JP3669497B2

JP3669497B2 - 送信装置、及びその自動利得制御方法

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Publication number: JP3669497B2
Application number: JP2001330986A
Authority: JP
Inventors: 信征竹野
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003133969A; WO2003039010A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は送信装置、及びその自動利得制御方法に関し、特に制御信号の値に応じて利得が制御される増幅手段により送信すべき無線周波数信号を増幅するとともに、出力電力レベルが一定になるように出力電力レベルに応じて前記制御信号の値を調整する自動利得制御を行う送信機と、前記送信機の出力信号を電力増幅しアンテナへ供給する送信電力増幅器とを有する送信装置と、その自動利得制御方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などの移動通信システムにおいて、基地局送信装置は、決まった周波数帯域のある周波数を出力する送信機と、決まった周波数帯域で一定の基準利得で送信信号を増幅する送信電力増幅器で構成される。
【０００３】
図４は従来の基地局送信装置の一例を示すブロック図である。図４において、送信機５は、変調出力信号Ｓ５３を出力する変調信号生成部５１と、変調出力信号Ｓ５３を入力として制御信号Ｓ５２により減衰量の制御を行い送信機５の送信出力の制御を行う可変減衰器５２と、可変減衰器５２により電力制御された変調出力信号Ｓ５３を入力として電力増幅を行う増幅部５３と、増幅部５３の出力を２分配し一方を送信出力Ｓ５１として出力し、他方を検波部５５に出力するカプラ５４と、カプラ５４の出力を検波し電圧情報である検波出力Ｓ５５を出力する検波部５５と、検波出力Ｓ５５を量子化しデジタルの送信電力データＳ５６を出力するＡ／Ｄ変換部５６と、送信電力データＳ５６を第１の入力とし、送信機５の送信出力としてあらかじめ設定された基準送信電力値Ｓ５８を第２の入力とし、制御信号Ｓ５２を生成し可変減衰部５２の制御を行う比較・制御部５７とから構成される。
【０００４】
送信電力増幅器６は、増幅部６４で構成され、入力された送信出力Ｓ５１を電力増幅してアンテナ７に出力する。
【０００５】
なお、送信機５の基準送信電力値Ｓ５８は、図示していない送信電力制御手段によってあらかじめ指定された送信電力範囲内で任意の値が設定されている。検波部５５で検出された検波出力Ｓ５５は、Ａ／Ｄ変換部５６でデジタルの送信電力データＳ５６に変換され、比較制御部５７で送信電力データＳ５６と基準送信電力値Ｓ５８の差分の検出を行い、この差分が最小になるように可変減衰器Ｓ５２の減衰量を制御する制御信号Ｓ５２を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の送信装置において、送信電力増幅器６の増幅部６４の利得は、決まった周波数帯域において一定であるのが理想だが、実際は図５に示すような周波数に応じて利得が変化する周波数特性を示す。すなわち、送信機５の送信出力Ｓ５１の電力レベルが一定のために、増幅部６４の送信周波数において、基準周波数に対して利得差Δβがあることで、アンテナ７の送信出力で、Δβの誤差を生じる問題があった。
【０００７】
また、送信電力増幅器６の修理などで交換時に、送信機５の送信出力を調整する必要があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る送信装置は、制御信号の値に応じて利得が制御される増幅手段により送信すべき無線周波数信号を増幅するとともに、出力電力レベルが一定になるように出力電力レベルに応じて前記制御信号の値を調整する自動利得制御を行う送信機と、前記送信機の出力信号を電力増幅しアンテナへ供給する送信電力増幅器とを備える送信装置において、前記送信電力増幅器が、前記送信機からの送信出力に対する電力増幅実行時の自送信電力増幅器の利得値を測定する手段と、前記測定により得られた利得値とあらかじめ設定された基準利得値との差分を算出し、利得補正値として出力する手段とを有し、前記送信機が、前記送信電力増幅器からの前記利得補正値に対応して前記制御信号の値の補正を行う手段を有する。
