JPH0794979A - 送信機及びそのための電力増幅器 - Google Patents

送信機及びそのための電力増幅器

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JPH0794979A JP18816094A JP18816094A JPH0794979A JP H0794979 A JPH0794979 A JP H0794979A JP 18816094 A JP18816094 A JP 18816094A JP 18816094 A JP18816094 A JP 18816094A JP H0794979 A JPH0794979 A JP H0794979A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 帰還ループを用いて線形化した電力増幅器回
路を具えた送信機を提供することにある。 【構成】 電力増幅器回路１８の電力増幅器出力段２８
の出力端子及び入力端子間に帰還ループ３４を接続す
る。この帰還ループはカプラ５６、第１利得制御素子５
８及び帰還関数段６４を含み、これらが増幅器のループ
利得を決定する。第２利得制御素子５４を電力増幅器１
８の順方向利得経路内に設ける。第１及び第２利得制御
素子５８、５４を、それらの利得の積が一定になるよう
に制御する。その結果として、電力設定が変化してもル
ープパラメータがほぼ一定に維持される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送信機又はトランシー
バの送信機部、特に送信機電力増幅器の電力制御に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】セル方式電話の最近の開発は送信機電力
増幅器の電力制御に興味がそそられている。その理由
は、妨害を減少させるとともに電池電力を節約するため
には出力電力を受信局が許容可能な信号を得るのに十分
な程度に調整するのが好ましいためである。代表的な送
信機電力増幅器制御回路が英国特許明細書ＧＢ−Ａ−２
２２０８０８に開示されている。この制御回路は入力端
子、出力端子及び利得制御端子を有する電力増幅器と、
この増幅器の出力信号の一部分を取り出しこの出力の直
流を表す成分を比較器の一方の入力端子に供給する方向
性結合器を具え、この比較器の第２入力端子には局部的
に発生した基準電力波形を供給し、この比較器の出力を
電力増幅器の利得制御端子に供給する。利得制御入力は
通常電力増幅器の電源電圧を制御する。このタイプの電
力増幅器制御が通常使用されるが、その理由は増幅器の
構成が総合帰還を通常持たないためである。実際には、
周波数が高いため、増幅器の安定性のために、一般に帰
還の使用が避けられる。
【０００３】所定の用途、例えばＴＤＭＡディジタルト
ランクシステムにおいては、良好な総合効率を有する線
形電力増幅器が必要とされる。専用移動無線ではディジ
タルトランクシステムに好ましくない非線形（Ｃ級）増
幅器を使用するのが代表的である。既知のタイプの線形
電力増幅器の構成は入力信号を直交ベクトルＩ（同相）
及びＱ（直角位相）により表すカーテシアンループ増幅
器である。他の既知のタイプの線形電力増幅器はポーラ
ループ増幅器である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、増幅
器をカーテシアンループ構成又はポーラループ構成を用
いて線形化することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
入力端子及び出力端子を有する電力増幅器出力段を含む
順方向利得経路と、該出力段の出力端子と入力端子との
間に結合された帰還ループとを具えた線形化された電力
増幅器回路を有する送信機であって、前記帰還ループが
電力増幅器出力段の出力の一部分を取り出す手段、帰還
関数段、帰還ループの出力を変調信号を表す成分と結合
する手段、電力増幅器出力段の順方向利得経路内に挿入
された第１利得制御素子及び帰還ループ内に挿入された
第２利得制御素子を含んでいることを特徴とする。本発
明送信機の一実施例では、第１及び第２利得制御素子を
それらの利得の積がほぼ一定に維持されるように制御す
る手段を設ける。
【０００６】本発明の第２の特徴は、外部信号用入力端
子と、信号入力端子及び信号出力端子を有する電力増幅
器出力段を含む順方向利得経路と、該出力段の信号出力
端子と信号入力端子との間に結合された帰還ループとを
具えた電力増幅器回路であって、前記帰還ループが電力
増幅器出力段の出力の一部分を取り出す手段、帰還関数
段、帰還ループの出力を前記入力端子に供給される外部
信号と結合する手段、電力増幅器出力段の順方向利得経
路内に挿入された第１利得制御素子、帰還ループ内に挿
入された第２利得制御素子及び第１及び第２利得制御素
子をそれらの利得の積がほぼ一定に維持されるように制
御する手段を含んでいることを特徴とする。
【０００７】本発明によれば、電力増幅器回路が閉帰還
ループ構造と両立する電力制御機能を有する。帰還ルー
プ内の構成素子の利得を調整することにより電力設定を
変えることができるが、第１利得制御素子を第１及び第
２利得制御素子の利得の積がほぼ一定に維持されるよう
に調整することによりループパラメータを一定に維持す
ることができる。本発明電力増幅器回路はカーテシアン
