JPH08288771A - 無線周波数（ｒｆ）回路 - Google Patents
無線周波数（ｒｆ）回路Info
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- JPH08288771A JPH08288771A JP8069566A JP6956696A JPH08288771A JP H08288771 A JPH08288771 A JP H08288771A JP 8069566 A JP8069566 A JP 8069566A JP 6956696 A JP6956696 A JP 6956696A JP H08288771 A JPH08288771 A JP H08288771A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
- H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3036—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers
- H03G3/3042—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in high-frequency amplifiers or in frequency-changers in modulators, frequency-changers, transmitters or power amplifiers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低伝送出力パワーを検出することが可能でさ
らにダイナミックレンジも増加させる回路を提供する。 【解決手段】 本発明の無線周波数（ＲＦ）回路は、Ｒ
Ｆ信号生成機２２を有する。４ポートのＲＦ信号結合装
置１２の第１ポートは、このＲＦ信号生成装置１６に接
続され。このインピーダンス端末（Ｌ）は出力パワー信
号の振幅と共に変化する非線形インピーダンス値を有す
る。伝送信号が低い振幅しきい値に到達すると、ダイオ
ードそのものはオープン回路を近似する。このダイオー
ドとインピーダンスインバータとの結合回路は、短絡回
路として機能し、その結果ダイオードにより検出機回路
に反射された信号は、入力信号と同相となる。かくして
ゲインの増加は、必要に応じて正確に行われその結果検
出用の増幅振幅値は、従来のパワーレベル検出系に比較
すると減少することになる。かくして本発明の伝送レベ
ル検出機回路は、従来よりも少ないパワーしか必要とせ
ずその結果、増幅器の出力の１−２％以下のみしか信頼
性ある動作には必要とされない。
らにダイナミックレンジも増加させる回路を提供する。 【解決手段】 本発明の無線周波数（ＲＦ）回路は、Ｒ
Ｆ信号生成機２２を有する。４ポートのＲＦ信号結合装
置１２の第１ポートは、このＲＦ信号生成装置１６に接
続され。このインピーダンス端末（Ｌ）は出力パワー信
号の振幅と共に変化する非線形インピーダンス値を有す
る。伝送信号が低い振幅しきい値に到達すると、ダイオ
ードそのものはオープン回路を近似する。このダイオー
ドとインピーダンスインバータとの結合回路は、短絡回
路として機能し、その結果ダイオードにより検出機回路
に反射された信号は、入力信号と同相となる。かくして
ゲインの増加は、必要に応じて正確に行われその結果検
出用の増幅振幅値は、従来のパワーレベル検出系に比較
すると減少することになる。かくして本発明の伝送レベ
ル検出機回路は、従来よりも少ないパワーしか必要とせ
ずその結果、増幅器の出力の１−２％以下のみしか信頼
性ある動作には必要とされない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＦ信号パワー増
幅器を制御する回路に関する。
幅器を制御する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】セルラ無線電話システム地上移動通信シ
ステムのような無線通信システムの基本的な動作および
その構成は公知である。加入者を収納できる能力を最大
にするには、近隣のゾーンで同一の無線周波数を同時に
使用できるようにするために、ＲＦ伝送信号出力パワー
を各ゾーン内で充分に低いレベルに維持するである。無
線通信システムの伝送パワーは、伝送信号出力制御シス
テムにより複数の予め規定されたレベルの１つに維持さ
れる。この伝送信号出力制御システムは、ＲＦパワー増
幅器による伝送信号出力のパワーレベルを検出する検出
回路と、この検出回路の出力に応答してＲＦパワー増幅
器のゲインを制御する回路とを含む。
ステムのような無線通信システムの基本的な動作および
その構成は公知である。加入者を収納できる能力を最大
にするには、近隣のゾーンで同一の無線周波数を同時に
使用できるようにするために、ＲＦ伝送信号出力パワー
を各ゾーン内で充分に低いレベルに維持するである。無
線通信システムの伝送パワーは、伝送信号出力制御シス
テムにより複数の予め規定されたレベルの１つに維持さ
れる。この伝送信号出力制御システムは、ＲＦパワー増
幅器による伝送信号出力のパワーレベルを検出する検出
回路と、この検出回路の出力に応答してＲＦパワー増幅
