WO2000060736A1 - Transmitter and receiver - Google Patents

Description

明 細 書 送信機および受信機 技術分野

本発明は送信機および受信機に関し、 特に、 移動体通信に用いられる携帯可 能な送信機および受信機に関する。 背景技術

無線送信機の構成の一例を図 10に示す。 このような無線送信機の構成は、 例えば、 日本国特開平 7— 254864号公報の図 3に記載されている。 図 10の無線送信機において、 ミキサ 1 1は、 中間周波増幅信号 （I F) に 局部発振信号 （Lo) を混合して高周波信号 （RF) に変換する。 高周波信号 は、 ドライブアンプ 12およびパワーアンプ 13により増幅される。

力ブラ 14は、 パワーアンプ 13の出力の一部を分岐させて、 パワーアンプ の出力モニタするための検出器 16に供給する。

アイソレータ 15は、 ある方向に対しては電磁波を減衰させることなく通過 させ、 その逆の方向に対しては、 電磁波の電力を吸収する働きをする。 これに より、 アンテナ 18 a， 18 bで受信した信号が、 パワーアンプ 13へ進入す ることが防止される。

また、 アイソレータ 15が存在するため、 アンテナ 18 a, 18 bの負荷が 変動したとしても、 その悪影響がパワーアンプ 13に及ばず、 パワーアンプ 1 3の動作が不安定になることがない。 また、 パワーアンプ 13の出力信号の S /Nが悪化することも防止される。

なお、 アンテナ共用器 17は、 少なくとも一つのアンテナ素子について、 送 信と受信を切り換える働きをする。

上述したように、 図 10の無線送信機では、 アイソレータ 15が設けている ため、 パワーアンプ 13の特性の安定化を図ることができる。 しかし、 ァイソ レー夕 1 5を挿入した分、 電力損失が発生し、 回路の占有面積も増大する。 したがって、 その損失を見越して、 あらかじめパワーアンプ 1 3の出カレべ ルを増大させておく必要がある。 パワーアンプ 1 3の出力レベルが増大すると 、 パワーアンプ 1 3の消費電力が増大し、 パワーアンプの歪み量も増大する。 アイソレータ 1 5を削除すれば、 電力損失の問題やスペースの問題は解消す るが、 その一方、 パワーアンプの特性の不安定化を招くことになる。 特に、 携 帯電話機のような移動体端末の場合は、 使用環境が多様に変化し、 これに伴い パワーアンプの負荷 （アンテナ 1 8 a , 1 8 bの負荷） は簡単に変動してしま ラ。

例えば、 通話時に、 機器本体を人体に近づけたり、 あるいは金属の机の上で 使用するような場合、 携帯電話機のアンテナが、 人体や金属板と容量結合する ことによつて送信機の負荷が大きく変動する。

このような負荷変動はアンテナと送信信号経路との間のインピーダンスの不 整合をもたらし、 不要な反射波を生じる。 よって、 アンテナの V S W R特性が 劣化して通信品質が低下する。

なお、 同様な問題は、 受信機においても発生する。

本発明はこのような不都合を解消するためになされた。 よって、 その目的は 、 アイソレー夕を用いることなく負荷の変動を抑制し、 送信機または受信機の 低歪み化， 低消費電力化および省スペース化を図ることである。 発明の開示

本発明の送信機や受信機では、 増幅回路に関する物理量、 すなわち、 電流量 やゲインの変動を検出することにより、 スミスチヤ一ト上における動作点の存 在範囲を推定する。 これによつて、 送信機の負荷 （増幅回路の出力インピーダ ンス） の変動の方向や変動のレベル、 あるいはノイズ指数の増減等が明らかと なる。

すなわち、 増幅回路の電流量やゲインの変動を検出するという簡単な方法に より、 送信機や受信機の負荷の変動をリアルタイムで検出することができる。 そして、 可変負荷回路の負荷の値を調整して、 増幅回路の入力側あるいは出 力側のインピーダンスを変化させる。 すなわち、 増幅回路の出力インピーダン スに関して、 そのインピーダンスの変動を抑制するように一種の負帰還制御を 行う。

これにより、 送信機や受信機の負荷の変動が緩和され、 通信品質の急激な劣 化が回避される。 したがって、 アイソレータを省くことが可能となる。 したが つて、 回路の占有面積を減少させることができる。 また、 回路の消費電力を削 減することができる。

