JP4992741B2 - 電力増幅器 - Google Patents

Description

本発明は携帯端末機器や無線基地局等の送信部に使用される電力増幅器の高効率化に関するものである。

近年、無線周波数帯の枯渇化と通信速度の高速化に伴い、周波数利用効率の高い変調方式の採用や送信信号の広帯域化が行なわれている。このような現状においては、信号品質の劣化を最小限に抑えるため、例えば移動体通信の送信部において、高い線形性を有する増幅器が要求されている。しかし、増幅器の線形性と電力効率は相反する関係にあるため、広帯域信号を線形増幅する場合、電力効率が低下し、消費電力の増加や放熱対策等が問題となる。

上記問題を解決する手段として、送信信号の包絡線変動に応じて電力増幅器のドレイン電圧、又はコレクタ電圧を制御するＥＥＲ（Envelope Elimination and Restoration）法やＥＴ（Envelope Tracking）法が提案されている。例えば、ＥＴ法は送信信号を増幅する電力増幅器に供給するドレイン電圧、又はコレクタ電圧を、上記送信信号の包絡線情報に従って制御することにより、電力効率を高めるものである。

図２６は上記ＥＴ法を用いた電力増幅器の構成例を示し、エンベロープ抽出部３０、可変電源部３１、パワーアンプ３２、遅延回路３３等で構成され、送信信号のエンベロープ（包絡線）情報がエンベロープ抽出部３０によって抽出され、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路３４を介して電圧制御信号が可変電源部３１に供給される。可変電源部３１では、入力する信号に基づいてパワーアンプ３２のドレイン電圧を生成し、パワーアンプ３２に供給する。送信信号は、遅延回路３３によって所定時間遅延され、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路３５を介して、アップコンバータ３６によってキャリア周波数に変換され、アンプ入力信号としてパワーアンプ３２によって増幅される。

尚、特許文献１は電力増幅器であるＦＥＴ素子に供給するドレイン電圧を温度によって特性が変化するＦＥＴ素子に対応して制御する発明を開示する。また、特許文献２は、送信信号の所定期間における最大波高率を決定し、決定した波高率に応じて電力増幅器への供給電圧を制御する発明を開示する。
特開平０５−１３６８３０号公報 特表２００２−５２２９４６号公報

しかしながら、上記ＥＴ法による電力増幅器でも、送信信号の広帯域化に伴い、そのエンベロープ信号も広帯域化し、電源の高速応答が困難である。そこで、瞬時の包絡線変動に追従するのではなく、平均的な包絡線変動に追従することを目的として、スイッチング電源等の高効率な電源を用いた電圧制御方法が提案されている。

図２７はこのような電圧制御方法を行なう電力増幅回路の例であり、高速変動する包絡線信号を低域通過フィルタ（ＬＰＦ）３７によって帯域制限し、変化速度の遅い信号に変換し、可変電源部３１を介してドレイン電圧をパワーアンプ３２に供給する回路である。

しかし、上記低域通過フィルタ３７を使用した帯域制限では前後の包絡線振幅の影響を受けるため、図２８に示すように包絡線信号のピークにおいて最適電圧とは異なる電圧が
、パワーアンプ３２のドレインに印加される。例えば、同図に点線で示す円内の包絡線信号Ｉに対して、低域通過フィルタ３７を通過した出力信号IIはピーク位置が大きくずれている。

包絡線信号のピークでは、パワーアンプ３２への入力信号が瞬時的に大きくなるため、パワーアンプ３２の効率への寄与も大きい。したがって、例えば包絡線信号Ｉのピークにおいて最適電圧より大きい電圧がかかる場合、電源から余剰な電力が供給されることになり、電力効率が低下する。一方、包絡線信号Ｉのピークにおいて最適電圧より小さい電圧がパワーアンプ３２にかかる場合、増幅率が低下し、非線形歪みが増大する。

そこで、本増幅器は包絡線信号を低速化して電圧制御信号を生成する際、包絡線信号のピークに対応してパワーアンプ３２に供給する電圧が、最適電圧となるようにピークを一致させる制御を行い、電力効率の改善を図るものである。