器のゲインを制御する回路とを含む。
【０００３】一般的に無線電話機は、フィードバック回
路を採用してパワー増幅器の出力を制御している。ＲＦ
出力エネルギの一部が検出回路に入力されるとこの検出
回路は、出力パワーレベルに応じたパワーレベル信号を
生成する。このパワーレベル信号は、規準信号と比較さ
れて増幅器の出力パワーを変化させる制御信号を生成
し、規準信号とパワー信号レベルとの差を最小にするよ
うにする。
路を採用してパワー増幅器の出力を制御している。ＲＦ
出力エネルギの一部が検出回路に入力されるとこの検出
回路は、出力パワーレベルに応じたパワーレベル信号を
生成する。このパワーレベル信号は、規準信号と比較さ
れて増幅器の出力パワーを変化させる制御信号を生成
し、規準信号とパワー信号レベルとの差を最小にするよ
うにする。
【０００４】ＲＦパワー制御回路を含む従来の送信機
は、ＲＦキャリアを対応するＤＣレベルに転換するダイ
オード検出機の形態を採用している。このような送信信
号出力制御システムを図１に示す。ＲＦ伝送信号は、最
終段のＲＦ増幅器１０で増幅され、その後４端子伝送ラ
インカプラ１２の入力ポートと出力ポートを介してアン
テナ出力回路１４に与えられる。ＲＦ増幅器１０により
出力されたこの増幅ＲＦ伝送信号は、アンテナ出力回路
１４と従来方法による検出用に検出機回路１６に供給さ
れる。
は、ＲＦキャリアを対応するＤＣレベルに転換するダイ
オード検出機の形態を採用している。このような送信信
号出力制御システムを図１に示す。ＲＦ伝送信号は、最
終段のＲＦ増幅器１０で増幅され、その後４端子伝送ラ
インカプラ１２の入力ポートと出力ポートを介してアン
テナ出力回路１４に与えられる。ＲＦ増幅器１０により
出力されたこの増幅ＲＦ伝送信号は、アンテナ出力回路
１４と従来方法による検出用に検出機回路１６に供給さ
れる。
【０００５】通常、４端子伝送ラインカプラ１２はＲＦ
増幅器１０によるパワー出力の約３−５％を検出機回路
１６に振り向ける。検出機回路１６の検出ダイオードＤ
１は、４端子伝送ラインカプラ１２の結合端子Ｃに接続
され、かくしてＲＦ増幅器１０の出力側に接続される。
検出ダイオードＤ１のアノードの電圧は、抵抗Ｒ２，ダ
イオードＤ２，抵抗Ｒ３を有するバイアス回路２４によ
りフォワードバイアスされる。抵抗Ｒ１は、４端子伝送
ラインカプラ１２の負荷端末Ｌに接続される。この抵抗
Ｒ１の値は、回路の特性インピーダンスに適合するよう
選択されその値は、例えば５０オームのオーダーであ
る。この適合端末により負荷端末は、無限長（無反射）
のように機能し、その結果抵抗Ｒ１に与えられる全ての
パワーは、吸収され熱に変換される。
増幅器１０によるパワー出力の約３−５％を検出機回路
１６に振り向ける。検出機回路１６の検出ダイオードＤ
１は、４端子伝送ラインカプラ１２の結合端子Ｃに接続
され、かくしてＲＦ増幅器１０の出力側に接続される。
検出ダイオードＤ１のアノードの電圧は、抵抗Ｒ２，ダ
イオードＤ２，抵抗Ｒ３を有するバイアス回路２４によ
りフォワードバイアスされる。抵抗Ｒ１は、４端子伝送
ラインカプラ１２の負荷端末Ｌに接続される。この抵抗
Ｒ１の値は、回路の特性インピーダンスに適合するよう
選択されその値は、例えば５０オームのオーダーであ
る。この適合端末により負荷端末は、無限長（無反射）
のように機能し、その結果抵抗Ｒ１に与えられる全ての
パワーは、吸収され熱に変換される。
【０００６】この半波整流検出信号は、伝送信号出力レ
ベル制御機１８にバッファ増幅器回路２０を介して与え
られる。この伝送信号出力レベル制御機１８は、バッフ
ァ増幅器回路２０の出力と規準レベル生成機２２から与
えられた可変レベル規準信号とを比較し、ＲＦ増幅器１
０の増幅を制御し、その結果アンテナ出力回路１４には
所望の出力レベルのＲＦ信号が与えられる。
ベル制御機１８にバッファ増幅器回路２０を介して与え
られる。この伝送信号出力レベル制御機１８は、バッフ
ァ増幅器回路２０の出力と規準レベル生成機２２から与
えられた可変レベル規準信号とを比較し、ＲＦ増幅器１
０の増幅を制御し、その結果アンテナ出力回路１４には
所望の出力レベルのＲＦ信号が与えられる。
【０００７】図１に示した従来構成の不都合な点は、検
出機回路のダイナミックレンジが制限される点である。
検出機回路のダイナミックレンジは、パワー検出機の出
力信号が利用できるパワー検出機の入力点における、結
合され伝送されたＲＦ信号パワーレベルの範囲である。
パワー検出機回路のこのダイナミックレンジは、結合伝
送ＲＦ信号のパワーレベルに関係している。この４端子
伝送ラインカプラ１２は、一定の結合係数を有するため
４端子伝送ラインカプラ１２に供給される伝送出力ＲＦ
信号の一部は、振幅とは無関係に一定のままである。伝
送パワーレベルが高い時には、４端子伝送ラインカプラ
１２はパワー検出機により検出するために、信号パワー
の大部分を結合し、そして結合された伝送ＲＦ信号の大
部分が失われる。これを補償するために送信機の電流ド
レインを増加させ、高パワーレベル時のパワーの損失を
取り戻し、このため送信機の効率が下がることになる。
送信パワーレベルが低いときには、ＲＦカプラは検出機
回路により検出されるために信号パワーレベルの小部分
を与える。振り向けられた信号パワーの大部分は、抵抗
