JPH0927720A - 無線電話送信機用の電力増幅器 - Google Patents

無線電話送信機用の電力増幅器

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JPH0927720A
JPH0927720A JP7177027A JP17702795A JPH0927720A JP H0927720 A JPH0927720 A JP H0927720A JP 7177027 A JP7177027 A JP 7177027A JP 17702795 A JP17702795 A JP 17702795A JP H0927720 A JPH0927720 A JP H0927720A
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JP
Japan
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power
power amplifier
modulation
digital modulation
power supply
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JP7177027A
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English (en)
Inventor
Akihisa Sugimura
昭久 杉村
Kunihiko Kanazawa
邦彦 金澤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/217Class D power amplifiers; Switching amplifiers
    • H03F3/2175Class D power amplifiers; Switching amplifiers using analogue-digital or digital-analogue conversion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の電力増幅回路をアナログ変調、デジタ
ル変調の両方式で兼用し、かつアナログ変調方式の場合
の高い付加効率とデジタル変調方式の場合の低い隣接チ
ャンネル漏洩電力とを同時に実現する。 【解決手段】 アナログ変調アクセス方式としてFDM
A方式を、デジタル変調アクセス方式としてCDMA方
式を各々採用したデュアルモード方式の無線電話送信機
において、電力増幅回路5に印加する直流電源電圧Vdd
を各変調方式に応じて切り替えることにより、電力増幅
回路5の入出力特性を制御する。そのため、マイクロプ
ロセッサ3は、FDMA方式の場合には4.6Vが、C
DMA方式の場合には5.0VがそれぞれVddとして電
力増幅回路5に印加されるように、正電源1に接続され
たレギュレータ2の動作を制御する。電力増幅回路5の
直流バイアス電圧Vggは−3.5Vに固定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ変調及び
デジタル変調の両方式で動作可能なセルラー電話機を含
む移動無線通信システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話、自動車電話等に代表さ
れる移動無線通信のデジタル化が進んでいる。このた
め、従来のアナログ変調方式は、デジタル変調方式、も
しくは、アナログ変調モードでもデジタル変調モードで
も動作可能なデュアルモード方式に置き換わりつつあ
る。デュアルモード方式のセルラー電話機は、デジタル
変調方式のサービスが特定のエリアに限られている現状
では有利である。
【0003】移動無線通信のための無線通信機の構成要
素のうち、RF信号増幅用の電力増幅器はアンテナへの
電力供給のために欠かせないものである。デュアルモー
ド方式の送信機用電力増幅器には、アナログ変調方式で
は高効率性が、デジタル変調方式では高線形性がそれぞ
れ要求される。
【0004】従来の送信機用電力増幅器において、2つ
の電力増幅回路を変調方式に応じてスイッチで切り替え
使用する技術は良く知られている。最も単純な例は、ア
ナログ変調方式専用の電力増幅回路とデジタル変調方式
専用の電力増幅回路とを設けておき、両回路を選択的に
使用するものである。特開平5−199127号公報に
は、非線形電力増幅回路と線形電力増幅回路とスイッチ
とを組み合わせた送信機用電力増幅器が開示されてい
る。アナログ変調モードでは高効率性の実現のために非
線形電力増幅回路の非線形動作範囲(出力電力の飽和領
域付近)が、比較的低出力のデジタル変調モードでは変
調歪みの低減のために非線形電力増幅回路の線形動作範