また、 送信機の負荷の変動に対してリアルタイムの補償がなされるので、 パ ヮーアンプの特定が安定化される。

例えば、 本発明の送信機の一態様では、 送信機のインピーダンスの変動を、 増幅回路の動作電流や利得の変動から検出し、 そのィンピーダンスの変動をリ アルタイムで補正する。 これにより安定した特性を得ることができ、 アイソレ 一夕は不要となる。

また、 本発明の送信機の他の態様では、 パワーアンプの前に可変利得アンプ を配置する。 可変利得アンプの制御情報を用いれば、 パワーアンプの入力信号 のレベルを正確に知ることができる。 これにより、 パワーアンプのゲインをよ り正確に知ることができる。 よって、 送信機の負荷の変動の検出精度が向上す る。

本発明の送信機の他の態様では、 スミスチヤ一ト上における動作負荷点の存 在範囲を推定し、 動作負荷点の変動を緩和する方向に、 可変負荷回路の負荷を 調整する。

すなわち、 スミスチャートによれば、 負荷の複素インピーダンスの軌跡がわ かる。 よって、 アンプの電流や利得からスミスチャート上における、 変動後の 動作点の存在範囲を推定する。 そして、 その変動を補償する方向に可変負荷を 調整する。 これにより、 簡単な構成の回路でもって、 アンテナと送信伝送路と の間で、 良好なインピーダンス整合を実現することができる。

本発明の送信機の他の態様では、 信号線路に並列に接続した可変負荷回路を 設けて、 送信機のインピーダンスを調整する。

携帯電話機は、 アンテナと人体等との容量結合の影響を受けて入出力インピ 一ダンスが簡単に変動してしまう。 しかし、 本発明の送信機を用いると、 携帯 電話機においても、 常に安定した送信特性を得ることができる。

本発明の受信機の一つの態様では、 受信機が内蔵する増幅回路の入力インピ 一ダンスの変動の方向および変動のレベルを、 増幅回路の消費電流に基づいて 検出する。 そして、 増幅回路の入力インピーダンスの変動を補償するように可 変負荷回路の負荷を調整する。

受信機の初段の増幅回路、 特に、 ローノイズアンプは、 入力インピーダンス の変動に敏感であり、 その影響を受けて特性が変動しやすい。 よって、 本発明 のような、 負帰還を用いた入力インピーダンスの安定化が有効である。 これに より、 携帯電話機の受信特性を安定化することができる。

本発明の送信機と受信機の双方を具備する通信機器は、 性能が安定化されて いるので、 常に良好な送信と受信が確保される。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の実施例 1にかかる受信機の要部のプロック図であり、 図 2は、 実施例 1における可変負荷回路および制御回路の要部の具体的構成 例を示す回路図であり、

図 3 Aは、 実施例 1における、 スミスチャート上の動作負荷点 （変動前） の 位置を示す図であり、

図 3 Bは、 実施例 1における、 スミスチャート上の動作負荷点 （変動後） の 位置を示す図であり、

図 4は、 実施例 2にかかる受信機の要部の構成を示すプロック図であり、 図 5は、 実施例 2における、 スミスチャート上の動作負荷点の位置 （変動前 および変動後） を示す図であり、

図 6は、 実施例 3にかかる受信機の要部の構成を示すプロック図であり、 図 7は， 実施例 3における、 スミスチャート上の動作負荷点の位置 （変動前 および変動後） を示す図であり、

図 8は、 実施例 4にかかる受信機の要部の構成を示すプロック図であり、 図 9は、 実施例 5にかかる送信機の要部の構成を示すプロック図であり、 図 1 0は、 本発明における、 送信機や受信機の負荷変動を抑制するための手 順を説明するためのフロー図であり、

そして、 図 1 1は、 従来の送信機の一例の構成を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態

次に、 本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

(実施例 1 )

図 1は、 実施例 1の送信機の要部の構成示すプロック図である。

この送信機は、 例えば、 携帯電話機に内蔵されている。 この送信機は、 図示 されるように、 中間周波信号 （ I F信号） を高周波信号 （R F信号） に変換す るミキサ 1 1と、 R F信号を増幅するドライブアンプ 1 2と、 パワーアンプ （ 電力増幅回路） 1 3と、 アンテナ共用器 1 7と、 複数のアンテナ素子 1 8 a , 1 8 bと、 を具備する。