上記課題は、送信信号に含まれる包絡線信号が入力し、この包絡線信号に対して帯域制限処理を行なう帯域制限処理回路と、この帯域制限処理回路によって電圧制御信号を生成し、この電圧制御信号に基づいて電力増幅器への供給電圧を生成する可変電源回路を有し、この可変電源回路で生成する供給電圧は電力増幅器に供給するドレイン電圧、又はコレクタ電圧であり、この供給電圧によって電力増幅器に送信信号の増幅を行わせる。ここで、上記窓関数は包絡線信号と電圧制御信号のピークを一致させる作用を有し、電力増幅器において送信信号とドレイン電圧、又はコレクタ電圧とのピークを一致させ電力効率を改善する。

また、上記帯域制限処理回路は、複数の窓関数係数から任意の係数を選択して電圧制御信号を生成し、送信信号の特性により対応した駆動電圧を電力増幅器に供給する。
さらに、上記帯域制限処理回路は、包絡線信号のピーク値を検出し、このピーク値間を補間処理することによって電圧制御信号を生成する。

本例によれば、送信信号の包絡線情報に基づいて帯域制限を行なう際、包絡線信号のピークに一致させた電圧制御信号を生成し、送信信号が電力増幅器に供給され、増幅処理を行なう際、包絡線のピークに対応する最適電圧を電力増幅器に供給して電力効率の改善を図ることができる。

以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態の電力増幅器の回路図である。

同図において、電力増幅器１は、エンベロープ抽出部２、帯域制限処理部３、デジタルアナログ（以下、Ｄ／Ａで示す）変換回路４、可変電源部５、パワーアンプ６、遅延回路７、Ｄ／Ａ変換回路８、アップコンバータ９で構成されている。尚、本例の電力増幅器１は、例えば携帯電話機等の携帯端末機器や無線基地局の送信部に使用され、送信信号には音声情報等が含まれる。

エンベロープ抽出部２は送信信号に含まれるエンベロープ（包絡線）成分を抽出し、エンベロープ信号を帯域制限処理部３に出力する。帯域制限処理部３は、例えば後述する窓関数型処理を行い、Ｄ／Ａ変換回路４を介して電圧制御信号を可変電源部５に送り、可変電源部５においてドレイン電圧を生成しパワーアンプ６に出力する。この際、アップコン
バータ９によって送信信号には搬送波が重畳され、パワーアンプ６において、可変電源部５から供給される最適なドレイン電圧によって増幅され、外部に出力される。

図２はエンベロープ信号と帯域制限処理部３の出力信号との関係を示す図であり、本例では帯域制限処理部３の出力信号が必ずエンベロープ信号のピークを通る波形として生成する。したがって、本例によればエンベロープ信号を低速化する際、帯域制限処理部３によって低速化された信号が元のエンベロープ信号のピーク値を通り、ピーク値に対応する振幅値を保持したまま低速化した電圧制御信号によって、最適なドレイン電圧が生成され、パワーアンプ６を駆動する。したがって、本例によれば、電力効率を改善した電力増幅器を提供することができる。

尚、以下の実施形態において、具体的な帯域制限処理部３の構成を説明する。
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。

図３は本実施形態を説明する回路図であり、特に帯域制限処理部３の具体的な構成を含む電力増幅器の回路構成を示す図である。尚、同図において、帯域制限処理部３以外の回路構成は前述の図１と同様であり、構成上の説明を省略する。

本例では帯域制限処理部３として、窓関数型処理回路１０を使用する。図４は窓関数型処理回路１０の回路図である。窓関数型処理回路１０はフリップフロップ（ＦＦ）、窓関数係数乗算部１１、及び最大値を選択する選択回路１２で構成されている。フリップフロップ（ＦＦ）には、エンベロープ抽出部２で抽出されたエンベロープ信号がクロック信号に同期して入力し、例えばフリップフロップ（ＦＦ）には、ある時刻ｋから最大Ｎ−１クロック分のエンベロープ信号ｅ［ｋ＋ｍ］（ｍ＝０，１、・・・Ｎ−１）が保持される。乗算部１１は、対応するフリップフロップ（ＦＦ）の出力に窓関数係数Ｗ_ｍ（ｍ＝０，１，・・・Ｎ−１）を乗算し、選択回路１２に供給する。選択回路１２はＮ個の乗算結果の中で最大値を選択し、Ｄ／Ａ変換回路４に出力する。

図５は、上記窓関数係数乗算部１１によって乗算処理が行われる窓関数係数の例を示す。同図に示す例は９タップ（Ｃ１〜Ｃ８）の窓関数係数を使用し、エンベロープ信号を処理し、ピーク部のエンベロープ値を保持しつつ、エンベロープ信号の低速化を行う。