ループ構成又はポーラループ構成を有するものとするこ
とができる。
【０００８】
【実施例】図面を参照して本発明を実施例につき説明す
る。明瞭のために、最初にカーテシアンループ構成を用
いて線形化した本発明電力増幅器の実施例につき説明す
る。次にポーラループ構成を用いる場合に必要な変更に
ついて説明する。
【０００９】マイクロフォン１０のような信号源の変調
信号をディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２のよう
な手段に供給し、この手段が変調信号の直角位相関係成
分Ｉ，Ｑをそれぞれの出力端子１４、１６に発生する。
線形化電力増幅器回路１８は出力端子１４、１６にそれ
ぞれ結合された入力端子２０、２２を有するとともにア
ンテナ２６に結合された出力端子２４を有する。
【００１０】電力増幅器回路１８は入力端子３０及び出
力端子３２を有する電力増幅器出力段２８を具える。こ
の出力段２８は５０ｄＢの利得を有するＡ／Ｂ級増幅器
であり、例えばモトローラＭＨＷ９２６パワーモジュー
ルである。電力増幅器出力段２８の出力端子３２とその
入力端子３０との間に、ループ素子５６、５８、６８、
６４、４０、４２、７０及び５４を含む帰還ループ３４
を設ける。
【００１１】入力端子２０、２２のＩ及びＱ信号を一対
の加算接続点４０、４２の第１入力端子３６、３８に供
給し、これらの接続点の第２入力端子３７、３９を帰還
ループ３４からの直角位相関係成分Ｉ′，Ｑ′を受信す
るよう接続する。加算接続点４０、４２の出力端子を搬
送波ベクトルを表すものを形成するブロック７０に接続
する。ブロック７０はそれぞれミクサ４４、４６を具え
る周波数アップコンバータを含んでいる。マスタ発振器
４８からの送信機周波数又はチャネル周波数をミクサ４
４に供給するとともにこの周波数を９０°位相シフトし
たものを発振器４８に接続されたπ／２ラジアン位相シ
フタ５０を介してミクサ４６に供給する。ミクサ４４、
４６の出力が加算段５２で加算され、その出力端子に搬
送波ベクトルを発生する。第１利得制御素子５４を加算
段５２の出力端子と電力増幅器出力段２８の入力端子３
０との間の順方向利得経路内に接続する。
【００１２】帰還ループ３４は送信機出力信号の一部を
取り出し第２利得制御素子５８に供給するカプラ５６を
具える。利得制御素子５８からの出力をこの素子の出力
信号のベースバンド成分を表すものを取り出すブロック
６８に供給する。ブロック６８は電力分割器５９及びマ
スタ発振器４８及び位相シフタ５０の出力端子にそれぞ
れ接続されたミクサ６０、６２からなる周波数ダウンコ
ンバータを具える。ミクサ６０、６２からの出力は直角
位相関係のベースバンド信号である。これらの信号を帰
還関数段６４に供給し、この段６４が加算接続点４０、
４２に供給するＩ′及びＱ′信号を発生する。
【００１３】第１及び第２利得制御素子５４、５８はプ
ロセッサ６６により、それらの利得が逆方向に変化する
ように、即ち積Ｇ54・Ｇ58（Ｇ54及びＧ58は素子５４及
び５８の利得）が一定になるように制御され、これによ
り帰還ループ３４を、このループがアンテナ２６に供給
される実際の出力電力と無関係に、常に固定のレベルで
動作するように最適化することができる。古典的制御理
論により、このループの総合利得は、
【００１４】
【数１】 で与えられる。
【００１５】特に、帰還ループ内の第２利得制御素子５
８がアンテナ２６の電力レベルを制御するとともに、順
方向利得経路内の第１利得制御素子５４がループ利得を
その設計レベルに維持するように調整される。素子５４
の効果はループ安定性を維持するとともに、上式から明
らかなように総合増幅器利得に何の影響も与えない点に
ある。この結果、素子５４の入力端子の信号レベルは送
信機電力が変化しても一定に維持される。
【００１６】ポーラループ構成を有する送信機に対して
は、電力増幅器回路１８を次のように変更する。ＤＳＰ
１２は出力端子１４にＩ信号の代わりに偏角（Ａｒｇ）
を出力し、出力端子１６にＱ信号の代わりに絶対値（Ｍ
ｏｄ）を出力する。ブロック６８は第２利得制御素子５
８の出力端子における信号の偏角及び絶対値をベースバ
ンド周波数で発生する手段を具える。帰還関数段６４か
らの偏角及び絶対値を加算接続点４０、４２においてＤ
ＳＰ１２の出力端子１４、１６の偏角及び絶対値と結合
する。ブロック７０は偏角及び絶対値を搬送波信号に周
波数上昇変換し合成して第１利得制御素子５４に供給す
る手段を具える。回路の残部はカーテシアンループ構成
につき述べたものと同様である。
【００１７】以上の記載を読めば、他の変更が当業者に
明らかである。このような変更は、送信機及びその線形
電力増幅器及びその構成部品の設計、製造及び使用にお
いて既知であって、上述した構成要素の代わりに、又は
加えて使用しうる他の構成要素を含むことができる。特
許請求の範囲は構成要素の組み合わせとして記載されて
いるが、本発明で解決すべき技術的問題の一部又は全部
を解決する、しないにかかわらず、本明細書に開示され
た新規な構成又は構成要素の組み合わせも本発明の範囲
に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明送信機の一実施例のブロック回路図であ
る。
【符号の説明】