Ｒ１で消費される。かくして、利用可能な出力信号を生
成するためにパワー検出機回路の入力点で得られる信号
パワーだけでは充分ではない。実際、実験したところに
よると図１の回路は、例えば２から３ｍＷあるいはそれ
以上のオーダーのある増幅器しきい値以下の伝送信号を
検出することは不可能である。
出機回路のダイナミックレンジが制限される点である。
検出機回路のダイナミックレンジは、パワー検出機の出
力信号が利用できるパワー検出機の入力点における、結
合され伝送されたＲＦ信号パワーレベルの範囲である。
パワー検出機回路のこのダイナミックレンジは、結合伝
送ＲＦ信号のパワーレベルに関係している。この４端子
伝送ラインカプラ１２は、一定の結合係数を有するため
４端子伝送ラインカプラ１２に供給される伝送出力ＲＦ
信号の一部は、振幅とは無関係に一定のままである。伝
送パワーレベルが高い時には、４端子伝送ラインカプラ
１２はパワー検出機により検出するために、信号パワー
の大部分を結合し、そして結合された伝送ＲＦ信号の大
部分が失われる。これを補償するために送信機の電流ド
レインを増加させ、高パワーレベル時のパワーの損失を
取り戻し、このため送信機の効率が下がることになる。
送信パワーレベルが低いときには、ＲＦカプラは検出機
回路により検出されるために信号パワーレベルの小部分
を与える。振り向けられた信号パワーの大部分は、抵抗
Ｒ１で消費される。かくして、利用可能な出力信号を生
成するためにパワー検出機回路の入力点で得られる信号
パワーだけでは充分ではない。実際、実験したところに
よると図１の回路は、例えば２から３ｍＷあるいはそれ
以上のオーダーのある増幅器しきい値以下の伝送信号を
検出することは不可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、低伝送出力パワーを検出することが可能でさらに
ダイナミックレンジも増加させる回路を提供することで
ある。
的は、低伝送出力パワーを検出することが可能でさらに
ダイナミックレンジも増加させる回路を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の無線周波数（Ｒ
Ｆ）回路は、ＲＦ出力信号を生成するＲＦ信号生成機を
有する。４ポートのＲＦ信号結合装置の第１ポートは、
このＲＦ信号生成装置に接続され、この装置は、例えば
ＲＦ増幅器である。検出回路が４ポートの内の第３ポー
トに接続されＲＦ出力信号の振幅を測定し、特性インピ
ーダンスとは異なる値のインピーダンスを有するインピ
ーダンス端末が第４ポートに接続され、その結果この第
３ポートは、前記のＲＦ信号生成装置により分配された
信号エネルギの一部と前記第４ポートから反射された信
号エネルギの一部とを受領する。
Ｆ）回路は、ＲＦ出力信号を生成するＲＦ信号生成機を
有する。４ポートのＲＦ信号結合装置の第１ポートは、
このＲＦ信号生成装置に接続され、この装置は、例えば
ＲＦ増幅器である。検出回路が４ポートの内の第３ポー
トに接続されＲＦ出力信号の振幅を測定し、特性インピ
ーダンスとは異なる値のインピーダンスを有するインピ
ーダンス端末が第４ポートに接続され、その結果この第
３ポートは、前記のＲＦ信号生成装置により分配された
信号エネルギの一部と前記第４ポートから反射された信
号エネルギの一部とを受領する。
【００１０】本発明の一実施例によれば、このインピー
ダンス端末は出力パワー信号の振幅と共に変化する非線
形インピーダンス値を有する。第１実施例においては、
これはダイオードと直列に接続されたインピーダンスイ
ンバータにより行われる。伝送信号が低い振幅しきい値
に到達すると、ダイオードそのものはオープン回路を近
似する。このダイオードとインピーダンスインバータと
の結合回路は、短絡回路として機能し、その結果ダイオ
ードにより検出機回路に反射された信号は、入力信号と
同相となる。回路の損失特性、即ちＱファクタにより支
配される反射の正確な回数でもってこのダイオードに入
力される信号は何度も反射され加えられる。かくしてゲ
インの増加は、必要に応じて正確に行われその結果検出
用の増幅振幅値は、従来のパワーレベル検出系に比較す
ると減少することになる。かくして本発明の伝送レベル
検出機回路は、従来よりも少ないパワーしか必要とせず
その結果、増幅器の出力の１−２％以下のみしか信頼性
ある動作には必要とされない。
ダンス端末は出力パワー信号の振幅と共に変化する非線
形インピーダンス値を有する。第１実施例においては、
これはダイオードと直列に接続されたインピーダンスイ
ンバータにより行われる。伝送信号が低い振幅しきい値
に到達すると、ダイオードそのものはオープン回路を近
似する。このダイオードとインピーダンスインバータと
の結合回路は、短絡回路として機能し、その結果ダイオ
ードにより検出機回路に反射された信号は、入力信号と
同相となる。回路の損失特性、即ちＱファクタにより支
配される反射の正確な回数でもってこのダイオードに入
力される信号は何度も反射され加えられる。かくしてゲ
インの増加は、必要に応じて正確に行われその結果検出
用の増幅振幅値は、従来のパワーレベル検出系に比較す
ると減少することになる。かくして本発明の伝送レベル
検出機回路は、従来よりも少ないパワーしか必要とせず
その結果、増幅器の出力の１−２％以下のみしか信頼性