図６は上記窓関数係数を使用した場合の窓関数型処理回路１０の処理結果を示す図であり、同図にａで示すエンベロープ信号は、窓関数型処理回路１０による処理によって同図にｂで示す波形となり、可変電源部５に供給される。すなわち、低速化されたエンベロープ信号においても、元のエンベロープ信号のピークにおいてエンベロープ値を保持しており、エンベロープ信号のピークに対応する出力信号を可変電源部５に出力し、可変電源部５は最適なドレイン電圧を生成し、パワーアンプ６に供給することができる。

したがって、本例によれば、エンベロープ信号のピークに一致して、最適なドレイン電圧がパワーアンプ６に供給され、パワーアンプ６の電力効率を改善することができる。
（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。

図７は本実施形態を説明する回路図であり、特にメモリにタップ数の異なる窓関数係数を複数登録し、最適な窓関数係数を窓関数型処理回路１０に供給して電圧制御信号を生成するものである。尚、同図において、メモリ１３以外の回路構成は前述の図３と同様であり、構成上の説明を省略する。

窓関数型処理回路１０は前述の図４に示すように、フリップフロップ（ＦＦ）、窓関数係数乗算部１１、及び最大値を選択する選択回路１２で構成され、フリップフロップ（ＦＦ）に供給されたＮ個のエンベロープ信号に対してメモリ１３に予め登録された異なる窓関数係数から、最適な窓関数係数を選択し、エンベロープ信号の低速化を行い、送信信号の増幅処理を行う。

ここで、図８はメモリ１３に登録されたタップ数の異なる複数の窓関数係数の例である。例えば、同図に示すｃはタップ数１７の窓関数係数の例であり、ｄはタップ数３３の窓関数係数の例であり、ｅはタップ数６５の窓関数係数の例である。また、上記窓関数係数に従って窓関数型処理回路１０による処理結果を示す図が図９であり、同図に示すＣはタップ数１７の窓関数係数を選択した場合の出力波形を示し、Ｄはタップ数３３の窓関数係数を選択した場合の出力波形を示し、Ｅはタップ数６５の窓関数係数を選択した場合の出力波形を示す。上記何れの出力波形もエンベロープ信号aのピーク位置にピークを有する波形となる。

また、メモリ１３に登録された上記窓関数係数は、送信信号の特性や移動体端末機器の使用環境等によって任意に変更可能である。したがって、前述の実施形態２と異なり、本例では窓関数係数が固定ではなく、上記条件に対応して柔軟に変更でき、より広範囲な電力増幅器に対して電力効率を改善することができる。

尚、図１０に示す窓関数係数の例は、タップ数は同じであるが窓関数の形状が異なる複数の窓関数係数を上記メモリ１３に登録した例である。この例の場合、同図に示すｆは上記図８に示す窓関数とほぼ同じ形状の窓関数（係数１）であり、ｇは上記ｆより緩やかな形状の窓関数（係数２）であり、ｈは更に緩やかな形状であり、ピーク近傍はフラットな窓関数（係数３）の例である。

図１１は上記ｆ〜ｈの窓関数係数を使用してエンベロープ信号を低速化した例であり、窓関数型処理回路１０から出力される信号波形を元のエンベロープ信号aの波形と比較して示した図である。Ｆは係数１の窓関数係数を選択した場合の出力波形を示し、Ｇは係数２の窓関数係数を選択した場合の出力波形を示し、Ｈは係数３の窓関数係数を選択した場合の出力波形を示す。この場合も、何れの出力波形もエンベロープ信号aのピーク位置にピークを有する波形となる。

このように構成することにより、本例においてもエンベロープ信号のピークに一致して、最適なドレイン電圧をパワーアンプ６に供給でき、パワーアンプ６の電力効率を改善することができる。

（実施形態４）
次に、実施形態４について説明する。
図１２は本実施形態を説明する回路図であり、特に係数選択制御部１４を接続し、エンベロープ信号の特性に従って窓関数係数の選択を行うものである。尚、同図において、係数選択制御部１４以外の回路構成は前述の図７と同じである。

図１３は上記係数選択制御部１４が行う窓関数係数の選択処理を説明するフローチャートである。本例の場合、エンベロープ抽出部２によって抽出されたエンベロープ信号は窓関数型処理回路１０に入力すると共に、係数選択制御部１４にも入力する。係数選択制御部１４では、先ず入力したエンベロープ信号から送信信号の平均電力を計算する（ステップ（以下、Ｓで示す）１）。この平均電力の計算は、Ｐ_ave＝Σ（ｅ[i]×ｅ[i]）/Ｎの計算式に基づいて行われる。また、送信信号の瞬時電力を計算する（Ｓ２）。この瞬時電力の計算は、Ｐ_inst＝ｅ[n+k]×ｅ [n+k]の計算式に基づいて行われる。

