JPH07115381A - 携帯電話端末の送信電力制御回路 - Google Patents

携帯電話端末の送信電力制御回路

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JPH07115381A
JPH07115381A JP5260274A JP26027493A JPH07115381A JP H07115381 A JPH07115381 A JP H07115381A JP 5260274 A JP5260274 A JP 5260274A JP 26027493 A JP26027493 A JP 26027493A JP H07115381 A JPH07115381 A JP H07115381A
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JP
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control circuit
power
fet
amplifier
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JP5260274A
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Morihiko Minowa
守彦 箕輪
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 携帯電話端末の送信部の被変調信号をFET
で多段増幅する高出力増幅器の出力電力を所定値になる
様に制御する送信電力制御回路に関し、其の高出力増幅
器の出力電力を其の最大値より小さい所定値に制御する
時でも、其の電源電力の変換効率が劣化しない様なFE
T(トランジスタ)使用の高出力増幅器の送信電力制御
回路の実現を目的とする。 【構成】 携帯電話端末の送信部の被変調信号を素子F
ETで多段増幅する高出力増幅器(14)の出力電力を所定
値になる様に制御する送信電力制御回路において、該高
出力増幅器(14)の素子FETのドレイン電圧(Vd)を0v
としゲート電圧(Vg)を負方向に変えられる制御信号(C)
を生成する制御回路(1) を具え、該制御回路(1) の出力
の制御信号(C)に制御される高出力増幅器(14)の多段の
FETのうち必要とするFETが利得の無い減衰器とし
て動作し該高出力増幅器の出力電力を最大値から一定値
下った所定値とするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてディジタル移
動通信(携帯電話)の端末の送信部に使用されて、其の
電源消費電力の低減の為と送信出力を小さくし電波の到
達領域(ゾーン)を小さくして同じ無線周波数を他領域
でも繰返し使用し無線周波数の有効利用を図る観点か
ら、送信出力を其の最大値の例えば2Wから所定値O.8W
に下げるために例えば 0〜−24 dB 又は 0〜−20 dB の
制御範囲で4dBづつ減衰量を変化させる携帯電話端末の
送信電力制御回路の構成に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル自動車電話(又は携帯電話)
システムでは、移動端末の電源消費電力の低減が重要な
課題となっている。特に其の送信部の被変調の無線周波
信号RFを所定出力値に増幅する高出力増幅器の入出力の
直線性と電源電力変換の高効率の両立は困難である。ま
た、高出力増幅器の電源消費電力が、該移動端末の電源
消費電力の大部分を占めているので、高出力増幅器のRF
出力の電源電力からの変換効率の向上が、該端末の低消
費電力化に直接的に寄与する。従来から移動端末の高出
力増幅器には、電源電力の変換効率が高いGaAs(ガリゥ
ム砒素)FET(電界効果トランジスタ)を素子とする多
段構成の電力増幅器が使用されている。また、従来のF
ET使用の高出力増幅器の出力である送信出力の制御
を、各段は電源電力の変換効率の良い非線形動作のまま
として行うことにより、其の電源消費電力の低減を行っ
て来た。図9に従来のディジタル携帯無線機の送信部の
送信電力制御回路の構成を示す。この図9の構成では、
其の送信部の高出力増幅器14の出力の送信電力制御を、
其の前段の可変電力手段13を送信電力制御回路12で生成
した制御信号c により制御し該可変電力手段13と高出力
増幅器14の全体利得を変化させる事で、行っている。一
方、高出力増幅器14は、一般に其の送信出力が最大出力
の時に電源電力変換効率が最大となる様に、各段のFE
Tが設計されている。また、高出力増幅器14は全体とし
て被変調信号の電力増幅器であるので其の出力電力/入
力電力の利得の線形性を確保する為に、各FETのドレ
インD からソースS へアイドル電流を流している。その
故に、其の送信電力制御の時に電源電力変換の効率の劣
化を生じていた。そして其のアイドル電流は、特に高出
力増幅器14の最終段FET3において大きい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って上記の従来のデ
ィジタル携帯無線機(端末) の送信電力制御回路では、
可変電力手段13で高出力増幅器14の出力の送信電力の制
