JP5915657B2 - Transmitter - Google Patents
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Description
本発明は、主として無線通信で使用され、複数の帯域のRF(Radio Frequency)信号を送信する送信機に関する。 The present invention relates to a transmitter that is mainly used in wireless communication and transmits RF (Radio Frequency) signals in a plurality of bands.
近年の通信規格においては、高速無線通信の実現に向けて、断片化した複数の帯域を集めて利用するCarrier Aggregation(CA)技術が用いられている。 In recent communication standards, Carrier Aggregation (CA) technology that collects and uses a plurality of fragmented bands is used for realizing high-speed wireless communication.
非特許文献1で示されているように、このCA技術では、複数の帯域を束ねることによって、広帯域を確保し、伝送速度を高速化することができる。また、伝播特性の異なる複数のキャリア周波数を同時に用いたCA技術で通信することで、通信の安定性を向上させることができる。さらに、CA技術を適用する事で、複数の事業者の帯域割当が断続的な場合や、帯域共用する場合にも対応した通信を行うことができる。
As shown in
CA技術では、非特許文献1で示されているように、通信の状況に応じて帯域毎に使用と非使用を時間的に切り替えるCarrier Component (CC) activation/deactivation技術が使用されている。
In CA technology, as shown in
例えば特許文献1に、CA技術に対応する送信機が記載されている。図1は、特許文献1に記載された送信機の構成を示している。
For example,
図1に示す送信機において、第1のデータ送信部が、キャリア周波数f1 の搬送波に載せるベースバンド信号I1及びQ1をΔΣ変換部201に出力し、第2のデータ送信部が、キャリア周波数f2の搬送波に載せるベースバンド信号I2及びQ2をΔΣ変換部211に出力する。In the transmitter shown in FIG. 1, the first data transmission unit outputs baseband signals I 1 and Q 1 carried on the carrier wave of the carrier frequency f1 to the
ΔΣ変換部201,211は、入力された信号を一定振幅のデジタル信号に変換しミキサ202,212に向けて出力する。ここで、ΔΣ変換部201,211の動作クロックは、制御部223によって制御され、キャリア周波数の2倍の周波数に設定される。
The
ミキサ202及び212は、制御部223による制御のもと、デジタル信号に変換されたベースバンド信号を、スイッチング周波数がキャリア周波数に等しいデジタル信号とミキシングし、デジタル化したRF信号を出力する。デジタル化RF信号は、加算器204,214を経由して電力増幅器225に入力される。
Under the control of the
電力増幅器225は、加算器204から出力されるキャリア周波数f1のデジタル化RF信号と、加算器214から出力されるキャリア周波数f2のデジタル化RF信号とを合成する。加算器204から出力されるキャリア周波数f1のデジタル化RF信号は周波数f2に信号成分を持たず、また加算器214から出力されるキャリア周波数f2のデジタル化RF信号は周波数f1に信号成分を持たないようにΔΣ変換が掛けられている。このようなΔΣ変換を掛ける事で、ΔΣ変換に伴う量子化誤差が所望の信号帯域f1,f2に混入しないようにしている。そして、電力増幅器225は、デジタル化RF信号を増幅してマルチバンドパスフィルタ226に出力する。The
電力増幅器225から出力されるデジタル化したRF信号には、所望の周波数成分f1,f2の他に、デジタル化に伴うf1,f2以外の不要成分が含まれている。そこで、マルチバンドパスフィルタ226は、所望の周波数成分f1,f2以外の成分を除去して、所望の周波数成分f1,f2のみをマルチバンドアンテナ227に出力する。The RF signal obtained by digitizing output from the
このように、特許文献1に記載される送信機は、2つの所望周波数成分f1 ,f2を同時に出力する機能を備えており、CA技術に対応している。As described above, the transmitter described in
また、特許文献2には、送信機の他の例が記載されている。図2は、特許文献2に記載された送信機の構成を示している。 Patent Document 2 describes another example of a transmitter. FIG. 2 shows the configuration of the transmitter described in Patent Document 2.
図2に示す送信機において、PA(Power Amplifiers)311,321,…,331はキャリア周波数f1の通信システムの信号を、PA312,322,…,332はキャリア周波数f2の通信システムの信号を、それぞれ増幅し出力する。なお、これらの信号の入力端子1,2は、入力段整合回路111,112を介してPA311,312へ接続される。また、PA同士は、段間整合回路(121,122,…)を介して接続される。In the transmitter shown in FIG. 2, PA (Power Amplifiers) 311,321 , ..., a signal of a communication system of the carrier frequency f 1 is 331, PA312,322, ..., 332 is a signal of a communication system of the carrier frequency f 2 , Each amplified and output. The
増幅された周波数f1の信号は、出力段整合回路151及び合波回路60を通過し、出力端子4から出力される。一方、増幅された周波数f2の信号は、出力段整合回路152及び合波回路60を通過し、出力端子4から出力される。The amplified signal of frequency f 1 passes through the output
図3は、PA331の出力端子51から出力端子4への伝達特性、及びPA332の出力端子52から出力端子4への伝達特性を示している。
FIG. 3 shows the transfer characteristic from the
端子51から端子4へは周波数f1の信号のみ伝達され、端子52から端子4へは周波数f2の信号のみ伝達される。そのため、PA331から出力される周波数f1の信号はPA332に回り込むことが無く、またPA332から出力される周波数f2の信号はPA331に回り込むことが無い。これにより、信号の回り込みに因る電力損失が抑制される。Only a signal of frequency f 1 is transmitted from the
なお、特許文献2には、キャリア周波数f1の通信システムとキャリア周波数f2の通信システムとを同時に動作させないことが望ましいと記載されている。Patent Document 2 describes that it is desirable not to operate the communication system having the carrier frequency f 1 and the communication system having the carrier frequency f 2 at the same time.
無線通信機に用いられる送信用電力増幅器(PA)は、通信機の中でも特に電力を消費する。そのためPAの電力効率改善も通信機開発の重要課題とされている。近年の通信規格は、スペクトル効率改善のため振幅変調が主流になっている。この振幅変調は信号歪に対する要求が厳しいため、電力増幅器は線形性が良好になる高バックオフ(低入力電力)状態で動作させる。 A transmission power amplifier (PA) used in a wireless communication device consumes power, among other communication devices. Therefore, improving the power efficiency of PA is also regarded as an important issue for communication equipment development. In recent communication standards, amplitude modulation has become the mainstream for improving spectral efficiency. Since this amplitude modulation requires severe signal distortion, the power amplifier is operated in a high back-off (low input power) state where the linearity is good.
しかしながら、高バックオフ動作を行なう場合、電力増幅の電力効率が低下するという問題があった。 However, when performing a high back-off operation, there is a problem that the power efficiency of power amplification decreases.
このようなPAの電力効率と線形性の両立の問題を解決する手法の一つとして、ポーラ変調技術が開発されている。ポーラ変調技術は、PAの出力電力の低下に合わせてPAへの電源電力供給も低減させることで、高バックオフ状態における電力効率の低下を抑制する技術である。 Polar modulation technology has been developed as one of the methods for solving such a problem of compatibility between the power efficiency and linearity of PA. The polar modulation technique is a technique for suppressing a decrease in power efficiency in a high back-off state by reducing power supply to the PA in accordance with a decrease in the output power of the PA.
特許文献3には、ポーラ変調技術を採用する送信機が記載されている。図4は、特許文献3に記載された送信機の構成を示している。
図4に示す送信機において、信号発生器61から出力された変調信号は、ポーラ制御部62によって直交座標系の信号から極座標系の信号へ変換され、位相情報を持つ信号(以下、PM信号)と振幅情報を持つ信号(以下、AM信号)とに分離される。PM信号は、PM制御部63により、周波数発生器11に対する位相変調に用いられる。一方、AM信号は、電源回路64により、PA21,31に対する振幅変調に用いられる。周波数発生器11からの位相変調された発振信号は、プリアンプ13で増幅された後、スイッチ14を経由してPA21又はPA31へ入力される。
In the transmitter shown in FIG. 4, the modulation signal output from the
PA21はキャリア周波数f1の通信システムの信号を、PA31はキャリア周波数f2の通信システムの信号を、それぞれ増幅する。キャリア周波数f1の通信システムで通信を行なう場合、コントローラ15は、PA21に信号が入力され且つPA21からアンテナ42へ信号が出力されるように、スイッチ14及びスイッチ41を切り替える。一方、キャリア周波数f2の通信システムで通信を行なう場合、コントローラ15は、PA31に信号が入力され且つPA31からアンテナ42へ信号が出力されるように、スイッチ14及びスイッチ41を切り替える。なお、PA21は、ローパスフィルタ22を介してスイッチ41へ接続される。また、PA31は、デュプレクサ33の一方の入出力端子を介してスイッチ41へ接続される。デュプレクサ33の他方の入出力端子は、受信部34に接続される。PA21 is a signal of a communication system of the carrier frequency f 1, PA31 is a signal of a communication system of the carrier frequency f 2, respectively amplify. When performing communication using the communication system having the carrier frequency f 1 , the
図4に示す送信機は、2つの所望周波数成分f1,f2を同時に出力するCA技術に対応していないが、時間的に周波数成分f1,f1を切り替えて片方の周波数を動作させるマルチバンド動作の機能を備えている。The transmitter shown in FIG. 4 does not correspond to the CA technology that outputs two desired frequency components f 1 and f 2 at the same time, but switches one of the frequency components f 1 and f 1 in time to operate one frequency. Multiband operation function is provided.
このように、図4に示す送信機においては、PA21,31の出力電力の増減に応じて、電源回路64からPA21及びPA31への供給電力も増減させるポーラ変調技術が適用されている。このポーラ変調技術によって、高バックオフ状態における電力効率の低下が抑制されている。
In this manner, the transmitter shown in FIG. 4 employs a polar modulation technique that increases or decreases the power supplied from the
以下の分析は、本発明において与えられる。 The following analysis is given in the present invention.
特許文献1の方式において、電力増幅器225に入力される信号は、キャリア周波数の2倍のクロック周波数を持つデジタル信号である。このようなデジタル信号を増幅する場合、非特許文献2で記載されている通り、電力増幅器225を構成しているトランジスタのON抵抗や寄生容量の効果によって、バックオフ時(低出力時)に電力効率が劣化するという問題がある。特に、デジタル信号のクロック周波数が高いほど、寄生容量で発生するスイッチング損失は大きくなる。そのため、キャリア周波数及びデジタル信号のクロック周波数が数GHzに達する無線システムでは、このようなデジタル信号を増幅する電力増幅器225の電力効率は極めて低くなり、実用的では無いという問題がある。
In the method of
特許文献2の方式において、出力端子51から出力端子4へは低周波信号のみ伝達され、出力端子52から出力端子4へは高周波のみ伝達される。従って、低周波と高周波の間に、出力端子51,52のいずれからも出力端子41への信号伝達の無い周波数帯域がある。信号伝達の無い周波数帯域幅をΔfrとする。そのような信号伝達の無い周波数帯域は、PA331とPA332の間の電力回りこみを抑制するために必要である。しかしながら、特許文献2の方式で、周波数f1をPA331で、周波数f2をPA332で増幅する場合、f1,f2の周波数差がΔfr以下にまで近接した場合には、2つの周波数成分f1,f2を同時に増幅することができないという問題がある。In the method of Patent Document 2, only a low frequency signal is transmitted from the
特許文献3の方式において、PA21,31をスイッチ14,41で切り替える。このため、特許文献3の方式には、2つの所望周波数成分f1,f2を同時に出力する事が出来ず、CA技術に対応していないという問題がある。In the method of
従って、本発明の目的は、CA技術に対応し複数の周波数の信号を同時に増幅するに際して、電力効率をより高め且つ信号の回り込みに因る電力損失をより抑制することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to increase power efficiency and further suppress power loss due to signal wraparound when simultaneously amplifying signals of a plurality of frequencies corresponding to the CA technology.