次に、上記平均電力に対する瞬時電力比Ｒ（Ｐ_inst/Ｐ_ave）を計算する（Ｓ３）。そして、この電力比Ｒが予め設定した閾値（ＰＡＰＲ値）Ａを越えるか判断し（Ｓ４）、閾値（ＰＡＰＲ値）Ａを越える場合（Ｓ４がＹＥＳ）、頻度Ｐr（Ｒ）を＋１（インクリメント）する（Ｓ５）。

次に、上記処理を一定時間が経過するまで繰り返し（Ｓ６がＮＯ）、頻度Ｐr（Ｒ）のインクリメント処理を繰り返す（Ｓ７、Ｓ１〜Ｓ６）。
その後、一定時間が経過すると（Ｓ６がＹＥＳ）、上記加算処理された頻度Ｐr（Ｒ）に応じた係数選択を行う（Ｓ８）。

図１４は、その一例を示す図である。同図に示す係数選択条件テーブルは、例えば係数選択制御部１４に予め登録されており、取得した頻度Ｐr（Ｒ）のデータから係数１〜３の選択を行う。例えば、頻度Ｐr（Ｒ）が予め設定された閾値Ｋ１より小さいとき（頻度Ｐr（Ｒ）＜Ｋ１）、係数１を選択する。また、頻度Ｐr（Ｒ）が予め設定された閾値Ｋ１より大きく、閾値Ｋ２より小さいとき（Ｋ１≦頻度Ｐr（Ｒ）＜Ｋ２）、係数２を選択し、頻度Ｐr（Ｒ）が予め設定された閾値Ｋ２より大きいとき（Ｋ２≦頻度Ｐr（Ｒ））、係数３を選択する。

このようにして係数選択制御部１４によって選択された係数情報は、メモリ１３に送信され、メモリ１３は対応する窓関数係数を読み出し、窓関数型処理回路１０に送信する。窓関数型処理回路１０は、取得した窓関数係数を使用してエンベロープ信号に対する処理を行い、可変電源部５によって生成したドレイン電圧をパワーアンプ６に供給する。

したがって、本例によれば、エンベロープ信号の特性に対応した窓関数係数を選択でき、送信信号により最適なドレイン電圧をパワーアンプ６に供給でき、電力増幅器の電力効率の改善を図ることができる。

（実施形態５）
次に、実施形態５について説明する。
図１５は本実施形態を説明する回路図であり、特にピーク補間処理回路１５を設け、帯域制限処理としてエンベロープ信号のピーク値補間処理を行う。尚、同図において、ピーク補間処理回路１５以外の回路構成は前述の図１と同じである。

図１６は、ピーク補間処理回路１５が行うピーク値補間処理を説明する波形図である。ピーク補間処理回路１５は入力するエンベロープ信号のピークを検出する。例えば、同図に示すＡ〜Ｃ等のピークを検出する。ここで、ピークＡの検出タイミングを時間ｔ_Ａとし、ピークＢの検出タイミングを時間ｔ_Ｂとし、ピークＣの検出タイミングを時間ｔ_Ｃとし、ピーク補間処理回路１５は上記ピークＡとピークＢ間のエンベロープ値を補間計算により生成する。同様に、次のピークＢとピークＣを通るエンベロープ値を補間計算によって生成し、以後同様にして順次ピーク点を通るエンベロープ値を計算する。尚、この補間計算は、例えば直線近似やスプライン近似等の公知の近似法を使用して計算することができる。

このように構成することにより、ピーク補間処理回路１５はエンベロープ信号のピークを検出し、順次ピーク間を補間することによって、エンベロープ信号のピークを通る出力信号を生成することができ、エンベロープ信号のピークに一致して、最適なドレイン電圧をパワーアンプ６に供給することができ、電力効率の改善を図ることができる。

（実施形態６）
次に、実施形態６について説明する。
図１７は本実施形態を説明する波形図であり、前記ピーク補間処理回路１５が生成する波形を示す。尚、同図において、エンベロープ信号のピーク値はそれぞれ時間ｔ_０、ｔ_１、・・・ｔ_１１において、ｐ（ｔ_０）、ｐ（ｔ_１）、・・・ｐ（ｔ_１１）とする。

