JP2018061194A - Transmission power control circuit and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線通信装置に適用される送信電力制御回路及び方法に関する。 The present invention relates to a transmission power control circuit and method applied to a wireless communication apparatus.
無線通信装置には、送信電力を一定に制御しつつ、無線伝搬路の状態に応じて送信電力を最適化するための送信電力制御回路が搭載されている。送信電力制御回路は、一般に、送信電力の一部を取り出して検波器で検波し、その検波電圧をフィードバックして増幅回路の利得または減衰器による減衰量を調整することで送信電力が一定となるように制御する。このような送信電力制御回路には、周囲温度が変動した場合、あるいは送信周波数や送信電力が変更された場合に、送信電力の設定値に対して、その偏差が所定値以内となる制御が求められる。 The wireless communication device is equipped with a transmission power control circuit for optimizing the transmission power according to the state of the wireless propagation path while controlling the transmission power to be constant. In general, a transmission power control circuit extracts a part of transmission power, detects it with a detector, feeds back the detected voltage, and adjusts the gain of the amplifier circuit or the attenuation amount by the attenuator to make the transmission power constant. To control. Such a transmission power control circuit requires control so that the deviation is within a predetermined value with respect to the set value of the transmission power when the ambient temperature fluctuates or when the transmission frequency or transmission power is changed. It is done.
ところで、マイクロ波やミリ波帯の検波器として用いるダイオード（ショットキーバリアダイオード等）は、検波電圧のダイナミックレンジが２０〜３０ｄＢ程度しかとれないことが知られている。そのため、該検波器を用いる送信電力制御回路による送信電力（出力電力）の可変範囲も２０〜３０ｄＢ程度に制限されてしまう。そこで、より広い出力電力の可変範囲を実現するための技術が、例えば特許文献１で提案されている。
By the way, it is known that a diode (Schottky barrier diode or the like) used as a microwave or millimeter wave band detector can take a dynamic range of detection voltage of about 20 to 30 dB. For this reason, the variable range of the transmission power (output power) by the transmission power control circuit using the detector is also limited to about 20 to 30 dB. Therefore, for example,
図８は、背景技術の送信電力制御回路の構成例を示すブロック図である。
図８は、特許文献１に記載された送信電力制御回路の構成例を示している。
図８に示す送信電力制御回路は、入力信号であるＩＦ（Intermediate Frequency）信号を所要の電力まで増幅する第１の電力制御部１と、第１の電力制御部１から出力されたＩＦ信号を周波数変換し、ＲＦ（Radio Frequency）信号を生成する周波数変換部１０と、ＲＦ信号を所要の電力まで増幅する第２の電力制御部２と、第２の電力制御部２から出力されたＲＦ信号から不要な周波数成分を除去する濾波器３０１と、外部から入力される送信電力制御回路の出力電力の設定値である出力電力設定値にしたがって第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力を制御する制御部６とを有する。
第１の電力制御部１は、制御部６からの指示にしたがって第１の電力制御部１に入力されたＩＦ信号の電力を減衰させる可変減衰器１０１と、可変減衰器１０１から出力された電力を一定の利得で増幅する電力増幅器１０２と、電力増幅器１０２から出力されたＩＦ信号の電力の一部を取り出す分配器１０３と、分配器１０３の出力信号を検波し、第１の電力制御部１に入力されたＩＦ信号の電力と比例する検波電圧を出力する検波器１０４とを有する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a transmission power control circuit according to the background art.