上記の目的を達成するため、本発明の1つのアスペクト(側面)に係る送信機は、複数の周波数帯域の送信信号を発生させる信号発生器と、前記送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、前記電力増幅器の出力側に接続された合成回路とを備える。前記合成回路は、前記電力増幅器の内の一つである第1の電力増幅器から当該合成回路の出力端子への前記送信信号の伝達を、第1の遮断周波数以上において遮断し、且つ前記電力増幅器の内の他の一つである第2の電力増幅器から前記出力端子への前記送信信号の伝達を、第2の遮断周波数以下において遮断する。ここで、前記第1の遮断周波数は、前記第2の遮断周波数よりも高い周波数である。 To achieve the above object, a transmitter according to one aspect of the present invention includes a signal generator that generates transmission signals in a plurality of frequency bands, a plurality of power amplifiers that amplify the transmission signals, And a combining circuit connected to the output side of the power amplifier. The combining circuit cuts off transmission of the transmission signal from a first power amplifier that is one of the power amplifiers to an output terminal of the combining circuit at a first cut-off frequency or more, and the power amplifier The transmission of the transmission signal from the second power amplifier, which is one of the above, to the output terminal is cut off at a second cut-off frequency or lower. Here, the first cut-off frequency is higher than the second cut-off frequency.
本発明によれば、CA技術に対応し複数の周波数の信号を同時に増幅するに際して、電力効率をより高め且つ信号の回り込みに因る電力損失をより抑制することが可能である。 According to the present invention, when simultaneously amplifying signals of a plurality of frequencies corresponding to the CA technology, it is possible to further improve power efficiency and to further suppress power loss due to signal wraparound.
以下、本発明に係る送信機の第1〜第5の実施の形態を、図5〜図36を参照して説明する。なお、図中同一または相当部分については、同一符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, first to fifth embodiments of a transmitter according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the same or an equivalent part in a figure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態を図5に示す。図5に示すように、本実施の形態に係る送信機は、電力増幅器401,402と、信号発生器403と、合成回路404とを含む。電力増幅器401,402の入力端子405,406は信号発生器403にそれぞれ接続され、電力増幅器401,402の出力端子407,408は合成回路404にそれぞれ接続される。合成回路404の出力端子409は、アンテナ441に接続される。信号発生器403は、複数の周波数帯域のRF信号を発生する。電力増幅器401,402は、端子405,406から入力されたRF信号を増幅し、端子407,408へ出力する。[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the transmitter according to the present embodiment includes
合成回路404は、電力増幅器401の出力信号と電力増幅器402の出力信号とを合成し、出力端子409を介してアンテナ441へ出力する。合成回路404における伝達特性を図6に示す。図6において、電力増幅器401の出力端子407から合成回路404の出力端子409への伝達特性は411で表され、電力増幅器402の出力端子408から合成回路404の出力端子409への伝達特性は412で表される。
The combining
図6に示す如く、電力増幅器401の出力端子407から合成回路404の出力端子409へは、周波数fU1以上の信号の伝達が遮断される。また、電力増幅器402の出力端子408から合成回路404の出力端子409へは、周波数fL2以下の信号の伝達が遮断される。この時、fL2<fU1となることが、本実施の形態の特徴の一つである。As shown in FIG. 6, transmission of a signal having a frequency f U1 or higher is blocked from the
この特徴により、本実施の形態では、図7及び図8を参照して説明する第1の動作モードと、図9及び図10を参照して説明する第2の動作モードの両者を実現できる。以下、これらの第1及び第2の動作モードを順に説明する。 With this feature, in the present embodiment, both the first operation mode described with reference to FIGS. 7 and 8 and the second operation mode described with reference to FIGS. 9 and 10 can be realized. Hereinafter, these first and second operation modes will be described in order.
(第1の動作モード)
図7に示すように、本動作モードでは、キャリア周波数f1のRF信号421が電力増幅器401に入力され、RF信号421は電力増幅器401で増幅されてRF信号423として出力端子407に出力される。(First operation mode)
As shown in FIG. 7, in this operation mode, the RF signal 421 having the carrier frequency f 1 is input to the
同様に、キャリア周波数f2 のRF信号422が電力増幅器402に入力され、RF信号422は電力増幅器402で増幅されてRF信号424として出力端子408に出力される。RF信号423,424は、合成回路404で合成されて、出力端子409にRF信号425,426として出力される。Similarly, an
ここで、図8に示すように、RF信号425のキャリア周波数f1は遮断周波数fL2以下に、またRF信号426のキャリア周波数f2は遮断周波数fU1以上にそれぞれ設定される。Here, as shown in FIG. 8, the carrier frequency f 1 of the
図8に示す周波数設定において、キャリア周波数f1の信号は出力端子407から出力端子409へ伝達するが、出力端子409から出力端子408への伝達は遮断されている。従って、キャリア周波数f1のRF信号423は出力端子407から出力端子408へ回り込むことが無く、出力端子408へのRF信号423の電力回り込みに因る損失を抑えて、出力端子409へRF信号423を出力する事ができる。In the frequency setting shown in FIG. 8, the signal of the carrier frequency f 1 is transmitted from the
同様に、キャリア周波数f2のRF信号424が出力端子407へ回り込むこと及びこれに起因して発生する電力損失を抑えて、出力端子409へRF信号424を出力することができる。この場合、合成回路404は、RF信号423及び424の振幅及び位相は互いに異なっていても合成損の無い電力合成を実現できる。Similarly, the RF signal 424 of the carrier frequency f 2 can be output to the
(第2の動作モード)
図9に示すように、本動作モードでは、キャリア周波数f1 のRF信号431aとキャリア周波数f2のRF信号432aが、電力増幅器401に入力される。RF信号431a及びRF信号432aは、電力増幅器401で増幅され、キャリア周波数f1のRF信号433a及びキャリア周波数f2 のRF信号434aとして出力される。(Second operation mode)
As shown in FIG. 9, in this operation mode, an
同様に、キャリア周波数f1のRF信号431bとキャリア周波数f2のRF信号432bが、電力増幅器402に入力かつ増幅され、キャリア周波数f1のRF信号433bとキャリア周波数f2のRF信号434bとして出力される。合成回路404において、RF信号433a及びRF信号433bは合成されてRF信号435として出力端子409に出力され、RF信号434a及びRF信号434bは合成されてRF信号436として出力端子409に出力される。Similarly, RF signals 431b and the
本動作モードにおいては、図10に示すように、RF信号435のキャリア周波数f1と、RF信号436のキャリア周波数f2が、それぞれ遮断周波数fL2からfU1の範囲に設定される。この周波数設定において、キャリア周波数f1,f2の信号は、出力端子407から出力端子409へ伝達し、且つ出力端子408から出力端子409へ伝達する。そのため、周波数f1,f2において出力端子407と出力端子408の間はアイソレーションが取られてない。In this operation mode, as shown in FIG. 10, the carrier frequency f 1 of the
そこで、本動作モードでは、電力増幅器401,402から同じキャリア周波数(f1,f2)の信号を同時に出力し、且つ合成回路404における信号合成時に損失が出ないように、RF信号433aとRF信号433bの間並びにRF信号434aとRF信号434bの間で振幅と位相のバランスを取った上で、RF信号433aとRF信号433bの信号合成、及びRF信号434aとRF信号434bの信号合成を行う。Therefore, in this operation mode, the RF signals 433a and RF are output so that signals of the same carrier frequency (f 1 , f 2 ) are simultaneously output from the
具体的には、端子405から端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子406から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとが一致している場合、RF信号431aと431bの振幅と位相が互いに一致し、かつRF信号432aとRF信号432bの振幅と位相が互いに一致していれば、合成回路404において損失の無い信号合成を実現できる。
Specifically, when the gain and phase shift of the path from the terminal 405 to the terminal 409 match the gain and phase shift of the path from the terminal 406 to the terminal 409, the amplitude and phase of the RF signals 431a and 431b , And the
一方、端子405から端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子406から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとにずれがある場合は、そのずれを補うように、信号発生器403がRF信号431a,431b,432a,432bの振幅と位相を調整して出力し、以て合成回路404における損失の無い信号合成を実現する。
On the other hand, if there is a deviation between the gain and phase shift of the path from the terminal 405 to the terminal 409 and the gain and phase shift of the path from the terminal 406 to the terminal 409, the
これにより、電力増幅器401と電力増幅器402の間の信号電力回り込み及びそれに起因する電力損失を抑制した電力合成を実現できる。
As a result, it is possible to realize power combining that suppresses signal power wraparound between the
以下では、上記の動作を実現する信号発生器403の具体的な構成例及び動作例を、図11及び12を参照して詳細に説明し、次いで合成回路404の具体的な構成例及び動作例を、図13〜図15を参照して詳細に説明する。ここで、図11では、上記第1の動作モードにおける信号発生器403の状態を扱い、図12では、上記第2の動作モードにおける信号発生器403の状態を扱う。
Hereinafter, a specific configuration example and an operation example of the
図11に示すように、信号発生器403は、ベースバンド信号発生器501,502と、局部発振(LO:Local Oscillator)信号発生器503,504と、ミキサ505,506と、スイッチ507〜512と、加算器513と、振幅・位相調整器531〜534とを含む。
As shown in FIG. 11, the
ベースバンド信号発生器501は、チャネル1のベースバンド信号521を出力し、ベースバンド信号発生器502は、チャネル2のベースバンド信号522を出力する。ここで、ベースバンド信号521とベースバンド信号522は独立であり、互いに異なる信号を用いて良い。
The
振幅・位相調整器531は、ベースバンド信号521の振幅と位相を調整し、振幅・位相調整器532は、ベースバンド信号522の振幅と位相を調整する。ここで、調整器531,532各々における振幅及び位相の調整量は、例えば、加算器513の入力段でRF信号523,524の振幅及び位相が一致するように設定する。
The amplitude /
LO信号発生器503は周波数f1のLO信号を出力し、LO信号発生器504は周波数f2のLO信号を出力する。LO信号の周波数f1,f2は、可変であることが望ましい。LO信号の周波数を可変にするLO信号発生器の構成例は、例えば非特許文献3に記載されている。
ミキサ505は、チャネル1のベースバンド信号521と、LO信号発生器503から出力される周波数f1のLO信号とをミキシングし、以てキャリア周波数f1にアップコンバートされたRF信号523を出力する。同様に、ミキサ506は、チャネル2のベースバンド信号522と、LO信号発生器504から出力される周波数f2のLO信号とをミキシングし、以てキャリア周波数f2にアップコンバートされたRF信号524を出力する。The
