JP4628142B2 - ポーラ変調送信装置、無線通信機及び電源電圧制御方法 - Google Patents

Description

本発明はポーラ変調送信装置に関し、特に振幅変調信号を電源電圧に応じて増幅する振幅変調増幅部を有し、この振幅変調増幅部によって増幅した振幅変調信号を、位相変調された高周波信号を電力増幅する高周波電力増幅器の電源電圧として印加するようになされたポーラ変調送信装置及びそれを用いた無線通信機に関する。

従来、電力の高効率化と線形性とを両立可能する技術としてポーラ変調方式が提案されている。ポーラ変調方式は、高周波電力増幅器の信号入力端子に高周波位相変調信号を入力すると共に、高周波電力増幅器の電源電圧入力端子に振幅変調信号に応じてレベル調整した電源電圧を印加することを、基本構成としている。これにより、高周波電力増幅器に入力される高周波位相変調信号を、振幅方向の変動成分をもたない定包絡線信号とすることができるので、高周波電力増幅器として高効率の非線形増幅器を使用することができる。

図８に、従来のポーラ変調送信装置の構成例として、特許文献１に記載されている構成を示す。

ポーラ変調送信装置１０は送信データＳ１を変調符号化部１１に入力する。変調符号化部１１は、送信データＳ１を極座標表現した振幅変調信号Ｓ２（例えば√（Ｉ^２＋Ｑ^２））と位相変調信号Ｓ３とを形成し、振幅変調信号Ｓ２を振幅信号増幅部１３に、位相変調信号Ｓ３を搬送波生成／位相変調部１２に送出する。

搬送波生成／位相変調部１２は、例えば周波数シンセサイザでなり、搬送波を位相変調信号Ｓ３で変調することにより位相変調ＲＦ信号Ｓ４を形成し、これを高周波電力増幅器１４の信号入力端子に送出する。

一方、ポーラ変調送信装置１０は、高周波電力増幅器１４の電源端子に印加する電源電圧である振幅変調信号Ｓ５を、次のようにして形成する。電源１５によって発生された電源電圧Ｓ７をＤＣ／ＤＣコンバータ１６に供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１６は、図９に示すように、ポーラ変調装置１０から送信する最終的な送信電力を制御するための送信電力制御信号Ｓ８に応じて、電源電圧Ｓ７のレベルを調整し、レベル調整した電源電圧Ｓ９を振幅信号増幅部１３に供給する。振幅信号増幅部１３は、リニアレギュレータで構成されており、電源電圧Ｓ９の値に応じて振幅変調信号Ｓ２を増幅（電流増幅）して振幅変調信号Ｓ５を得、これを高周波電力増幅器１４の電源端子に印加する。

これにより、高周波電力増幅器１４からは、位相変調ＲＦ信号Ｓ４と振幅変調信号Ｓ５とが掛け合わされたＲＦ出力信号Ｓ６が得られる。このＲＦ出力信号Ｓ６は送信アンテナ（図示せず）に供給される。

ここで図８のポーラ変調送信装置１０において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を設けた理由について説明する。

先ず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を設けない場合、すなわち電源１５からの電源電圧Ｓ７を直接（つまり一律に）振幅信号増幅部１３に供給した場合について考える。この場合には、次のような不都合が生じる。

振幅信号増幅部１３において、高周波電力増幅器１４の電源電圧（振幅変調信号Ｓ５）と、振幅信号増幅部１３の電源電圧（電源電圧Ｓ９）との電位差に応じた電力損失が生じる。特に、送信電力レベル（ＲＦ出力信号Ｓ６の電力レベル）が低い場合には、高周波電力増幅器１４の電源電圧が低くなるので、電源電圧Ｓ７と振幅変調信号Ｓ５との間の電位差が拡大し、その結果振幅信号増幅部１３における電力損失が大きくなる。

このような、振幅信号増幅部１３での電力損失を低減するために、図８の構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を設けている。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６によって、振幅信号増幅部１３に供給する電源電圧Ｓ９を、高周波電力増幅器１４のＲＦ出力レベル設定値（送信電力制御信号Ｓ８）に応じて変化させる。これにより、高周波電力増幅器１４のＲＦ出力信号レベルが低い場合でも、電源電圧Ｓ９と振幅変調信号Ｓ５との間の電位差を小さくできるので、振幅信号増幅部１３での電力損失を抑制できる。
米国特許第６３７７７８４号明細書