【０００９】
本発明の請求項２に係る送信装置は、請求項１に係る送信装置において、前記送信機が、送信すべき情報に対応した無線周波数の変調出力信号を出力する変調信号生成手段と、前記変調出力信号を入力として制御信号の値により減衰量の制御を行い自送信機の送信出力電力レベルの制御を行うための可変減衰手段と、前記可変減手段により電力制御された変調出力信号を入力として電力増幅を行う増幅手段と、前記増幅手段の出力を２分配し一方を送信出力として出力する分配手段と、前記分配手段の他方の出力を検波し前記送信出力の電力レベルを示すデジタルの送信電力データとして出力する送信電力測定手段と、前記送信電力データとあらかじめ設定された基準送信電力値との差分より送信電力補正値を算出し、この送信電力補正値を前記送信電力増幅器からの利得補正値で補正して前記制御信号の値を決定し前記可変減衰手段へ出力する比較・制御手段とを有する。
【００１０】
本発明の請求項３に係る送信装置は、請求項２に係る送信装置において、前記比較・制御手段が、前記送信電力測定手段からの送信電力データを順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した平均送信電力データを出力する平均処理部と、平均送信電力データとあらかじめ指定された基準送信電力値との比較を行いこれらの差分値を送信電力補正値として出力する比較器と、前記送信電力補正値と前記送信電力増幅器からの利得補正値との加算を行う加算器とを有し、前記加算器の出力値が最小になるように前記制御信号の値を制御する。
【００１１】
本発明の請求項４に係る送信装置は、請求項１に係る送信装置において、前記送信電力増幅器が、前記送信機からの送信出力を２分配する入力側の分配手段と、前記入力側の分配手段の一方の出力を電力増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力を２分配し一方をアンテナに出力する出力側の分配手段と、前記入力側の分配手段の他方の出力を検波し送信出力の入力側電力レベルを示すデジタルの送信電力データとして出力する入力側の送信電力測定手段と、前記出力側の分配手段の他方の出力を検波し送信出力の出力側電力レベルを示すデジタルの送信電力データとして出力する出力側の送信電力測定手段と、前記入力側の送信電力データと前記出力側の送信電力データの差分から自送信電力増幅器の利得を算出し、この算出した利得とあらかじめ設定された基準利得値との差分より前記利得補正値を算出し前記送信機へ出力する比較手段とを有する。
【００１２】
本発明の請求項５に係る送信装置は、請求項４に係る送信装置において、前記比較手段が、前記入力側の送信電力データを順次、一時蓄積し前記増幅手段における遅延時間分に相当する遅延時間を与えるバッファと、前記バッファを通した入力側の送信電力データを順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した入力側の平均送信電力データを出力する入力側の平均処理部と、前記出力側の送信電力データを順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した出力側の平均送信電力データを出力する出力側の平均処理部と、前記バッファによりタイミング同期確立された前記入力側の平均送信電力データと前記出力側の平均送信電力データとの比較を行い自送信電力増幅器の利得値を算出する比較器と、前記比較器からの利得値とあらかじめ指定された基準利得値との差分を算出し前記利得補正値として出力する減算器とを有する。
【００１３】
本発明の請求項６に係る自動利得制御方法は、制御信号の値に応じて利得が制御される増幅手段により送信すべき無線周波数信号を増幅するとともに、出力電力レベルが一定になるように出力電力レベルに応じて前記制御信号の値を調整する送信機と、前記送信機の出力信号を電力増幅しアンテナへ供給する送信電力増幅器とを有する送信装置における自動利得制御方法において、前記送信電力増幅器で、前記送信機からの送信出力に対する電力増幅実行時の自送信電力増幅器の利得値を測定し、前記測定により得られた利得値とあらかじめ設定された基準利得値との差分を算出し、利得補正値とし、前記送信機で、前記送信電力増幅器からの前記利得補正値に対応して前記制御信号の値の補正を行う工程を有する。