振幅・位相調整器533は、入力されるRF信号の振幅及び位相を調整して端子405に出力し、振幅・位相調整器534は、入力されるRF信号の振幅及び位相を調整して端子406に出力する。ここで、調整器533,534各々における振幅及び位相の調整量は、例えば、上記の合成回路404の入力段で予め測定した端子405から端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子406から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとを用い、両経路で利得及び位相シフトが一致するように設定する。
The amplitude /
図11に示すように、第1の動作モードにおいて、スイッチ507,508は閉状態となり、スイッチ509〜512は開状態となる。このため、キャリア周波数f1のRF信号523は、振幅・位相調整器533を介して端子405へRF信号421として出力され、キャリア周波数f2のRF信号524は、振幅・位相調整器534を介して端子406へRF信号422として出力される。As shown in FIG. 11, in the first operation mode, the
一方、図12に示すように、第2の動作モードにおいては、スイッチ507,508が開状態となり、スイッチ509〜512が閉状態となる。この動作状態では、キャリア周波数f1のRF信号523とキャリア周波数f2のRF信号524が、加算器513で合成される。加算器513で合成されたRF信号は、振幅・位相調整器533を介して端子405へRF信号431a及びRF信号432aとして出力され、振幅534を介して端子406へRF信号431b及びRF信号432bとして出力される。第2の動作モードでは、振幅・位相調整器531〜534により、4つのRF信号431a,431b,432a,432bの振幅と位相がそれぞれ独立に調整される。On the other hand, as shown in FIG. 12, in the second operation mode, the
図13は、合成回路404の一の構成例を示している。この合成回路404は、整合回路601と、ローパスフィルタ602と、ハイパスフィルタ603とを含む。ローパスフィルタ602とハイパスフィルタ603は端子604で並列合成され、端子604と出力端子409は整合回路601を介して接続されている。
FIG. 13 shows one configuration example of the
整合回路601は、合成回路404の出力端子409における負荷インピーダンスZLを、電力増幅器401,402の最適負荷インピーダンスZOPTに変換する。広帯域整合を実現するため、整合回路601には、図14に示すようにトランス素子611を用いることが望ましい。
ローパスフィルタ602は、電力増幅器401の出力端子407から端子604への信号伝達を、周波数fU1以上で遮断する。The low-
ハイパスフィルタ603は、電力増幅器402の出力端子408から端子604への信号伝達を、周波数fL2以下で遮断する。The high-
電力増幅器401の出力端子407から合成回路404側を見た負荷インピーダンスZIN1と、電力増幅器402の出力端子408から合成回路404側を見た負荷インピーダンスZIN2は、それぞれ電力増幅器401,402の最適負荷インピーダンスZOPTに設計することが望ましい。また、電力増幅器401,402の間の電力回り込みを抑制するために、端子604からローパスフィルタ602を見た出力インピーダンスZOUT1は、周波数f2においてZOPT に比べて高インピーダンスであり、端子604からローパスフィルタ603を見た出力インピーダンスZOUT2は、周波数f1においてZOPTに比べて高インピーダンスであることが望ましい。And load impedance Z IN1 viewed combining
図15は、合成回路404の他の構成例を示している。この合成回路404において、ローパスフィルタ602とハイパスフィルタ603は、トランス素子605,606により直列に合成されている。トランス素子605,606は、出力端子409における負荷インピーダンスZLを、電力増幅器401,402の最適負荷インピーダンスZOPTに変換する。FIG. 15 shows another configuration example of the
ローパスフィルタ602とハイパスフィルタ603を直列合成した場合、電力増幅器401,402の間の電力回り込みを抑制するために、トランス素子605との接続点からローパスフィルタ602を見た出力インピーダンスZOUT1は、周波数f2においてZOPTに比べて低インピーダンスであり、トランス素子606との接続点からローパスフィルタ603を見た出力インピーダンスZOUT2は、周波数f1においてZOPTに比べて低インピーダンスであることが望ましい。When the low-
本実施の形態によれば、上記の特許文献1〜3の問題点を解決若しくは回避するこができる。
According to the present embodiment, the problems described in
上述した通り、特許文献1に記載された技術には、キャリア周波数及びデジタル信号のクロック周波数が数GHzに達する場合に、デジタル信号を増幅する電力増幅器の電力効率が極めて低くなり、実用的では無いという問題があった。これに対し、本実施の形態では、電力増幅器401,402はデジタル信号を増幅する電力増幅器に限定される事は無く、キャリア周波数が数GHzに達する場合でも高い電力効率が得やすい、アナログ信号を増幅する電力増幅器を用いることができる。このため、信号増幅に際しての電力効率を、特許文献1と比して大幅に向上させることができる。
As described above, in the technique described in
特許文献2に記載された技術には、f1,f2の周波数差が合成回路の特性で決まる周波数Δfr以下にまで近接した場合に、2つの周波数成分f1,f2を同時に増幅することができないという問題があった。これに対し、本実施の形態では、第2の動作モードを用いることで、キャリア周波数f1,f2を任意に近接させた状態で同時増幅を行うことが可能である。このため、信号の回り込みに因る電力損失を、特許文献2と比して大幅に低減できる。The technique described in Patent Document 2 simultaneously amplifies two frequency components f 1 and f 2 when the frequency difference between f 1 and f 2 is close to a frequency Δfr determined by the characteristics of the synthesis circuit. There was a problem that could not. On the other hand, in the present embodiment, by using the second operation mode, it is possible to perform simultaneous amplification with the carrier frequencies f 1 and f 2 being arbitrarily close to each other. For this reason, the power loss due to the signal wraparound can be significantly reduced as compared with Patent Document 2.
特許文献3に記載された技術には、2つの電力増幅器をスイッチで切り替えるため、2つの所望周波数成分f1,f2を同時に出力する事が出来ず、CA技術に対応していないという問題があった。これに対し、本実施の形態では、2つの所望周波数成分f1,f2を同時に出力することができる。The technique described in
[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態を図16に示す。本実施の形態においては、一例として、図5に示した送信機の構成がより具体化されている。[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, as an example, the configuration of the transmitter shown in FIG. 5 is more specific.
図16に示す送信機において、電力増幅器401は、トランジスタ711と、カップリング容量712と、ゲートバイアス用のDC電源713及び抵抗714と、ドレインバイアス用のインダクタ715及びDC電源716とで構成されている。同様に、電力増幅器402は、トランジスタ721と、カップリング容量722と、ゲートバイアス用のDC電源723及び抵抗724と、ドレインバイアス用のインダクタ725及びDC電源726とで構成されている。また、ローパスフィルタ602は、ローパスフィルタ703とカップリング容量704で構成されている。さらに、合成回路404の出力側には負荷抵抗705が設けられている。なお、信号発生器403は、図11と同様に構成できる。
In the transmitter illustrated in FIG. 16, the
図17は、ローパスフィルタ703の回路構成の一例を示している。ローパスフィルタ703は、インダクタ751〜760と、容量素子761〜770とで構成されている。インダクタ751〜760は、ローパスフィルタ703の入力端子731と出力端子732の間に直列に接続される。容量素子761は、入力端子731及びインダクタ751の接続点に接続され、容量素子761〜770は、インダクタ同士間の接続点にそれぞれ接続される。図17の例では、10段のLCフィルタとなっているが、フィルタの段数は所望特性に合わせて適宜変更しても良い。
FIG. 17 shows an example of the circuit configuration of the low-
図18は、ハイパスフィルタ603の回路構成の一例を示している。ハイパスフィルタ603は、容量素子771〜776と、インダクタ781〜785とで構成されている。容量素子771〜776は、ハイパスフィルタ603の入力端子741と出力端子742の間に直列に接続される。容量素子761は、入力端子731及びインダクタ751の接続点に接続され、インダクタ781〜785は、容量素子同士間の接続点にそれぞれ接続される。図18の例では、5段のLCフィルタとなっているが、フィルタの段数は所望特性に合わせて適宜変更しても良い。
FIG. 18 shows an example of the circuit configuration of the high-
図19は、ローパスフィルタ703の伝達特性811と、ハイパスフィルタ603の伝達特性812を示している。この例では、ローパスフィルタ703の伝達特性811は、fU1=300MHz以上の信号を遮断するように設計され、ハイパスフィルタ603の伝達特性812は、fL2=200MHz以下の信号を遮断するように設計されている。FIG. 19 shows the
図20は、図16に示した構成において、f1=150MHzのRF信号を電力増幅器401に入力し、f2=350MHzのRF信号を電力増幅器402に入力した場合の、入出力電力の特性を示している。FIG. 20 shows the characteristics of input / output power when the RF signal of f 1 = 150 MHz is input to the
図20に示す特性は、電力増幅器401と電力増幅器402に入力されるRF信号の電力を同じにとり、その入力電力をスイープして負荷抵抗705における出力電力をプロットして得ている。このケースでは、信号発生器403から遮断周波数fL2以下のキャリア周波数f1を持つRF信号と遮断周波数fU1以上のキャリア周波数f2を持つRF信号とを出力しており、上記第1の動作モードに対応する。第1の動作モードの場合、5dBmの入力電力で、f1=150MHzにおいて13.9dBmの出力電力、f2=350MHzにおいて15.3dBmの出力電力が得られている。The characteristics shown in FIG. 20 are obtained by plotting the output power at the
図21は、図16に示した構成において、図20と同条件下で得られるドレイン効率特性を示している。図21に示すように、5dBmの入力電力で、64.8%のドレイン効率が得られている。 FIG. 21 shows drain efficiency characteristics obtained under the same conditions as FIG. 20 in the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 21, a drain efficiency of 64.8% is obtained with an input power of 5 dBm.
図22は、図16に示した構成において、f1=225MHz及びf2=275MHzのRF信号を電力増幅器401,402に同時に入力した場合の、入出力電力の特性を示している。FIG. 22 shows input / output power characteristics when RF signals of f 1 = 225 MHz and f 2 = 275 MHz are simultaneously input to the
図22に示す特性は、電力増幅器401と電力増幅器402に入力されるRF信号の電力を同じにとり、その入力電力をスイープして負荷抵抗705における出力電力をプロットして得ている。このケースでは、信号発生器403から、遮断周波数fL2以上且つfU1以下のキャリア周波数に設定されたf1,f2のRF信号を出力しており、上記第2の動作モードに対応する。第2の動作モードの場合、ローパスフィルタ602とハイパスフィルタ603の間の位相シフトの差を補正するため、信号発生器403にてRF信号の位相を調整している。図22に示すように、第2の動作モードの場合、5dBmの入力電力で、f1=225MHzにおいて13.7dBmの出力電力、f2=275MHzにおいて13.1dBmの出力電力が得られている。The characteristics shown in FIG. 22 are obtained by plotting the output power at the
図23は、図16に示した構成において、図22と同条件下で得られるドレイン効率特性で示している。図23に示すように、5dBmの入力電力で、56.8%のドレイン効率が得られている。 FIG. 23 shows the drain efficiency characteristics obtained under the same conditions as FIG. 22 in the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 23, a drain efficiency of 56.8% is obtained with an input power of 5 dBm.
図20〜23に示した特性は、第1の動作モードと第2の動作モードの両者で、良好な出力電力とドレイン効率が得られることを示している。すなわち、本発明において、動作モードの切り替えで特性が大きく変化しないことを示している。 The characteristics shown in FIGS. 20 to 23 indicate that good output power and drain efficiency can be obtained in both the first operation mode and the second operation mode. That is, in the present invention, it is shown that the characteristics do not change greatly by switching the operation mode.