御を行うだけであり,高出力増幅器14の出力電力を最大
値より小さくした時の電源電力変換効率の劣化が考慮さ
れていないと云う問題が有った。本発明の目的は、高出
力増幅器14の出力電力を最大値より小さい値に設定しよ
うと制御する時でも、其の電源電力変換効率が劣化しな
い様なFET(トランジスタ)使用の高出力増幅器14の
送信電力制御回路を実現することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的達成のための本
発明の携帯電話端末の送信電力制御回路の基本構成は、
一般にGaAsFETを増幅素子として使用する電力増幅器
では、其のドレインDの直流印加電圧Vdが0v の時に其
の出力電力/入力電力の利得が、図2の特性説明図に示
す如く、負性となり該電力増幅器が減衰器として動作す
る。そして其の減衰量は、各FETのゲートG の直流バ
イアス電圧Vgを、図3の特性説明図の如く、Vg=0v,
−1v,−2v,−3v と負方向に変化させると、順次大き
な減衰値に変化する事に着目して、本発明の基本構成の
請求項1を表す図1の原理図を参照し、素子FETを多
段に使用する高出力増幅器14の最終段のFET3(減衰
量として必要ならば通常は高利得増幅の其の前段FET
2)のドレインD の直流印加電圧Vdを0v とし、其のゲ
ートG の直流バイアス電圧Vgを0vから負方向に順次大
きくなる様に変化させる事の可能な制御信号C を生成す
る「ドレイン電圧,ゲート電圧の制御回路」(1) を設
け、其の生成した制御信号C により高出力増幅器14の必
要とするFETを減衰器として動作させるように構成す
る。
【0005】
【作用】本発明の基本構成の請求項1では、図1の原理
図の「ドレイン電圧, ゲート電圧の制御回路」(1) の生
成出力の制御信号C が、図2のFETの入出力特性を参
照し、高出力増幅器14の最終段のFET3(必要ならば
其の前段FET2)のドレインD の直流印加電圧 Vd
を、例えばVd=6v からVd=0v へ順次下げると、該高
出力増幅器14の出力電力/入力電力の利得と出力電力の
飽和点とが下がる。しかし、Vd=0v として該当のFE
Tを増幅動作の完全なOFF 状態とする事により、該当F
ETが、増幅利得は無いが入出力特性の線形性の良い状
態となる。従って、該FETのドレインD の直流制御電
圧 Vd を完全にVd=0v とする事により、該当FETは
利得の無い減衰器として動作する。その上、ドレインD
からソースS へドレイン電流が流れないので、RF信号の
電力増幅器として電源電力変換効率が改善される。ま
た、図3のFETの入出力特性を参照し、同じ「ドレイ
ン電圧, ゲート電圧の制御回路」(1) の出力の制御信号
C により、該当FETは、其のドレイン電圧Vdが0v の
時に, ゲート電圧Vgを負方向に変化させる事により、其
の利得(減衰) が変化するので、該当FETは利得の無
い一定減衰量の減衰器として使用可能となる。
【0006】
【実施例】図4は本発明の請求項1に対応する第1の実
施例の構成を示す。この第1の実施例の構成は、従来の
構成(図9の構成)に加えて、「ドレイン電圧, ゲート
電圧の制御回路」(1) を有し、其の出力の制御信号C に
より, FET1〜FET3の3段構成の高出力増幅器14
の出力の送信電力を其の最大値( 0 dB) から所定値(−
A dB) に下げる送信電力制御を行う時に、各FETのド
レイン電圧 Vdとゲート電圧 Vgとを制御する。この制御
の時の、各回路(変調器11、可変電力手段13の電力制御
器、FET1、FET2、FET3)のレベルダイヤグ
ラムを、図6に示す。この図6では、電源電力変換効率
が最も問題となる最終段のFET3のみ其のドレイン電
圧Vdを0v として減衰器として動作させ、其の前段FE
T1、FET2のドレイン電圧 Vdを通常の増幅器とし
ての電圧とし動作させているので、高出力増幅器14全体
の電源電力変換効率が良い。図5は本発明の請求項2に
対応する第2の実施例の構成を示す。この第2の実施例
は、バイポーラ・トランジスタがFETと同様な特性を
もつことに注目し、前述の図4の第1の実施例の高出力
増幅器14のFET1〜FET3の3段構成を、図5に示
す如く、バイポーラ・トランジスタTr1 〜Tr3 の3段構
成とし、図4の第1の実施例の「ドレイン電圧, ゲート
電圧の制御回路」(1) を、図5の第2実施例の「コレク
タ電圧,ベース電流の制御回路」(11)とする。そして、
其の制御回路(11)の出力の制御信号C1により、高出力増
幅器(141)の素子のバイポーラ・トランジスタTr1 〜Tr3
の中の必要なトランジスタが、そのコレクタ電圧Vcが0
v となり, ベース電流Ibの大きさが変化して、利得の無
い減衰器として動作する。そして、高出力増幅器(141)
の出力電力を、最大出力値(0 dB)から一定値(A dB)だけ
下った所定値(-A dB)とする。
【0007】図6は請求項3に対応する実施例の構成図
であり、高出力増幅器(14)の出力部に、各FET1〜3
の出力を選択するスイッチSWを設け、3段のFETの
中で其のドレイン電圧Vdを0v とした例えばFET3を
バイパスして其のロス分を減らし、前段のFET2の出