【００１４】
本発明の請求項７に係る自動利得制御方法は、請求項６に係る自動利得制御方法において、前記送信電力増幅器に入力される無線周波数信号の一部を分配し入力側の送信電力値を算出し、前記送信電力増幅器から出力される増幅後の無線周波数信号の一部を分配し出力側の送信電力値を算出し、前記入力側の送信電力値に無線周波数信号の増幅にかかる時間分の遅延時間を与えて出力側の送信電力値と比較し、その差分を前記送信電力増幅器の利得値とする工程を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要を説明する。本発明は、自動利得制御回路を組み込み、無線周波数に変調された変調出力信号を増幅し一定電力レベルの出力信号として出力する送信機と、この送信機の出力を電力増幅しアンテナへ供給する送信電力増幅器とを有し、主として移動通信システムの基地局に使用される送信装置において、送信電力増幅器の利得を検出して、基準利得値に対して差がある場合、利得補正値を送信機の自動利得制御回路に出力し、送信機出力を変化させ利得補正値分の補正を行うことで、送信電力増幅器からの送信出力レベルを一定にすることを特徴としている。
【００１６】
より具体的に説明すると、送信機は、生成された変調出力信号を制御信号の値（アナログ利得制御信号の電圧値）により減衰量が制御される可変減衰器を通して増幅し送信電力増幅器へ出力するとともに、出力信号をカプラで分配し、検波部及びＡ／Ｄ変換部でデジタルの送信電力データに変換し比較・制御部に入力する。比較・制御部は、送信電力データと基準送信電力値との差分値に応じて制御信号の値を調整して可変減衰器に出力し、送信電力増幅器への出力電力レベルが基準送信電力値と等しくなるよう自動利得制御を行う。
【００１７】
一方、送信機から送信電力増幅器への入力信号は入力側のカプラで分配され、入力側の検波部及びＡ／Ｄ変換部でデジタルの入力側の送信電力データに変換され比較部に入力される。入力信号を増幅した送信電力増幅器からの出力信号は出力側のカプラで分配され、出力側の検波部及びＡ／Ｄ変換部でデジタルの出力側の送信電力データに変換され比較部に入力される。比較部は、入力側及び出力側の各送信電力データの差分から算出した送信電力増幅器の利得と基準利得値とを比較して、差分の利得補正値を送信機の自動利得制御を行う比較・制御部に出力する。利得補正値を入力された比較・制御部は、制御信号の値を補正し可変減衰器に出力する。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態を示すブロック構成図であり、移動通信システムの基地局送信装置のうち、本発明に関わる部分のみを示している。図１において、本例の送信装置は、送信すべき信号を変調した無線周波数（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ：以降ＲＦ）信号を送信出力Ｓ１１として出力する送信機１と、送信出力Ｓ１１を電力増幅しアンテナ３から電波として移動局に対し送信する送信電力増幅器２とから構成される。
【００２０】
送信機１は、送信すべき情報に対応した無線周波数の変調出力信号Ｓ１３を出力する変調信号生成部１１と、入力された変調出力信号Ｓ１３に制御信号Ｓ１２の値（アナログ電圧値）に対応した減衰量を与えることにより送信機１の送信出力Ｓ１１に対する出力電力レベル制御を行う可変減衰器１２と、可変減衰器１２により電力制御された変調出力信号Ｓ１３を入力として電力増幅を行う増幅部１３と、増幅部１３の出力を２分配し一方を送信出力Ｓ１１として出力し、他方を検波部１５に出力するカプラ１４と、カプラ１４の出力を検波し電圧情報である検波出力Ｓ１５を出力する検波部１５と、検波出力Ｓ１５を所定のクロックタイミングで量子化しデジタルの送信電力データＳ１６を出力するＡ／Ｄ変換部１６と、送信電力データＳ１６を第１の入力とし、送信機１の送信出力（電力レベル）としてあらかじめ設定された基準送信電力値Ｓ１８を第２の入力とし、送信電力増幅器２から出力される利得補正値Δχを第３の入力として、制御信号Ｓ１２（アナログ電圧信号）を生成し可変減衰器１２の制御を行う比較・制御部１７とから構成される。
【００２１】
