JPH03101316A - 無線周波増幅器における増幅度線形化方法およびそれに用いる結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば移動電話機のような無線電話機の無線
周波増幅器に関し、特に、無線周波増幅器の増幅度の線
形化に関するものである。

〔従来の技術〕

無線周波増幅器で構成したアンテナ増幅器を移動電話機
（例えば、携帯用電話機）のアンテナに前置して設置す
ることにより、アンテナの放射出力を増大させる手法が
知られている。この増幅器はアンテナへの供給電流を増
大させることにより放射出力を高めるが、放射出力は電
流の２乗に比例して増加する。それで、増幅器は、入電
力レベルに追従し、これを一定比率で増幅するように線
形性を有しなければならない。

従来の無線周波増幅器は増幅器動作電圧調整用の調整回
路と、伝送信号増幅用の前置増幅器及び電力増幅器回路
と、電力増幅器用電力調整回路とを備えている。

電力調整用回路は、電力増幅器の電力レベルを供給電圧
を調整することによって制御する演算増幅器を有してい
る。この演算増幅器はそれ自身が別の制御回路によって
制御されている。この制御回路は制御線及びコネクタが
配設されたＩＣ回路からなるものであり、これらの制御
線及びコネクタを通して外部制御線がこのＩＣ回路につ
ながれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようにコネクタと制御線を使用して出力制御を行な
うようにした従来装置は、次のような欠点を有している
。すなわち、ケーブル布線及びコネクタは漂遊放射電磁
波を容易に引き起こし、外乱を増大させる。構成要素を
付加したり、コネクタが必要とされる場合、それらは余
分な場所を取り、その上にエラー発生率を高める。制御
線を有しない既存の携帯用電話機にアンテナ増幅器を結
合させることが望まれてきたものの、別の要素を付加的
に設けることはこれまで困難であった。

したがって、本発明の目的は、前述の欠点を除去した無
線周波増幅器における増幅度の線形化の方法及びその装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による無線周波増幅器の増幅度線形化方法は無線
電話機、例えば移動電話機、の無線周波増幅器の増幅度
線形化方法であり、相互に対向して結合された２つの二
重フィルタ（ＤＱ３ＡＳＤＱ３Ｂ）によって形成された
ループの送信信号が進行する側にアンテナに前置して無
線周波増幅器（Ｂ）を結合し、アンテナケーブルのみを
使用して移動電話機の送信電力により無線周波増幅器の
出力を直接制御する方法である。

また、本発明による無線周波増幅器の増幅度線形化用の
回路は、相互に対向して結合された２つの二重フィルタ
（ＤＱ３Ａ、ＤＱ３Ｂ）によって形成されたループの、
送信信号が進行する側にアンテナに前置して、電力増幅
器（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）と、バイアス電圧切り換え用ス
イッチング回路と、増幅器電力利得制御回路と、電圧調
整回路とを存する無線周波増幅器（Ｂ）を結合し、無線
周波増幅器（Ｂ）の入力側及び出力側に手段（Ｓｋ１、
５ｋ２）をそれぞれ結合すると共に、無線周波増幅器の
電力利得を制御する前記制御回路が前記手段からの情報
に基づいて、増幅度が線形でかつ一定となるように前記
無線周波増幅器（Ｂ）の電力増幅度を制御する構成とし
たものである。

〔実施例〕

第１図は、移動電話機のアンテナと無線周波結合冊との
間に無線周波増幅器（以下において、単にブースタと称
する）が位置した状態を示している。この結合器は、周
知のように入力信号を受信機に、また送信信号をアンテ
ナにそれぞれ振り分けるのに使用される。伝送信号はブ
ースタによって増幅されるが、入力信号は受信機に直接
加えられる。

第２図に図示するブースタのブロック図において、受信
信号はアンテナから二重フィルタＤＱ３Ｂに伝えられる
。このフィルタは二部構成式帯域フィルタであり、一方
の構成部ｆ２は受信信号側から見ると受信周波数におい
て高インピーダンスであり、これに対して他方の構成部
ｆ１はアンテナインピーダンスの大きさを存しているも
のとして見える。それで受信信号は、第２の二重フィル
タＤＱ３Ａへと進んで行く。このフィルタの各部分フィ
ルタのインピーダンスは、受信信号が周知のようにして
受信機に供給されるように構成されている。一方、信号
の送信の際には、これらの二重フィルタの各部分フィル
タのインピーダンスは、送信機から周知のように送出さ
れる伝送信号が二重フィルタＤＱ３Ａの構成部ｆ２、ブ
ースタユニットＢ１そして二重フィルタＤＱ３Ｂの構成
部ｆ２を通って、アンテナに達するように、それぞれ適
切に調整されている。なお、以上に説明した事柄は当業
者にとって本質的に周知であり、かつ自明のものである
。

第２図の構成例では、ブースタユニツ）Ｂは、３段に配
されたＡ級Ｂ級増幅器Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、電圧調整器
と、利得制御回路ＧＣと、増幅器Ｑ１、Ｑ２及びＱ３の
バイアス電圧を切り換えるためのスイッチング回路とを
備えている。