[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態を図24に示す。本実施の形態に係る送信機では、上記の第1の実施の形態における送信チャネル数が2つであったのに対し、送信チャネル数を一般の数に拡張している。本実施の形態に係る送信機の回路構成は、図5に示した信号発生器403に代えて信号発生器451を設けた点を除き、上記の第1の実施の形態と同一である。これら同一の回路ブロックについては上記の第一の実施の形態において説明されているので、その説明を省略する。[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the transmitter according to the present embodiment, the number of transmission channels in the first embodiment is two, but the number of transmission channels is expanded to a general number. The circuit configuration of the transmitter according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that a
本実施の形態では、図24及び図25に示すように、出力端子409からは、遮断周波数fL2以下において、キャリア周波数f1_1のRF信号8241_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8241_n1の合計n1個のRF信号が出力される。また、出力端子409からは、遮断周波数fL2以上且つfU1以下の周波数領域において、キャリア周波数f12_1のRF信号82412_1〜キャリア周波数f12_n12のRF信号82412_n12の合計n12個のRF信号が出力される。また、出力端子409からは、遮断周波数fU1以上において、キャリア周波数f2_1のRF信号8242_1〜キャリア周波数f2_n2のRF信号8242_n2の合計n2個のRF信号が出力される。ここで、チャネルの数に相当するn1,n12,n2は非負整数である。In this embodiment, as shown in FIGS. 24 and 25, from the
信号発生器451は、遮断周波数fL2以下に属するキャリア周波数f1_1のRF信号8221_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8221_n1を、端子405を経由して電力増幅器401へ出力する。RF信号8221_n1〜8221_n1は、電力増幅器401で増幅され、出力端子407へRF信号8231_1〜8231_n1として出力される。RF信号8231_1〜8231_n1は、合成回路404を経由して、キャリア周波数f1_1のRF信号8241_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8241_n1として出力端子409に出力される。周波数fL2以下において、出力端子409から出力端子408への信号伝達は遮断されている。このため、RF信号8231_1〜8231_n1の出力端子407から出力端子408への回り込み及びそれに起因する電力損失を抑制しつつ、RF信号8241_n1〜RF信号8241_n1を出力端子409に出力することが可能である。
また、信号発生器451は、遮断周波数fU1以上に属するキャリア周波数f2_1のRF信号8222_1〜キャリア周波数f2_n2のRF信号8222_n2を、端子406を経由して電力増幅器402へ出力する。RF信号8222_1〜8222_n2は、電力増幅器402で増幅され、出力端子408へRF信号8232_1〜8232_n2として出力される。RF信号8232_1〜8232_n2は、合成回路404を経由して、RF信号8242_1〜8242_n2として出力端子409に出力される。周波数fU1以上において、出力端子409から出力端子407への信号伝達は遮断されているので、RF信号8232_1〜8232_n2の出力端子408から出力端子407への回り込み及びそれに起因する電力損失を抑制しつつ、RF信号8242_1〜8242_n2を出力端子409に出力することが可能である。Further, the
さらに、信号発生器451は、遮断周波数fL2以上且つfU1以下に属するキャリア周波数f12_1のRF信号822a12_1〜キャリア周波数f12_n12のRF信号822a12_n12を、端子405を経由して電力増幅器401へ出力する。また、信号発生器451は、遮断周波数fL2以上且つfU1以下に属するキャリア周波数f121のRF信号822b12_1〜キャリア周波数f12_n12のRF信号822b12_n12を、端子406を経由して電力増幅器402へ出力する。Further, the
RF信号822a12_1〜822a12_n12は、電力増幅器401において増幅され、RF信号823a12_1〜823a12_n12として出力端子407へ出力される。RF信号822b12_1〜822b12_n12は、電力増幅器402において増幅され、RF信号823b12_1〜823b12_n12として出力端子408へ出力される。RF信号823a12_1〜823a12_n12とRF信号823b12_1〜823b12_n12は、合成回路404で合成され、RF信号82412_1〜82412_n12として出力端子409に出力される。RF signals 822a 12_1 ~822a 12_n12 is amplified in the
遮断周波数fL2以上且つfU1以下において、出力端子407と出力端子408の間はアイソレーションが取られてない。そこで、周波数fL2以上且つfU1以下に属するキャリア周波数のRF信号については、電力増幅器401及び電力増幅器402から同じキャリア周波数の信号を同時に出力し、且つ合成回路404における信号合成時に損失が出ないように、RF信号823a12_1とRF信号823b12_1の間、乃至RF信号823a12_n12とRF信号823b12_n12の間の振幅と位相のバランスを取った上で、RF信号823a12_1とRF信号823b12_1、乃至RF信号823a12_n12とRF信号823b12_n12の信号合成を行う。In the cut-off frequency fL2 or more and fU1 or less, the
本実施の形態において、端子405から端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子406から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとが一致している場合、RF信号822a12_1とRF信号822b12_1の振幅と位相、乃至RF信号822a12_n12とRF信号822b12_n12の振幅と位相が互いに一致していれば、合成回路404において損失の無い信号合成を実現できる。In this embodiment, when the gain and phase shift of the path to the terminal 409 from the terminal 405, the gain and phase shift of the path from terminal 406 to
一方、端子405から端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子406から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとにずれがある場合は、そのずれを補うように、信号発生器451が、RF信号822a12_1とRF信号822b12_1乃至RF信号822a12_n12とRF信号822b12_n12の振幅と位相を調整して出力し、以て合成回路404における損失の無い信号合成を実現する。On the other hand, if there is a deviation between the gain and phase shift of the path from the terminal 405 to the terminal 409 and the gain and phase shift of the path from the terminal 406 to the terminal 409, the
図26は、信号発生器451の構成例を示している。信号発生器451は、RF信号発生器8011,80112,8012を含む。RF信号発生器8011は、遮断周波数fL2以下に属するn1個のRF信号、すなわちキャリア周波数f1_1のRF信号8211_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8211_n1を出力する。RF信号発生器80112は、遮断周波数fL2以上且つfU1以下に属するn12個のRF信号、すなわちキャリア周波数f12_1のRF信号82112_1〜キャリア周波数f12_n12のRF信号82112_n12を出力する。RF信号発生器8012は、遮断周波数fU1以上に属するn2個のRF信号、すなわちキャリア周波数f2_1のRF信号8212_1〜キャリア周波数f2_n2のRF信号8212_n2を出力する。FIG. 26 shows a configuration example of the
ここで、RF信号発生器8011は、n1個のベースバンド信号発生器5011_1〜5011_n1と、n1個の振幅・位相調整器5311_1〜5311_n1と、n1個の局部発振(LO)信号発生器5031_1〜5031_n1と、n1個のミキサ50511〜5051_n1とを含む。ベースバンド信号発生器5011_1は、チャネル1_1のベースバンド信号を出力する。振幅・位相調整器5311_1は、チャネル1_1のベースバンド信号の振幅と位相を調整する。LO信号発生器5031_1は、周波数f1_1のLO信号を出力する。LO信号の周波数は可変であることが望ましい。ミキサ5051_1は、チャネル1_1のベースバンド信号と、LO信号発生器5031_1から出力される周波数f1_1のLO信号とをミキシングし、以てキャリア周波数f1_1にアップコンバートされたRF信号8211_1をスイッチ8021_1に出力する。同様に、ベースバンド信号発生器5011_n1と、振幅・位相調整器5311_n1と、LO信号発生器5031_n1と、ミキサ5051_n1 とで形成された回路により、キャリア周波数f1_n1にアップコンバートされたチャネル1_n1のRF信号8211_n1が生成され、スイッチ8021_n1に出力される。Here, the
RF信号発生器80112は、RF信号発生器8011と同様の回路構成と動作に基づいて、キャリア周波数f12_1〜f12_n12にアップコンバートされたチャネル121〜12_n12のRF信号82112_1〜82112_n12をそれぞれ生成する。RF信号82112_1〜82112_n12は、スイッチ80212_1〜80212_n12にそれぞれ出力される。RF signal generator 801 12, based on the same circuit configuration and operation that the
RF信号発生器8012は、RF信号発生器8011と同様の回路構成と動作に基づいて、キャリア周波数f2_1〜f2_n2にアップコンバートされたチャネル2_1〜2_n2のRF信号8212_1〜8212_n2をそれぞれ生成する。RF信号8212_1〜8212_n2は、スイッチ8022_1〜8022_n2にそれぞれ出力される。
RF信号発生器8011から出力されたRF信号8211_1〜8211_n1は、加算器8031に出力される。RF信号発生器8012から出力されたRF信号8212_1〜8212_n2は、加算器8032に出力される。RF信号発生器80112から出力されたRF信号82112_1〜82112_n12は、加算器8031,8032の両者に出力される。RF signal 821 1_1 ~821 1_n1 output from the
スイッチ8021_1〜8021_n1,80212_1〜80212_n12,8022_1〜8022_n2は、それぞれ任意にオン若しくはオフ状態にしても良い。これらのスイッチの動作により、RF信号(8211_1〜8211_n1,82112_1〜82112_n12,8212_1〜8212_n2)の各々について、送信若しくは非送信の状態を選択することができ、以て各帯域の送信チャネル数n1、n,2,n2を可変にできる。Switch 802 1_1 ~802 1_n1, 802 12_1 ~802 12_n12, 802 2_1 ~802 2_n2 each may be optionally turned on or off state. The operation of these switches, RF signal (821 1_1 ~821 1_n1, 821 12_1 ~821 12_n12, 821 2_1 ~821 2_n2) for each, it is possible to select the status of the transmission or non-transmission, than Te of each band The number of transmission channels n1, n, 2 and n2 can be made variable.
加算器8031は、RF信号発生器8011から出力されたRF信号8211_1〜8211_n1と、RF信号発生器80112から出力されたRF信号82112_1〜82112_n12とを合成し、これにより得た信号を振幅・位相調整器533に出力する。また、加算器8032は、RF信号発生器8012から出力されたRF信号8212_1〜8212_n2と、RF信号発生器80112から出力されたRF信号82112_1〜82112_n12とを合成し、これにより得た信号を振幅・位相調整器534に出力する。The
信号発生器451では、RF信号発生器8011,80112,8012内の振幅・位相調整器5011_1〜5012_n2と、振幅・位相調整器533,534とにより、RF信号8211_1〜8211_n1,82112_1〜82112_n12,8212_1〜8212_n2の振幅と位相がそれぞれ独立に調整される。振幅・位相調整器533で振幅と位相を調整されたRF信号8211_1〜8211_n1とRF信号821121〜82112_n12は、RF信号8221_1〜8221_n1とRF信号822a12_1〜822a12_n12として出力端子405に出力される。振幅・位相調整器534で振幅と位相を調整されたRF信号82112_1〜82112_n12とRF信号8212_1〜8212_n2は、RF信号822b12_1〜822b12_n12とRF信号8222_1〜8222_n2として出力端子406に出力される。In the
本実施の形態では、任意のキャリア周波数に配置した複数のRF信号を、同時に増幅し出力することができる。このように、本実施の形態では、2つのキャリア周波数が近接した状態でRF信号を出力できない特許文献2に記載の増幅器の問題や、2つのキャリア周波数のRF信号を同時に出力できない特許文献3に記載の増幅の問題が解決されている。
In the present embodiment, it is possible to simultaneously amplify and output a plurality of RF signals arranged at arbitrary carrier frequencies. Thus, in this embodiment, the problem of the amplifier described in Patent Document 2 that cannot output an RF signal in a state where two carrier frequencies are close to each other, or
[第4の実施の形態]
本発明の第4の実施の形態を図27に示す。本実施の形態に係る送信機では、上記の第3の実施の形態において電力増幅器の個数が2つであったのに対し、電力増幅器の個数が一般の数に拡張されている。具体的には、本実施の形態に係る送信機は、並列に実装されたm個の電力増幅器4011〜401mと、これらの電力増幅器の入力端子4051〜405m及び入力端子4071〜407mと、信号発生器461と、合成回路462と、この合成回路の出力端子409と、アンテナ441とを含む。[Fourth Embodiment]
FIG. 27 shows a fourth embodiment of the present invention. In the transmitter according to the present embodiment, the number of power amplifiers is two in the third embodiment, but the number of power amplifiers is expanded to a general number. Specifically, the transmitter according to the present embodiment includes m