ある動作には必要とされない。
【００１１】当然のことながら前述の振幅が低振幅しき
い値を越えて増加すると、ダイオードの非線形特性によ
り信号の若干のクリッピングが発生する。このようなク
リッピングは、はるかに大きな信号レベルが達成される
までは、パワー検出機回路の入力点で得られる信号パワ
ーのレベルには何等影響を及ぼさない。ダイオードとイ
ンピーダンスインバータの結合回路は、同時にまたダイ
オードに入力される信号が所定の高振幅しきい値に到達
するにつれてオープン回路条件を満足する。伝送ＲＦ信
号の振幅が高振幅しきい値に達すると、ダイオードによ
る信号のクリッピングが増加し、ダイオードのインピー
ダンスを減少させる。適正な動作カーブを有するダイオ
ードを選択することにより、より高い振幅の信号の減衰
を制御できる。本発明により構成された伝送パワーレベ
ル検出機回路は、そのダイナミックレンジが増加し、か
くして従来の欠点を回避できる。
い値を越えて増加すると、ダイオードの非線形特性によ
り信号の若干のクリッピングが発生する。このようなク
リッピングは、はるかに大きな信号レベルが達成される
までは、パワー検出機回路の入力点で得られる信号パワ
ーのレベルには何等影響を及ぼさない。ダイオードとイ
ンピーダンスインバータの結合回路は、同時にまたダイ
オードに入力される信号が所定の高振幅しきい値に到達
するにつれてオープン回路条件を満足する。伝送ＲＦ信
号の振幅が高振幅しきい値に達すると、ダイオードによ
る信号のクリッピングが増加し、ダイオードのインピー
ダンスを減少させる。適正な動作カーブを有するダイオ
ードを選択することにより、より高い振幅の信号の減衰
を制御できる。本発明により構成された伝送パワーレベ
ル検出機回路は、そのダイナミックレンジが増加し、か
くして従来の欠点を回避できる。
【００１２】本発明によれば低伝送パワーレベル時でゲ
インを提供でき、さらに高伝送パワーレベルの時には減
衰を与えることができる。特に本発明によれば、振幅が
０．５ｍＷ以下のオーダーの極めて弱い信号も検出で
き、その結果ＲＦパワー増幅器出力の極く小さい部分の
みを検出機回路に提供すればよい。無線電話機のような
通信システムで本発明を実行すると、本発明の検出機回
路は、動作サイクル時間を長くすることができ、それに
より同一の動作サイクル時間を得るためには、小さなバ
ッテリを使用することができる。
インを提供でき、さらに高伝送パワーレベルの時には減
衰を与えることができる。特に本発明によれば、振幅が
０．５ｍＷ以下のオーダーの極めて弱い信号も検出で
き、その結果ＲＦパワー増幅器出力の極く小さい部分の
みを検出機回路に提供すればよい。無線電話機のような
通信システムで本発明を実行すると、本発明の検出機回
路は、動作サイクル時間を長くすることができ、それに
より同一の動作サイクル時間を得るためには、小さなバ
ッテリを使用することができる。
【００１３】本発明によれば、極めて低い振幅信号、例
えばミリワット以下のオーダーの振幅信号でも極めて有
効で、本発明のインピーダンス端末は、短絡回路即ち接
地へのシャントパスとして機能し、その結果伝送ＲＦ信
号の振幅とは無関係にそのゲインが常に最大値となるよ
うになる。
えばミリワット以下のオーダーの振幅信号でも極めて有
効で、本発明のインピーダンス端末は、短絡回路即ち接
地へのシャントパスとして機能し、その結果伝送ＲＦ信
号の振幅とは無関係にそのゲインが常に最大値となるよ
うになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に本発明の一実施例を図２，図
３を用いて説明する。図２，図３の構成は図１と類似で
あり、類似のあるいは同一の機能を構成するブロックは
同一番号で示してある。図１において従来の方法で生成
されたＲＦ信号は、ＲＦ増幅器１０に入力される。この
ＲＦ増幅器１０で所望のＲＦパワーレベルまで増幅さ
れ、そのレベルは複数の所定パワーレベルの１つであ
る。
３を用いて説明する。図２，図３の構成は図１と類似で
あり、類似のあるいは同一の機能を構成するブロックは
同一番号で示してある。図１において従来の方法で生成
されたＲＦ信号は、ＲＦ増幅器１０に入力される。この
ＲＦ増幅器１０で所望のＲＦパワーレベルまで増幅さ
れ、そのレベルは複数の所定パワーレベルの１つであ
る。
【００１５】ＲＦ増幅器１０の出力は、４端子伝送ライ
ンカプラ１２の入力端末Ｉに接続され、その後出力端末
Ｏを介してアンテナ出力回路１４に接続される。４端子
伝送ラインカプラ１２のようなＲＦカプラは、入力端末
Ｉと出力端末Ｏとを接続する主伝送要素（図示せず）と
結合端末Ｃと負荷端末Ｌとを接続する第２結合要素（図
示せず）とを有する。この第１伝送要素は、その入力端
末でＲＦ入力を受信し、その出力端末にＲＦ出力を発信
する。第２結合要素は、ＲＦ信号の一部を結合して結合
されたＲＦ出力信号を生成する。主伝送要素と二次結合
要素の物理的寸法とそれらの間の距離は、結合されるＲ
Ｆ信号の大きさを決定する。
ンカプラ１２の入力端末Ｉに接続され、その後出力端末
Ｏを介してアンテナ出力回路１４に接続される。４端子
伝送ラインカプラ１２のようなＲＦカプラは、入力端末
Ｉと出力端末Ｏとを接続する主伝送要素（図示せず）と