そして、 さらに、 パワーアンプ 1 3の消費電流 （動作電流 I d d ) を検出す る電流検出器 2 1と、 可変負荷 1 9と、 電流検出器 2 1の検出レベルに基づい て可変負荷 1 9の負荷切換を制御する制御回路 2 0をもつ。

従来例と違ってアイソレー夕は設けられていない。

本実施の形態では、 ミキサ 1 1の増幅率およびドライブアンプ 1 2の増幅率 は共に一定の値に調整されている。 よって、 パワーアンプ 1 3の入力信号の電 圧レベルは一定のレベルに制御される。 したがって、 パワーアンプ 1 3の出力 レベルを検出することにより、 パワーアンプ 1 3の利得を知ることができる。 パワーアンプ 1 3の特性は、 出力側の負荷の特性に大きく影響される。 した がって、 用途に応じて、 あらかじめ出力側の負荷特性を正確に調整しておく必 要があるが、 携帯機の場合には、 上述のようにアンテナと人体との容量結合等 により負荷特性が急激に変化する。 よって、 これを補償するように、 制御回路 20が可変負荷 19を制御 （例えば、 切換制御） するのである。

図 2は、 負荷の切換制御を行うための構成例を示す回路図である。

パワーアンプ 13の動作電流量を検出する電流検出器 21は、 電流 Z電圧変 換用の抵抗 R4と、 電圧測定器 30とを有する。 電圧測定器 30の検出信号は 、 制御回路 20に供給される。

制御回路 20のスィッチ回路 23は、 所定のしきい値レベルと電圧測定器 3

0の検出出力のレベルとを比較して、 その結果に応じて、 スィッチを端子 S 1 に接続するか、 あるいは S 2に接続するかを切り替える。

スィッチが端子 S 1に接続されるときは、 制御回路 20における NPNトラ ンジス夕 Q 1はオフし、 スィッチが端子 S 2に接続されるときは、 NPNトラ ンジス夕 Q 1はオンする。

NPNトランジスタ Q 1がオフのときには、 制御回路 19内のダイオード D

1の両端 A, Bの電位は共に Vd dに固定されていて、 ダイオード D 1はオフ している。 この状態では、 可変負荷 19は、 信号線 L 1からみてハイインピー ダンス状態 （オープン状態） であり、 パワーアンプ 13の出力負荷は何ら影響 を受けない。

ここで、 スィッチ回路 23において、 スィッチが端子 S 2に接続されると、 NPNトランジスタ Q 1がオンする。 すると、 ダイオード D 1の力ソード （A 点） の電位は、 ほぼ 0Vとなる。 固定電圧 Vd dは 0. 7 V以上の電圧である 。 よって、 ダイオード D 1は順バイアスされて導通し、 負荷 24が直流カット コンデンサ C I, C 2を介して信号線 L 1に交流的に接続される。 これによつ て、 パワーアンプ 13の負荷が変化する。

このような切換回路を用いて、 例えば、 容量の異なる複数の負荷の、 信号線 への接続 Z非接続を適宜、 切り換える。 これにより、 パワーアンプ 13の出力 側の負荷 （送信機の負荷） の変動を補償するように、 可変負荷回路 19の負荷 の値を変化させることができる。

ここで問題となるのは、 パワーアンプ 13の出力側の負荷の変動の方向とレ ベルを、 いかにして検出するかということである。 以下、 この点について検討する。

送信機の負荷が変動すれば、 パヮ一アンプ 1 3の特性自体がその変動の影響 を受けて変化する。 その特性の変動を、 スミスチャートに重ね合わせて見るこ とにより、 負荷の変化の方向 （すなわち増大か減少か） と、 その変動のレベル を推定することが可能である。

図 3 A, 図 3 Bは、 スミスチャート上において、 パワーアンプ 1 3のゲイン (図中、 " Gain" と記載される） ， 電力効率 （" ef f" と記載される） および 信号の歪み特性 （" ACP" と記載される） の各特性線が、 相互にどのような関 係にあるかを示す図である。

すなわち、 パワーアンプ 1 3に関して、 予め出力側のインピーダンス （負荷 ) と、 ゲイン， 電力効率， 歪み特性の各特性との関係を調べた結果として、 図 3のような関係が得られているとする。