しかしながら、図８に示したような従来の構成では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６での電力損失については、十分に配慮されていなかった。

例えば送信電力（ＲＦ出力信号Ｓ６の電力レベル）が低い場合には、電源電圧Ｓ９と振幅変調信号Ｓ５との電位差を小さくできるので、振幅信号増幅部１３での電力損失を抑制でき有効である。これに対して、送信電力が高い場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６が無くても振幅信号増幅部１３の電源電圧Ｓ７と振幅変調信号Ｓ５との間の電位差はそもそも小さく、振幅信号増幅部１３での電力損失は小さいにも拘わらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６において電力損失が生じるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６を設けたことが逆に装置全体の電力損失を増加させることに繋がる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、送信電力の高低に拘わらず、高周波電力増幅器への電源供給ラインでの電力損失を抑制し得るポーラ変調送信装置、及び電力損失の低い無線通信機を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため本発明のポーラ変調送信装置の一つの態様においては、位相
変調された高周波信号を自らの電源端子に印加される電圧値に応じて電力増幅する高周波
電力増幅器と、振幅変調信号を電源から自らの電源端子に印加される電圧値に応じて増幅
して高周波電力増幅器の電源端子に印加する振幅信号増幅手段と、振幅信号増幅手段での
電力損失が小さくなるように、電源からの電源電圧を変換して振幅信号増幅手段の電源端
子に印加する電源電圧変換手段と、送信電力を制御するための送信電力制御信号を送出す
る送信電力制御手段と、送信電力制御信号で示される送信電力値に基づき、振幅信号増幅
手段の電源端子に、電源電圧変換手段を動作させて電源電圧変換手段によって変換された
電源電圧を印加するか、電源電圧変換手段の動作を停止させて電源からの電源電圧を直接
印加するかを制御する動作制御手段と、を具備し、動作制御手段は、送信電力値の大きさ
を所定の基準値と比較する比較手段と、送信電力値が基準値よりも大きい場合に、電源電
圧変換手段の動作を停止させる制御信号を前記電源電圧変換手段に出力し、送信電力値が
基準値以下の場合に、電源電圧変換手段を動作させる制御信号を電源電圧変換手段に出力
する第１制御手段と、送信電力値に基づいて、電源電圧変換手段の変換電圧値を制御する
制御信号を電源電圧変換手段に出力する第２制御手段と、を具備し、振幅変調信号は、送信電力制御手段から出力された送信電力制御信号と、送信データから分離した変調信号とを掛け算したものであり、位相変調された高周波信号は、送信データから分離した位相変調信号を周波数シンセサイザで変調したものである。

これらの構成によれば、動作制御部が、送信電力値に基づき、振幅信号増幅手段の電源端子に、電源電圧変換手段を動作させて電源電圧変換手段によって変換された電源電圧を印加するか、又は電源電圧変換手段の動作を停止させて電源からの電源電圧を直接印加するかを制御するので、送信電力の高低に拘わらず、高周波電力増幅器への電源供給ラインでの電力損失を抑制し得るようになる。すなわち、送信電力値が低い場合には、電源電圧変換手段を動作させて電源電圧変換手段によって変換された電源電圧を振幅信号増幅手段の電源端子に印加することで、振幅信号増幅手段における電源電圧と出力信号との間の電位差を小さくできるので振幅信号増幅手段での電力損失を抑制できる。一方、送信電力値が高い場合には、電源電圧変換手段の動作を停止させて電源からの電源電圧を直接振幅信号増幅手段に印加することで、不必要に電源電圧変換手段を動作させずに済むので、電源電圧変換手段での不必要な電力損失を無くすことができる。

本発明のポーラ変調送信装置の一つの態様においては、第２制御手段は、送信電力値が小さくなるに従って、前記変換電圧値が一定の傾きで減衰するように、電源電圧変換手段を制御する構成を採る。

この構成によれば、振幅信号増幅手段での増幅歪みを回避することができるようになる。

本発明のポーラ変調送信装置の一つの態様においては、動作制御手段は、電源から出力される電源電圧の大きさを所定の基準値と比較して監視する監視手段を、さらに具備し、第１制御手段は、比較手段によって送信電力値が前記基準値よりも大きい比較結果が得られた場合であっても、監視手段によって電源から出力される電源電圧の大きさが前記基準値よりも大きい比較結果が得られた場合には、電源電圧変換手段を動作させて電源電圧変換手段によって変換された電源電圧を振幅信号増幅手段の電源端子に印加させる構成を採る。