FIG. 8 shows a configuration example of the transmission power control circuit described in
The transmission power control circuit shown in FIG. 8 includes a first
The first
周波数変換部１０は、ミキサ３、局部発振器４及び増幅器５を備える。ミキサ３は、第１の電力制御部１から出力されたＩＦ信号と局部発振器４で生成された局部発振信号とを混合し、第１の電力制御部１から出力されたＩＦ信号よりも周波数が高いＲＦ信号に変換する。ミキサ３から出力されたＲＦ信号は、増幅器５を介して第２の電力制御部２に入力される。
The
第２の電力制御部２は、制御部６からの指示にしたがって第２の電力制御部２に入力されたＲＦ信号の電力を減衰させる可変減衰器２０１と、可変減衰器２０１から出力された電力を一定の利得で増幅する電力増幅器２０２と、電力増幅器２０２から出力されたＲＦ信号の電力の一部を取り出す分配器２０３と、分配器２０３の出力信号を検波し、第２の電力制御部２に入力されたＲＦ信号の電力と比例する検波電圧を出力する検波器２０５とを有する。
濾波器３０１は、第２の電力制御部２から出力されたＲＦ信号に含まれる不要な周波数成分、すなわち局部発振器４で生成された局部発振信号の周波数成分を減衰させる。その結果、送信電力制御回路からは、送信対象となるＲＦ信号（主信号）のみが出力される。
The second
The
制御部６は、検波器１０４及び２０５から各々の検波電圧を受け取り、上記出力電力設定値にしたがって第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力が所定の値となるように、可変減衰器１０１及び２０１による減衰量を制御する。
The
制御部６は、出力電力設定値が予め設定された閾値Ｐ以下の場合、第２の電力制御部２の出力電力を最小値で固定し、第１の電力制御部１の出力電力を出力電力設定値にしたがって制御することで、送信電力制御回路全体の出力電力を出力電力設定値に一致させる。
The
また、制御部６は、出力電力設定値が閾値Ｐより大きい場合、第１の電力制御部１の出力電力を閾値Ｐに対応する値（最大値）で一定に制御し、第２の電力制御部２の出力電力を出力電力設定値にしたがって制御することで、送信電力制御回路全体の出力電力を出力電力設定値に一致させる。
In addition, when the output power setting value is larger than the threshold value P, the
図８に示す背景技術の送信電力制御回路では、第１の電力制御部１がＩＦ信号の周波数や入出力電力に対応した検波器１０４を備え、第２の電力制御部２がＲＦ信号の周波数や入出力電力に対応した検波器２０５を備えることで、検波電圧のダイナミックレンジを広げている。
In the transmission power control circuit of the background art shown in FIG. 8, the first
また、図８に示す背景技術の送信電力制御回路では、出力電力設定値が低い、すなわち第２の電力制御部２の検波器２０５から出力される検波電圧が閾値Ｐ以下であり、出力電力の制御が不能となる範囲では、第１の電力制御部１により送信電力制御回路の出力電力を制御する。これにより広い送信電力の可変範囲を実現している。
In the transmission power control circuit of the background art shown in FIG. 8, the output power set value is low, that is, the detection voltage output from the
図９は、図８に示した送信電力制御回路における出力電力設定値と利得との関係を示すグラフである。図８において、波線ａは第２の電力制御部２の利得を示し、細実線ｂは第１の電力制御部１の利得を示し、太実線ａ＋ｂは第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の利得を合計したものを示している。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the output power setting value and the gain in the transmission power control circuit shown in FIG. In FIG. 8, a wavy line a indicates the gain of the second
図８に示した背景技術の送信電力制御回路では、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域では、検波器２０５から出力される検波電圧を用いた第２の電力制御部２の出力電力の制御（フィードバック制御）を実施することができない。これは、上述したように第２の電力制御部２が備える検波器２０５には出力電力が比較的大きいＲＦ信号に対応したダイオードを用いるため、送信電力制御回路の出力電力が低い領域では、該ダイオードで検波できずに精度の高い検波電圧を得ることができないためである。
In the transmission power control circuit of the background art shown in FIG. 8, in the region where the output power set value is equal to or less than the threshold value P, the output power control of the second
そのため、温度変動等によって第２の電力制御部２が備える電力増幅器２０２の利得が変動した場合、図９で示すように、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域では、送信電力制御回路の出力電力も変動してしまう。したがって、出力電力設定値に対する送信電力制御回路の出力電力の精度が低下する。
Therefore, when the gain of the
本発明は上述したような背景技術が有する課題を解決するためになされたものであり、広い送信電力の可変範囲を実現しつつ、出力電力設定値に対する高い精度の出力電力の制御が可能な送信電力制御回路及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the problems of the background art as described above, and is capable of controlling output power with high accuracy with respect to an output power setting value while realizing a wide variable range of transmission power. It is an object to provide a power control circuit and method.