なお、 パワーアンプ 1 3の" ゲイン" とは、 入力電圧レベルに対する出力電 圧レベルの比である。

また、 " 電力効率" とは、 パワーアンプ 1 3の消費電力に対する、 入力と出 力のパワーの比であって、 次の （1 ) 式で表される。

" 電力効率" = (出力電力—入力電力） Z (V d d x I d d ) …… ( 1 ) ここで、 V d dは電源電圧であり、 I d dはパワーアンプの動作電流である また、 パワーアンプの" 入力電力" は、 入力信号の電圧の実効値のことであ る。 ベースバンド変調信号の振幅は一定である。 パワーアンプ 1 3の前段に配 置されているドライブアンプ 1 2の電圧利得が一定ならば、 パワーアンプ 1 3 の入力信号の電力も一義的に定まる。

また、 本実施例では、 パワーアンプ 1 3の" 出力電力" は一定であると仮定 する。

パワーァンプの入力信号のレベルは上述のとおり一定のレベルであつて既知 である。 また、 パワーアンプの出力レベルは一定である。 また、 電源電圧 V d dも既知である。 したがって、 （1) 式から明らかなように、 " 電力効率" は、 I d d (消費 電流） の関数とみることができる。 つまり、 パワーアンプ 1 3の消費電流 I d dの値がわかれば、 電力効率 （eff) もわかるということである。

また、 歪み特性 （ACP) は、 隣接チャネル漏洩電力と同義語である。 すなわ ち、 送信信号の電力と、 その送信信号を出力することによって、 隣接するチヤ ネルに相当する周波数帯域に誘起される信号の電力との比である。

隣接チャネル漏洩電力 （歪特性： ACP) の値が小さいほど、 送信信号の歪み 量が大きいことになる。

ここで、 図 3 Aにおいて、 現在の動作負荷点は" A" 点であるとする。 この 場合、 " 電力効率 （eff) " は 20%以上であり、 " ゲイン" は 1 0 dB以上 であり、 また、 " ACP (歪み） " は一 50 dB以下である。

ここで、 負荷変動によって、 図 3 Bのように動作点が" B" 点に移動したと する。

この場合、 " ACP (歪み） " は一 40 dB以下となり、 歪みは急激に増大す る。 一方、 " 電力効率 （eff) " は 30%以上となって、 以前より増大する。 上述の （1) 式からわかるように、 " 電力効率 （eff) " が増大するというこ とは、 すなわち、 パワーアンプの消費電流 I d dが減少していることを意味す る。

したがって、 図 1の回路において、 電流検出器 2 1が電流 （ I d cl) の量を 検出すれば、 制御回路 20は、 その電流量が減少していること、 及びその程度 からスミスチャート上で、 パワーアンプの動作点が" B" の範囲あたりにある ことを推定することができる。

スミスチャートは、 信号線路の複素インピーダンス （あるいはアドミツタン ス） の軌跡を表しているため、 動作点の変動方向と大体の変動量がわかれば、 インピーダンス （負荷） についてもその増減と程度がわかる。 よって、 制御回 路 20は、 そのインピーダンス （負荷） 変動を補償するように、 可変負荷 1 9 を切換制御する。

このように、 送信機にアイソレー夕を設けなくても、 パワーアンプの消費電 流を検出するだけで、 負荷変動の方向とレベルを推定できる。 そして、 その変 動を補償するようにアンプの出力側の負荷が制御される。

これにより、 パワーアンプの特性が安定化され、 問題は生じない。 また、 比 較的簡単な回路で実現できる。 よって、 回路の占有面積の削減や回路の消費電 力の低減も図ることができる。

(実施例 2 )

図 4は、 実施例 2に係る送信機のブロック図である。 図 4において、 図 1の 回路と共通する部分には同じ参照符号が付されている。

図 4の送信機の構成は、 基本的に図 1の回路と同様である。 但し、 図 1では 電流検出器 2 1が設けられているのに対し、 図 4ではその代わりに、 パワーァ ンプ 1 3の出力レベルを検出するためのレベル検出器 1 6が設けられている点 で異なる。