結合端末Ｃと負荷端末Ｌとを接続する第２結合要素（図
示せず）とを有する。この第１伝送要素は、その入力端
末でＲＦ入力を受信し、その出力端末にＲＦ出力を発信
する。第２結合要素は、ＲＦ信号の一部を結合して結合
されたＲＦ出力信号を生成する。主伝送要素と二次結合
要素の物理的寸法とそれらの間の距離は、結合されるＲ
Ｆ信号の大きさを決定する。
【００１６】この結合ＲＦ信号は、４端子伝送ラインカ
プラ１２の端末Ｃに出力され、そして入力端末Ｉに供給
される入力信号の低パワーレベルである。端末Ｏと端末
Ｃにおける信号出力のパワーレベルの間の関係は、４端
子伝送ラインカプラ１２の結合因子（coupling facto
r） により決定される。本発明によれば、この結合因子
は、伝送装置が動作するような複数のパワーレベルの最
低のパワーレベルで検出機回路１６が適切に動作するの
に充分な結合ＲＦ信号を提供するのに充分な大きさに選
択される。しかし、最低のＲＦパワーレベルで本発明に
より得られるゲイン量により、より高いパワーレベルで
伝送装置の効率に影響を与えるような結合因子を選択す
る必要がなくなる。即ち、この選択された結合因子は、
複数のパワーレベルのより高いパワーレベルで伝送装置
が動作するときに、パワーの大部分が主伝送要素から結
合が解かれる（coupling off）のを回避する程度に充分
な低さである。
プラ１２の端末Ｃに出力され、そして入力端末Ｉに供給
される入力信号の低パワーレベルである。端末Ｏと端末
Ｃにおける信号出力のパワーレベルの間の関係は、４端
子伝送ラインカプラ１２の結合因子（coupling facto
r） により決定される。本発明によれば、この結合因子
は、伝送装置が動作するような複数のパワーレベルの最
低のパワーレベルで検出機回路１６が適切に動作するの
に充分な結合ＲＦ信号を提供するのに充分な大きさに選
択される。しかし、最低のＲＦパワーレベルで本発明に
より得られるゲイン量により、より高いパワーレベルで
伝送装置の効率に影響を与えるような結合因子を選択す
る必要がなくなる。即ち、この選択された結合因子は、
複数のパワーレベルのより高いパワーレベルで伝送装置
が動作するときに、パワーの大部分が主伝送要素から結
合が解かれる（coupling off）のを回避する程度に充分
な低さである。
【００１７】４端子伝送ラインカプラ１２の主伝送要素
と第１結合要素とは、ストリップラインあるいはマイク
ロストリップのような近接した状態で配置された伝送ラ
インから形成することができる。あるいは例えば開孔で
結合された導波路（aperturecoupled waveguides）、
直接的結合できるような他の伝送手段から形成すること
ができる。この結合定数は、主伝送要素と結合要素の物
理的構成を変更することにより、必要によっては選択で
きる。ストリップラインあるいはマイクロストリップカ
プラのような場合には、複数の伝送ラインの間の距離を
変えることにより、あるいはその近接状態の伝送ライン
の長さを変えることにより、あるいは基板の誘電率を変
えることにより結合定数を選択できる。
と第１結合要素とは、ストリップラインあるいはマイク
ロストリップのような近接した状態で配置された伝送ラ
インから形成することができる。あるいは例えば開孔で
結合された導波路（aperturecoupled waveguides）、
直接的結合できるような他の伝送手段から形成すること
ができる。この結合定数は、主伝送要素と結合要素の物
理的構成を変更することにより、必要によっては選択で
きる。ストリップラインあるいはマイクロストリップカ
プラのような場合には、複数の伝送ラインの間の距離を
変えることにより、あるいはその近接状態の伝送ライン
の長さを変えることにより、あるいは基板の誘電率を変
えることにより結合定数を選択できる。
【００１８】図２において、図１の負荷抵抗Ｒ１は、ダ
イオードＤ３と直列に接続されたインピーダンスインバ
ータ３０でもって置換されていることが分かる。このダ
イオードＤ３は、例えばショットキーバリア型のダイオ
ードで、インピーダンスインバータ３０は１／４波長伝
送ラインあるいは１／４波長共鳴器（resonator） とし
て形成できる。このインピーダンス反転伝送ラインは、
第１端と第２端を有する。第１端のインピーダンスの値
は第２端に現れ、第１端の値の逆数（mathematical inv
erse）に等しい。インピーダンス反転伝送ラインの２本
の導体が、第１端で短絡している場合には、この第１端
のインピーダンスは、０オームと見なすことができる。
第２端のインピーダンスは、そのため非常に高くほぼ無
限大であり、オープン回路と見なすことができる。逆に
第１端のインピーダンスが、無限大の場合には、これは
２本の導体がそれぞれ何に対しても接続されていない場
合であるが、この場合この第２端のインピーダンスは、
０に近く短絡回路条件と見なすことができる。
イオードＤ３と直列に接続されたインピーダンスインバ
ータ３０でもって置換されていることが分かる。このダ
イオードＤ３は、例えばショットキーバリア型のダイオ
ードで、インピーダンスインバータ３０は１／４波長伝
送ラインあるいは１／４波長共鳴器（resonator） とし
て形成できる。このインピーダンス反転伝送ラインは、
第１端と第２端を有する。第１端のインピーダンスの値