この構成によれば、放電等により電源の電源電圧が変動した場合でも、振幅信号増幅手段での電力損失を低減できるようになる。

本発明のポーラ変調送信装置の一つの態様においては、動作制御手段は、送信電力値と電源電圧変換手段の変換電圧値とが対応付けられたテーブルを、さらに具備し、第２制御手段は、指定された送信電力に対応する変換電圧値を前記テーブルから読み出して、電源電圧変換手段の変換電圧値が当該読み出した変換電圧値になるように電源電圧変換手段を制御する構成を採る。

この構成によれば、振幅信号増幅手段の特性を加味して、振幅信号増幅手段の電力損失が最も小さくなるような、送信電力値と変換電圧値との関係を予めテーブルに記憶しておけるので、振幅信号増幅手段での電力損失を一段と低減できるようになる。

本発明の無線通信機は、上記いずれかのポーラ変調送信装置を具備する構成を採る。

この構成によれば、搭載されたポーラ変調送信装置における電力損失が抑制されるので、例えば携帯電話の場合には通話可能時間を長くすることができる。

このように本発明によれば、電源電圧変換手段によって振幅信号増幅手段での電力損失を抑制できると共に、送信電力が高いときの不必要な電源電圧変換手段の動作を停止するようにしたので、送信電力の高低に拘わらず、高周波電力増幅器への電源供給ラインでの電力損失を抑制し得るポーラ変調送信装置、及び電力損失の低い無線通信機を実現できる。

以下、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。

（実施の形態１）
図１に、本実施の形態のポーラ変調送信装置の構成を示す。ポーラ変調送信装置１００は、例えば、移動体通信システムの携帯端末、又はこの携帯端末装置と無線通信を行う基地局装置などに用いられる。

ポーラ変調送信装置１００は、送信データＳ１０を振幅位相分離部１０１に入力する。振幅位相分離部１０１は、送信データＳ１０を極座標表現した振幅変調信号Ｓ１１（例えば√（Ｉ^２＋Ｑ^２））と位相変調信号Ｓ１２とを形成し、振幅変調信号Ｓ１１を掛け算部１０３に、位相変調信号Ｓ１２を周波数シンセサイザ１０２に送出する。周波数シンセサイザ１０２は、搬送波を位相変調信号Ｓ１２で変調することにより位相変調ＲＦ信号Ｓ１３を形成し、これを高周波電力増幅器１０４の信号入力端子に送出する。

掛け算部１０３には、振幅変調信号Ｓ１１に加えて、送信電力制御部１０５から出力された送信電力制御信号Ｓ１４が入力される。掛け算部１０３は、振幅変調信号Ｓ１１に送信電力制御信号Ｓ１４を掛け合わせることにより、振幅変調信号Ｓ１５を形成する。ここで送信電力制御信号Ｓ１４とは、送信電力（高周波電力増幅器１０４から出力されるＲＦ出力信号Ｓ３０の電力）を制御する信号であり、例えば通信相手装置との距離が近い場合は高いレベルで、遠い場合は低いレベルの信号である。掛け算部１０３は、このようにして送信電力が反映された振幅変調信号Ｓ１５を形成し、これを振幅信号増幅部１０６に送出する。

かかる構成に加えて、ポーラ変調送信装置１００は、振幅信号増幅部１０６の電源電圧Ｓ２１を制御する電源電圧制御部１１０を有する。

電源電圧制御部１１０は、電源電圧変換手段としてのＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は、電源１３０によって発生された電源電圧Ｓ２０を電源電圧Ｓ２１に変換し、この電源電圧Ｓ２１を振幅信号増幅部１０６の電源端子に印加する。これにより、振幅信号増幅部１０６での電力損失を小さくするようになっている。具体的には、振幅信号増幅部１０６から出力される振幅変調信号Ｓ２７との電位差が小さくなるような電源電圧Ｓ２１を形成することで、振幅信号増幅部１０６での電力損失を抑制するようになっている。