送信電力増幅器２は、送信機１の送信出力Ｓ１１を２分配し一方を増幅部２４に出力し、他方を検波部２２に出力するカプラ２１と、カプラ２１の出力を検波し電圧情報である検波出力Ｓ２２を出力する検波部２２と、検波出力Ｓ２２を所定のクロックタイミングで量子化しデジタルの送信電力データＳ２３を出力するＡ／Ｄ変換部２３と、カプラ２１の出力を電力増幅する増幅部２４と、増幅部２４の出力を２分配し一方をアンテナ３に出力し、他方を検波部２６に出力するカプラ２５と、カプラ２５の出力を検波し電圧情報である検波出力Ｓ２６を出力する検波部２６と、検波出力Ｓ２６を所定のクロックタイミングで量子化しデジタルの送信電力データＳ２７を出力するＡ／Ｄ変換部２７と、送信電力データＳ２３を第１の入力とし、送信電力データＳ２７を第２の入力とし、送信電力増幅器２であらかじめ設定された基準利得値Ｓ２９を第３の入力として、利得補正値Δχを生成し送信機１の比較・制御部１７に出力する比較部２８とから構成される。
【００２２】
図２は、送信電力増幅器２の比較部２８の一構成例を示すブロック図である。入力される送信電力データＳ２３を順次、一時蓄積し増幅部２４における信号増幅の遅延時間分に相当する遅延時間を与えるバッファ２８１と、バッファ２８１からの送信電力データＳ２３を順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した平均送信電力データＳ２４を出力する平均処理部２８２と、入力される送信電力データＳ２７を順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した平均送信電力データＳ２８を出力する平均処理部２８３と、送信電力バッファ２８１で蓄積することで増幅部２４の入出力間でタイミング同期確立された入力側の平均送信電力データＳ２４及び出力側の平均送信電力データＳ２８間の比較を行い送信電力増幅器２（増幅部２４）の利得値Ｓ２５を算出する比較器２８４と、比較器２８４からの利得値Ｓ２５及びあらかじめ指定された基準利得値Ｓ２９を入力し、両者の差分である利得補正値Δχを算出し出力する演算器（減算器）２８５とから構成される。なお、送信電力増幅器２の基準利得値Ｓ２９は、図示していない記憶手段によってあらかじめ指定された値が設定されている。
【００２３】
図３は、比較・制御部１７の一構成例を示すブロック図である。入力される送信電力データＳ１６を順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した平均送信電力データＳ１７を出力する平均処理部１７１と、平均送信電力データＳ１７とあらかじめ指定された基準送信電力値Ｓ１８との比較を行い送信電力補正値Δφを出力する比較器１７３と、送信電力補正値Δφと利得補正値Δχとの演算（加算）を行う演算器（加算器）１７４と、データを記憶するバッファ、及びバッファに記憶されたデータに対し入力データとの加算演算（入力データが「正」なら増加、「０」ならそのまま、「負」なら減少）を行い累積記憶させる演算器を有し、一定時間ごとの演算器１７４の出力を順次累積記憶し累積結果をデジタル−アナログ変換しアナログ電圧信号である制御信号Ｓ１２として出力する累積機能付きＤ／Ａ変換部１７５とから構成される。なお、送信機１の基準送信電力値Ｓ１８は、図示していない送信電力制御手段によってあらかじめ指定された送信電力範囲内で任意の値が設定されている。
【００２４】
次に、図１〜図３を参照して、本例の送信装置の動作について詳細に説明する。
【００２５】
送信機１では、変調信号生成部１１からの変調出力信号Ｓ１３は、制御信号Ｓ１２により減衰量が変化する可変減衰器１２に入力され、電力制御を受けた後、増幅部１３に入力される。増幅部１３は、電力制御された変調出力信号Ｓ１３を送信出力Ｓ１１として、送信電力増幅器２へ出力するための電力増幅を行う。増幅部１３にて電力増幅された変調出力信号Ｓ１３は、カプラ１４にて送信機出力Ｓ１１と検波部１５への出力の２つに分配される。
【００２６】
検波部１５は入力された信号を、包絡線検波等の手段により検波を行い、検波出力Ｓ１５を出力する。検波出力Ｓ１５はＡ／Ｄ変換部１６に入力されてアナログーデジタル変換されて送信電力データＳ１６として出力される。送信電力データＳ１６は、比較・制御部１７に入力され基準送信電力値Ｓ１８と比較され、送信電力補正値Δφ（基準送信電力値Ｓ１８−送信電力データＳ１６）が算出される。送信電力補正値Δφは、増幅器１３の温度による特性の変動や経年変化による出力レベルの差分である。比較・制御部１７は、送信電力増幅器２からの利得補正値Δχがまだ入力されていない時点では（Δχの値が「０」のとき）、補正値Δφが最小になるように可変減衰器１２の減衰量を制御する制御信号Ｓ１２を出力する。利得補正値Δχが入力されたときの動作は後に説明する。