本例において、補間に使用するピークの選択は、２点のピーク間を補間する場合、前後の隣り合うピークより振幅が大きいピークを選択する。以下、図１８に示すフローチャートを使用して説明する。

先ず、上記のようにピーク補間処理回路１５はエンベロープ抽出部２から供給されたエンベロープ信号からピーク点ｐ（ｔ_ｋ）、ｐ（ｔ_ｋ＋１）、ｐ（ｔ_ｋ＋２）を検出する（ステップ（以下、ＳＴで示す）１）。初期値ｋを１とすれば、先ずピーク点ｐ（ｔ_１）、ｐ（ｔ_２）、ｐ（ｔ_３）が検出される。

次に、ｍを２に設定する（ＳＴ２）。そして、ピーク点ｐ（ｔ_{ｋ＋ｍ＋１}）を検出し（ＳＴ３）、前後の隣り合うピーク点より振幅が大きいピークであるか判断する。すなわち、ピーク点ｐ（ｔ_ｋ＋ｍ）＞ｐ（ｔ_{ｋ＋ｍ−１}）であり、かつｐ（ｔ_ｋ＋ｍ）＞ｐ（ｔ_{ｋ＋ｍ＋１}）であるか判断する（ＳＴ４）。例えば、ピーク点ｐ（ｔ_２）の場合、ｐ（ｔ_２）＞ｐ（ｔ_１）であり、かつｐ（ｔ_２）＞ｐ（ｔ_３）である。したがって、上記条件に適合し（ＳＴ４がＹＥＳ）、ｐ（ｔ_０）〜ｐ（ｔ_２）間を補間処理する（ＳＴ５）。そして、ｋの値にｍを加算する（ＳＴ６）。

一方、次のピーク点ｐ（ｔ_３）の場合、上記条件に適合しない為（ＳＴ４がＮО）、ｍの値を＋１し（ＳＴ７）、次のピーク点ｐ（ｔ_４）に対する判断を行なう（ＳＴ７）。このように処理を行なうことによって、次に条件に適合するピーク点はｐ（ｔ_５）であり、ｐ（ｔ_２）〜ｐ（ｔ_５）間を補間処理する（ＳＴ５）。

以下、上記処理を繰り返すことによって、図１７に示すように相隣り合うピーク点より高いｐ（ｔ_２）、ｐ（ｔ_５）、ｐ（ｔ_８）、ｐ（ｔ_１０）のピーク点が補間処理によって結ばれ、電圧制御信号が生成される。

したがって、本例は上記のようにして生成された電圧制御信号に基づいてドレイン電圧が生成され、パワーアンプ６に供給されることで、エンベロープ信号のピークに一致して、最適なドレイン電圧をパワーアンプ６に供給することができ、電力効率の改善を図ることができる。

（実施形態７）
次に、実施形態７について説明する。
図１９は本実施形態を説明する回路図であり、特にピーク補間処理回路１６を設け、帯域制限処理としてエンベロープ信号のピーク値の補間処理を行う。尚、同図において、ピーク補間処理回路１６以外の回路構成は前述の図１５と同じである。

本例のピーク補間処理は、予め設定した閾値Ｐｔｈより大きな値を有するピークのみを補間対象とする。すなわち、図２０に示すように、エンベロープ信号のピークは時間ｔ_０、ｔ_１、・・・ｔ_１１によって検出されるが、閾値Ｐｔｈより大きいピークのみを補間対象とするため、同図に示すピーク点ｐ（ｔ_０）、ｐ（ｔ_２）、ｐ（ｔ_５）、ｐ（ｔ_１０）のみを結ぶ補間処理が行われる。以下、フローチャートを用いて説明する。

図２１は本例の補間処理を説明するフローチャートである。まず、閾値Ｐｔｈを設定する（ステップ（以下、ＳＴＰで示す）１）。次に、ｍを１に設定し（ＳＴＰ２）、ピーク
点ｐ（ｔ_ｋ＋ｍ）を検出する（ＳＴＰ３）。先ず、ｋの初期値を０とし、ｐ（ｔ_１）のピーク点を検出し、このピーク点ｐ（ｔ_１）の振幅が予め設定した閾値Ｐｔｈより大きいか判断する（ＳＴＰ４）。