図27に示すように、信号発生器461は、端子405p(pはp=2,3,・・・,m−1となる整数)を経由して、キャリア周波数f(p−1)p_1のRF信号822(p−1)p_1〜キャリア周波数f(p−1)p_n(p−1)pのRF信号824(p−1)p_n(p−1)pの合計n(p−1)p個のRF信号と、キャリア周波数fp_1のRF信号822p_1〜キャリア周波数fp_npのRF信号824p_npの合計np個のRF信号と、キャリア周波数fp(p+1)_1のRF信号822p(p+1)_1〜キャリア周波数fp(p+1)_np(p+1)のRF信号824p(p+1)_np(p+1)の合計np(p+1)個のRF信号とを、それぞれ電力増幅器401pに出力する。As shown in FIG. 27, the
電力増幅器401pに入力されたRF信号は、増幅されて、キャリア周波数f(p−1)p_1のRF信号823(p−1)p_1〜キャリア周波数f(p−1)p_n(p−1)pのRF信号823(p−1)p_n(p−1)pと、キャリア周波数fp_1のRF信号823p_1〜キャリア周波数fp_npのRF信号823p_npと、キャリア周波数fp(p+1)_1のRF信号823p(p+1)_1〜キャリア周波数fp(p+1)_np(p+1)のRF信号823p(p+1)_np(p+1)として、端子407pに出力される。RF signal received at the
同様に、信号発生器461は、端子4051を経由して、キャリア周波数f1_1のRF信号8221_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8221_n1の合計n1個のRF信号と、キャリア周波数f12_1のRF信号82212_1〜キャリア周波数f12n12のRF信号82212_n12の合計n12個のRF信号とを、それぞれ電力増幅器4011に出力する。Similarly, the
電力増幅器4011に入力されたRF信号は、増幅されて、キャリア周波数f1_1のRF信号8231_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8231_n1と、キャリア周波数f12_1のRF信号82312_1〜キャリア周波数f12_n12のRF信号82312_n12として、端子4071に出力される。RF signal input to the
同様に、信号発生器461は、端子405mを経由して、キャリア周波数f(m−1)m_1のRF信号822(m−1)m_1〜キャリア周波数f(m−1)m_n(m−1)mのRF信号822(m−1)m_n(m−1)mの合計n(m−1)m個のRF信号と、キャリア周波数fm_1のRF信号822m_1〜キャリア周波数fm_nmのRF信号822m_nmの合計nm個のRF信号とを、それぞれ電力増幅器401mに出力する。Similarly, the
電力増幅器401mに入力されたRF信号は、増幅されて、キャリア周波数f(m−1)m_1のRF信号823(m−1)m_1〜キャリア周波数f(m−1)m_n(m−1)mのRF信号823(m−1)m_n(m−1)mと、キャリア周波数fm_1のRF信号823m_1〜キャリア周波数fm_nmのRF信号823m_nmとして、端子407mに出力される。RF signal received at the
合成回路462は、図28に示す信号を、出力端子409に出力する。
The combining
すなわち、出力端子409には、周波数fL2以下において、キャリア周波数f1_1のRF信号8241_1〜キャリア周波数f1_n1のRF信号8241_n1の合計n1個のRF信号が出力される。That is, the
また、出力端子409には、周波数fLk以上且つfU(k−1)以下の周波数領域において(kはk=2,3,・・・,m−1,mとなる整数)、キャリア周波数f(k−1)k1のRF信号824(k−1)k_1〜キャリア周波数f(k−1)k_n(k−1)kのRF信号824(k−1)k_n(k−1)kの合計n(k−1)k個のRF信号が出力される。Further, the
また、出力端子409には、周波数fU(p−1)以上且つfL(p+1)以下の周波数領域において、キャリア周波数fp_1のRF信号824p_1〜キャリア周波数fp_npのRF信号824p_npの合計np個のRF信号が出力される。Further, the
さらに、出力端子409には、周波数fU(m−1)以上において、キャリア周波数fm_1のRF信号824m_1〜キャリア周波数fm_nmのRF信号824m_nmの合計nm個のRF信号が出力される。Further, the
図28において、伝達特性411q(qはq=1,2,・・・,m−1,mとなる整数)は、電力増幅器401qの出力端子407qから合成回路462の出力端子409への伝達特性を現している。In FIG. 28, a transfer characteristic 411 q (q is an integer such that q = 1, 2,..., M−1, m) is output from the
図28によれば、電力増幅器401pの出力端子407pから合成回路462の出力端子409へは、周波数fLp以上且つfUp以下の信号のみ伝送される。また、電力増幅器4011の出力端子4071から合成回路462の出力端子409へは、周波数fU1以下の信号のみ伝送される。さらに、電力増幅器401mの出力端子407mから合成回路462の出力端子409へは、周波数fLm以上の信号のみ伝送される。According to FIG 28, to the
また、図24によれば、伝達特性の遮断周波数には、fL(r+1)<fUr(rはr=1,2,・・・m−2,m−1となる整数)の条件が課される。Further, according to FIG. 24, the cutoff frequency of the transfer characteristic has a condition of f L (r + 1) <f Ur (r is an integer satisfying r = 1, 2,... M −2, m−1). Imposed.
この条件fL(r+1)<fUrにより、周波数fU(p−1)以上且つfL(p+1)以下の周波数領域では、電力増幅器401pの出力端子407pからのみ合成回路462の出力端子409への信号伝送が可能であり、電力増幅器401p以外の電力増幅器から出力端子409への信号伝送は行なわれない。従って、電力増幅器401pの出力端子407pから出力される、周波数fU(p−1)以上且つfL(p+1)以下に属するRF信号823p_1〜823p_npは、電力増幅器401p以外の他の電力増幅器の出力端子に回り込むこと無く、出力端子409へ出力される。すなわち、他の電力増幅器への電力漏洩を抑制した、低電力損失の電力合成が可能である。With this condition f L (r + 1) <f Ur , the output terminal of the
同様に、周波数fL2以下の周波数領域では、電力増幅器4011の出力端子4071から合成回路462の出力端子409のみ伝送可能であり、電力増幅器4011以外の電増幅器から出力端子409への信号伝送は行なわれない。従って、電力増幅器4011の出力端子4071から出力される、周波数fL2以下に属するRF信号8231_1〜8231_n1は、電力増幅器4011以外の他の電力増幅器の出力端子に回り込むこと無く、出力端子409へ出力される。すなわち、周波数fL2以下の信号においても、他の電力増幅器への電力漏洩を抑制した、低電力損失の電力合成が可能である。Similarly, in the following frequency domain frequency f L2 is be transmitted from the
同様に、周波数fU(m−1)以上の周波数領域では、電力増幅器401mの出力端子407mから合成回路462の出力端子409のみ伝送可能であり、電力増幅器401m以外の電力増幅器から出力端子409への信号伝送は行なわれない。従って、電力増幅器401mの出力端子407mから出力される、周波数fU(m−1)以上に属するRF信号823m_1〜823m_nmは、電力増幅器401m以外の他の電力増幅器の出力端子に回り込むこと無く、出力端子409へ出力される。すなわち、周波数fU(m−1)以上の信号においても、他の電力増幅器への電力漏洩を抑制した、低電力損失の電力合成が可能である。Similarly, only the
上記の条件fL(r+1)<fUrにより、周波数fL(r+1)以上且つfUr以下の周波数領域では、電力増幅器401rの出力端子407r及び電力増幅器401r+1の出力端子407r+1からのみ、合成回路462の出力端子409への信号伝送が可能である。そこで、周波数fL(r+1)以上且つfUr以下の周波数領域に属する信号については、電力増幅器401rと電力増幅器401r+1とで同じ周波数のRF信号(すなわち、RF信号823ar(r+1)_1〜823ar(r+1)_nr(r+1)及び823br(r+1)_1〜823br(r+1)_nr(r+1))をそれぞれ出力し、RF信号間(すなわち、RF信号823ar(r+1)_1とRF信号823br(r+1)_1の間、乃至RF信号823ar(r+1)_nr(r+1)とRF信号823br(r+1)_nr(r+1)の間)で振幅と位相を調整することで、合成損失を抑制しつつ、合成信号(RF信号824r(r+1)_1〜824r(r+1)_nr(r+1))を出力端子409に出力する。The above condition f L (r + 1) < f Ur, at a frequency f L (r + 1) or more and f Ur following frequency domain, only from the output terminal 407 r + 1 of the
より詳細に述べると、端子405rから端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子405r+1から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとが一致している場合、RF信号822ar(r+1)_1とRF信号822br(r+1)_1の間、乃至RF信号822ar(r+1)_nr(r+1)とRF信号822br(r+1)_nr(r+1)の間で振幅と位相が互いに一致していれば、合成回路462において損失の無い信号合成を実現できる。More specifically, if the gain and phase shift of the path from terminal 405r to
一方、端子405rから端子409に至る経路の利得及び位相シフトと、端子405r+1から端子409に至る経路の利得及び位相シフトとにずれがある場合は、そのずれを補うように、信号発生器461が、RF信号822ar(r+1)_1〜822ar(r+1)_nr(r+1)及び822br(r+1)_1〜822br(r+1)_nr(r+1)の振幅と位相を調整して出力し、以て合成回路462における損失の無い信号合成を実現する。On the other hand, a gain and phase shift of the path from terminal 405 r to the terminal 409, as if there is a deviation in the gain and phase shift of the path from terminal 405 r + 1 to the terminal 409, compensate for the deviation,
図29は、信号発生器461の構成例を示している。信号発生器461は、m個のRF信号発生器8011〜801mと、m−1個のRF信号発生器80112〜801(m−1)mと、m個の加算器8031〜803mと、m個の振幅・位相調整器5331〜533mと、m個の出力端子4051〜405mとを含む。また、RF信号発生器801qの出力側には、nq個のスイッチ802q_1〜802q_nqが設置されている。また、RF信号発生器801r(r+1)の出力側には、nr(r+1)個のスイッチ802r(r+1)_1〜802r(r+1)_nr(r+1)が設置されている。FIG. 29 shows a configuration example of the
RF信号発生器801qは、キャリア周波数fq_1のRF信号821q_1〜キャリア周波数fq_nqのRF信号821q_nqを、それぞれスイッチ802q_1〜802q_nqに出力する。同様に、RF信号発生器801r(r+1)は、キャリア周波数fr(r+1)_1のRF信号821r(r+1)_1〜キャリア周波数fr(r+1)_nr(r+1)のRF信号821r(r+1)_nr(r+1)を、それぞれスイッチ802r(r+1)_1〜802r(r+1)_nr(r+1)に出力する。RF信号発生器801q〜801r(r+1)は、図26に示したRF信号発生器8011〜80112と同等の内部構成と動作機構を持つ。このため、RF信号発生器801q〜801r(r+1)の内部構成と動作機構については、ここでは説明を省略する。
RF信号発生器801qから出力されたRF信号821q_1〜821q_nqは、加算器803qのみに出力される。一方、RF信号発生器801r(r+1)から出力されたRF信号821r(r+1)_1〜821r(r+1)_nr(r+1)は、加算器803r及び803r+1の両者に出力される。加算器803qは、入力されたRF信号を合成して、振幅・位相調整器533qに出力する。振幅・位相調整器533qは、入力されたRF信号の振幅及び位相を所望値に調整した上で、端子405qに出力する。これにより、端子405qに、周波数fLq以上且つfUq以下に属するRF信号(821b(q−1)q_1〜821b(q−1)q_n(q−1)q,821q_1〜821q_nq及び821aq(q+1)_1〜821aq(q+1)_nq(q+1))が出力される。RF signal 821 q_1 ~821 q_nq output from the
図30は、合成回路462の一の構成例を示している。この合成回路462は、整合回路601と、フィルタ9011〜901mとを含む。フィルタ9011は、ローパスフィルタ若しくはバンドパスフィルタである。フィルタ901mは、ハイパスフィルタ若しくはバンドパスフィルタである。フィルタ9012〜901m−1は、バンドパスフィルタである。また、合成回路462の入力端子4071〜407mには、図27で示したように、電力増幅器4011〜401mの出力がそれぞれ接続される。フィルタ9011〜901mは、端子902で並列合成され、端子902と合成回路462の出力端子409は、整合回路601を介して接続されている。FIG. 30 shows one configuration example of the
整合回路601は、出力端子409における負荷インピーダンスZLを、電力増幅器4011〜401mの最適負荷インピーダンスZOPTに変換する。広帯域整合を実現するため、整合回路601には、上記第1の実施の形態において図14に示したように、トランス素子611を用いることが望ましい。The
フィルタ9011 は、電力増幅器4011の出力端子4071から端子902への信号伝達を、周波数fU1以上で遮断する。また、フィルタ901mは、電力増幅器401mの出力端子407mから端子902への信号伝達を、周波数fLm以下で遮断する。さらに、フィルタ901pは、電力増幅器401pの出力端子407pから端子902への信号伝達を、周波数fLp以下及びfUp以上で遮断する。The filter 901 1 blocks signal transmission from the
電力増幅器401qの出力端子407qから合成回路462側を見た負荷インピーダンスZINqは、電力増幅器401qの最適負荷インピーダンスZOPTに設計する事が望ましい。また、電力増幅器4011〜401mの間の電力回り込みを抑制するために、フィルタ901qの通過帯域以外の周波数(すなわち、周波数fLp以下及びfUp以上の周波数)において、端子902からフィルタ901qを見た出力インピーダンスZOUTqは、ZOPTに比べて高インピーダンスである事が望ましい。Load impedance Z INQ from the
図31は、合成回路462の他の構成例を示している。この合成回路462において、フィルタ9011〜901mは、トランス素子9031〜903mにより直列に合成されている。トランス素子9031〜903mは、出力端子409における負荷インピーダンスZLを、電力増幅器4011〜401mの最適負荷インピーダンスZOPTに変換する。FIG. 31 shows another configuration example of the
フィルタ9031〜903mを直列合成した場合、電力増幅器4011〜401mの間の電力回り込みを抑制するために、フィルタ901qの通過帯域以外の周波数(すなわち、周波数fLp以下及びfUp以上の周波数)において、端子902からフィルタ901qを見た出力インピーダンスZOUTqは、ZOPTに比べて低インピーダンスであることが望ましい。When the filters 903 1 to 903 m are combined in series, frequencies other than the pass band of the filter 901 q (that is, frequencies f Lp or less and f Up or more) are suppressed in order to suppress power wraparound between the
本実施の形態では、上記第3の実施の形態と同じく、任意のキャリア周波数に配置した複数のRF信号を、同時に増幅し出力することができる。 In the present embodiment, similarly to the third embodiment, a plurality of RF signals arranged at an arbitrary carrier frequency can be amplified and output simultaneously.