【００２７】
送信電力増幅器２では、送信機出力Ｓ１１は、カプラ２１にて増幅部２４への出力と検波部２２への出力の２つに分配される。増幅部２４の出力は、カプラ２５にてアンテナ３への出力と検波部２６への出力の２つに分配される。検波部２２及び検波部２６は、カプラ２１及びカプラ２５の出力を包絡線検波等の手段により検波を行い、検波出力Ｓ２２及び検波出力Ｓ２６を出力する。検波出力Ｓ２２及び検波出力Ｓ２６はＡ／Ｄ変換部２３及びＡ／Ｄ変換部２７に入力されてアナログ−デジタル変換されて送信電力データＳ２３及び送信電力データＳ２７として出力され、比較部２８に入力される。
【００２８】
比較部２８に入力された送信電力データＳ２３は、バッファ２８１で蓄積され、平均処理部２８２から平均送信電力データＳ２４として出力される。同様に、入力された送信電力データＳ２７は平均処理部２８３から平均送信電力データＳ２８として出力される。平均送信電力データＳ２４及び平均送信電力データＳ２８は、比較器２８４に入力される。
【００２９】
平均送信電力データＳ２４は、バッファ２８１により増幅部２４の遅延量が補正されており、平均送信電力データＳ２８の入力とタイミング同期確立がされている。平均送信電力データＳ２４及び平均送信電力データＳ２８は、「平均送信電力データ対送信電力レベル」の変換テーブルに基づいてそれぞれ送信電力レベルに換算され、両送信電力レベルの差分から利得値Ｓ２５が算出される。「平均電力データ対送信電力レベル」の変換テーブルは、検波部２２及び検波部２６で個別に持ち、検波部の検波能力による誤差を最小限にしている。
【００３０】
演算器２８５では、利得値Ｓ２５と基準利得値Ｓ２９とが比較され、差分が利得補正値Δχ（基準利得値Ｓ２９−利得値Ｓ２５）として出力される。利得補正値Δχは、送信機１の比較・制御部１７に入力される。
【００３１】
比較・制御部１７に入力された送信電力データＳ１６は、平均処理部１７１から平均送信電力データＳ１７として出力される。平均送信電力データＳ１７は、送信機１であらかじめ指定された基準送信電力値Ｓ１８と比較器１７３で比較され、差分が送信電力補正値Δφとして出力される。
【００３２】
演算器１７４は、送信電力補正値Δφと利得補正値Δχとが入力され、送信電力補正値Δφと利得補正値Δχを加算した総合の補正値（Δφ＋Δχ）のデジタルデータを出力する。出力されたデジタルデータは累積機能付きＤ／Ａ変換部１７５で順次、加算蓄積されデジタル−アナログ変換され、制御信号Ｓ１２とされる。可変減衰器１２は、この制御信号Ｓ１２の電圧値に応じて減衰量を制御することにより、送信機１の温度による特性の変動や経年変化による出力レベルの変動を補正し、さらに送信電力増幅器２の利得変動も補正する。
【００３３】
これらの補正の状況を、表１を参照して、具体的な数値を用いて説明する。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１の「理想」欄に示すように、基準利得値Ｓ２９を４０ｄＢ、基準送信電力値Ｓ１８を０ｄＢｍ、アンテナ３出力を＋４０ｄＢｍとする。また、この理想のときの送信機１の可変減衰器１２（可変減衰器利得：０ｄＢ）に入力されている制御信号Ｓ１２の電圧値は１Ｖ、であるとし、この状態から可変減衰器１２の減衰量を１ｄＢ分減らす（可変減衰器利得：−１ｄＢ）ときの制御信号Ｓ１２の電圧値は０．５Ｖであるとする。
【００３６】
ここで仮に表１の「補正前」欄に示すように、送信機１による送信出力Ｓ１１の変動がなく（実際の送信出力Ｓ１１の電力レベル（送信電力値）が基準送信電力値と同じ０ｄＢｍ）、送信電力増幅器２の実際の利得が３９ｄＢである場合を考える。送信電力増幅器２の利得補正値Δχは１ｄＢ（基準利得値−実際の利得＝４０−３９）、送信機１の送信電力補正値Δφは０ｄＢ（基準送信電力値−実際の送信電力値＝０−０）であり、比較・制御部１７の総合の補正値（Δφ＋Δχ）は、１ｄＢ（＝０＋１）となる。
【００３７】