ここで振幅信号増幅部１０６は、例えばリニアレギュレータにより構成されており、電力増幅を行うことで、振幅変調信号Ｓ２７を形成する。そして振幅信号増幅部１０６は、電源端子に印加される電源電圧Ｓ２１と出力する振幅変調信号Ｓ２７との電位差が小さいほど低電力損失で動作するようになっている。

加えて、電源電圧制御部１１０はバイパススイッチ１１２を有する。バイパススイッチ１１２は、電源１３０と振幅信号増幅部１０６とを直接接続する電源ライン上に設けられ、オン動作したときに、電源１３０からの電源電圧Ｓ２０をＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を介さずに直接振幅信号増幅部１０６の電源端子に印加するようになっている。

このように、本実施の形態の電源電圧制御部１１０においては、振幅信号増幅部１０６の電源端子に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１によって変換した電源電圧を印加するか、又はバイパススイッチ１１２を介して電源１３０からの電源電圧Ｓ２０を直接印加するかを選択できるようになっている。

この選択動作は、動作制御部１２０によって制御される。動作制御部１２０は送信電力制御信号Ｓ１４を比較部１１３に入力する。比較部１１３は、送信電力制御信号Ｓ１４によって示される送信電力値と、送信電力基準源１１４からの送信電力基準値Ｓ２３とを比較し、比較結果信号Ｓ２２を第１制御部１１５に送出する。

第１制御部１１５は、比較結果信号Ｓ２２が、送信電力制御信号Ｓ１４で示される送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３を越えることを示す場合、バイパススイッチ１１２をオン動作させるためのスイッチング制御信号Ｓ２４をバイパススイッチ１１２に送出する。これに対して、第１制御部１１５は、比較結果信号Ｓ２２が、送信電力制御信号Ｓ１４で示される送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３以下であることを示す場合、バイパススイッチ１１２をオフ動作させるためのスイッチング制御信号Ｓ２４をバイパススイッチ１１２に送出する。

また第１制御部１１５は、比較結果信号Ｓ２２が、送信電力制御信号Ｓ１４で示される送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３を越えることを示す場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及び第２制御部１１６をオフ動作させるための制御信号Ｓ２５をＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及び第２制御部１１６に送出する。これに対して、第１制御部１１５は、比較結果信号Ｓ２２が、送信電力制御信号Ｓ１４で示される送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３以下であることを示す場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及び第２制御部１１６をオン動作させるための制御信号Ｓ２５をＤＣ／ＤＣコンバータ１１１及び第２制御部１１６に送出する。

このように動作制御部１２０においては、送信電力制御信号Ｓ１４に基づいて、振幅信号増幅部１０６の電源端子に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を動作させてＤＣ／ＤＣコンバータ１１１によって変換された電源電圧Ｓ２１を印加するか、又はＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の動作を停止させて電源１３０からの電源電圧Ｓ２０をバイパススイッチ１１２を介して直接印加するかを制御するようになっている。

第２制御部１１６は送信電力制御信号Ｓ１４を入力し、送信電力制御信号Ｓ１４で示される送信電力値に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の変換動作を制御する制御信号Ｓ２６を出力する。具体的には、送信電力制御信号Ｓ１４から、振幅変調信号Ｓ２７の振幅の中心レベルが推定できるので、振幅変調信号Ｓ２７との電位差の小さい電源電圧Ｓ２１を形成するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を制御する。因みに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１は、オン動作時には、出力電圧をフィードバックして出力電圧と基準電圧が一致するように動作することで、基準電圧値と同じ値の電源電圧Ｓ２１を形成する構成となっている。つまり、第２制御部１１６から出力される制御信号Ｓ２６は、この基準電圧値を設定するためのものである。

次に、本実施の形態の動作について、主に電源電圧制御部１１０の動作を中心に説明する。

電源電圧制御部１１０は、先ず、比較部１１３によって、送信電力基準源１１４から出力される送信電力基準値Ｓ２３と、送信電力制御信号Ｓ１４で示される送信電力値とを比較する。

電源電圧制御部１１０は、比較結果が、送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３以下であることを示す場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を動作させると共にバイパススイッチ１１２をオフ動作させる。これにより、振幅変調信号Ｓ２７の電圧レベル（中心電圧レベル）が低いときの、振幅変調信号Ｓ２７と電源電圧Ｓ２１との電位差を小さくできるので、振幅信号増幅部１０６での電力損失を抑制できる。