ここで、ピーク点ｐ（ｔ_１）の振幅が予め設定した閾値Ｐｔｈより大きい場合には（ＳＴＰ４がＹＥＳ）、ｐ（ｔ_ｋ）〜ｐ（ｔ_ｋ＋ｍ）間を補間処理する（ＳＴＰ５）。しかし、ピーク点ｐ（ｔ_１）の振幅が予め設定した閾値Ｐｔｈより小さい場合には（ＳＴＰ４がＮＯ）、ｍの値を＋１し（ＳＴＰ６）、ｍ＝２として次のピーク点を検出し、閾値Ｐｔｈとの比較を行う。図１９に示す例では、ピーク点ｐ（ｔ_１）の振幅が予め設定した閾値Ｐｔｈより小さいので、ｍの値を＋１し、ｍ＝２として次のピーク点を検出する。

次のピーク点ｐ（ｔ２）の振幅は予め設定した閾値Ｐｔｈより大きいので（ＳＴＰ４がＹＥＳ）、ｐ（０）〜ｐ（２）間を補間処理する（ＳＴＰ５）。また、ｋの値にｍを加算し（ＳＴＰ７）、上記処理を繰り返す。

したがって、次にピーク点ｐ（ｔ_３）が検出され、ピーク点ｐ（ｔ_３）の振幅は予め設定した閾値Ｐｔｈより小さいので（ＳＴＰ４がＮＯ）、ｍの値が＋１され（ＳＴＰ６）、ｍ＝２として次のピーク点ｐ（ｔ_４）を検出し、同様の処理を繰り返す。上記処理によって、例えば図２０に示すピーク点ｐ（ｔ_０）、ｐ（ｔ_２）、ｐ（ｔ_５）、ｐ（ｔ_１０）を結ぶ補間処理が行われる。

一方、図２２は閾値Ｐｔｈを下げ、閾値Ｐｔｈ２とした場合の補間処理を示すものである。この場合、閾値のレベルを下げたので、より多くのピーク点が補間処理の対象となる。したがって、本例のように閾値Ｐｔｈを変えることによって、補間処理の対象となるピーク点の数及び間隔を変えることができ、電圧制御信号の変化速度を柔軟に調整することが可能となる。

（実施形態８）
次に、実施形態８について説明する。
図２３は本実施形態を説明する回路図であり、特にパラメータ制御部１７をピーク間補間部１８に接続し、エンベロープ信号の特性に従って前述の閾値Ｐｔｈの選択を行うものである。尚、同図において、パラメータ制御部１７、及びピーク間補間部１８以外の回路構成は前述の図１９と同じである。

図２４は上記パラメータ制御部１７が行う閾値Ｐｔｈの選択処理を説明するフローチャートである。本例の場合、エンベロープ抽出部２によって抽出されたエンベロープ信号はピーク間補間部１８に入力すると共に、パラメータ制御部１７にも入力する。パラメータ制御部１７では、先ず入力したエンベロープ信号から送信信号の平均電力を計算する（ステップ（以下、Ｗで示す）１）。この平均電力の計算は前述の実施形態４で説明した場合と同じであり、Ｐ_ave＝Σ（ｅ[i]×ｅ[i]）/Ｎの計算式に基づいて計算される。次に、送信信号の瞬時電力が同様に計算される（Ｗ２）。この瞬時電力の計算も前述の実施形態４で説明した場合と同じであり、Ｐ_inst＝ｅ[n+k]×ｅ [n+k ]の計算式に基づいて計算される。

次に、一定時間内において、平均電力に対する瞬時電力比Ｒ（Ｐ_inst/Ｐ_ave）を計算すし（Ｓ３）、上記電力比Ｒが予め設定した閾値（ＰＡＰＲ値）Ａを越えるか判断し（Ｗ４）、閾値（ＰＡＰＲ値）Ａを越える場合（Ｓ４がＹＥＳ）、頻度Ｐr（Ｒ）を＋１する（Ｗ５）。