比較・制御部１７の累積機能付きＤ／Ａ変換部１７５は、前回までのデータ値に総合の補正値を加算し、あらかじめ設定されたデジタル−アナログの変換規則に基づいて、出力電圧（制御信号Ｓ１２）が１Ｖから０．５Ｖに変化するようにする。これにより、可変減衰器１２の減衰量が１ｄＢ分減らされる。
【００３８】
アンテナ３出力が一時的に＋３９ｄＢｍになったとしても、比較・制御部１７から出力される総合の補正値（Δφ＋Δχ）に対応した制御信号Ｓ１２により可変減衰器１２の減衰量が１ｄＢ減らされ、表１の「補正後」欄に示すように、送信出力Ｓ１１が＋１ｄＢｍになり、アンテナ３出力は＋４０ｄＢｍ（＝１＋３９）が保たれる。なお、このときの送信機１の送信電力補正値Δφは−１ｄＢ（＝０−１）となるが、送信電力増幅器２の利得補正値Δχは１ｄＢのままのため、総合の補正値Δφ＋Δχは０ｄＢとなる。
【００３９】
累積機能付きＤ／Ａ変換部１７５は、前回までのデータ値に総合の補正値を加算するが、このときの総合の補正値が「０」のため、データ値は変化しない。すなわち、出力電圧（制御信号Ｓ１２）は０．５Ｖを維持する。この状態は、総合の補正値に変化があるまで持続する。
【００４０】
ところで、送信電力補正値Δφの符号が「−」であることは、送信機１の実際の送信電力値が基準送信電力値を上回っていることを示し、利得補正値Δχが入力されない状態では、可変減衰器１２の減衰量を増やさなければならない。一方、利得補正値Δχの符号が「＋」であることは、送信電力増幅器２の実際の利得値が基準利得値を下回っていることを示し、可変減衰器１２の減衰量を減らさなければならない。そこで本発明においては上述したように、利得補正値Δχの増／減分を送信電力補正値Δφの減／増分でキャンセルするように、すなわち、送信電力補正値Δφと利得補正値Δχとを加算して得られた総合の補正値が最小（０ｄＢ）になるように可変減衰器１２の減衰量を制御する自動利得制御が行われる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、送信装置の使用可能な周波数帯域において、周波数特性による利得誤差や温度による利得変動を含む送信電力増幅器の利得を検出して、基準利得値に対して差がある場合に、利得補正値を送信機に出力し、送信機出力で利得補正値の補正を行うことで、送信装置の送信出力を一定にすることができる。また、送信電力増幅器から利得補正値を出力させることにより、送信電力増幅器を含んだ送信出力の調整をすることなく、送信電力増幅器の交換が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示す比較部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す比較・制御部の構成例を示すブロック図である。
【図４】従来の送信装置の一例を示すブロック図である。
【図５】従来の送信電力増幅器の送信出力対周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
１送信機
２送信電力増幅器
１２可変減衰器
１３，２４増幅部
１５，２２，２６検波部
１６，２３，２７Ａ／Ｄ変換部
１７比較・制御部
２８比較部
１７１，２８２，２８３平均処理部
１７３，２８４比較器
１７４，２８５演算器
１７５累積機能付きＤ／Ａ変換部
２８１バッファ

Claims

制御信号の値に応じて利得が制御される増幅手段により送信すべき無線周波数信号を増幅するとともに、出力電力レベルが一定になるように出力電力レベルに応じて前記制御信号の値を調整する自動利得制御を行う送信機と、前記送信機の出力信号を電力増幅しアンテナへ供給する送信電力増幅器とを備える送信装置において、
前記送信電力増幅器が、前記送信機からの送信出力に対する電力増幅実行時の自送信電力増幅器の利得値を測定する手段と、前記測定により得られた利得値とあらかじめ設定された基準利得値との差分を算出し、利得補正値として出力する手段とを有し、
前記送信機が、前記送信電力増幅器からの前記利得補正値に対応して前記制御信号の値の補正を行う手段を有することを特徴とする送信装置。
前記送信機が、
送信すべき情報に対応した無線周波数の変調出力信号を出力する変調信号生成手段と、
前記変調出力信号を入力として制御信号の値により減衰量の制御を行い自送信機の送信出力電力レベルの制御を行うための可変減衰手段と、