これに対して、電源電圧制御部１１０は、比較結果が、送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３を越えていることを示す場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の動作を停止させると共にバイパススイッチ１１２をオン動作させることにより、電源１３０の電源電圧Ｓ２０を電源電圧Ｓ２１として直接振幅信号増幅部１０６の電源端子に印加する。これにより、振幅変調信号Ｓ２７の電圧レベル（中心電圧レベル）が高いときに、不必要にＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を動作させることによるＤＣ／ＤＣコンバータ１１１での電力損失を無くすことができる。なお、振幅変調信号Ｓ２７の電圧レベル（中心電圧レベル）が高い場合には、電源電圧Ｓ２０と振幅変調信号Ｓ２７との電位差は小さいので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１によって電源電圧を変換しなくても、振幅信号増幅部１０６での電力損失は小さくなる。

電源電圧制御部１１０は、図２に示すような、送信電力値に応じた電源電圧Ｓ２１を形成して振幅信号増幅部１０６の電源端子に供給する。因みに、図中の領域Ａ１はＤＣ／ＤＣコンバータ１１１で電源電圧Ｓ２１を下げることにより振幅変調増幅部１０６での電力損失を小さくできる領域を示し、領域Ａ２はＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の動作による電力損失の方が振幅信号増幅部１０６での電力損失よりも大きく電源電圧Ｓ２１を下げる効果が得られない領域を示す。

送信電力基準源１１４は、これらの領域Ａ１、Ａ２の境界値に相当する送信電力基準値Ｓ２３を形成することが好ましい。実際には、電源電圧Ｓ２１を減少させたときの振幅信号増幅部１０６での電力損失の改善量と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の動作電力が相殺するポイントに、送信電力基準値Ｓ２３を設定することが電力消費量を低減する上で最も好ましい。

領域Ａ１はＤＣ／ＤＣコンバータ１１１が動作している状態であり、領域Ａ２はバイパススイッチ１１２を介して電源電圧Ｓ２０が直接振幅信号増幅部１０６に供給されている状態である。

本実施の形態の場合、第２制御部１１６は、領域Ａ１に示すように、送信電力値が小さくなるに従って一定の傾きで電源電圧Ｓ２１が減衰するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を制御する。これにより、振幅信号増幅部１０６での増幅歪みを回避することができるようになる。換言すれば、第２制御部１１６は、振幅信号増幅部１０６の特性を加味して、振幅信号増幅部１０６で増幅歪みが生じないような傾きの電源電圧Ｓ２１を形成するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を制御する。

かくして本実施の形態によれば、振幅信号増幅部１０６での電力損失が小さくなるように、電源１３０からの電源電圧を変換して振幅信号増幅部１０６の電源端子に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ１１１と、電源１３０の電源電圧Ｓ２０を直接振幅信号増幅部１０６に供給するバイパススイッチ１１２と、送信電力制御信号Ｓ１４に基づいて、振幅信号増幅部１０６に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１を動作させて変換した電源電圧Ｓ２１を印加するか、又はＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の動作を停止させて電源１３０からの電源電圧Ｓ２０を直接印加するかを制御する動作制御部１２０とを設けたことにより、送信電力の高低に拘わらず、高周波電力増幅器１０４への電源供給ラインでの電力損失を抑制することができるようになる。

（実施の形態２）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図３に、本実施の形態のポーラ変調送信装置の構成を示す。ポーラ変調送信装置２００は、図１のポーラ変調送信装置１００と比較して、電源電圧制御部２０１における動作制御部２１０の構成が異なる。

動作制御部２１０は、電源１３０の電源電圧Ｓ２０を監視する監視部２０２を有する。監視部２０２は、電源１３０の電源電圧Ｓ２０を入力する共に電源電圧基準源２０３からの電源電圧基準値Ｓ２００を入力する。監視部２０２は、電源電圧Ｓ２０が電源電圧基準値Ｓ２００よりも大きくなったときに、このことを示す検出信号Ｓ２０１を第１制御部１１５に送出する。

第１制御部１１５は、電源電圧Ｓ２０が電源電圧基準値Ｓ２００よりも大きくなったことを示す検出信号Ｓ２０１を入力すると、バイパススイッチ１１２をオフ制御するスイッチング制御信号Ｓ２４を送出すると共に、第２制御部１１６及びＤＣ／ＤＣコンバータ１１１をオン制御する制御信号Ｓ２５を送出する。