上記目的を達成するため本発明の送信電力制御回路は、入力信号を所要の電力まで増幅する、該増幅した後の信号の一部を検波して第１の検波電圧として出力する第１の検波器を備える第１の電力制御部と、
局部発振信号を生成する局部発振器、および前記第１の電力制御部の出力信号と前記局部発振信号とを混合し、前記第１の電力制御部の出力信号を該出力信号よりも高い周波数の信号に変換して出力するミキサを備える周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力された信号を所要の電力まで増幅する、該増幅後の信号の一部から該信号に含まれる前記局部発振信号を抽出する濾波器、および前記濾波器で抽出された前記局部発振信号を検波して第２の検波電圧として出力する第２の検波器を備える第２の電力制御部と、
前記第１の検波電圧及び前記第２の検波電圧が、外部から入力される出力電力の設定値である出力電力設定値に対応する予め設定された目標値となるように、前記第１の電力制御部及び前記第２の電力制御部の出力電力を制御する制御部と、
を有する。
In order to achieve the above object, a transmission power control circuit of the present invention amplifies an input signal to a required power, detects a part of the amplified signal, and outputs it as a first detection voltage. A first power control unit comprising a device;
A local oscillator that generates a local oscillation signal, and an output signal of the first power control unit and the local oscillation signal are mixed, and the output signal of the first power control unit is a signal having a frequency higher than that of the output signal. A frequency conversion unit including a mixer for converting to
Amplifying the signal output from the frequency converter to a required power, a filter for extracting the local oscillation signal included in the signal from a part of the amplified signal, and the filter extracted by the filter A second power control unit including a second detector that detects a local oscillation signal and outputs the detected signal as a second detection voltage;
The first power is set such that the first detection voltage and the second detection voltage are set to a preset target value corresponding to an output power setting value that is a setting value of output power input from the outside. A control unit that controls output power of the control unit and the second power control unit;
Have
一方、本発明の送信電力制御方法は、入力信号を所要の電力まで増幅する第１の増幅処理と、
前記第１の増幅処理で増幅された入力信号の一部を検波して第１の検波電圧として出力する第1の検波処理と、
局部発振信号を生成する信号生成処理と、
前記第１の増幅処理で増幅された入力信号と前記局部発振信号とを混合し、前記第１の増幅処理で増幅された入力信号を該入力信号よりも高い周波数の高周波信号に変換する周波数変換処理と、
前記高周波信号を所要の電力まで増幅する第２の増幅処理と、
前記第２の増幅処理で増幅された高周波信号の一部から該高周波信号に含まれる前記局部発振信号を抽出する信号抽出処理と、
前記抽出された前記局部発振信号を検波して第２の検波電圧として出力する第２の検波処理と、
前記第１の検波電圧及び前記第２の検波電圧が、外部から入力される出力電力の設定値である出力電力設定値に対応する予め設定された目標値となるように、前記第１の増幅処理で増幅される入力信号及び前記第２の増幅処理で増幅される高周波信号の電力を制御する制御処理と、
を行う方法である。
On the other hand, the transmission power control method of the present invention includes a first amplification process for amplifying an input signal to a required power,
A first detection process for detecting a part of the input signal amplified in the first amplification process and outputting it as a first detection voltage;
A signal generation process for generating a local oscillation signal;
Frequency conversion for mixing the input signal amplified by the first amplification processing and the local oscillation signal, and converting the input signal amplified by the first amplification processing to a high-frequency signal having a higher frequency than the input signal Processing,
A second amplification process for amplifying the high-frequency signal to a required power;
A signal extraction process for extracting the local oscillation signal included in the high-frequency signal from a part of the high-frequency signal amplified in the second amplification process;
A second detection process for detecting the extracted local oscillation signal and outputting it as a second detection voltage;