[第5の実施の形態]
本発明の第5の実施の形態を図32に示す。本実施の形態に係る送信機においては、図5に示した構成に加えて、新たに電源変調器1001,1002が設けられている。また、信号発生器403に代えて、信号発生器1403が設けられている。[Fifth Embodiment]
FIG. 32 shows a fifth embodiment of the present invention. In the transmitter according to the present embodiment,
電源変調器1001は、電力増幅器401のRF出力電力に合わせて、電力増幅器401の電源端子1005の電圧を増減させることで、電力増幅器401のRF出力電力が低くなった時の電力効率を改善する、ポーラ変調の動作を行なう。同様に、電源変調器1002は、電力増幅器402のRF出力電力に合わせて、電力増幅器402の電源端子1006の電圧を増減させることで、電力増幅器402のRF出力電力が低くなった時の電力効率を改善する、ポーラ変調の動作を行なう。
The
本実施の形態の動作モードの一つを図33に示す。この時、図8に示したように、RF信号425のキャリア周波数f1は遮断周波数fL2以下に、またRF信号426のキャリア周波数f2は遮断周波数fU1以上にそれぞれ設定される。本動作モードは、電源変調器1001,1002で、電力増幅器401,402の電源端子1005及び1006の電圧の制御(ポーラ変調)を行う機能が付加されている点を除き、上記第1の実施の形態で示した第1の動作モードと同様である。One of the operation modes of this embodiment is shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 8, the carrier frequency f 1 of the
本動作モードにおいて、信号発生器1403は、RF信号421のエンベロープ信号1421を端子1003へ出力する。エンベロープ信号1421は、電源変調器1001に入力される。電源変調器1001は、エンベロープ信号1421を増幅して得られるエンベロープ信号1423を電力増幅器401の電源端子1005に出力する。この結果、電力増幅器401の電源電圧は、エンベロープ信号1423によって変調を受ける。
In this operation mode, the
同様に、信号発生器1403は、RF信号422のエンベロープ信号1422を端子1004へ出力する。エンベロープ信号1422は、電源変調器1002に入力される。電源変調器1002は、エンベロープ信号1422を増幅して得られるエンベロープ信号1424を電力増幅器402の電源端子1006に出力する。この結果、電力増幅器402の電源電圧は、エンベロープ信号1424によって変調を受ける。
Similarly, the
上記の動作により、電力増幅器401,402は、ポーラ変調によって低出力時においても電力効率の低下を抑制しつつ、且つキャリア周波数f1のRF信号425とキャリア周波数f2のRF信号426を同時に出力することができる。The above operation, the
本実施の形態の動作モードの他の一つを図34に示す。この時、図10に示したように、RF信号435のキャリア周波数f1と、RF信号436のキャリア周波数f2は、それぞれ遮断周波数fL2からfU1の範囲に設定される。本動作モードは、電源変調器1001,1002で、電力増幅器401,402の電源端子1005,1006の電圧の制御(ポーラ変調)を行う機能が付加されている点を除き、上記第1の実施の形態で示した第2の動作モードと同様である。Another operation mode of the present embodiment is shown in FIG. At this time, as shown in FIG. 10, the carrier frequency f 1 of the
本動作モードにおいて、信号発生器1403は、RF信号431a,432aを含む端子405から出力されるRF信号のエンベロープ信号1431aを、端子1003へ出力する。エンベロープ信号1431aは、電源変調器1001に入力される。電源変調器1001は、エンベロープ信号1431aを増幅して得られるエンベロープ信号1432aを、電力増幅器401の電源端子1005に出力する。この結果、電力増幅器401の電源電圧は、エンベロープ信号1432aによって変調を受ける。
In this operation mode, the
同様に、信号発生器1403は、RF信号431b及び432bを含む端子406から出力されるRF信号のエンベロープ信号1431bを、端子1004へ出力する。エンベロープ信号1431bは、電源変調器1002に入力される。電源変調器1002は、エンベロープ信号1431bを増幅して得られるエンベロープ信号1432bを、電力増幅器402の電源端子1006に出力する。この結果、電力増幅器402の電源電圧は、エンベロープ信号1432bによって変調を受ける。
Similarly, the
上記の動作により、電力増幅器401,402は、ポーラ変調によって低出力時においても電力効率の低下を抑制しつつ、かつキャリア周波数f1のRF信号425とキャリア周波数f2のRF信号426を同時に出力する事ができる。The above operation, the
RF信号425,426の変調帯域幅がfBW程度であるとする。fBWの値は、通信規格によるが、通常は数kHzから数十MHzの範囲となる。また、キャリア周波数f2及びf1の差分、すなわちΔf=f2−f1をΔfとする。Δfの値は、通信規格によるが、通常は数MHzから数GHzの範囲となる。一般に、fBWに比べΔfの方が大きい。It is assumed that the modulation bandwidth of the RF signals 425 and 426 is about f BW . The value of f BW depends on the communication standard, but is usually in the range of several kHz to several tens of MHz. Further, the difference between the carrier frequencies f 2 and f 1 , that is, Δf = f 2 −f 1 is set as Δf. The value of Δf depends on the communication standard, but is usually in the range of several MHz to several GHz. In general, Δf is larger than f BW .
図33に示した動作モードの場合、各電力増幅器で一つのキャリア周波数のRF信号、すなわち電力増幅器401でRF信号423、電力増幅器402でRF信号424をそれぞれ増幅する。したがって、電源変調器1001から出力するエンベロープ信号1423の帯域幅は、RF信号423の変調帯域幅であるfBW程度となる。同様に、電源変調器1002から出力するエンベロープ信号1424の帯域幅は、RF信号423の変調帯域幅であるfBW程度となる。In the operation mode shown in FIG. 33, each power amplifier amplifies the RF signal of one carrier frequency, that is, the
一方、図34に示した動作モードの場合、各電力増幅器で二つのキャリア周波数のRF信号、すなわち電力増幅器401でRF信号433a及び434a、電力増幅器402でRF信号433b,434bをそれぞれ増幅する。RF信号433a,434aを含む信号は、キャリア周波数(中心周波数)が(f1+f2)/2であると見なせる。また、キャリア周波数から−Δf/2離れた周波数にRF信号433aが配置され、キャリア周波数からΔf/2離れた周波数にRF信号434aが配置されており、エンベロープ帯域はRF信号433aとRF信号434aの離調周波数であるΔfと見なせる。従って、電源変調器1001から出力するエンベロープ信号1432aの帯域幅は、Δfの程度となる。同様に、電源変調器1002から出力するエンベロープ信号1432bの帯域幅は、Δfの程度となる。On the other hand, in the operation mode shown in FIG. 34, RF signals of two carrier frequencies are amplified by each power amplifier, that is,
一般に電源変調器(1001,1002)は、出力するエンベロープ信号(1423,1424,1432a,1432b)の帯域幅が広くなるほど、電力損失や信号誤差が増大して実現が困難になる。 In general, the power supply modulators (1001, 1002) become difficult to realize as the bandwidth of the output envelope signals (1433, 1424, 1432a, 1432b) increases, resulting in increased power loss and signal error.
そこで、図34に示した動作モードでは、二つのRF信号のキャリア周波数f1及びf2を近接させ、電源変調器1001,1002から出力されるエンベロープ信号1432a,1432bの帯域幅Δfが、電源変調器1001,1002の動作周波数の上限以下に収まるように設定することが望ましい。Therefore, in the operation mode shown in FIG. 34, the carrier frequencies f 1 and f 2 of the two RF signals are brought close to each other, and the bandwidth Δf of the envelope signals 1432a and 1432b output from the
f1とf2が離れ、Δfが電源変調器1001,1002の動作周波数の上限以下に収まらない場合は、図33に示した動作モードに移行する事が望ましい。何故なら、図33に示した動作モードでは、電源変調器1001,1002から出力されるエンベロープ信号1423,1424の信号帯域幅はfBWとなり、Δfと無関係になるからである。When f 1 and f 2 are separated and Δf does not fall below the upper limit of the operating frequency of
図35は、信号発生器1403の構成例を示している。この信号発生器1403においては、図11に示した信号発生器403の構成に加えて、振幅検出器1501,1502、遅延調整器1503,1504、端子1003,1004が新たに設けられている。他の回路ブロックについては、図11に示した信号発生器403と共通である。
FIG. 35 shows a configuration example of the
図33に示した動作モードでは、振幅検出器1501がRF信号421のエンベロープ信号1421を検出して端子1003へ出力し、振幅検出器1502がRF信号422のエンベロープ信号1422を検出して端子1004へ出力する。遅延調整器1503及び振幅・位相調整器533は、エンベロープ信号1421とRF信号421の同期状態(遅延時間)を調整する。また、遅延調整器1504と振幅・位相調整器534は、エンベロープ信号1422とRF信号422の同期状態(遅延時間)を調整する。RF信号とエンベロープ信号の同期状態(遅延時間)の調整は、電力増幅器401,402から出力されるRF信号の信号歪を抑制するために必要である。
In the operation mode shown in FIG. 33, the
一方、図34に示した動作モードでは、図36に示すように、振幅検出器1501が、RF信号431a,432aを含むRF信号のエンベロープ信号1431aを検出して端子1003へ出力し、振幅検出器1502が、RF信号431b,432bを含むRF信号のエンベロープ信号1431bを検出して端子1004へ出力する。遅延調整器1503及び振幅・位相調整器533は、エンベロープ信号1431aとRF信号431a,432aの同期状態(遅延時間)を調整する。また、遅延調整器1504と振幅・位相調整器534は、エンベロープ信号1431bとRF信号431b,432bの同期状態(遅延時間)を調整する。
On the other hand, in the operation mode shown in FIG. 34, as shown in FIG. 36, the
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更及び調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the aforementioned patent documents and the like are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。 A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.
(付記1)
複数の周波数帯域の送信信号を発生させる信号発生器と、
前記送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力側に接続された合成回路とを備え、
前記合成回路は、前記電力増幅器の内の一つである第1の電力増幅器から当該合成回路の出力端子への前記送信信号の伝達を、第1の遮断周波数以上において遮断し、且つ前記電力増幅器の内の他の一つである第2の電力増幅器から前記出力端子への前記送信信号の伝達を、第2の遮断周波数以下において遮断し、
前記第1の遮断周波数は、前記第2の遮断周波数よりも高い周波数である送信機。(Appendix 1)
A signal generator for generating transmission signals in a plurality of frequency bands;
A plurality of power amplifiers for amplifying the transmission signal;
A synthesis circuit connected to the output side of the power amplifier,
The combining circuit cuts off transmission of the transmission signal from a first power amplifier that is one of the power amplifiers to an output terminal of the combining circuit at a first cut-off frequency or more, and the power amplifier The transmission of the transmission signal from the second power amplifier, which is another one of the above, to the output terminal is cut off at a second cut-off frequency or lower,
The transmitter, wherein the first cutoff frequency is higher than the second cutoff frequency.