このとき、第２制御部１１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１に、一定の電源電圧Ｓ２１を形成することを指示する制御信号Ｓ２６を送出する。具体的には、第２制御部１１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１が電源電圧基準値Ｓ２００に等しい一定の電源電圧Ｓ２１を形成するように制御する。

次に、本実施の形態の動作について、主に実施の形態１と異なる動作について説明する。

電源電圧制御部２０１は、比較部１１３の比較結果として送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３を越えることを示すものを得、かつ監視部２０２の監視結果として電源電圧Ｓ１０６が電源電圧基準値Ｓ２００を越えることを示すものを得た場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１をオン動作させると共にバイパススイッチ１１２をオフ動作させる。そしてＤＣ／ＤＣコンバータ１１１によって、一定の電源電圧Ｓ２１を形成して振幅信号増幅部１０６に供給する。

この様子を、図４に示す。電源１３０が電池で構成されている場合には、図４（ａ）に示すように、放電等により電源電圧Ｓ２０が変動する。本実施の形態の電源電圧制御部２１０においては、送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３よりも大きい場合であっても、電源電圧Ｓ２０が電源電圧基準値Ｓ２００よりも大きい場合には、図４（ｂ）に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１によって強制的に電源電圧Ｓ２０を電源電圧基準値Ｓ２００に下げることにより、放電等の電源電圧Ｓ２０の変動に起因する振幅信号増幅部１０６での電力損失を抑制することができるようになる。

ここで、電源電圧Ｓ２０を低下させたときの振幅信号増幅部１０６での電力損失の改善量と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の動作電力が相殺するポイントに、電源電圧基準値Ｓ２００を設定することが電力消費量を低減する上で最も好ましい。

かくして本実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、電源１３０の電源電圧Ｓ２０を監視する監視部２０２を設け、送信電力値が送信電力基準値Ｓ２３よりも大きい場合であっても、電源電圧Ｓ２０が電源電圧基準値Ｓ２００よりも大きい場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１によって強制的に電源電圧Ｓ２０を一定の電源電圧基準値Ｓ２００に変換するようにしたことにより、実施の形態１の効果に加えて、放電等により電源１３０の電源電圧Ｓ２０が変動した場合でも、振幅信号増幅部１０６での電力損失を低減できるといった効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図１との対応部分に同一符号を付して示す図５に、本実施の形態のポーラ変調送信装置の構成を示す。ポーラ変調送信装置３００は、図１のポーラ変調送信装置１００と比較して、電源電圧制御部３０１における動作制御部３１０の構成が異なる。

動作制御部３１０は、電源電圧テーブル３０２を有し、第２制御部１１６がＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の電源電圧変換動作を制御する際に、電源電圧テーブル３０２を参照するようになっている。

電源電圧テーブル３０２は、図６（ａ）に示すように、指定送信電力値（送信電力制御信号Ｓ１４に相当）と、電源電圧設定値とを対応付けたものとなっている。電源電圧テーブル３０２は、入力した送信電力制御信号Ｓ１４に対応した電源電圧設定値Ｓ３０１を第２制御部１１６に送出する。ここで電源電圧テーブル３０２に格納された電源電圧設定値は、振幅信号増幅部１０６の特性を加味して、各々の送信電力が指定されたときに振幅信号増幅部１０６での電力損失が最も小さくなる値が選ばれている。

これにより、実施の形態１のように、単純に送信電力値が小さくなるに従って一定の傾きで電源電圧Ｓ２１を減衰させる場合と比較して、一段と振幅信号増幅部１０６での電力損失を低減させることができるようになる。

第２制御部１１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１１により得られる電源電圧Ｓ２１が電源電圧設定値Ｓ３０１と等しくなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１１の電圧変換動作を制御する。因みに、第２制御部１１６は、図６に示すように、電源電圧テーブル３０２から指定された電源電圧設定値の間の電圧値は、直線補間するようになっている。これにより、振幅信号増幅部１０６での増幅歪みを抑制することができる。

かくして本実施の形態によれば、実施の形態１の構成に加えて、送信電力値毎に振幅信号増幅部１０６での電力損失を最も小さくできる振幅信号増幅部１０６の電源電圧値を格納した電源電圧テーブル３０２を設け、この電源電圧テーブル３０２の電源電圧値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１１で形成する電源電圧Ｓ２１を制御するようにしたことにより、実施の形態１の効果に加えて、実施の形態１よりも一段と振幅信号増幅部１０６での電力損失を低減できるようになる。