囲が各々利用される。また、比較的高出力のデジタル変
調モードでは、高効率性と高線形性との両立のために、
非線形電力増幅回路と線形電力増幅回路との2段構成に
スイッチで切り替えられる。
【0005】ところが、上記スイッチ技術を利用した従
来の電力増幅器では、2つの電力増幅回路が必要である
ためコストが高くなり、加えてRF信号がスイッチを通
過する際に電力損失が生じる欠点があった。したがっ
て、単一の電力増幅回路をアナログ変調、デジタル変調
の両方式で兼用するデュアルモード方式電力増幅器の実
現が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】単一の電力増幅回路を
アナログ変調、デジタル変調の両方式で兼用しようとす
ると、付加効率及び隣接チャンネル漏洩電力の面で問題
が生じる。
【0007】電力増幅器の付加効率ηは、 η=(交流出力電力−交流入力電力)/直流入力電力 で定義される。ここで、交流入力電力は入力RF信号の
電力であり、交流出力電力は出力RF信号の電力であ
り、直流入力電力は直流電源から該電力増幅器に供給さ
れた電力である。つまり、付加効率とは、直流電力から
交流電力への変換効率を意味するものである。直流電源
として電池を採用したセルラー電話機では、電池の消耗
を抑制するために特に高い付加効率が望まれる。
【0008】一方、電力増幅器の隣接チャンネル漏洩電
力は、デジタル変調方式に特有のもので、搬送波のチャ
ンネル周波数に隣接したチャンネル周波数帯域に輻射さ
れる電力の搬送波平均送信出力電力に対する比で定義さ
れる。デジタル変調方式では、送信雑音を抑制するため
に、特に低い隣接チャンネル漏洩電力が望まれる。
【0009】さて、米国においては無線電話送信機のデ
ュアルモード方式に関するTIA(米国通信工業会)規
格がある。TIA規格IS−95には、アナログ変調方
式のアクセス方式として周波数分割多元アクセス(Fr
equency Division Multiple
Access:FDMA)方式が、デジタル変調方式
のアクセス方式として符号分割多元アクセス(Code
DivisionMultiple Access:
CDMA)方式が規定されている。FDMA方式及びC
DMA方式における交流出力電力は、クラスI の場合各
々10Wと3.2W、クラスIIの場合各々4Wと1.2
5W、クラスIII の場合各々1.5Wと0.5Wであ
る。
【0010】上記FDMA方式及びCDMA方式の両方
で同一の直流電源電圧を単一の電力増幅回路に印加する
電力増幅器の構成では、FDMA方式の場合の高効率性
を実現しようとするとCDMA方式の隣接チャンネル漏
洩電力を犠牲にせざるを得ず、CDMA方式の場合の低
隣接チャンネル漏洩電力を実現しようとするとFDMA
方式の付加効率を犠牲にせざるを得ないという問題があ
った。
【0011】本発明の目的は、単一の電力増幅回路をア
ナログ変調、デジタル変調の両方式で兼用し、かつアナ
ログ変調方式の場合の高い付加効率とデジタル変調方式
の場合の低い隣接チャンネル漏洩電力とを同時に実現で
きる無線電話送信機用電力増幅器を提供することにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アナログ変調方式とデジタル変調方式と
の両方で動作可能な無線送信機のための電力増幅器にお
いて、単一の電力増幅回路に印加する直流電源電圧を各
変調方式に応じて切り替えることにより該電力増幅回路
の入出力特性を制御することとしたものである。
【0013】具体的には、FDMA/CDMAのデュア
ルモード方式において、デジタル変調方式であるCDM
A方式時に電力増幅回路に印加される直流電源電圧をア
ナログ変調方式であるFDMA方式時に比べて高く設定
する。
【0014】電力増幅回路の入出力特性において、CD
MA方式で最小隣接チャンネル漏洩電力を与える直流電
源電圧は、FDMA方式で最大付加効率を与える直流電
源電圧に比べて高い。この点に鑑み、本発明によれば、
CDMA方式の場合の飽和出力電力がFDMA方式の場
合に比べて高く設定される。したがって、FDMA方式
の場合の高効率性を実現しながら、CDMA方式の場合
の低隣接チャンネル漏洩電力を実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るFDMA/
CDMAのデュアルモード方式(クラスIII)の無線電
話送信機用の電力増幅器の構成を示すブロック図であ
る。図1において、1は正電源、2はレギュレータ、3
はマイクロプロセッサ、4は負電源、5は電力増幅回路
である。正電源1とレギュレータ2とは、1つの直流可
変電圧回路6を構成している。
【0016】正電源1は、6.0〜7.2Vの直流電源
電圧を出力するものである。6.0〜7.2Vの直流電
源電圧は、ニッケル水素電池5セル、ニッケルカドミウ