前記可変減手段により電力制御された変調出力信号を入力として電力増幅を行う増幅手段と、
前記増幅手段の出力を２分配し一方を送信出力として出力する分配手段と、
前記分配手段の他方の出力を検波し前記送信出力の電力レベルを示すデジタルの送信電力データとして出力する送信電力測定手段と、
前記送信電力データとあらかじめ設定された基準送信電力値との差分より送信電力補正値を算出し、この送信電力補正値を前記送信電力増幅器からの利得補正値で補正して前記制御信号の値を決定し前記可変減衰手段へ出力する比較・制御手段とを有することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
前記比較・制御手段が、
前記送信電力測定手段からの送信電力データを順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した平均送信電力データを出力する平均処理部と、
平均送信電力データとあらかじめ指定された基準送信電力値との比較を行いこれらの差分値を送信電力補正値として出力する比較器と、
前記送信電力補正値と前記送信電力増幅器からの利得補正値との加算を行う加算器とを有し、
前記加算器の出力値が最小になるように前記制御信号の値を制御することを特徴とする請求項２記載の送信装置。
前記送信電力増幅器が、
前記送信機からの送信出力を２分配する入力側の分配手段と、
前記入力側の分配手段の一方の出力を電力増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の出力を２分配し一方をアンテナに出力する出力側の分配手段と、
前記入力側の分配手段の他方の出力を検波し送信出力の入力側電力レベルを示すデジタルの送信電力データとして出力する入力側の送信電力測定手段と、
前記出力側の分配手段の他方の出力を検波し送信出力の出力側電力レベルを示すデジタルの送信電力データとして出力する出力側の送信電力測定手段と、
前記入力側の送信電力データと前記出力側の送信電力データの差分から自送信電力増幅器の利得を算出し、この算出した利得とあらかじめ設定された基準利得値との差分より前記利得補正値を算出し前記送信機へ出力する比較手段とを有することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
前記比較手段が、
前記入力側の送信電力データを順次、一時蓄積し前記増幅手段における遅延時間分に相当する遅延時間を与えるバッファと、
前記バッファを通した入力側の送信電力データを順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した入力側の平均送信電力データを出力する入力側の平均処理部と、
前記出力側の送信電力データを順次、任意の一定時間に亘って蓄積し平均化した出力側の平均送信電力データを出力する出力側の平均処理部と、
前記バッファによりタイミング同期確立された前記入力側の平均送信電力データと前記出力側の平均送信電力データとの比較を行い自送信電力増幅器の利得値を算出する比較器と、
前記比較器からの利得値とあらかじめ指定された基準利得値との差分を算出し前記利得補正値として出力する減算器とを有することを特徴とする請求項４記載の送信装置。
制御信号の値に応じて利得が制御される増幅手段により送信すべき無線周波数信号を増幅するとともに、出力電力レベルが一定になるように出力電力レベルに応じて前記制御信号の値を調整する送信機と、前記送信機の出力信号を電力増幅しアンテナへ供給する送信電力増幅器とを備える送信装置における自動利得制御方法において、
前記送信電力増幅器で、前記送信機からの送信出力に対する電力増幅実行時の自送信電力増幅器の利得値を測定し、前記測定により得られた利得値とあらかじめ設定された基準利得値との差分を算出し、利得補正値とし、
前記送信機で、前記送信電力増幅器からの前記利得補正値に対応して前記制御信号の値の補正を行うことを特徴とする自動利得制御方法。
前記送信電力増幅器に入力される無線周波数信号の一部を分配し入力側の送信電力値を算出し、
前記送信電力増幅器から出力される増幅後の無線周波数信号の一部を分配し出力側の送信電力値を算出し、
前記入力側の送信電力値に無線周波数信号の増幅にかかる時間分の遅延時間を与えて出力側の送信電力値と比較し、その差分を前記送信電力増幅器の利得値とすることを特徴とする請求項６記載の自動利得制御方法。