The first amplification voltage is set such that the first detection voltage and the second detection voltage are set to a preset target value corresponding to an output power setting value that is a setting value of output power input from the outside. A control process for controlling the power of the input signal amplified by the process and the high-frequency signal amplified by the second amplification process;
It is a method to do.
本発明によれば、広い送信電力の可変範囲を実現しつつ、出力電力設定値に対する高い精度の出力電力の制御が可能になる。 According to the present invention, it is possible to control output power with high accuracy with respect to an output power set value while realizing a wide variable range of transmission power.
次に本発明について図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の送信電力制御回路の一構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、第１の実施の形態の送信電力制御回路は、入力信号であるＩＦ信号を所要の電力まで増幅する第１の電力制御部１と、第１の電力制御部１から出力されたＩＦ信号を周波数変換し、ＲＦ信号（高周波信号）を生成する周波数変換部１０と、ＲＦ信号を所要の電力まで増幅する第２の電力制御部２と、第２の電力制御部２から出力されたＲＦ信号から不要な周波数成分を除去する濾波器３０１と、外部から入力される出力電力設定値にしたがって第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力を制御する制御部６とを有する。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a transmission power control circuit according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the transmission power control circuit according to the first embodiment includes a first
第１の電力制御部１は、制御部６からの指示にしたがって第１の電力制御部１に入力されたＩＦ信号の電力を減衰させる可変減衰器１０１と、可変減衰器１０１から出力された電力を一定の利得で増幅する電力増幅器１０２と、電力増幅器１０２から出力されたＩＦ信号の電力の一部を取り出す分配器１０３と、分配器１０３の出力信号を検波し、第１の電力制御部１に入力されたＩＦ信号の電力と比例する検波電圧（第１の検波電圧）を出力する検波器１０４とを有する。分配器１０３には、主に方向性結合器が用いられる。また、検波器１０４には、ダイオード（ショットキーバリアダイオード等）が用いられる。
The first
周波数変換部１０は、ミキサ３及び局部発振器４を備える。ミキサ３は、第１の電力制御部１から出力されたＩＦ信号と局部発振器４で生成された局部発振信号とを混合し、第１の電力制御部１から出力されたＩＦ信号よりも周波数が高いＲＦ信号に変換する。ミキサ３から出力されたＲＦ信号は第２の電力制御部２に入力される。
The
第２の電力制御部２は、制御部６からの指示にしたがって第２の電力制御部２に入力されたＲＦ信号の電力を減衰させる可変減衰器２０１と、可変減衰器２０１から出力された電力を一定の利得で増幅する電力増幅器２０２と、電力増幅器２０２から出力されたＲＦ信号の電力の一部を取り出す分配器２０３と、分配器２０３の出力信号から上記主信号の周波数成分を減衰させ、ＲＦ信号に含まれる局部発振信号（以下、ＬＯリーク信号と称す）を抽出する濾波器２０４と、濾波器２０４の出力信号を検波し、第２の電力制御部２に入力されたＬＯリーク信号の電力と比例する検波電圧（第２の検波電圧）を出力する検波器２０５とを有する。分配器２０３には、主に方向性結合器が用いられる。また、検波器２０５には、ダイオード（ショットキーバリアダイオード等）が用いられる。
The second
濾波器３０１は、第２の電力制御部２から出力されたＲＦ信号から不要な周波数成分、すなわち局部発振器４で生成された局部発振信号の周波数成分を減衰させる。その結果、送信電力制御回路からは、送信対象となるＲＦ信号（主信号）のみが出力される。
The
制御部６は、検波器１０４及び２０５から各々の検波電圧を受け取り、上記出力電力設定値に基づいて第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力が所定の値となるように、可変減衰器１０１及び２０１の減衰量を制御する。
制御部６は、出力電力設定値に応じて予め設定された、第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２毎の検波電圧の目標値（収束目標値）と、検波電圧との関係を示す検波電圧テーブルを備え、検波器１０４及び２０５の検波電圧がそれぞれの目標値と一致するように、すなわち送信電力制御回路の出力電力が出力電力設定値と一致するように可変減衰器１０１及び２０１の減衰量を制御する。
The
The
図１に示す制御部６は、検波器１０４及び２０５から出力された検波電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器、可変減衰器１０１及び２０１に指示する減衰量を示す信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ（Digital to Analog）変換器、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、該ＣＰＵによる処理中のデータ、あるいは上記検波電圧テーブルやプログラムを保存するための記憶装置を備えた情報処理装置（コンピュータ）で実現できる。制御部６は、情報処理装置（コンピュータ）で実現する構成に限定されるものではなく、可変減衰器１０１及び２０１に設定する減衰量は、例えば演算増幅器（オペレーショナル・アンプリファイア）等を含むアナログ制御回路を用いて制御してもよい。
The
なお、図１に示す送信電力制御回路では、可変減衰器１０１及び２０１による減衰量を調整することで第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力を制御する構成例を示したが、第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力は、電力増幅器１０２及び２０２の利得を変更することで制御してもよい。
In the transmission power control circuit shown in FIG. 1, a configuration example for controlling the output power of the first