ム電池5セル又はリチウムイオン電池2セルの直列接続
により生成される。
【0017】レギュレータ2は、正電源1から出力され
た直流電源電圧を4.6V又は5.0Vに変化させて出
力するものである。
【0018】マイクロプロセッサ3は、プログラムに従
い、各変調方式に応じてレギュレータ2の出力電圧を決
定するものである。具体的には、マイクロプロセッサ3
は、アナログ変調方式であるFDMA方式の場合には
4.6Vを、デジタル変調方式であるCDMA方式の場
合には5.0Vをそれぞれ選択するように、レギュレー
タ2の動作を切り替える。
【0019】負電源4は、−3.5Vの直流バイアス電
圧を出力するものである。
【0020】電力増幅回路5は、無線周波数信号を増幅
するものである。RFINは電力増幅回路5のRF信号入
力端子、RFOUT は該電力増幅回路5のRF信号出力端
子である。また、該電力増幅回路5のVdd端子にはレギ
ュレータ2からの直流電源電圧(4.6V又は5.0
V)が、Vgg端子には負電源4からの直流バイアス電圧
(−3.5V)が各々印加される。
【0021】図2は、図1中の電力増幅回路5の内部構
成を示す回路図である。図2において、11,12は電
界効果型トランジスタ、13〜18はマイクロストリッ
プライン(インダクタ)、C1〜C5はキャパシタ、R
1〜R4は抵抗器である。Vdd端子に印加された直流電
源電圧は、マイクロストリップライン14,17を介し
て電界効果型トランジスタ11,12のドレイン電極に
供給される。Vgg端子に印加された直流バイアス電圧
は、電界効果型トランジスタ11,12のゲート電極の
バイアスを決定するものである。これらの電界効果型ト
ランジスタ11,12としては、800MHz程度のR
F信号を取り扱えるように、GaAs−MESFETが
採用される。これに代えて、バイポーラトランジスタ、
あるいは、GaAsとAlGaAsのような異なる材質
の接合を利用したヘテロバイポーラトランジスタ(HB
T)を用いることもできる。
【0022】図3は、電力増幅回路5の直流電源電圧V
ddを変化させた場合の図1の電力増幅器の付加効率及び
隣接チャンネル漏洩電力の変化を示す図である。FDM
A方式の場合の1.5W出力時の付加効率(図3中の実
線)は、直流電源電圧Vddが4.6Vの時に最大となり
その値は60%である。一般に電力増幅器の付加効率
は、交流出力電力が飽和する点で最大となる。一方、C
DMA方式の場合の0.5W出力時の隣接チャンネル漏
洩電力(図3中の破線)は、直流電源電圧Vddが5.0
V以上の時に最小となりその値は−45dBcである。
【0023】図3によれば、仮に電力増幅回路5の直流
電源電圧Vddが固定されているものとすると、FDMA
方式の場合に60%の高付加効率を実現しようとして直
流電源電圧Vddを4.6Vに設定すれば、CDMA方式
の場合の隣接チャンネル漏洩電力が−45dBcより高
くなってしまう。一方、CDMA方式の場合に−45d
Bcの低隣接チャンネル漏洩電力を実現しようとして直
流電源電圧Vddを5.0Vに設定すれば、FDMA方式
の場合の付加効率が60%より低くなってしまう。とこ
ろが、図1の電力増幅器では電力増幅器回路5の直流電
源電圧Vddが変調方式に応じて切り替えられるので、F
DMA方式の場合の60%の高付加効率とCDMA方式
の場合の−45dBcの低隣接チャンネル漏洩電力とを
同時に実現できる。
【0024】図4は、電力増幅回路5の直流電源電圧V
ddを切り替えることによる図1の電力増幅器の入出力特
性、付加効率及び隣接チャンネル漏洩電力の変化を示す
図である。FDMA方式時の入出力特性(図4中の実
線)における飽和出力電力は1.5Wであり、CDMA
方式時の入出力特性(図4中の破線)における飽和出力
電力は2Wである。CDMA方式の場合、平均出力電力
は0.5Wであるが、ピーク出力電力は1Wを越えるた
め、電力増幅器が十分に低い隣接チャンネル漏洩電力を
有するためには2W程度の飽和出力電力が必要となるの
である。電力増幅回路5への供給電圧の切り替えによ
り、FDMA方式の1.5W出力時の付加効率は60
%、CDMA方式の0.5W出力時の隣接チャンネル漏
洩電力は−45dBcとなる。
【0025】以上のとおり、図1の電力増幅器によれ
ば、アナログ変調方式であるFDMA方式の場合の高付
加効率とデジタル変調方式であるCDMA方式の場合の
低隣接チャンネル漏洩電力とを同時に実現でき、その効
果は絶大である。
【0026】なお、上記の実例において採用したVdd及
びVggの値は、電力増幅回路5の内部構成に応じて変更
可能である。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたとおり、本発明によれ
ば、単一の電力増幅回路に印加する直流電源電圧をアナ
