幅器の出力端子からのローカル信号の電力を検出する、
   請求項６記載の無線通信システム。
8. 送信ベースバンド信号を増幅するベースバンド可変利得増幅器と、
   周波数変換回路に入力されるローカル信号を増幅するローカル可変利得増幅器と、
   前記増幅された送信ベースバンド信号を前記
   増幅されたローカル信号と混合することにより、送信高周波信号に周波数変換する周波数変換回路と、
   前記周波数変換回路の出力端子に結合器を介して接続される送信出力端子と、
   前記ローカル可変利得増幅器の出力端子と前記送信出力端子との間に設けられ、無線通信装置の非動作時において、前記ローカル可変利得増幅器の入力端子に入力される校正用基準信号としてのローカル信号を増幅して前記結合器を介して送信出力端子に出力する参照用ローカル信号増幅器と、
   前記ローカル可変利得増幅器を制御する制御部とを備える無線通信装置と、
   前記送信出力端子から出力されたローカル信号の電力を検出する第４の検出器とを備える無線通信システムであって、
   前記制御部は、前記検出されたローカル信号の電力に基づいて、前記検出された送信高周波信号の電力が所定値となるように、前記ローカル可変利得増幅器を制御する、
   無線通信システム。

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