このような構成において、本実施形態の送信電力制御回路では、出力電力設定値が予め設定された閾値Ｐ以下の場合、制御部６により、第２の電力制御部２の出力電力を最小値で一定に制御し、第１の電力制御部１の出力電力を出力電力設定値にしたがって制御することで、送信電力制御回路全体の出力電力を出力電力設定値に一致させる。
In such a configuration, in the transmission power control circuit of this embodiment, when the output power set value is equal to or less than the preset threshold value P, the
また、出力電力設定値が閾値Ｐより大きい場合、制御部６により、第１の電力制御部１の出力電力を閾値Ｐに対応する検波電圧の目標値（最大値）で一定に制御し、第２の電力制御部２の出力電力を出力電力設定値にしたがって制御することで、送信電力制御回路全体の出力電力を出力電力設定値に一致させる。
When the output power set value is larger than the threshold value P, the
上述したように、第２の電力制御部２の出力電力を分配器２０３で取り出して検波する構成では、出力電力設定値（＝送信電力制御回路全体の出力電力）が閾値Ｐ以下の領域において、精度の高い検波電圧を得ることができない。そのため、図８に示した背景技術の送信電力制御回路では、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域において、第２の電力制御部２の出力電力のフィードバック制御を実施することができない。
As described above, in the configuration in which the output power of the second
そこで、本実施形態の送信電力制御回路では、第２の電力制御部２が備える検波器２０５に、ミキサ３の出力信号に混入したＬＯリーク信号を入力し、該ＬＯリーク信号と比例する検波電圧を出力させる。制御部６は、検波器２０５から出力される、ＬＯリーク信号と比例する検波電圧を用いて第２の電力制御部２の出力電力を制御する。
Therefore, in the transmission power control circuit of the present embodiment, the LO leak signal mixed in the output signal of the
上述したように、本実施形態の送信電力制御回路では、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域において、送信電力制御回路全体の出力電力は第１の電力制御部１で制御され、第２の電力制御部２では、その出力電力が最小値で一定に制御される。
ここで、図１に示す第２の電力制御部２に入力されるＬＯリーク信号の電力は一定であり、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域では、可変減衰器２０１及び電力増幅器２０２から出力されるＬＯリーク信号の電力も最小値で一定となる。
As described above, in the transmission power control circuit of the present embodiment, the output power of the entire transmission power control circuit is controlled by the first
Here, the power of the LO leak signal input to the second
したがって、電力増幅器２０２から出力されるＬＯリーク信号の電力の最小値が、第２の電力制御部２が備える検波器２０５で検波可能なレベルとなるように閾値Ｐを設定すれば、すなわち検波器２０５による検波電圧の精度が保証できる、第２の電力制御部２の出力電力の下限値（最小値）に出力電力設定値の閾値Ｐを設定すれば、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域でも、制御部６はＬＯリーク信号の検波電圧を用いて第２の電力制御部２の出力電力のフィードバック制御が可能になる。
そのため、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域において、周囲温度の変動等により電力増幅器２０２の利得が変動しても、第２の電力制御部２の出力電力の変動が抑制される。
Therefore, if the threshold value P is set so that the minimum value of the power of the LO leak signal output from the
Therefore, in the region where the output power set value is equal to or less than the threshold value P, fluctuations in the output power of the second
一方、本実施形態の送信電力制御回路では、出力電力設定値が閾値Ｐより大きい領域において、送信電力制御回路全体の出力電力は第２の電力制御部２で制御される。
このとき、第２の電力制御部２が備える可変減衰器２０１は、主信号及びＬＯリーク信号を含むＲＦ信号を同じ減衰量だけ減衰させるため、第２の電力制御部２からはＬＯリーク信号と比例する電力を有する主信号が出力される。そのため、制御部６によりＬＯリーク信号の検波電圧を用いて第２の電力制御部２の出力電力を制御しても、第２の電力制御部２から出力される主信号の出力電力を出力電力設定値と一致させることができる。
On the other hand, in the transmission power control circuit of this embodiment, the output power of the entire transmission power control circuit is controlled by the second
At this time, the
図２は、図１に示した送信電力制御回路における出力電力設定値と検波電圧との関係例を示すグラフである。図３は、図１に示した送信電力制御回路における出力電力設定値と利得との関係例を示すグラフである。図４は、図１に示した送信電力制御回路における出力電力設定値と可変減衰器の減衰量との関係例を示すグラフである。
図２において、波線ａは第２の電力制御部２が備える検波器２０５の検波電圧を示し、実線ｂは第１の電力制御部１が備える検波器１０４の検波電圧を示している。
FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the output power setting value and the detection voltage in the transmission power control circuit shown in FIG. FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the output power setting value and the gain in the transmission power control circuit shown in FIG. FIG. 4 is a graph showing a relationship example between the output power setting value and the attenuation amount of the variable attenuator in the transmission power control circuit shown in FIG.