（実施の形態４）
図７に、本実施の形態の無線通信機の構成を示す。無線通信機４００は、例えば携帯電話機等の通信端末やその基地局である。

無線通信機４００は、送信部４０１と、受信部４０２と、共用器４０３と、アンテナ４０４とを有する。送信部４０１には、実施の形態１〜３で説明したポーラ変調送信装置１００、２００又は３００が設けられ、ポーラ変調送信装置１００、２００又は３００により形成されたＲＦ出力信号Ｓ３０が共用器４０３を介してアンテナ４０４から放射される。また無線通信機４００は、アンテナ４０４で受信した信号を共用器４０３を介して受信部４０２を入力する。受信部４０２は受信信号に対して所定の受信処理を行うことにより、通信相手局から送られたデータ等を復調する。

本実施の形態によれば、実施の形態１〜３のポーラ変調送信装置１００、２００又は３００を搭載したことにより、電力損失の小さい無線通信機４００を実現できる。例えば携帯電話の場合には通話可能時間を長くすることができる。

本発明のポーラ変調送信装置及び無線通信機は、例えば携帯電話等の通信端末やその基地局等、ポーラ変調方式の無線通信を行う無線機器に広く適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るポーラ変調送信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１の電源電圧制御部の動作の説明に供する特性図 実施の形態２に係るポーラ変調送信装置の構成を示すブロック図 実施の形態２の電源電圧制御部の動作の説明に供する特性図 実施の形態３に係るポーラ変調送信装置の構成を示すブロック図 電源電圧テーブルの内容と、電源電圧制御部の動作との関係を示す図 実施の形態４の無線通信機の構成を示すブロック図 従来のポーラ変調送信装置の構成例を示すブロック図 従来の電源電圧制御部としてのＤＣ／ＤＣコンバータの動作の説明に供する特性図

符号の説明

１００、２００、３００ ポーラ変調送信装置
１０１ 振幅位相分離部
１０２ 周波数シンセサイザ
１０３ 掛け算部
１０４ 高周波電力増幅器
１０５ 送信電力制御部
１０６ 振幅信号増幅部
１１０、２０１、３０１ 電源電圧制御部
１１１ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１２ バイパススイッチ
１１３ 比較部
１１４ 送信電力基準源
１１５ 第１制御部
１１６ 第２制御部
１２０、２１０、３１０ 動作制御部
１３０ 電源
２０２ 監視部
２０３ 電源電圧基準源
３０２ 電源電圧テーブル
４００ 無線通信機
Ｓ１０ 送信データ
Ｓ１１、Ｓ１５、Ｓ２７ 振幅変調信号
Ｓ１２ 位相変調信号
Ｓ１３ 位相変調ＲＦ信号
Ｓ１４ 送信電力制御信号
Ｓ２０、Ｓ２１ 電源電圧
Ｓ２２ 比較結果信号
Ｓ２３ 送信電力基準値
Ｓ２４ スイッチング制御信号
Ｓ２５、Ｓ２６ 制御信号
Ｓ３０ ＲＦ出力信号
Ｓ２００ 電源電圧基準値
Ｓ２０１ 検出信号
Ｓ３０１ 電源電圧設定値

Claims (9)