力を高出力増幅器(14)の出力の送信出力とする様にした
ものである。図7は、図6と同様の構成を、バイポーラ
・トランジスタTr1 〜Tr3 とスイッチSWとで実現した
ものである。
【0008】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、携
帯電話端末の送信部の高出力増幅器の出力を最大値から
一定値だけ下った所定値とする送信電力制御を、高出力
増幅器の構成素子の各トランジスタの入出力の線形性を
維持しつつ,高い電源電力変換効率で行う事が出来るの
で、送信出力を最大値から一定値だけ下った所定値とし
た時も、通話品質が良くて電源効率の良い携帯電話端末
を実現できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の請求項1の携帯電話端末の送信電力
制御回路の基本構成を示す原理図
【図2】 本発明の請求項1の携帯電話端末の送信電力
制御回路の基本動作を説明するためのFETの Vd 可変
時の入出力特性図
【図3】 本発明の請求項1の携帯電話端末の送信電力
制御回路の基本動作を説明するためのFETの Vg 可変
時の入出力特性図
【図4】 本発明の請求項1に対応する実施例の回路構
成図
【図5】 本発明の請求項2に対応する実施例の回路構
成図
【図6】 本発明の請求項1の実施例の送信電力制御時
のレベルダイヤグラム
【図7】 本発明の請求項3に対応する実施例の回路構
成図
【図8】 本発明の請求項3に関連する実施例の回路構
成図
【図9】 従来のディジタル携帯電話無線機の送信電力
制御回路の構成図
【符号の説明】
(1)は「ドレイン電圧, ゲート電圧の制御回路」、(11)
は「コレクタ電圧, ベース電流の制御回路、(14)は素子
としてFETを用いた高出力増幅器、(141) は素子とし
てバイポラ・トランジスタを用いた高出力増幅器、10は
移動機制御回路、11は変調器、12は送信電力制御回路、
13は可変電力手段であり, 電力制御器である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 携帯電話端末の送信部の被変調信号を素
    子FETで多段増幅する高出力増幅器(14)の出力電力を
    所定値になる様に制御する送信電力制御回路において、
    該高出力増幅器(14)の素子FETのドレイン電圧(Vd)を
    0v としゲート電圧(Vg)を負方向に変えられる制御信号
    (C)を生成する制御回路(1) を具え、該制御回路(1) の
    出力の制御信号(C)に制御される高出力増幅器(14)の多
    段のFETのうち必要とするFETが利得の無い減衰器
    として動作し該高出力増幅器の出力電力を最大値から一
    定値下った所定値とすることを特徴とした携帯電話端末
    の送信電力制御回路。
  2. 【請求項2】 前記高出力増幅器(14)の素子FETのド
    レイン電圧(Vd)を0v としゲート電圧(Vg)を負方向に変
    えられる制御信号(C)を生成する制御回路( 1)が、高出
    力増幅器(14)の素子をバイポーラ・トランジスタとし、
    其のコレクタ電圧(Vc)を0v としてベース電流(Ib)の大
    きさを変えられる制御信号(C1)を生成する制御回路(11)
    に置換されて、該制御回路(11)の出力の制御信号(C1)に
    制御される高出力増幅器(141)の多段のバイポーラ・ト
    ランジスタのうち必要とするトランジスタが利得の無い
    減衰器として動作し該高出力増幅器(141) の出力電力を
    最大値から一定値下った所定値とすることを特徴とした
    請求項1記載の携帯電話端末の送信電力制御回路。
  3. 【請求項3】 前記高出力増幅器(14)の出力部に、該増
    幅器(14)の多段の各FETの出力を選択するスイッチ(S
    W)を設け、其の多段FETの中でドレイン電圧(Vd)を0
    v とし減衰器としたFET(FET 3)をバイパスして其の
    ロス分を減らし、其の前段のFET(FET 2)の出力を高
    出力増幅器(14)の出力の送信出力とすることを特徴とし
    た請求項1記載の携帯電話端末の送信電力制御回路。
JP5260274A 1993-10-19 1993-10-19 携帯電話端末の送信電力制御回路 Withdrawn JPH07115381A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006237866A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波電力増幅器及びその出力電力調整方法
US7904046B2 (en) 2000-10-20 2011-03-08 Hitachi, Ltd. Radio equipment having an attenuator between antenna and radio module
JP2011142692A (ja) * 1995-09-29 2011-07-21 Panasonic Corp 電力増幅器

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