In FIG. 2, a broken line a indicates a detection voltage of the
図２に示す閾値Ｐは、上述したように、第２の電力制御部２が備える検波器２０５による検波電圧の精度が保証できる、該第２の電力制御部２の出力電力の下限値であり、第２の電力制御部２のみで出力電力を制御する場合の最小値に設定する。
制御部６は、検波器１０４及び２０５から取得した検波電圧を、検波電圧テーブルで保存された、出力電力設定値を基に設定される第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の出力電力の目標値（収束目標値）と比較し、検波電圧が収束目標値よりも高い場合は可変減衰器１０１及び２０１による減衰量を増大させ、検波電圧が目標値よりも低い場合は可変減衰器１０１及び２０１による減衰量を減らす。
The threshold value P shown in FIG. 2 is a lower limit value of the output power of the second
The
また、制御部６は、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の場合、第１の電力制御部１では出力電力設定値に対応した検波電圧の収束目標値（ｂ）となるようにフィードバック制御を行い、第２の電力制御部２では検波器２０５から出力されるＬＯリーク信号と比例する検波電圧が一定（ａ：最小値）となるようにフィードバック制御を行う。そのため、周囲温度等が変動することで電力増幅器２０２の利得が変動しても、第２の電力制御部２の出力電力の変動を抑制できる。
In addition, when the output power set value is equal to or less than the threshold value P, the
一方、出力電力設定値が閾値Ｐより大きい場合、制御部６は、第１の電力制御部１では検波電圧が閾値Ｐに対応する収束目標値（ｂ：最大値）となるようにフィードバック制御を行い、第２の電力制御部２では出力電力設定値に対応した検波電圧の収束目標値（ａ）となるようにフィードバック制御を行う。
上記フィードバック制御を行った場合の出力電力設定値に対する第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の利得を図３に示し、出力電力設定値に対する可変減衰器１０１及び２０１の減衰量を図４に示す。
図３において、波線ａは第２の電力制御部２の利得を示し、細実線ｂは第１の電力制御部１の利得を示し、太実線ａ＋ｂは第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の利得を合計したものを示している。図４において、波線ａは第２の電力制御部２が備える可変減衰器２０１の減衰量を示し、細実線ｂは第１の電力制御部１が備える可変減衰器１０１の減衰量を示している。
また、出力電力設定値に対する第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の収束目標値の一例を図５に示す。
図５は、出力電力設定値の最小値（最小出力）を「０」とし、出力電力設定値の最大値（最大出力）を「５０」とし、閾値Ｐを「２５」としたときの第１の電力制御部１及び第２の電力制御部２の収束目標値の一例が示されている。図５に示す例では、出力電力設定値「０」〜「２５」において、第１の電力制御部１の収束目標値にしたがって送信電力制御回路の出力電力が制御され、出力電力設定値「２６」〜「５０」において、第２の電力制御部２の収束目標値にしたがって送信電力制御回路の出力電力が制御される。
On the other hand, when the output power set value is larger than the threshold value P, the
FIG. 3 shows gains of the first
In FIG. 3, a broken line a indicates the gain of the second
An example of the convergence target values of the first
FIG. 5 illustrates a first case where the minimum value (minimum output) of the output power setting value is “0”, the maximum value (maximum output) of the output power setting value is “50”, and the threshold value P is “25”. An example of convergence target values of the
図６は、本発明の送信電力制御方法による処理手順の一例を示すフローチャートである。
図６に示すように、制御部６は、まず外部から入力される出力電力設定値が変更されたか否かを判定する（ステップＳ１）。
出力電力設定値が変更されていない場合、制御部６は、後述するステップＳ７の処理へ移行し、第１の電力制御部１が備える検波器１０４及び第２の電力制御部２が備える検波器２０５の検波電圧がそれぞれの収束目標値となるように可変減衰器１０１及び２０１の減衰量を制御する。
ステップＳ１にて出力電力設定値が変更されていると判定した場合、制御部６は、変更後の出力電力設定値が閾値Ｐよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２）。
出力電力設定値が閾値Ｐよりも大きい場合、制御部６は、第１の電力制御部１が備える検波器１０４の検波電圧の収束目標値を最大値（閾値Ｐ）に設定し（ステップＳ３）、第２の電力制御部２が備える検波器２０５の検波電圧の収束目標値を出力電圧設定値に応じた値に設定する（ステップＳ４）。
一方、ステップＳ２にて出力電力設定値が閾値Ｐ以下の場合、制御部６は、第１の電力制御部が備える検波器１０４の検波電圧の収束目標値を出力電圧設定値に応じた値に設定し（ステップＳ５）、第２の電力制御部２が備える検波器２０５の検波電圧の収束目標値を最小値に設定する（ステップＳ６）。
最後に、制御部６は、第１の電力制御部１が備える検波器１０４及び第２の電力制御部２が備える検波器２０５の検波電圧がそれぞれの収束目標値となるように、可変減衰器１０１及び２０１の減衰量を調整し（ステップＳ７）、ステップＳ１の処理に戻ってステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り返す。
本実施形態の送信電力制御回路によれば、図８に示した背景技術の送信電力制御回路と同様に、第１の電力制御部１がＩＦ信号の周波数や入出力電力に対応した検波器１０４を備え、第２の電力制御部２がＲＦ信号の周波数や入出力電力に対応した検波器２０５を備えることで、検波電圧のダイナミックレンジを広げることができる。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a processing procedure according to the transmission power control method of the present invention.