1. 位相変調された高周波信号を、自らの電源端子に印加される電圧値に応じて電力増幅する高周波電力増幅器と、
   振幅変調信号を電源から自らの電源端子に印加される電圧値に応じて増幅して前記高周波電力増幅器の電源端子に印加する振幅信号増幅手段と、
   前記振幅信号増幅手段での電力損失が小さくなるように、前記電源からの電源電圧を変換して前記振幅信号増幅手段の電源端子に印加する電源電圧変換手段と、
   送信電力を制御するための送信電力制御信号を送出する送信電力制御手段と、
   前記送信電力制御信号で示される送信電力値に基づき、前記振幅信号増幅手段の電源端子に、前記電源電圧変換手段を動作させて当該電源電圧変換手段によって変換された電源電圧を印加するか、前記電源電圧変換手段の動作を停止させて電源からの電源電圧を直接印加するかを制御する動作制御手段と、
   を具備し、
   前記動作制御手段は、
   前記送信電力値の大きさを所定の基準値と比較する比較手段と、
   前記送信電力値が前記基準値よりも大きい場合に、前記電源電圧変換手段の動作を停止させる制御信号を前記電源電圧変換手段に出力し、前記送信電力値が前記基準値以下の場合に、前記電源電圧変換手段を動作させる制御信号を前記電源電圧変換手段に出力する第１制御手段と、
   前記送信電力値に基づいて、前記電源電圧変換手段の変換電圧値を制御する制御信号を前記電源電圧変換手段に出力する第２制御手段と、
   を具備し、
   前記振幅変調信号は、前記送信電力制御手段から出力された前記送信電力制御信号と、送信データから分離した変調信号とを掛け算したものであり、
   前記位相変調された高周波信号は、前記送信データから分離した位相変調信号を周波数シンセサイザで変調したものである、
   ことを特徴とするポーラ変調送信装置。
2. 前記第２制御手段は、前記送信電力値が小さくなるに従って、前記変換電圧値が一定の傾きで減衰するように、前記電源電圧変換手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のポーラ変調送信装置。
3. 前記動作制御手段は、
   前記電源から出力される電源電圧の大きさを所定の基準値と比較して監視する監視手段を、さらに具備し、
   前記第１制御手段は、前記比較手段によって前記送信電力値が前記基準値よりも大きい比較結果が得られた場合であっても、前記監視手段によって前記電源から出力される電源電圧の大きさが前記基準値よりも大きい比較結果が得られた場合には、前記電源電圧変換手段を動作させて当該電源電圧変換手段によって変換された電源電圧を前記振幅信号増幅手段の電源端子に印加させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のポーラ変調送信装置。
4. 前記動作制御手段は、
   前記送信電力値と前記電源電圧変換手段の変換電圧値とが対応付けられたテーブルを、さらに具備し、
   前記第２制御手段は、指定された送信電力値に対応する変換電圧値を前記テーブルから読み出して、前記電源電圧変換手段の変換電圧値が当該読み出した変換電圧値になるように前記電源電圧変換手段を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のポーラ変調送信装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のポーラ変調送信装置を具備する無線通信機。
6. 前記第２制御手段は、前記送信電力制御信号から、前記高周波電力増幅器の電源端子に印加される電圧値の振幅の中心レベルを推定し、前記電圧値と電位差が小さくなるように前記電源電圧変換手段の変換電圧値を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のポーラ変調送信装置。
7. 前記第２制御手段から出力される前記制御信号は、基準電圧値を設定する情報を含み、
   前記電源電圧変換手段の動作時において、前記電源電圧変換手段の出力電圧をフィードバックし、前記出力電圧と前記基準電圧が一致するように前記電源電圧変換手段を動作させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のポーラ変調送信装置。
8. ポーラ変調送信装置に用いる電源電圧制御方法であって、
   送信電力基準源から出力された送信電力基準値と、送信電力制御信号で示される送信電力値とを比較するステップと、
   前記送信電力値が前記送信電力基準値以下である場合に、電源電圧変換手段をオン動作し、バイパススイッチをオフ動作し、前記電源電圧変換手段によって電源電圧を変換し、変換された電源電圧を振幅信号増幅手段の電源端子に入力するステップと
   前記送信電力値が前記送信電力基準値よりも大きい場合に、電源電圧変換手段をオフ動作し、バイパススイッチをオン動作し、前記電源電圧を直接前記振幅信号増幅手段の電源端子に入力するステップと、
   前記送信電力制御信号と送信データから分離した変調信号を掛け算して得た振幅変調信号を、前記振幅信号増幅手段の電源端子に印加される電圧値に応じて増幅して高周波電力増幅器の電源端子に印加するステップと、
   前記送信データから分離した位相変調信号を周波数シンセサイザで変調して得た高周波信号を、前記高周波電力増幅器の電源端子に印加された電圧値に応じて電力増幅し、ＲＦ出力信号を得るステップと、
   を含む電源電圧制御方法。
9. 前記送信電力制御信号から、前記高周波電力増幅器の電源端子に印加される電圧値の振幅の中心レベルを推定し、前記電圧値と電位差が小さくなるように前記電源電圧変換手段の変換電圧値を制御するステップを有する、
   請求項８に記載の電源電圧制御方法。
   

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