は第２端に現れ、第１端の値の逆数（mathematical inv
erse）に等しい。インピーダンス反転伝送ラインの２本
の導体が、第１端で短絡している場合には、この第１端
のインピーダンスは、０オームと見なすことができる。
第２端のインピーダンスは、そのため非常に高くほぼ無
限大であり、オープン回路と見なすことができる。逆に
第１端のインピーダンスが、無限大の場合には、これは
２本の導体がそれぞれ何に対しても接続されていない場
合であるが、この場合この第２端のインピーダンスは、
０に近く短絡回路条件と見なすことができる。
【００１９】ダイオードＤ３は、制御抵抗として機能す
る。この伝送信号が低振幅しきい値に近づくと、例えば
１ｍＷの１／１００のオーダーに近づくとダイオードＤ
３そのものは、オープン回路を近似することになる。ダ
イオードＤ３とインピーダンスインバータ３０の組み合
わせ回路は、短絡回路として機能し、その結果ダイオー
ドＤ３により検出機回路１６に反射された信号は、入力
信号と同相となる。この反射の正確な回数は、回路の損
失特性により支配され、即ちＱ因子により支配されてい
るのでダイオードＤ３に入射する信号は、４端子伝送ラ
インカプラ１２の結合ポートＣで何度も反射され加えら
れる。この入射信号が反射される毎にゲインは、それに
応じて増加し、その結果５０のオーダーあるいはそれ以
上の最大ゲインが容易に得られる。ゲインの実質的な増
加は、必要に応じて正確に得られ、その結果検出の振幅
しきい値は、従来のパワーレベル検出系に比較して大幅
に減少する。当然のことながら、ＲＦ信号の振幅が低振
幅しきい値を超えて増加すると、ダイオードＤ３の非線
形特性が信号を若干クリッピング（slight clipping）
させる。 このようなクリッピングは、パワー検出機回
路の入力点で得られる信号パワーのレベルには、はるか
に高い信号レベルが達成されるまでは余り大きな影響を
与えない、これについては以下説明する。
る。この伝送信号が低振幅しきい値に近づくと、例えば
１ｍＷの１／１００のオーダーに近づくとダイオードＤ
３そのものは、オープン回路を近似することになる。ダ
イオードＤ３とインピーダンスインバータ３０の組み合
わせ回路は、短絡回路として機能し、その結果ダイオー
ドＤ３により検出機回路１６に反射された信号は、入力
信号と同相となる。この反射の正確な回数は、回路の損
失特性により支配され、即ちＱ因子により支配されてい
るのでダイオードＤ３に入射する信号は、４端子伝送ラ
インカプラ１２の結合ポートＣで何度も反射され加えら
れる。この入射信号が反射される毎にゲインは、それに
応じて増加し、その結果５０のオーダーあるいはそれ以
上の最大ゲインが容易に得られる。ゲインの実質的な増
加は、必要に応じて正確に得られ、その結果検出の振幅
しきい値は、従来のパワーレベル検出系に比較して大幅
に減少する。当然のことながら、ＲＦ信号の振幅が低振
幅しきい値を超えて増加すると、ダイオードＤ３の非線
形特性が信号を若干クリッピング（slight clipping）
させる。 このようなクリッピングは、パワー検出機回
路の入力点で得られる信号パワーのレベルには、はるか
に高い信号レベルが達成されるまでは余り大きな影響を
与えない、これについては以下説明する。
【００２０】ダイオードＤ３とインピーダンスインバー
タ３０の組み合わせ回路は、同時にまたダイオードへの
入力信号が所定の上振幅しきい値に近づくにつれてオー
プン回路条件になるよう構成されている。送信されたＲ
Ｆ信号の振幅が上しきい値に近づくとダイオードＤ３
は、急速に信号をクリッピングする。適当な動作カーブ
を有するダイオードを選択することにより、より高い振
幅信号の減衰を制御することができる。
タ３０の組み合わせ回路は、同時にまたダイオードへの
入力信号が所定の上振幅しきい値に近づくにつれてオー
プン回路条件になるよう構成されている。送信されたＲ
Ｆ信号の振幅が上しきい値に近づくとダイオードＤ３
は、急速に信号をクリッピングする。適当な動作カーブ
を有するダイオードを選択することにより、より高い振
幅信号の減衰を制御することができる。
【００２１】図１の従来の構成においては、検出回路に
より受信された信号の振幅は、送信ＲＦ信号にたいし、
線形に対応する。これに対し図２の構成においては、ダ
イオードＤ３により導入される非線形の結果、規準電圧
レベルが規準レベル生成機２２により提供されるよう設
定される前は、検出信号のゲインと減衰の影響を考慮し
なければならない。このことは当業者には、当然明かな
ものとして設定プロセスの詳細は省いている。
より受信された信号の振幅は、送信ＲＦ信号にたいし、
線形に対応する。これに対し図２の構成においては、ダ
イオードＤ３により導入される非線形の結果、規準電圧
レベルが規準レベル生成機２２により提供されるよう設
定される前は、検出信号のゲインと減衰の影響を考慮し
なければならない。このことは当業者には、当然明かな
ものとして設定プロセスの詳細は省いている。
【００２２】本発明の第２の実施例を図３に示す。同図
においては、低伝送パワーレベルのみが入るように適し
た構成を示している。同図において４端子伝送ラインカ
プラ１２は、シャントされて接地に対し短絡している。
前述したように、最大量のパワーが検出機回路の方に反