ログ変調、デジタル変調の各方式の区別に応じて切り替
えることにより該電力増幅回路の入出力特性を制御する
構成を採用したので、アナログ変調方式であるFDMA
方式の場合の高付加効率とデジタル変調方式であるCD
MA方式の場合の低隣接チャンネル漏洩電力とを同時に
実現できる優れた無線電話送信機用電力増幅器を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電力増幅器の構成を示すブロック
図である。
【図2】図1中の電力増幅回路の内部構成を示す回路図
である。
【図3】電力増幅回路の直流電源電圧Vddを変化させた
場合の図1の電力増幅器の付加効率及び隣接チャンネル
漏洩電力の変化を示す図である。
【図4】電力増幅回路の直流電源電圧Vddを切り替える
ことによる図1の電力増幅器の入出力特性、付加効率及
び隣接チャンネル漏洩電力の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 正電源(直流電圧源) 2 レギュレータ 3 マイクロプロセッサ(制御回路) 4 負電源 5 電力増幅回路 6 直流可変電圧回路 11,12 電界効果型トランジスタ 13〜18 マイクロストリップライン C1〜C5 キャパシタ R1〜R4 抵抗器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ変調方式とデジタル変調方式と
    の両方で動作可能な無線電話送信機のための電力増幅器
    であって、 直流電圧源とレギュレータとからなる直流可変電圧回路
    と、 前記各方式に応じて前記直流可変電圧回路の直流電源電
    圧を決定するための制御回路と、 前記直流可変電圧回路からの直流電源電圧を用いて無線
    周波数信号を増幅するための単一の電力増幅回路とを備
    え、 デジタル変調方式動作時に前記電力増幅回路に印加され
    る直流電源電圧がアナログ変調方式動作時に比べて高い
    ことを特徴とする電力増幅器。
  2. 【請求項2】 アナログ変調方式に用いるアクセス方式
    として周波数分割多元アクセス方式(FDMA)を、デ
    ジタル変調方式に用いるアクセス方式として符号分割多
    元アクセス方式(CDMA)を各々採用したことを特徴
    とする請求項1記載の電力増幅器。
JP7177027A 1995-07-13 1995-07-13 無線電話送信機用の電力増幅器 Pending JPH0927720A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7177027A JPH0927720A (ja) 1995-07-13 1995-07-13 無線電話送信機用の電力増幅器
KR1019950048563A KR100259442B1 (ko) 1995-07-13 1995-12-12 무선전화송신기용의 전력 증폭기

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JP7177027A JPH0927720A (ja) 1995-07-13 1995-07-13 無線電話送信機用の電力増幅器

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KR (1) KR100259442B1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657104B1 (ko) * 1999-10-22 2006-12-15 엘지전자 주식회사 이동 통신 단말기의 전력증폭기 제어 회로
JP2013062576A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Toyota Motor Corp 通信システム、及び通信ノード並びに通信方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100657104B1 (ko) * 1999-10-22 2006-12-15 엘지전자 주식회사 이동 통신 단말기의 전력증폭기 제어 회로
JP2013062576A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Toyota Motor Corp 通信システム、及び通信ノード並びに通信方法

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KR970008920A (ko) 1997-02-24
KR100259442B1 (ko) 2000-06-15

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020625