本発明においては、増幅器Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の出力は、
制御線によって外部から制御されない。

本発明における制御は、アンテナケーブルのみを使用し
て、携帯用電話機が制御する電力によって行なわれる。

詳述すれば、電力制御にアンテナケーブルを使用する本
発明のこの方法は、増幅器のチェーンの入力側及び出力
側に、適切に調整した方向性結合器Ｓｋｉ及びＳｋ２を
それぞれ配設することによって実施される。この際、利
得制御は、これらの方向性結合器から得た電圧情報に基
づき、子連するようにして行なう。方向性結合器は２本
のケーブルで構成した結合器であり、一方のケーブルを
通して伝播する電磁波が他方のケーブルに同一方向の電
磁波を誘導するようになっている。

方向性結合器を使用することにより、ブースタの線形応
答が達成され、ブースタは入電力のレベル（例えば、移
動電話機の送信電力レベル）に追従してこれを一定比率
で増幅する。この方向性結合器としては、任意の適切な
技術で製造された結合器、例えばストリップライン結合
器、マイクロストリップ結合器または同軸結合器を使用
することができる。

電圧調整器は、電源電圧＋ＶＣＢをフィルタにかけて所
要の定電圧＋ＶＢに調整するのに使用する。調整したこ
の電圧は、利得制御回路で必要とされ、増幅器Ｑ１、Ｑ
２及びＱ３のバイアス電圧を設定する上でも必要である
。

利得制御回路は次のように動作するすなわち、方向性結
合器Ｓｋｉ及びＳｋ２からそれぞれ受は取った電圧デー
タを比較して、増幅器Ｑ１、Ｑ２及びＱ３の増幅度を、
電力増幅の前後で電圧が同一となるようにして制御する
。換言すれば、方向性結合器Ｓｋｌに入力される送信信
号の電圧が、増幅器Ｑ１、Ｑ２及びＱ３によって増幅さ
れて方向性結合器Ｓｋ２から出力される信号電圧と同一
となるように制御する。

増幅器Ｑ１、Ｑ２及びＱ３のバイアス電圧は、バイアス
電圧切り換え用のスイッチング回路によって監視される
。すなわち、このスイッチング回路は、送信信号の有無
、及び利得制御回路が切り換えを行なって供給電圧を増
幅器に加えたか否かについて監視する。実際にこういっ
た動作が起これば、バイアス電圧が増幅器Ｑ１、Ｑ２及
びＱ３のベースにそれぞれ加えられ、この結果、増幅器
チェーンが動作状態となる。

以上、説明した本発明によるブースタの動作について、
第３図による実施例の回路図を主として参照して、以下
において更に詳述する。

送信時、信号は二重フィルタＤＱ３ＡのコネクタＴＸ　
　ＩＮから、方向性結合器Ｓｋｉを通してブースタに伝
えられる。更に、信号は増幅器チェーンＱ１、Ｑ２及び
Ｑ３によって増幅され、方向性結合器Ｓｋ２を通して二
重フィルタＤＱ３Ｂに伝えられた後、アンテナに達する
。送信信号によって透導され、方向性結合器Ｓｋｉから
取り出された電圧は、ダイオードＤ２で整流されて利得
制御回路の増幅器ＩＣ１／１０反転入力端子に加えられ
る。これに対応し、電力増幅した信号によって、方向性
結合器Ｓｋ２で誘導された電圧は、前記増幅器の非反転
入力端子に加わる。この増幅器が、トランジスタＱ７を
通して電力増幅器Ｑ１、Ｑ２及びＱ３への供給電圧をそ
れぞれ制御することにより、電力増幅器チェーンの前後
において信号電圧が等しくされる。送信信号が無い場合
、すなわちコネクタＴＸ　　ＩＮを通した電力伝送がな
ければ、利得制御回路はトランジスタＱ７をクローズし
、この結果、最初の２役の電力増幅器は供給電圧を受け
ないことになる。増幅器ＩＣ１／１の増幅度は、抵抗器
Ｒ２７の抵抗値を変えることによって調整することがで
きる。

電圧調整器はダイオードＤ８と、トランジスタＱ４、Ｑ
５及びＱ６とを備えてふり、その電圧出力はトランジス
タＱ７を通して、供給電圧として電力増幅器の最初の増
幅器段Ｑ１及びＱ２に加えられ。しかし、電力増幅器の
終段トランジスタＱ３へは、電源電圧＋ＶＣＢをフィル
タを通して得た供給電圧＋ＶＢが加えられる。

バイアス電圧切り換え用のスイッチング回路に含まれる
演算増幅器ＩＣ１／２は、送信信号の有無、すなわち誘
導信号が方向性結合器Ｓｋｉを通してその非反転入力端
子に加えられたか否か、及び供給電圧が最初の２役の電
力増幅器に加えられたか否か、すなわち利得制御回路で
生成した供給電圧がこの演算増幅器の反転入力端子にも
加えられたか否かについて監視する。反転及び非反転入
力端子の双方に電圧が加われば、トランジスタＱ８を通
してバイアス電圧が印加される。