射されて戻るような構成は、比較的弱い即ち低振幅伝送
を考慮する場合には極めて有効である。この構成は、高
振幅信号と低振幅信号との間を区別することがない、し
かしより大きな振幅信号も反射され、より高い出力レベ
ルで検出機回路あるいは他の回路に対し損傷を与えるこ
とがある。
においては、低伝送パワーレベルのみが入るように適し
た構成を示している。同図において４端子伝送ラインカ
プラ１２は、シャントされて接地に対し短絡している。
前述したように、最大量のパワーが検出機回路の方に反
射されて戻るような構成は、比較的弱い即ち低振幅伝送
を考慮する場合には極めて有効である。この構成は、高
振幅信号と低振幅信号との間を区別することがない、し
かしより大きな振幅信号も反射され、より高い出力レベ
ルで検出機回路あるいは他の回路に対し損傷を与えるこ
とがある。
【図１】従来の伝送信号出力制御回路を表すブロック図
【図２】本発明の伝送信号出力制御回路の第一実施例を
表すブロック図
表すブロック図
【図３】本発明の伝送信号出力制御回路の第二実施例を
表すブロック図
表すブロック図
１０ ＲＦ増幅器 １２ ４端子伝送ラインカプラ １４ アンテナ出力回路 １６ 検出機回路 １８ 伝送信号出力レベル制御機 ２０ バッファ増幅器回路 ２２ 規準レベル生成機 ２４ バイアス回路 ３０ インピーダンスインバータ
Claims (17)
- 【請求項１】 （Ａ）無線周波数（ＲＦ）出力を生成す
るＲＦ信号生成機と、 （Ｂ）前記ＲＦ出力信号の振幅を測定する検出回路とを
有する無線周波数（ＲＦ）回路において、 （Ｃ）第１，第２，第３，第４のポートからなる４ポー
トＲＦ信号結合装置（１２）と、前記結合装置の第１ポ
ートは、前記ＲＦ信号生成機に接続され、第３ポート
は、前記検出機回路に接続され、 （Ｄ）前記第４ポートに接続されるインピーダンス端末
と、前記インピーダンス端末は、前記第３ポートが前記
ＲＦ信号生成装置により分配された信号エネルギの一部
と、前記第４ポートから反射された信号エネルギの一部
とを受信するようなインピーダンスを有するからなるこ
とを特徴とする無線周波数（ＲＦ）回路。 - 【請求項２】 前記（Ｄ）のインピーダンス端末は、Ｒ
Ｆ出力信号の振幅に対し、非線形である瞬時インピーダ
ンスを有し、 この瞬時インピーダンスの値は、前記ＲＦ出力信号が低
振幅しきい値に近づくにつれて短絡回路を近似し、前記
ＲＦ出力信号が高振幅しきい値に近づくにつれてオープ
ン回路を近似することを特徴とする請求項１の回路。 - 【請求項３】 前記インピーダンス端末は、接地された
ダイオードを有することを特徴とする請求項２の回路。 - 【請求項４】 前記インピーダンス端末は、前記ダイオ
ードに接続されたインピーダンスインバータを有し、前
記インピーダンス端末は、前記ＲＦ出力信号が低振幅し
きい値に近づくにつれて短絡回路を近似し、前記ＲＦ出
力信号が高振幅しきい値に近づくにつれて、オープン回
路を近似し、 その結果ゲインは、前記検出機回路により受信された第
１振幅レベル以下の信号に与えられ減衰が前記検出機回
路により受信された第２振幅レベル以上の信号に与えら
れることを特徴とする請求項３の回路。 - 【請求項５】 前記インピーダンスインバータは、１／
４波長共鳴器（resonator） であることを特徴とする請
求項４の回路。 - 【請求項６】 前記インピーダンス端末は、接地への短
絡パスを有し、そのインピーダンスは、ほぼゼロでそし
てゲインが前記検出機回路により受信された信号に常に
与えられることを特徴とする請求項１の回路。 - 【請求項７】 前記信号生成装置は、ＲＦ信号を複数の
出力パワーレベルの１つに増幅する可変出力パワーを有
するＲＦ増幅器であることを特徴とする請求項１の回
路。 - 【請求項８】 前記検出機回路は、前記ＲＦ増幅器によ
り出力されたＲＦ信号の振幅を検出するよう動作し、 前記回路はさらに前記検出機回路と前記ＲＦ増幅器に接
続されて検出された振幅の関数としてＲＦ増幅器のゲイ
ンを調整する手段を含むことを特徴とする請求項７の回
路。 - 【請求項９】 前記結合装置の第２ポートに接続された
送信用アンテナを含むことを特徴とする請求項１の回
路。 - 【請求項１０】 ＲＦ信号増幅器からの無線周波数（Ｒ
Ｆ）信号の振幅を信号ソースからのレベル制御信号によ
り選択された複数のレベルの１つに維持する方法におい
て、 （Ａ）信号増幅器出力の振幅値を得るために４ポートカ
プラの第３ポートの出力を検出機回路に供給するステッ
プと、 前記４ポートカプラの第１ポートは、信号増幅器の出力
に接続され、第３ポートは、信号増幅器により出力され
た信号エネルギの一部と４ポートカプラの第４ポートに
接続されたインピーダンス端末から反射された信号エネ
ルギの一部を受信し、 （Ｂ）前記（Ａ）のステップの間得られた振幅に関連す
る量でもって前記信号増幅器の出力を調整するために可
変制御信号を前記信号増幅器に供給するステップとから
なることを特徴とする無線信号の振幅を維持する方法。 - 【請求項１１】 前記インピーダンス端末は、ダイオー
ドに接続されたインピーダンスインバータであることを
特徴とする請求項１０の方法。 - 【請求項１２】 前記インピーダンスインバータは、１
／４波長伝送ライン共鳴器であることを特徴とする請求