レベル検出器 1 6は、 パワーアンプ 1 3の出力信号を検波して、 その出力信 号の電力を検出する働きをする。

図 5に示すように、 スミスチャート上で、 動作負荷点が" A" から" B " に 移動してしまったとすると、 信号の歪み （ACP) は急激に増大する。

このとき、 パワーアンプ 1 3の利得は、 1 0 d B以上から 1 1 d B以上に増 大する。 したがって、 パワーアンプ 1 3の利得をウォッチングすることによつ ても、 負荷変動の方向とレベルを推定することができる。

そこで、 図 4の送信回路では、 パワーアンプ 1 3の出力信号の一部を力ブラ 1 4で分岐させ、 その分岐した信号の電圧レベル （すなわち出力電力） を、 レ ベル検出器 1 6で検出する。 パワーアンプ 1 3の出力レベルがわかれば、 入力 電圧レベルは一定なのだから、 パワーアンプ 1 3の利得がわかる。

制御回路 2 0は、 パワーアンプ 1 3の利得が急に増大したことにより動作負 荷点の変動を判定し、 その変動を補償するように、 可変負荷 1 9を切換制御す る。 これによつて、 実施例 1と同様の効果が得られる。

(実施例 3 )

図 6は、 本実施の形態の受信機のプロック図である。 本実施の形態の受信機の基本的な構成は、 前掲の実施の形態と同じであるが

、 電流検出器 2 1とレベル検出器 1 6とを併用する点が異なっている。

すなわち、 前掲の実施例では、 パワーアンプの電流もしくは利得のいずれか を用いて動作負荷点がスミスチャート上のどのあたりにあるかを推定している しかし、 いずれか一つのパラメ一夕では、 その推定の精度が必ずしも高くな い。 そこで、 本実施例では、 双方の物理量 （パラメ一夕） を、 使用することに した。

例えば、 パワーアンプの利得の変化のみから出力側の負荷の状態を推定する 場合には、 図 5の動作負荷点" B " と" C " を判別することができない。 これ は、 2つの負荷点は、 共に利得が 1 1 d B以上である点で共通しているからで ある。

そこで、 電流検出器 2 1とレベル検出器 1 6の双方を併用し、 パワーアンプ の電流と利得の 2つのパラメ一夕の組み合わせにより、 図 7に示すように、 よ り細かく動作負荷点の存在範囲 （存在領域） を推定することができる。

すなわち、 図 7に示すように、 予め、 パワーアンプの電流 （すなわち" 電力 効率" である） ， 利得， 送信信号の歪み （ACP) のそれぞれと、 パワーアンプ の出力側の負荷の値との関係を調べ、 その情報をスミスチャート上に記載する 。 これにより、 スミスチャート上の領域は、 2つのパラメ一夕によって" W 1 〜W 1 1 " までの 1 1個の領域に区分される。

このようにスミスチヤ一ト上で領域が細かく分割されていれば、 スミスチヤ ート上における動作負荷点" B " と" C " とを、 明確に区別して検出できる。 よって、 負荷変動の検出精度が向上する。 これにより、 その変動を補償するた めの可変負荷 1 9の制御の精度が向上する。 また、 パワーアンプの出力負荷の 特性は、 より安定化する。

(実施例 4 )

図 8は、 実施例 4の受信機のブロック図である。

某本的構成は前掲の実施の形態と同じある。 但し、 本実施例では、 パワーァ ンプ 1 3の前段に利得制御増幅回路 （可変利得アンプ： GCA) 22が設けら れている。

そして、 その可変利得アンプ 22の利得制御情報を、 パワーアンプ 1 3の" 電力効率 （eff) " を求める際の補助的な情報として使用することにより、 " 電力効率 （eff) " の計算をより正確に行う。

つまり、 パワーアンプの" 電力効率 （eff) " は上述の （1) 式で求められ る。 したがって、 電力効率 （eff) を求めるときは、 パワーアンプの入力電圧 が既知でなければならない。

しかし、 CDMA方式の通信機のようなダイナミックレンジの広いシステム においては、 パワーアンプに入力されるレベルが変化するのが通常であり、 そ の入力レベルを正確に知るのは、 現実には、 むずかしい場合がある。

そこで、 パワーアンプ 1 3の前段に設けられた可変利得アンプ （GCA) 2 2の利得制御電圧の情報を用いることにより、 パワーアンプ 1 3の入力電圧レ ベルを正確に知ることができる。