以上、説明した事柄かられかるように、アンテナ回線か
らの送信信号電力のみで、電力増幅器を自動的に制御し
ており、このため電力制御を行なうためのコネクタ付き
の別個の制御線は不要である。

また増幅は線形で行なわれ、このため、例えば移動電話
機の電力レベルは一定比率で増幅される。

本発明によるブースタの実施に右いては、別個の制御及
び調整線を省けることから、これまでの装置に比して多
数の利点がある。即ち、移動電話機の構造を極めてコン
パクトにするように努力を払っているため、別個の制御
及び調整線の布線に必要とされる余分なケーブルやコネ
クタが占める所要空間を除去できるという利点がある。

本発明による装置はまた、ケーブル布線要求を低減して
いることから、漂遊放射電磁波及び種々の他の外乱問題
を抑制するものである。このことから、設置が極めて容
易となり、しかもコネクタと共に個別制御回線が不要な
ため、装置構造がコスト的に有利にもなる。

本発明によるブースタを使用することによって、移動電
話機の伝送電力が８ｄＢも増大したが、それも注目すべ
き点である。

以上、本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明
の趣旨の範囲内で、幅広い種類のブースタ回路を実施で
きることは明瞭である。

【図面の簡単な説明】

第１図は移動電話機にふける無線周波増幅器の配置位置
を概略的に示すブロック図、 第２図は本発明による増幅器をアンテナ回線に結合した
状態を示す無線周波増幅器のブロック図、そして 第３図は無線周波増幅器の一実施例を詳細に示す回路図
である。 Ｂ・・・ブースタユニット、 ＤＱ３ＡＳＤＱ３Ｂ・・・二重フィルタ、ＩＣ１／Ｌ、
ｒＣ１／２・・・演算増幅器、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３・・・
Ａ級Ｂ級増幅器、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ１、Ｑ８・・・
トランジスタ、 Ｓｋｉ、Ｓｋ２・・・方向性結合器、 ＡＮＴ・・・アンテナ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、相互に対向して結合された２つの二重フィルタ（Ｄ
   Ｑ３Ａ、ＤＱ３Ｂ）によって形成されたループの送信信
   号が進行する側にアンテナに前置して無線周波増幅器が
   （Ｂ）が結合された、無線電話機、例えば移動電話機、
   の無線周波増幅器の増幅度線形化方法であって、 前記移動電話機のアンテナケーブルのみを使用し、該電
   話機の送信電力により前記無線周波増幅器の出力を直接
   制御する、無線電話機の無線周波増幅器における増幅度
   線形化方法。 ２、相互に対向して結合された２つの二重フィルタ（Ｄ
   Ｑ３Ａ、ＤＱ３Ｂ）によって形成されたループの被伝送
   信号が進行する側にアンテナに前置して無線周波増幅器
   （Ｂ）が結合され、該無線周波増幅器は電力増幅器（Ｑ
   １、Ｑ２、Ｑ３）と、バイアス電圧切り換え用スイッチ
   ング回路と、増幅器電力利得制御回路と、電圧調整回路
   とを有する、無線電話機、例えば移動電話機、の無線周
   波増幅器の増幅度線形化に用いる結合装置であって、 前記無線周波増幅器（Ｂ）の入力側及び出力側に手段（
   Ｓｋ１、Ｓｋ２）をそれぞれ結合すると共に、前記無線
   周波増幅器の電力利得を制御する前記制御回路が前記手
   段からの情報に基づいて、増幅度が線形でかつ一定とな
   るようにして前記無線周波増幅器（Ｂ）の電力増幅度を
   制御する構成とした無線電話機の無線周波増幅器の増幅
   度線形化に用いる結合装置。 ３、前記無線周波増幅器の入力側及び出力側にそれぞれ
   結合した前記手段が方向性結合器（Ｓｋ１、Ｓｋ２）で
   ある請求項２記載の装置。 ４、前記無線周波増幅器（Ｂ）の出力が各前記方向性結
   合器（Ｓｋ１、Ｓｋ２）からの電圧が同レベルとなるよ
   うに制御される請求項２記載の装置。 ５、前記第１の方向性結合器（Ｓｋ１）に送信力が入力
   されない場合に、前記制御回路が前記無線周波増幅器の
   前記電力増幅器（Ｑ１、Ｑ２）への供給電圧を遮断する
   ように、前記ブースタ用利得制御回路を結合した請求項
   ２記載の装置。 ６、前記第１の方向性結合器（Ｓｋ１）に送信電力が入
   力され、かつ前記無線周波増幅器（Ｂ）の前記電力増幅
   器（Ｑ１、Ｑ２）に供給電圧が加えられた場合にのみ、
   前記バイアス電圧切り換え用スイッチング回路が前記電
   力増幅器（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）にバイアス電圧を加える
   請求項２記載の装置。