As shown in FIG. 6, the
When the output power set value has not been changed, the
When it determines with the output power setting value having been changed in step S1, the
When the output power set value is larger than the threshold value P, the
On the other hand, when the output power set value is equal to or less than the threshold value P in step S2, the
Finally, the
According to the transmission power control circuit of the present embodiment, similarly to the transmission power control circuit of the background art shown in FIG. 8, the first
また、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の範囲では、第１の電力制御部１により送信電力制御回路の出力電力を制御し、出力電力設定値が閾値Ｐより大きい範囲では、第２の電力制御部２により送信電力制御回路の出力電力を制御する。これにより広い出力電力の可変範囲を実現できる。
Further, when the output power set value is less than or equal to the threshold P, the first
さらに、本実施形態の送信電力制御回路によれば、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の場合でも、制御部６はＬＯリーク信号の検波電圧を用いて第２の電力制御部２の出力電力のフィードバック制御が可能になる。そのため、出力電力設定値が閾値Ｐ以下の領域において、周囲温度の変動等により電力増幅器２０２の利得が変動しても、第２の電力制御部２の出力電力の変動が抑制される。
したがって、広い出力電力の可変範囲を実現しつつ、送信電力制御回路による、出力電力設定値に対する高い精度の出力電力の制御が可能になる。
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態の送信電力制御回路の一構成例を示すブロック図である。
図７に示すように、第２の実施の形態の送信電力制御回路は、周波数変換部１０が、ミキサ３と、局部発振器４と、ミキサ３の出力信号と局部発振器４の出力信号とを結合して出力する結合器７とを備えた構成である。その他の構成及び動作は、図１に示した第１の実施の形態の送信電力制御回路と同様であるため、その説明は省略する。
図１に示した第１の実施の形態の送信電力制御回路では、第２の電力制御部２が備える検波器２０５が、ミキサ３の出力信号に混入したＬＯリーク信号を検波する構成である。第２の実施の形態の送信電力制御回路は、結合器７を用いて、ミキサ３の出力信号に局部発振器４で生成された局部発振信号を直接注入し、該局部発振信号を第２の電力制御部２が備える検波器２０５で検波する構成である。
図７に示す第２の実施の形態の送信電力制御回路においても、第１の実施の形態の送信電力制御回路と同様の効果を得ることができる。
Furthermore, according to the transmission power control circuit of this embodiment, even when the output power set value is equal to or less than the threshold value P, the
Therefore, the transmission power control circuit can control the output power with high accuracy with respect to the output power set value while realizing a wide variable range of output power.
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the transmission power control circuit according to the second embodiment.
As shown in FIG. 7, in the transmission power control circuit of the second embodiment, the
In the transmission power control circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1, the
Also in the transmission power control circuit of the second embodiment shown in FIG. 7, the same effect as that of the transmission power control circuit of the first embodiment can be obtained.
１ 第１の電力制御部
２ 第２の電力制御部
３ ミキサ
４ 局部発振器
５ 増幅器
６ 制御部
７ 結合器
１０ 周波数変換部
１０１、２０１ 可変減衰器
１０２、２０２ 電力増幅器
１０３、２０３ 分配器
１０４、２０５ 検波器
２０４、３０１ 濾波器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
局部発振信号を生成する局部発振器、および前記第１の電力制御部の出力信号と前記局部発振信号とを混合し、前記第１の電力制御部の出力信号を該出力信号よりも高い周波数の信号に変換して出力するミキサを備える周波数変換部と、
前記周波数変換部から出力された信号を所要の電力まで増幅する、該増幅後の信号の一部から該信号に含まれる前記局部発振信号を抽出する濾波器、および前記濾波器で抽出された前記局部発振信号を検波して第２の検波電圧として出力する第２の検波器を備える第２の電力制御部と、
前記第１の検波電圧及び前記第２の検波電圧が、外部から入力される出力電力の設定値である出力電力設定値に対応する予め設定された目標値となるように、前記第１の電力制御部及び前記第２の電力制御部の出力電力を制御する制御部と、
を有する送信電力制御回路。 A first power control unit including a first detector that amplifies an input signal to a required power, detects a part of the amplified signal, and outputs the detected signal as a first detection voltage;
A local oscillator that generates a local oscillation signal, and an output signal of the first power control unit and the local oscillation signal are mixed, and the output signal of the first power control unit is a signal having a frequency higher than that of the output signal. A frequency conversion unit including a mixer for converting to
Amplifying the signal output from the frequency converter to a required power, a filter for extracting the local oscillation signal included in the signal from a part of the amplified signal, and the filter extracted by the filter A second power control unit including a second detector that detects a local oscillation signal and outputs the detected signal as a second detection voltage;
The first power is set such that the first detection voltage and the second detection voltage are set to a preset target value corresponding to an output power setting value that is a setting value of output power input from the outside. A control unit that controls output power of the control unit and the second power control unit;
A transmission power control circuit.