(付記2)
付記1において、
前記送信信号の内の少なくとも一つは、前記第1の遮断周波数以下且つ前記第2の遮断周波数以上の周波数に設定され、前記第1及び第2の電力増幅器の両者で同時に増幅される送信機。(Appendix 2)
In
A transmitter in which at least one of the transmission signals is set to a frequency equal to or lower than the first cutoff frequency and equal to or higher than the second cutoff frequency, and is simultaneously amplified by both the first and second power amplifiers. .
(付記3)
付記1または2において、
前記信号発生器の出力端子の内の一つである第1の出力端子は、前記第1の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記信号発生器の出力端子の内の他の一つである第2の出力端子は、前記第2の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記第1及び第2の出力端子から、前記第1の遮断周波数以下且つ前記第2の遮断周波数以上の周波数に設定された信号が同時に出力される送信機。(Appendix 3)
In
A first output terminal that is one of the output terminals of the signal generator is connected to an input terminal of the first power amplifier;
A second output terminal, which is another one of the output terminals of the signal generator, is connected to an input terminal of the second power amplifier;
A transmitter in which signals set to a frequency equal to or lower than the first cutoff frequency and equal to or higher than the second cutoff frequency are simultaneously output from the first and second output terminals.
(付記4)
付記1において、
前記第1の電力増幅器が増幅する前記送信信号の内の少なくとも一つは、前記第2の遮断周波数よりも低い周波数に設定され、
前記第2の電力増幅器が増幅する前記送信信号の内の少なくとも一つは、前記第1の遮断周波数よりも高い周波数に設定される送信機。(Appendix 4)
In
At least one of the transmission signals amplified by the first power amplifier is set to a frequency lower than the second cutoff frequency,
A transmitter in which at least one of the transmission signals amplified by the second power amplifier is set to a frequency higher than the first cutoff frequency.
(付記5)
付記1、2、または4において、
前記信号発生器の出力端子の内の一つである第1の出力端子は、前記第1の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記第1の出力端子から出力される信号の内の少なくとも一つの周波数は、前記第2の遮断周波数よりも低い周波数に設定され、
前記信号発生器の出力端子の内の他の一つである第2の出力端子は、前記第2の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記第2の出力端子から出力される信号の内の少なくとも一つの周波数は、前記第1の遮断周波数よりも高い周波数に設定される送信機。(Appendix 5)
In
A first output terminal that is one of the output terminals of the signal generator is connected to an input terminal of the first power amplifier;
At least one of the signals output from the first output terminal is set to a frequency lower than the second cutoff frequency,
A second output terminal, which is another one of the output terminals of the signal generator, is connected to an input terminal of the second power amplifier;
A transmitter in which at least one frequency of signals output from the second output terminal is set to a frequency higher than the first cutoff frequency.
(付記6)
付記3または5において、
前記信号発生器は、
ベースバンド信号を発生させる複数のベースバンド信号発生器と、
互いに異なる周波数の局部発振信号を発生させる複数の局部発振信号発生器と、
前記複数のベースバンド信号発生器にそれぞれ接続され、前記ベースバンド信号の振幅及び位相を調整する複数のベースバンド信号振幅位相調整器と、
前記複数のベースバンド信号振幅位相調整器及び前記複数の局部発振信号発生器にそれぞれ接続され、前記振幅及び位相が調整されたベースバンド信号と、前記局部発振信号とをミキシングして、RF(Radio Frequency)信号を出力する複数のミキサと、
前記RF信号を合成する加算器と、
前記合成されたRF信号の振幅及び位相を調整し、前記送信信号として前記信号発生器の出力端子へ出力する複数のRF信号振幅位相調整器と、
前記複数のミキサと前記加算器との間で、前記RF信号を伝搬する状態と、前記RF信号を遮断する状態とを切り替える複数のスイッチとを備える送信機。(Appendix 6)
In
The signal generator is
A plurality of baseband signal generators for generating baseband signals;
A plurality of local oscillation signal generators for generating local oscillation signals of different frequencies;
A plurality of baseband signal amplitude phase adjusters connected to the plurality of baseband signal generators respectively for adjusting the amplitude and phase of the baseband signal;
The baseband signal is connected to the plurality of baseband signal amplitude phase adjusters and the plurality of local oscillation signal generators, respectively, and the baseband signal adjusted in amplitude and phase and the local oscillation signal are mixed together to produce RF (Radio). (Frequency) signal, a plurality of mixers,
An adder for combining the RF signals;
A plurality of RF signal amplitude and phase adjusters that adjust the amplitude and phase of the synthesized RF signal and output the signal as an output terminal of the signal generator;
A transmitter comprising a plurality of switches for switching between a state of propagating the RF signal and a state of blocking the RF signal between the plurality of mixers and the adder.
(付記7)
付記1〜6のいずれか1項において、
前記合成回路は、複数のフィルタと、整合回路とを備え、
前記第1の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の一つである第1のフィルタに接続され、
前記第2の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の他の一つである第2のフィルタに接続され、
前記第1のフィルタは、前記第1の遮断周波数以上の高周波を遮断し、
前記第2のフィルタは、前記第2の遮断周波数以下の低周波を遮断し、
前記第1及び第2のフィルタの出力端子は、前記整合回路を介して前記合成回路の出力端子に接続される送信機。(Appendix 7)
In any one of appendices 1-6,
The synthesis circuit includes a plurality of filters and a matching circuit,
The output terminal of the first power amplifier is connected to a first filter that is one of the filters,
An output terminal of the second power amplifier is connected to a second filter which is another one of the filters;
The first filter cuts off a high frequency equal to or higher than the first cut-off frequency;
The second filter cuts off a low frequency equal to or lower than the second cut-off frequency;
A transmitter in which output terminals of the first and second filters are connected to an output terminal of the synthesis circuit via the matching circuit.
(付記8)
付記7において、
前記整合回路は、トランス素子を備える送信機。(Appendix 8)
In Appendix 7,
The matching circuit is a transmitter including a transformer element.
(付記9)
付記1〜6のいずれか1項において、
前記合成回路は、複数のフィルタと、複数のトランス素子とを備え、
前記第1の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の一つである第1のフィルタに接続され、
前記第2の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の他の一つである第2のフィルタに接続され、
前記第1のフィルタは、前記第1の遮断周波数以上の高周波を遮断し、
前記第2のフィルタは、前記第2の遮断周波数以下の低周波を遮断し、
前記第1のフィルタの出力端子は、前記トランス素子の内の一つである第1のトランス素子の1次側と接続され、
前記第2のフィルタの出力端子は、前記トランス素子の内の他の一つである第2のトランス素子の1次側と接続され、
前記第1及び第2のトランス素子の2次側は、前記合成回路の出力端子に直列に接続される送信機。(Appendix 9)
In any one of appendices 1-6,
The synthesis circuit includes a plurality of filters and a plurality of transformer elements,
The output terminal of the first power amplifier is connected to a first filter that is one of the filters,
An output terminal of the second power amplifier is connected to a second filter which is another one of the filters;
The first filter cuts off a high frequency equal to or higher than the first cut-off frequency;
The second filter cuts off a low frequency equal to or lower than the second cut-off frequency;
The output terminal of the first filter is connected to the primary side of the first transformer element, which is one of the transformer elements,
An output terminal of the second filter is connected to a primary side of a second transformer element which is another one of the transformer elements;
The secondary side of the first and second transformer elements is a transmitter connected in series to the output terminal of the synthesis circuit.
(付記10)
付記1〜9のいずれか1項において、
前記第1の電力増幅器に入力される前記送信信号の第1のエンベロープ信号に基づいて、前記第1の電力増幅器に印加する電源電圧を変調する第1の電源変調器と、
前記第2の電力増幅器に入力される前記送信信号の第2のエンベロープ信号に基づいて、前記第2の電力増幅器に印加する電源電圧を変調する第2の電源変調器とをさらに備える送信機。(Appendix 10)
In any one of appendices 1-9,
A first power supply modulator that modulates a power supply voltage to be applied to the first power amplifier based on a first envelope signal of the transmission signal input to the first power amplifier;
A transmitter further comprising: a second power supply modulator that modulates a power supply voltage applied to the second power amplifier based on a second envelope signal of the transmission signal input to the second power amplifier.
(付記11)
付記10において、
前記信号発生器は、前記第1及び第2のエンベロープ信号を、前記第1及び第2の電源変調器へそれぞれ出力する送信機。(Appendix 11)
In
The signal generator outputs the first and second envelope signals to the first and second power supply modulators, respectively.
以上、実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
この出願は、2011年8月23日に出願された日本出願特願2011−181855を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2011-181855 for which it applied on August 23, 2011, and takes in those the indications of all here.
Claims (9)
前記送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力側に接続された合成回路とを備え、
前記合成回路は、前記電力増幅器の内の一つである第1の電力増幅器から当該合成回路の出力端子への前記送信信号の伝達を、第1の遮断周波数以上において遮断し、且つ前記電力増幅器の内の他の一つである第2の電力増幅器から前記出力端子への前記送信信号の伝達を、第2の遮断周波数以下において遮断し、
前記第1の遮断周波数は、前記第2の遮断周波数よりも高い周波数であり、
前記信号発生器の出力端子の内の一つである第1の出力端子は、前記第1の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記信号発生器の出力端子の内の他の一つである第2の出力端子は、前記第2の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記信号発生器から出力される信号の内、前記第1の遮断周波数以上の周波数を持つ信号は、前記信号発生器の前記第2の出力端子を経由して前記第2の電力増幅器のみで増幅され、
前記信号発生器から出力される信号の内、前記第2の遮断周波数以下の周波数を持つ信号は、前記信号発生器の前記第1の出力端子を経由して前記第1の電力増幅器のみで増幅され、
前記信号発生器から出力される信号の内、前記第1の遮断周波数以下且つ前記第2の遮断周波数以上の周波数を持つ信号は、前記信号発生器の前記第1及び第2の出力端子を経由して前記第1および第2の電力増幅器の両者で同時に増幅される送信機。 A signal generator for generating transmission signals in a plurality of frequency bands;
A plurality of power amplifiers for amplifying the transmission signal;
A synthesis circuit connected to the output side of the power amplifier,
The combining circuit cuts off transmission of the transmission signal from a first power amplifier that is one of the power amplifiers to an output terminal of the combining circuit at a first cut-off frequency or more, and the power amplifier The transmission of the transmission signal from the second power amplifier, which is another one of the above, to the output terminal is cut off at a second cut-off frequency or lower,
Wherein the first cutoff frequency, Ri higher frequencies der than the second cut-off frequency,
A first output terminal that is one of the output terminals of the signal generator is connected to an input terminal of the first power amplifier;
A second output terminal, which is another one of the output terminals of the signal generator, is connected to an input terminal of the second power amplifier;
Of the signals output from the signal generator, a signal having a frequency equal to or higher than the first cutoff frequency is amplified only by the second power amplifier via the second output terminal of the signal generator. And
Of the signals output from the signal generator, a signal having a frequency equal to or lower than the second cutoff frequency is amplified only by the first power amplifier via the first output terminal of the signal generator. And
Of the signals output from the signal generator, a signal having a frequency equal to or lower than the first cutoff frequency and equal to or higher than the second cutoff frequency passes through the first and second output terminals of the signal generator. A transmitter that is simultaneously amplified by both the first and second power amplifiers .