また、 パワーアンプ 13の出力レベルは、 図 8のレベル検出器 1 6により検 出される。 また、 パワーアンプ 1 3の動作電流 （Idd) は、 図 8の電流検出器 2 1により知ることができる。

よって、 パヮ一アンプ 1 3の" 電力効率 （eff) " を正確に求めることがで きる。 したがって、 スミスチャート上における動作負荷点の位置をより正確に 推定することができる。

また、 パワーアンプ 1 3の入力電圧と出力電圧とが正確に検出されているた め、 パワーアンプ 1 3の" 利得" も正確に求めることができる。 よって、 " 電 力効率 （eff) " と" 利得" の二つの情報を用いれば、 スミスチャート上にお ける動作負荷点の位置を、 さらに正確に推定することができる。

これにより、 可変負荷 1 9の切換制御を、 より的確に行うことができる。 (実施例 5)

図 9は、 実施例 5にかかる受信機の要部の構成を示すブロック図である。 図示されるように、 この受信機は、 ミキサ 1 1と、 アンテナ共用器 1 7と、 -素子 1 8 a， 1 8 と、 可変負荷 1 9と、 制御回路 2 0と、 電流検出 器 2 1と、 口一ノイズアンプ （低雑音回路） 2 3と、 を持つ。

アンテナ素子 1 8 a， 1 8 bで受信した信号を増幅する口一ノイズアンプ 2 3は、 入力側の負荷特性により雑音指数 （N F ) が大きく変化する。 ローノィ ズアンプの雑音指数は受信機の受信性能に大きな影響を与えるので、 入力負荷 特性を安定化させることは、 特に、 携帯電話機等においては重要である。

ローノイズアンプ 2 3は、 その動作電流 （消費電流） が入力側負荷の状態に 応じて変化するという特性を有する。 この特性を利用し、 前掲の実施例と同様 に、 ローノイズアンプ 2 3の動作電流の変化から、 ローノイズアンプ 2 3の入 力側の負荷特性の変動を検出する。 そして、 制御回路 2 0が、 その変動を補償 するように可変負荷 1 9を切換制御する。

これにより、 アンテナの負荷特性が変動した場合でも、 ローノイズアンプの 雑音指数 （N F ) 特性は安定化され、 良好な受信状態を常に実現できるという 効果が得られる。

本発明の送信機および受信機を併せ持つ通信機器 （特に、 携帯機器） は、 ァ ンテナの負荷変動が生じても、 常に安定した送受信を得ることができる。 また 、 送信回路からアイソレータを除去できるので、 回路の占有面積の削減の面で も有利である。

アンプの消費電流と利得の二つの情報を用いて、 送信機および受信機の負荷 の変動を補償するための手順を、 図 1 0に示す。

すなわち、 あらかじめ、 スミスチャート上における増幅回路の電力効率 （e f f) または利得の特性の情報を取得しておく （ステップ 5 0 ) 。 そして、 増幅 回路の動作電流 （消費電流） を検出し、 検出された電流値に基づき増幅回路の 電力効率 （ef f) を求める （ステップ 5 1 ) 。

また、 増幅回路の利得を検出する （ステップ 5 2 ) 。 そして、 スミスチヤ一 ト上における増幅回路の動作点の存在範囲を推定する （ステップ 5 3 ) 。 次 に、 増幅回路の入力側または出力側のインピーダンスの変動の方向とレベルを 検出する （ステップ 5 4 ) 。 そして、 そのインピーダンスの変動を補償するよ うに、 可変負荷回路の負荷値を調整する （ステップ 5 5 ) 。

以上、 本発明の実施例について説明したが、 本発明はこれに限定されるもの ではなく、 種々変形， 応用が可能である。

例えば、 ワイドバンド C DMA (W- C DMA) システムのような移動体通 信方式では、 送信と受信とを同時に行うことも多い。 送信と受信を同時に行つ ている状況下では、 送信用パワーアンプにより検出された消費電流および利得 情報を用いて、 受信用のローノイズアンプの入力負荷特性の変動を補償するこ ともできる。

以上説明したように本発明では、 増幅回路の出力負荷あるいは入力側負荷の 変動を増幅回路の代表的なパラメ一夕 （物理的特性） を利用して求め、 その変 動に合わせて、 負荷特性を安定化させるための負帰還制御を行う。 これにより 、 安定した送信 Z受信特性を得ることができる。 また、 送信機としては、 アイ ソレー夕を削除できるという効果が得られる。