次に、上記処理を一定時間が経過するまで繰り返し（Ｗ６がＮＯ）、頻度Ｐr（Ｒ）の
インクリメント処理を繰り返す（Ｗ７、Ｗ１〜Ｗ６）。
その後、一定時間が経過すると（Ｗ６がＹＥＳ）、加算処理された頻度Ｐr（Ｒ）に従って閾値Ｐｔｈを選択する（Ｗ８）。図２５は、その一例を示す図である。この閾値選択条件テーブルは、例えばパラメータ制御部１７に登録されており、取得した頻度Ｐr（Ｒ）の情報から閾値Ｐｔｈ１〜Ｐｔｈ３の選択を行う。例えば、頻度Ｐr（Ｒ）が予め設定された閾値Ｋ１より小さい場合（頻度Ｐr（Ｒ）＜Ｋ１）、閾値Ｐｔｈ１を選択する。また、頻度Ｐr（Ｒ）が予め設定された閾値Ｋ１より大きく、閾値Ｋ２より小さい場合（Ｋ１≦頻度Ｐr（Ｒ）＜Ｋ２）、閾値Ｐｔｈ２を選択し、頻度Ｐr（Ｒ）が予め設定された閾値Ｋ２より大きい場合（Ｋ２≦頻度Ｐr（Ｒ））、閾値Ｐｔｈ３を選択する。

このようにしてパラメータ制御部１７によって選択された閾値Ｐｔｈの情報は、ピーク間補間部１８に送信され、ピーク間補間部１８は選択された閾値Ｐｔｈを使用して前述のピーク点の補間処理を行う。

したがって、本例によれば、エンベロープ信号の特性に応じて閾値Ｐｔｈの選択を行うことができ、送信信号により最適なドレイン電圧をパワーアンプ６に送信し、電力増幅器の電力効率の改善を図ることができる。

（付記１）
送信信号に含まれる包絡線信号が入力し、該包絡線信号に対して帯域制限処理を行なう帯域制限処理回路と、
該帯域制限処理回路によって生成された電圧制御信号に基づいて電力増幅器への供給電圧を生成する可変電源回路と、
前記入力信号が供給され、前記可変電源回路からの供給電圧に従って駆動する電力増幅器と、
を有することを特徴とする電力増幅器。
（付記２）
前記帯域制限処理を行なう帯域制限処理回路は、窓関数を使用した回路であることを特徴とする付記１記載の電力増幅器。
（付記３）
前記帯域制限処理回路は、複数の窓関数係数から任意の係数を選択して前記電圧制御信号を生成することを特徴とする付記１記載の電力増幅器。
（付記４）
前記複数の窓関数係数は予め記憶回路に記憶され、任意に選択されて前記帯域制限処理回路に供給されることを特徴とする付記３記載の電力増幅器。
（付記５）
前記複数の窓関数係数の選択は、前記包絡線信号の特性に従って選択されることを特徴とする付記３、又は４記載の電力増幅器。
（付記６）
前記包絡線信号の特性は、包絡線信号の平均電力に対する瞬時電力比を計算し、該電力比が所定の閾値を越えた回数であり、該回数に従って前記窓関数係数が選択されることを特徴とする付記５記載の電力増幅器。
（付記７）
前記帯域制限処理回路は、前記包絡線信号のピーク値を検出し、該ピーク値間を補間処理することによって、前記電圧制御信号を生成することを特徴とする付記１記載の電力増幅器。
（付記８）
前記帯域制限処理回路は、前記包絡線信号のピーク値を検出し、該ピーク値の中で更に両隣りのピーク値より大きいピーク値を選択して補間処理を行なうことを特徴とする付記７記載の電力増幅器。
（付記９）
前記帯域制限処理回路は、前記包絡線信号のピーク値を検出し、該ピーク値の中で予め設定された閾値より大きいピーク値を抽出し、該ピーク値間を補間処理することを特徴とする付記７記載の電力増幅器。
（付記１０）
前記閾値は、前記送信信号の特性に従って設定されることを特徴とする付記９記載の電力増幅器。
（付記１１）
前記送信信号の特性に従って設定される閾値は、前記包絡線信号の平均電力に対する瞬時電力比を計算し、該電力比が所定の値を越えた回数に従って設定されることを特徴とする付記１０記載の電力増幅器。
（付記１２）
送信信号の包絡線変動に応じて、電力増幅器への供給電圧を制御する電力増幅器の供給電圧制御方法において、
送信信号に基づいて生成した包絡線信号から前記電力増幅器への電圧制御信号を生成する際、包絡線信号のピーク点に対して電圧制御信号のピーク点を一致させる帯域制限処理を行なうことを特徴とする電力増幅器の供給電圧制御方法。
（付記１３）
前記帯域制限処理に窓関数を用いることを特徴とする付記１２記載の電力増幅器の供給電圧制御方法。