１０ マイクロホン １２ 信号プロセッサ（ＤＳＰ） １８ 電力増幅器回路 ２６ アンテナ ２８ 電力増幅器出力段 ３４ 帰還ループ ４０、４２ 加算接続点 ４４、４６ ミクサ ４８ マスタ発振器 ５０ 位相シフタ ５２ 加算段 ５４ 第１利得制御素子 ５６ カプラ ５８ 第２利得制御素子 ６０、６２ ミクサ ６４ 帰還関数段 ６６ マイクロプロセッサ ６８ ベースバンド信号発生手段 ７０ 搬送波ベクトル発生手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 1/04 Ｅ 7739−5Ｋ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力端子及び出力端子を有する電力増幅
    器出力段を含む順方向利得経路と、該出力段の出力端子
    と入力端子との間に結合された帰還ループとを具えた線
    形化された電力増幅器回路を有する送信機であって、前
    記帰還ループが電力増幅器出力段の出力の一部分を取り
    出す手段、帰還関数段、帰還ループの出力を変調信号を
    表す成分と結合する手段、電力増幅器出力段の順方向利
    得経路内に挿入された第１利得制御素子及び帰還ループ
    内に挿入された第２利得制御素子を含んでいることを特
    徴とする送信機。
  2. 【請求項２】 前記第１及び第２利得制御素子を、それ
    らの利得の積がほぼ一定に維持されるように制御する手
    段を具えていることを特徴とする請求項１記載の送信
    機。
  3. 【請求項３】 前記線形化された電力増幅器回路がカー
    テシアンループ構成を有し、変調信号の直交ベクトルを
    発生する手段及び帰還ループの信号の直交ベクトルを発
    生する手段を具え、前記結合手段が変調信号及び帰還信
    号の対応するベクトルをそれぞれ結合して同相ベクトル
    及び直角位相ベクトルを発生するよう構成されているこ
    とを特徴とする請求項１又は２記載の送信機。
  4. 【請求項４】 前記同相ベクトル及び直角位相ベクトル
    を周波数上昇変換するとともにこれらのベクトルを合成
    して搬送波ベクトルを発生させ前記順方向利得経路に供
    給する手段を具え、且つ前記帰還ループ内の信号の直交
    ベクトルを発生する手段が前記直交ベクトルをベースバ
    ンド周波数で発生する手段を含んでいることを特徴とす
    る請求項３記載の送信機。
  5. 【請求項５】 前記線形化された電力増幅器回路がポー
    ラループ構成を有し、変調信号のポーラベクトル、即ち
    絶対値ベクトル及び偏角ベクトルを発生する手段及び帰
    還ループの信号のポーラベクトル、即ち絶対値ベクトル
    及び偏角ベクトルを発生する手段を具え、前記結合手段
    が変調信号及び帰還信号の対応するベクトルをそれぞれ
    結合して絶対値ベクトル及び偏角ベクトルを発生するよ
    う構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載
    の送信機。
  6. 【請求項６】 前記絶対値ベクトル及び偏角ベクトルを
    周波数上昇変換するとともにこれらのベクトルを結合し
    て搬送波ベクトルを発生させ前記電力増幅器の順方向利
    得経路に供給する手段を具え、且つ前記帰還ループ内の
    信号のポーラベクトルを発生する手段が前記ポーラベク
    トルをベースバンド周波数で発生する手段を含んでいる
    ことを特徴とする請求項５記載の送信機。
  7. 【請求項７】 前記第１利得制御素子が前記電力増幅器
    出力段の入力端子に接続されていることを特徴とする請
    求項１〜６のいずれかに記載の送信機。
  8. 【請求項８】 前記第２利得制御素子が前記電力増幅器
    出力手段の出力の一部分を取り出す手段に接続されてい
    ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の送
    信機。
  9. 【請求項９】 外部信号用入力端子と、信号出力端子及
    び信号入力端子を有する電力増幅器出力段を含む順方向
    利得経路と、該出力段の信号出力端子と信号入力端子と
    の間に結合された帰還ループとを具えた電力増幅器回路
    であって、前記帰還ループが前記電力増幅器出力段の出
    力の一部分を取り出す手段、帰還関数段、帰還ループの
    出力を前記入力端子に供給される外部信号と結合する手
    段、電力増幅器出力段の順方向利得経路内に挿入された
    第１利得制御素子、帰還ループ内に挿入された第２利得
    制御素子及び第１及び第２利得制御素子をそれらの利得
    の積がほぼ一定に維持されるように制御する手段を含ん
    でいることを特徴とする電力増幅器回路。
  10. 【請求項１０】 前記第１利得制御素子が前記電力増幅
    器出力段の信号入力端子に接続され、前記第２利得制御
    素子が前記電力増幅器出力手段の出力の一部分を取り出
    す手段に接続されていることを特徴とする請求項９記載
    の電力増幅器回路。
JP18816094A 1993-08-13 1994-08-10 送信機及びそのための電力増幅器 Expired - Fee Related JP3556973B2 (ja)

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