前記送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力側に接続された合成回路とを備え、
前記合成回路は、前記電力増幅器の内の一つである第1の電力増幅器から当該合成回路の出力端子への前記送信信号の伝達を、第1の遮断周波数以上において遮断し、且つ前記電力増幅器の内の他の一つである第2の電力増幅器から前記出力端子への前記送信信号の伝達を、第2の遮断周波数以下において遮断し、
前記第1の遮断周波数は、前記第2の遮断周波数よりも高い周波数であり、
前記信号発生器の出力端子の内の一つである第1の出力端子は、前記第1の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記信号発生器の出力端子の内の他の一つである第2の出力端子は、前記第2の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記第1及び第2の出力端子から、前記第1の遮断周波数以下且つ前記第2の遮断周波数以上の周波数に設定された信号が同時に出力され、
前記信号発生器は、
ベースバンド信号を発生させる複数のベースバンド信号発生器と、
互いに異なる周波数の局部発振信号を発生させる複数の局部発振信号発生器と、
前記複数のベースバンド信号発生器にそれぞれ接続され、前記ベースバンド信号の振幅及び位相を調整する複数のベースバンド信号振幅位相調整器と、
前記複数のベースバンド信号振幅位相調整器及び前記複数の局部発振信号発生器にそれぞれ接続され、前記振幅及び位相が調整されたベースバンド信号と、前記局部発振信号とをミキシングして、RF(Radio Frequency)信号を出力する複数のミキサと、
前記RF信号を合成する加算器と、
前記合成されたRF信号の振幅及び位相を調整し、前記送信信号として前記信号発生器の出力端子へ出力する複数のRF信号振幅位相調整器と、
前記複数のミキサと前記加算器との間で、前記RF信号を伝搬する状態と、前記RF信号を遮断する状態とを切り替える複数のスイッチとを備える送信機。 A signal generator for generating transmission signals in a plurality of frequency bands;
A plurality of power amplifiers for amplifying the transmission signal;
A synthesis circuit connected to the output side of the power amplifier,
The combining circuit cuts off transmission of the transmission signal from a first power amplifier that is one of the power amplifiers to an output terminal of the combining circuit at a first cut-off frequency or more, and the power amplifier The transmission of the transmission signal from the second power amplifier, which is another one of the above, to the output terminal is cut off at a second cut-off frequency or lower,
The first cutoff frequency is a frequency higher than the second cutoff frequency;
A first output terminal that is one of the output terminals of the signal generator is connected to an input terminal of the first power amplifier;
A second output terminal, which is another one of the output terminals of the signal generator, is connected to an input terminal of the second power amplifier;
From the first and second output terminals, signals set at a frequency equal to or lower than the first cutoff frequency and equal to or higher than the second cutoff frequency are output simultaneously.
The signal generator is
A plurality of baseband signal generators for generating baseband signals;
A plurality of local oscillation signal generators for generating local oscillation signals of different frequencies;
A plurality of baseband signal amplitude phase adjusters connected to the plurality of baseband signal generators respectively for adjusting the amplitude and phase of the baseband signal;
The baseband signal is connected to the plurality of baseband signal amplitude phase adjusters and the plurality of local oscillation signal generators, respectively, and the baseband signal adjusted in amplitude and phase and the local oscillation signal are mixed together to produce RF (Radio). (Frequency) signal, a plurality of mixers,
An adder for combining the RF signals;
A plurality of RF signal amplitude and phase adjusters that adjust the amplitude and phase of the synthesized RF signal and output the signal as an output terminal of the signal generator;
A transmitter comprising a plurality of switches for switching between a state of propagating the RF signal and a state of blocking the RF signal between the plurality of mixers and the adder.
前記送信信号を増幅する複数の電力増幅器と、
前記電力増幅器の出力側に接続された合成回路とを備え、
前記合成回路は、前記電力増幅器の内の一つである第1の電力増幅器から当該合成回路の出力端子への前記送信信号の伝達を、第1の遮断周波数以上において遮断し、且つ前記電力増幅器の内の他の一つである第2の電力増幅器から前記出力端子への前記送信信号の伝達を、第2の遮断周波数以下において遮断し、
前記第1の遮断周波数は、前記第2の遮断周波数よりも高い周波数であり、
前記信号発生器の出力端子の内の一つである第1の出力端子は、前記第1の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記第1の出力端子から出力される信号の内の少なくとも一つの周波数は、前記第2の遮断周波数よりも低い周波数に設定され、
前記信号発生器の出力端子の内の他の一つである第2の出力端子は、前記第2の電力増幅器の入力端子に接続され、
前記第2の出力端子から出力される信号の内の少なくとも一つの周波数は、前記第1の遮断周波数よりも高い周波数に設定され、
前記信号発生器は、
ベースバンド信号を発生させる複数のベースバンド信号発生器と、
互いに異なる周波数の局部発振信号を発生させる複数の局部発振信号発生器と、
前記複数のベースバンド信号発生器にそれぞれ接続され、前記ベースバンド信号の振幅及び位相を調整する複数のベースバンド信号振幅位相調整器と、
前記複数のベースバンド信号振幅位相調整器及び前記複数の局部発振信号発生器にそれぞれ接続され、前記振幅及び位相が調整されたベースバンド信号と、前記局部発振信号とをミキシングして、RF(Radio Frequency)信号を出力する複数のミキサと、
前記RF信号を合成する加算器と、
前記合成されたRF信号の振幅及び位相を調整し、前記送信信号として前記信号発生器の出力端子へ出力する複数のRF信号振幅位相調整器と、
前記複数のミキサと前記加算器との間で、前記RF信号を伝搬する状態と、前記RF信号を遮断する状態とを切り替える複数のスイッチとを備える送信機。 A signal generator for generating transmission signals in a plurality of frequency bands;
A plurality of power amplifiers for amplifying the transmission signal;
A synthesis circuit connected to the output side of the power amplifier,
The combining circuit cuts off transmission of the transmission signal from a first power amplifier that is one of the power amplifiers to an output terminal of the combining circuit at a first cut-off frequency or more, and the power amplifier The transmission of the transmission signal from the second power amplifier, which is another one of the above, to the output terminal is cut off at a second cut-off frequency or lower,
The first cutoff frequency is a frequency higher than the second cutoff frequency;
A first output terminal that is one of the output terminals of the signal generator is connected to an input terminal of the first power amplifier;
At least one of the signals output from the first output terminal is set to a frequency lower than the second cutoff frequency,
A second output terminal, which is another one of the output terminals of the signal generator, is connected to an input terminal of the second power amplifier;
At least one of the signals output from the second output terminal is set to a frequency higher than the first cutoff frequency,
The signal generator is
A plurality of baseband signal generators for generating baseband signals;
A plurality of local oscillation signal generators for generating local oscillation signals of different frequencies;
A plurality of baseband signal amplitude phase adjusters connected to the plurality of baseband signal generators respectively for adjusting the amplitude and phase of the baseband signal;
The baseband signal is connected to the plurality of baseband signal amplitude phase adjusters and the plurality of local oscillation signal generators, respectively, and the baseband signal adjusted in amplitude and phase and the local oscillation signal are mixed together to produce RF (Radio). (Frequency) signal, a plurality of mixers,
An adder for combining the RF signals;
A plurality of RF signal amplitude and phase adjusters that adjust the amplitude and phase of the synthesized RF signal and output the signal as an output terminal of the signal generator;
A transmitter comprising a plurality of switches for switching between a state of propagating the RF signal and a state of blocking the RF signal between the plurality of mixers and the adder.
前記送信信号の内の少なくとも一つは、前記第1の遮断周波数以下且つ前記第2の遮断波数以上の周波数に設定され、前記第1及び第2の電力増幅器の両者で同時に増幅される送信機。 The transmitter according to claim 2 or claim 3 ,
A transmitter in which at least one of the transmission signals is set to a frequency equal to or lower than the first cutoff frequency and equal to or higher than the second cutoff wave number and is simultaneously amplified by both the first and second power amplifiers. .
前記第1の電力増幅器が増幅する前記送信信号の内の少なくとも一つは、前記第2の遮断周波数よりも低い周波数に設定され、
前記第2の電力増幅器が増幅する前記送信信号の内の少なくとも一つは、前記第1の遮断周波数よりも高い周波数に設定される送信機。 The transmitter according to claim 3 , wherein
At least one of the transmission signals amplified by the first power amplifier is set to a frequency lower than the second cutoff frequency,
A transmitter in which at least one of the transmission signals amplified by the second power amplifier is set to a frequency higher than the first cutoff frequency.
前記合成回路は、複数のフィルタと、整合回路とを備え、
前記第1の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の一つである第1のフィルタに接続され、
前記第2の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の他の一つである第2のフィルタに接続され、
前記第1のフィルタは、前記第1の遮断周波数以上の高周波を遮断し、
前記第2のフィルタは、前記第2の遮断周波数以下の低周波を遮断し、
前記第1及び第2のフィルタの出力端子は、前記整合回路を介して前記合成回路の出力端子に接続される送信機。 In the transmitter of any one of Claims 1-5 ,
The synthesis circuit includes a plurality of filters and a matching circuit,
The output terminal of the first power amplifier is connected to a first filter that is one of the filters,
An output terminal of the second power amplifier is connected to a second filter which is another one of the filters;
The first filter cuts off a high frequency equal to or higher than the first cut-off frequency;
The second filter cuts off a low frequency equal to or lower than the second cut-off frequency;
A transmitter in which output terminals of the first and second filters are connected to an output terminal of the synthesis circuit via the matching circuit.
前記合成回路は、複数のフィルタと、複数のトランス素子とを備え、
前記第1の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の一つである第1のフィルタに接続され、
前記第2の電力増幅器の出力端子は、前記フィルタの内の他の一つである第2のフィルタに接続され、
前記第1のフィルタは、前記第1の遮断周波数以上の高周波を遮断し、
前記第2のフィルタは、前記第2の遮断周波数以下の低周波を遮断し、
前記第1のフィルタの出力端子は、前記トランス素子の内の一つである第1のトランス素子の1次側と接続され、
前記第2のフィルタの出力端子は、前記トランス素子の内の他の一つである第2のトランス素子の1次側と接続され、
前記第1及び第2のトランス素子の2次側は、前記合成回路の出力端子に直列に接続される送信機。 In the transmitter of any one of Claims 1-5 ,
The synthesis circuit includes a plurality of filters and a plurality of transformer elements,
The output terminal of the first power amplifier is connected to a first filter that is one of the filters,
An output terminal of the second power amplifier is connected to a second filter which is another one of the filters;
The first filter cuts off a high frequency equal to or higher than the first cut-off frequency;
The second filter cuts off a low frequency equal to or lower than the second cut-off frequency;
The output terminal of the first filter is connected to the primary side of the first transformer element, which is one of the transformer elements,
An output terminal of the second filter is connected to a primary side of a second transformer element which is another one of the transformer elements;
The secondary side of the first and second transformer elements is a transmitter connected in series to the output terminal of the synthesis circuit.
前記第1の電力増幅器に入力される前記送信信号の第1のエンベロープ信号に基づいて、前記第1の電力増幅器に印加する電源電圧を変調する第1の電源変調器と、
前記第2の電力増幅器に入力される前記送信信号の第2のエンベロープ信号に基づいて、前記第2の電力増幅器に印加する電源電圧を変調する第2の電源変調器とをさらに備える送信機。 The transmitter according to any one of claims 1 to 7 ,
A first power supply modulator that modulates a power supply voltage to be applied to the first power amplifier based on a first envelope signal of the transmission signal input to the first power amplifier;
A transmitter further comprising: a second power supply modulator that modulates a power supply voltage applied to the second power amplifier based on a second envelope signal of the transmission signal input to the second power amplifier.
前記信号発生器は、前記第1及び第2のエンベロープ信号を、前記第1及び第2の電源変調器へそれぞれ出力する送信機。 The transmitter of claim 8 , wherein
The signal generator outputs the first and second envelope signals to the first and second power supply modulators, respectively.
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