項１１の方法。 - 【請求項１３】 前記インピーダンスインバータは、第
４ポートと接地とを接続する短絡回路であることを特徴
とする請求項１０の方法。 - 【請求項１４】 無線周波数（ＲＦ）信号出力パワーの
振幅を制御する回路において、 （Ａ）可変出力パワーを有し前記ＲＦ信号を増幅する増
幅器と、前記増幅器に接続され増幅されたＲＦ伝送信号
を送信する送信用アンテナと、 （Ｂ）前記増幅器と送信用アンテナとを結合する４ポー
トカプラと、前記４ポートカプラの第１端末は前記増幅
器に、第２端末は前記送信用アンテナに接続され、前記
第３端末と第４端末を接続する伝送ラインとを有し、 （Ｃ）前記カプラの第３端末に接続されそこからの結合
信号を受信し前記増幅ＲＦ伝送信号の振幅に応じた第１
信号を生成する検出機回路と、 （Ｄ）前記検出機回路の信号出力に応答して可変制御信
号を前記増幅器に与える伝送信号出力レベル制御機と、 これにより前記第１信号の振幅に関連する量により増幅
器の出力を制御し、 （Ｅ）前記第４端末に接続され可変抵抗の接地へのパス
を構成する可変抵抗と、 前記可変抵抗はＲＦ送信信号の振幅に応答して変化しか
らなることを特徴とする出力パワーの振幅制御回路。 - 【請求項１５】 前記可変抵抗は、ダイオードであるこ
とを特徴とする請求項１４の回路。 - 【請求項１６】 前記可変抵抗は、インピーダンスイン
バータをさらに有することを特徴とする請求項１５の回
路。 - 【請求項１７】 前記インピーダンスインバータは、１
／４波長共鳴器であることを特徴とする請求項１６の回
路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US414668 | 1989-10-03 | ||
| US08/414,668 US5678209A (en) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | Transmit power level detection circuit with enhanced gain characteristics |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288771A true JPH08288771A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=23642427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8069566A Pending JPH08288771A (ja) | 1995-03-31 | 1996-03-26 | 無線周波数（ｒｆ）回路 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5678209A (ja) |
| EP (1) | EP0735670A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08288771A (ja) |
| KR (1) | KR960036392A (ja) |
| CA (1) | CA2170667A1 (ja) |
| MX (1) | MX9601183A (ja) |
| SG (1) | SG67912A1 (ja) |
| TW (1) | TW296504B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100526732B1 (ko) * | 2000-03-07 | 2005-11-09 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Ｒｆｉｄ 및 ｉｃ 카드 |
| KR101119910B1 (ko) * | 2010-05-03 | 2012-02-29 | 한국과학기술원 | 모바일 ｒｆｉｄ 리더 송수신 시스템 |
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- 1996-02-16 TW TW085101943A patent/TW296504B/zh active
- 1996-02-29 CA CA002170667A patent/CA2170667A1/en not_active Abandoned
- 1996-03-16 KR KR1019960007098A patent/KR960036392A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-03-20 EP EP96301903A patent/EP0735670A3/en not_active Withdrawn
- 1996-03-26 JP JP8069566A patent/JPH08288771A/ja active Pending
- 1996-03-28 MX MX9601183A patent/MX9601183A/es unknown
- 1996-03-29 SG SG1996006307A patent/SG67912A1/en unknown
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