実施形態１の電力増幅器の回路図である。 エンベロープ信号と帯域制限処理部の出力信号との関係を示す図である。 実施形態２を説明する回路図である。 窓関数型処理部の具体的な回路構成を説明する図である。 窓関数係数乗算部によって乗算処理が行われる窓関数係数の例を示す図である。 窓関数係数を使用した場合の窓関数型処理部の処理結果を示す図である。 実施形態３を説明する回路図である。 メモリに登録されたタップ数の異なる複数の窓関数係数の例である。 ｃ〜ｅの窓関数係数を使用してエンベロープ信号を低速化した例を示す図である。 メモリに登録された形状の異なる複数の窓関数係数の例である。 ｆ〜ｈの窓関数係数を使用してエンベロープ信号を低速化した例を示す図である。 実施形態４を説明する回路図である。 係数選択制御部が行う窓関数係数の選択処理を説明するフローチャートである。 係数選択テーブルの一例を示す図である。 実施形態５を説明する回路図である。 ピーク補間処理部が行うピーク値補間処理を説明する波形図である。 実施形態６を説明する波形図である。 実施形態６を説明するフローチャートである。 実施形態７を説明する回路図である。 閾値Ｐｔｈとした場合の補間処理を説明する図である。 実施形態７を説明するフローチャートである。 閾値Ｐｔｈを下げた場合の補間処理を説明する図である。 実施形態８を説明する回路図である。 パラメータ制御部が行う閾値Ｐｔｈの選択処理を説明するフローチャートである。 閾値選択条件テーブルの一例を示す図である。 ＥＴ法を用いた電力増幅器の構成例を示す図である。 電圧制御方法を行なう電力増幅回路の従来例を示す図である。 従来例の問題点を説明する図である。

符号の説明

１ 電力増幅器
２ エンベロープ抽出部
３ 帯域制限処理部
４ Ｄ／Ａ変換回路
５ 可変電源部
６ パワーアンプ
７ 遅延回路
８ Ｄ／Ａ変換回路
９ アップコンバータ
１０ 窓関数型処理部
１１ 窓関数係数乗算部
１２ 選択回路
１３ メモリ
１４ 係数選択制御部
１５ ピーク補間処理部
１６ ピーク間補間部
１７ パラメータ制御部
１８ ピーク間補間部

Claims (10)

1. 送信信号に含まれる包絡線信号が入力し、包絡線信号のピーク点に対して、出力される電圧制御信号のピーク点を一致させる帯域制限処理を行なう帯域制限処理回路と、
   該帯域制限処理回路によって生成された該電圧制御信号に基づいて電力増幅器への供給電圧を生成する可変電源回路と、
   前記送信信号が供給され、前記可変電源回路からの供給電圧に従って駆動する電力増幅器と、
   を有することを特徴とする電力増幅器。
2. 前記帯域制限処理を行なう帯域制限処理回路は、窓関数を使用した回路であることを特徴とする請求項１記載の電力増幅器。
3. 前記帯域制限処理回路は、複数の窓関数係数から任意の係数を選択して前記電圧制御信号を生成することを特徴とする請求項１記載の電力増幅器。
4. 前記複数の窓関数係数の選択は、前記包絡線信号の特性に従って選択されることを特徴とする請求項３記載の電力増幅器。
5. 前記帯域制限処理回路は、前記包絡線信号のピーク値を検出し、該ピーク値間を補間処理することによって、前記電圧制御信号を生成することを特徴とする請求項１記載の電力増幅器。
6. 前記帯域制限処理回路は、前記包絡線信号のピーク値を検出し、該ピーク値の中で更に両隣りのピーク値より大きいピーク値を選択して補間処理を行なうことを特徴とする請求項５記載の電力増幅器。
7. 前記帯域制限処理回路は、前記包絡線信号のピーク値を検出し、該ピーク値の中で予め設定された閾値より大きいピーク値を抽出し、該ピーク値間を補間処理することを特徴とする請求項５記載の電力増幅器。
8. 前記閾値は、前記送信信号の特性に従って設定されることを特徴とする請求項７記載の電力増幅器。
9. 送信信号の包絡線変動に応じて、電力増幅器への供給電圧を制御する電力増幅器の供給電圧制御方法において、
   送信信号に基づいて生成した包絡線信号から前記電力増幅器への電圧制御信号を生成する際、包絡線信号のピーク点に対して電圧制御信号のピーク点を一致させる帯域制限処理を行なうことを特徴とする電力増幅器の供給電圧制御方法。
10. 前記帯域制限処理に窓関数を用いることを特徴とする請求項９記載の電力増幅器の供給電圧制御方法。