この出願は、 1 9 9 9年 4月 1日に出願された日本国特許出願平 1 1— 9 5 4 2 5号に基づいて作成されている。 そのすベての内容は、 この明細書に含ま れている。 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明は、 移動体通信における送信機および受信機に 適用して、 特に、 有益である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 送信機は、

高周波信号を増幅する電力増幅回路と、

この電力増幅回路の出力端に接続された少なくとも一つの可変負荷回路と 前記電力増幅回路の出力側の負荷状態が変動すると、 前記変動の方向およ びレベルを、 前記電力増幅回路の動作電流または利得の少なくとも一つに基づ いて検出し、 前記変動を補償するように前記可変負荷回路の負荷を調整する制 御回路と、

前記電力増幅回路で増幅された信号を送信するための、 少なくとも一つのァ ンテナ素子と、 を有する。

2 . 請求項 1記載の送信機において、

前記制御回路は、 スミスチャート上における、 増幅回路の動作点の存在範囲 を推定し、 その動作点の変動を緩和するように、 前記可変負荷回路の負荷を調 整する。

3 . 請求項 1記載の送信機において、

前記可変負荷回路は、 前記電力増幅回路の出力端と基準電位との間に設けら れている。

4 . 請求項 1記載の送信機を搭載した移動体通信機。

5 . 送信機は、

利得制御信号により利得を制御できる利得制御増幅回路と、

この利得制御増幅回路により増幅された信号を、 さらに増幅する電力増幅 回路と、

この電力増幅回路の出力端に接続された、 少なくとも一つの可変負荷回路と 前記電力増幅回路の出力側の負荷状態が変動すると、 前記変動の方向および レベルを、 前記電力増幅回路の動作電流および前記利得制御増幅回路における 前記利得制御信号とを用いて検出し、 前記変動を補償するように前記可変負荷 回路の負荷を調整する制御回路と、

前記電力増幅回路で増幅された信号を送信するための少なくとも一つのアン テナ素子と、 を有する。

6 . 請求項 5記載の送信機において、

前記制御回路は、 スミスチャート上における、 増幅回路の動作点の存在範囲 を推定し、 その動作点の変動を緩和するように前記可変負荷回路の負荷を調整 する。

7 . 請求項 5記載の送信機において、

前記可変負荷回路は、 前記電力増幅回路の出力端と基準電位との間に設けら れている。

8 . 請求項 5記載の送信機を搭載した移動体通信機。

9 . 受信機は、

送信されてきた信号を受信するアンテナ素子と、

そのアンテナ素子により受信された信号を増幅する増幅回路と、

この増幅回路の入力端に接続された少なくとも一つの可変負荷回路と、 前記増幅回路の入力側の負荷の状態が変動すると、 前記変動の方向およびレ ベルを、 前記増幅回路の動作電流に基づいて検出し、 前記変動を補償するよう に前記可変負荷回路の負荷を調整する制御回路と、 を有する。

1 0 . 請求項 9記載の受信機を搭載した移動体通信機。

1 1 . 増幅回路の入力側の負荷、 あるいは出力側の負荷の変動を補償する方法 は、

スミスチャート上における、 前記増幅回路の電力効率または利得の特性の情 報をあらかじめ取得するステップと、

前記増幅回路の動作電流を検出し、 検出された電流値を用いて前記電力効率 を求めるステップと、

前記増幅回路の利得を検出するステップと、

求められた前記電力効率および前記利得を用いて、 スミスチャート上におけ る、 前記増幅回路の動作点の存在範囲を推定するステップと、

推定された動作点の存在範囲の情報から、 前記増幅回路の入力側あるいは出 力側のインピーダンスの変動の方向とレベルを検出するステップと、

インピーダンスの変動を補償するように、 前記増幅回路の入力端または出力 端に接続されている可変負荷回路の負荷値を調整するステップと、 を有する。

1 2 . 請求項 1 1記載の、 増幅回路の入力側の負荷、 あるいは出力側の負荷の 変動を補償する方法において、

前記増幅回路の電力効率を求めるために、 前記増幅回路の電流値のみならず、 前記増幅回路の前に設けられた利得制御増幅回路の利得制御情報も利用する。