前記制御部は、
前記出力電力設定値が前記閾値以下の場合、前記第２の検波電圧が前記最小値に対応する目標値となるように前記第２の電力制御部の出力電力を制御すると共に、前記第１の検波電圧が前記出力電力設定値に対応する目標値となるように前記第１の電力制御部の出力電力を制御し、
前記出力電力設定値が前記閾値よりも大きい場合、前記第１の検波電圧が前記閾値に対応する目標値となるように前記第１の電力制御部の出力電力を制御すると共に、前記第２の検波電圧が前記出力電力設定値に対応する目標値となるように前記第２の電力制御部の出力電力を制御する請求項１記載の送信電力制御回路。 A threshold value indicating the minimum value of the output power of the second power control unit, which can guarantee the accuracy of the second detection voltage, is set in advance in the output power setting value,
The controller is
When the output power setting value is less than or equal to the threshold value, the output power of the second power control unit is controlled so that the second detection voltage becomes a target value corresponding to the minimum value, and the first power control unit Controlling the output power of the first power control unit so that the detection voltage becomes a target value corresponding to the output power setting value;
When the output power setting value is larger than the threshold value, the output power of the first power control unit is controlled so that the first detection voltage becomes a target value corresponding to the threshold value, and the second The transmission power control circuit according to claim 1, wherein the output power of the second power control unit is controlled so that the detection voltage becomes a target value corresponding to the output power setting value.
前記ミキサの出力信号と前記局部発振信号とを結合して出力する結合器をさらに有する請求項１または２記載の送信電力制御回路。 The frequency converter is
The transmission power control circuit according to claim 1, further comprising a combiner that combines and outputs the output signal of the mixer and the local oscillation signal.
前記第１の増幅処理で増幅された入力信号の一部を検波して第１の検波電圧として出力する第1の検波処理と、
局部発振信号を生成する信号生成処理と、
前記第１の増幅処理で増幅された入力信号と前記局部発振信号とを混合し、前記第１の増幅処理で増幅された入力信号を該入力信号よりも高い周波数の高周波信号に変換する周波数変換処理と、
前記高周波信号を所要の電力まで増幅する第２の増幅処理と、
前記第２の増幅処理で増幅された高周波信号の一部から該高周波信号に含まれる前記局部発振信号を抽出する信号抽出処理と、
前記抽出された前記局部発振信号を検波して第２の検波電圧として出力する第２の検波処理と、
前記第１の検波電圧及び前記第２の検波電圧が、外部から入力される出力電力の設定値である出力電力設定値に対応する予め設定された目標値となるように、前記第１の増幅処理で増幅される入力信号及び前記第２の増幅処理で増幅される高周波信号の電力を制御する制御処理と、
を行う送信電力制御方法。 A first amplification process for amplifying an input signal to a required power;
A first detection process for detecting a part of the input signal amplified in the first amplification process and outputting it as a first detection voltage;
A signal generation process for generating a local oscillation signal;
Frequency conversion for mixing the input signal amplified by the first amplification processing and the local oscillation signal, and converting the input signal amplified by the first amplification processing to a high-frequency signal having a higher frequency than the input signal Processing,
A second amplification process for amplifying the high-frequency signal to a required power;
A signal extraction process for extracting the local oscillation signal included in the high-frequency signal from a part of the high-frequency signal amplified in the second amplification process;
A second detection process for detecting the extracted local oscillation signal and outputting it as a second detection voltage;
The first amplification voltage is set such that the first detection voltage and the second detection voltage are set to a preset target value corresponding to an output power setting value that is a setting value of output power input from the outside. A control process for controlling the power of the input signal amplified by the process and the high-frequency signal amplified by the second amplification process;
A transmission power control method.
前記制御処理は、
前記出力電力設定値が前記閾値以下の場合、前記第２の検波電圧が前記最小値に対応する目標値となるように前記第２の増幅処理で増幅される高周波信号の電力を制御すると共に、前記第１の検波電圧が前記出力電力設定値に対応する目標値となるように前記第１の増幅処理で増幅される入力信号の電力を制御し、
前記出力電力設定値が前記閾値よりも大きい場合、前記第１の検波電圧が前記閾値に対応する目標値となるように前記第１の増幅処理で増幅される入力信号の電力を制御すると共に、前記第２の検波電圧が前記出力電力設定値に対応する目標値となるように前記第２の増幅処理で増幅される高周波信号の電力を制御する請求項４記載の送信電力制御方法。 In the output power setting value, a threshold value indicating a minimum value of the power of the high-frequency signal amplified in the second amplification process that can guarantee the accuracy of the second detection voltage is set in advance.
The control process is
When the output power setting value is less than or equal to the threshold value, the power of the high-frequency signal amplified in the second amplification process is controlled so that the second detection voltage becomes a target value corresponding to the minimum value, Controlling the power of the input signal amplified in the first amplification process so that the first detection voltage becomes a target value corresponding to the output power setting value;
When the output power setting value is larger than the threshold value, the power of the input signal amplified in the first amplification process is controlled so that the first detection voltage becomes a target value corresponding to the threshold value, and 5. The transmission power control method according to claim 4, wherein the power of the high frequency signal amplified in the second amplification process is controlled so that the second detection voltage becomes a target value corresponding to the output power setting value.
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