JP2010226220A - 電力増幅回路、送信装置及び出力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷変動等によるＡＣＬＲの劣化を防止することにある。
【解決手段】負荷に電力を供給する電力増幅回路、該電力増幅回路を含む送信装置、電力増幅器の出力制御方法である。定在波比検出部（ＶＳＷＲ検出部２０）では、負荷（アンテナ６）に供給する出力電力と、負荷側からの反射電力とにより定在波比（ＶＳＷＲ）を算出する。電力増幅器（１８）は、前記負荷に出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される。これにより、出力電力は隣接チャネル漏洩電力比を劣化させない程度の電力値に制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio ）の悪化や、隣接チャネル漏洩電力比（ＡＣＬＲ：Adjacent Channel Leakage Ratio）の劣化の防止等に用いられる出力制御に関し、例えば、携帯電話機等の無線通信装置に搭載される電力増幅回路、送信装置及び出力制御方法に関する。

携帯電話機等、携帯される無線通信装置では、必要な機能を必要最小限の部品を以て実現し、装置の小型化や軽量化を図っている。また、携帯される無線通信装置では、アンテナの負荷インピーダンスがアンテナ周囲の状態によって大きな影響を受け、電圧定在波比（ＶＳＷＲ：Voltage Standing Wave Ratio ）が変動する。

このような無線通信装置に関し、アンテナからの反射波が過大である場合の影響に対し、アンテナからの反射波を検出し、その検出信号を電力増幅器の振幅制御信号に重畳し、電力増幅器の送信出力を制御することが知られている（例えば、特許文献１）。

電力増幅回路に関し、負荷からの反射波電力を検出し、その検出出力で電力増幅器の電源電圧を降下させ、出力を抑制することが知られている（例えば、特許文献２）。また、入力電力や反射電力の検出について、双方向性結合器が用いられ、検出された入力電力と反射電力とを用いてＶＳＷＲを検出することが知られている（例えば、特許文献３）。また、アンテナと整合回路との間に可変アッテネータが設置され、この可変アッテネータにインピーダンス不整合時の反射電力を吸収させ、反射電力に応じてアッテネータ値を制御し、減衰量を制御することが知られている（例えば、特許文献４）。

特開平７−０９４９５９号公報 特開２００５−１９１７９１号公報 特開平８−１４８９５１号公報 特開２００６−０６０７２９号公報

ところで、アンテナに出力する電力増幅回路の負荷インピーダンスは、アンテナ周囲の状態により、大きな影響を受ける。アンテナ周囲に遮蔽物がない自由空間の場合と、アンテナ周囲に人体等の誘電体がある場合では負荷インピーダンスが大きく異なる。例えば、無線通信装置が金属製の机等に設置された場合には、アンテナ近傍に金属の遮蔽物が存在することとなり、負荷インピーダンスは著しく変化する。

また、電力増幅回路を含む送信装置は、標準インピーダンスを定め、アンテナからの放射電力を最大となるように設定する。また、アンテナ周囲の状態により、アンテナ側のインピーダンスが変化しても、電力増幅回路の負荷インピーダンスの値が変わらないように電力増幅器とアンテナとの間には例えば、方向性結合器（ＩＳＯ：Isolator) が配置される場合がある。

電力増幅回路に対する負荷インピーダンスは、出力電力、消費電流、ＡＣＬＲ等の電気的特性に密接な関係を持っており、負荷インピーダンスに応じて出力電力、消費電流、ＡＣＬＲ等の電気的特性が影響を受ける。ＡＣＬＲは３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）等に定義されている通り、隣接チャネルにどのくらいの影響を及ぼすかを表す指標であり、その劣化防止が課題である。

このような課題について、特許文献１〜４にはその開示はなく、その解決手段も開示されていない。

そこで、本開示の電力増幅回路、送信装置又は出力制御方法の目的は、負荷変動等によるＡＣＬＲの劣化を防止することにある。

また、本開示の電力増幅回路、送信装置又は出力制御方法の他の目的は、ＩＳＯを要することなくＡＣＬＲの劣化を防止し、電力増幅回路又は送信装置の小型化、軽量化又は集積化を図ることにある。

上記目的を達成するため、本開示の電力増幅回路、送信装置又は出力制御方法では、負荷に供給する出力電力と、この出力電力に基づく負荷側からの反射電力とを用いて定在波比を求める。この定在波比を用いて隣接チャネル漏洩電力比を劣化させない程度の電力値に出力電力を制御する。

そこで、本開示の電力増幅回路は、負荷に電力を供給する電力増幅回路であって、定在波比検出部と、電力増幅器とを備える。定在波比検出部は、前記負荷に供給する出力電力と、前記負荷側からの反射電力とにより定在波比を算出する。電力増幅器は、前記負荷に出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される。これにより、出力電力は隣接チャネル漏洩電力比を劣化させない程度の電力値に制御される。

また、本開示の送信装置は、アンテナを備えて送信電力を放射させる送信装置であって、定在波比検出部と、電力増幅器とを備える。定在波比検出部は、前記アンテナに供給する出力電力と、前記アンテナからの反射電力とにより定在波比を算出する。電力増幅器は、前記アンテナに出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される。これにより、出力電力は隣接チャネル漏洩電力比を劣化させない程度の電力値に制御される。

また、本開示の出力制御方法は、アンテナに供給する出力を制御する出力制御方法であって、定在波の算出ステップと、出力電力の制御ステップとを含む。定在波の算出ステップでは、前記アンテナに供給される出力電力と、前記アンテナ側からの反射電力とにより定在波比を算出する。出力電力の制御ステップでは、前記アンテナに出力電力を供給し、かつ、前記定在波比に基づいて隣接チャネル漏洩電力比を予測し、その予測値に応じて前記出力電力を制御する。この出力制御方法においても、出力電力が隣接チャネル漏洩電力比を劣化させない程度の電力値に制御される。

本開示の電力増幅回路、送信装置又は出力制御方法によれば、次のような効果が得られる。

(1) 負荷の変動に対応し、出力電力を制御できるので、出力電力の歪みを抑制することができる。

(2) 負荷インピーダンスの変動に対応して出力電力が制御されるので、歪みのない出力電力を負荷に供給することができる。

(3) 負荷にアンテナを用いる場合では、負荷インピーダンスの変動に対応して電力増幅器の出力電力を制御するので、アンテナから歪みのない送信電力を放射することができ、送信電波の品質が高められる。

そして、本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面及び各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る携帯端末装置の送信部の一例を示す図である。 ＶＳＷＲ検出部の構成例を示す図である。 出力電力とＡＣＬＲの特性を示す図である。 電力増幅器の一般的な負荷マップを示すスミスチャートである。 電力増幅器の負荷インピーダンスと出力電力の関係を示すスミスチャートである。 電力増幅器の負荷インピーダンスとＡＣＬＲの関係を示すスミスチャートである。 出力制御の処理手順を示すフローチャートである。 携帯端末装置の送信部の比較例を示す図である。 第２の実施の形態に係るＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブルを示す図である。 ＡＣＬＲ−出力電力テーブルを示す図である。 出力制御の処理手順を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る携帯端末装置の送信部の一例を示す図である。 ＶＳＷＲ検出部及び出力制御部の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る出力制御部を示す図である。 他の実施の形態に係る電力増幅器を示す図である。 他の実施の形態に係る携帯端末装置を示す図である。 他の実施の形態に係る携帯情報端末機を示す図である。 他の実施の形態に係るパーソナルコンピュータを示す図である。

〔第１の実施の形態〕

この第１の実施の形態では、負荷（例えば、アンテナ）への出力電力と負荷からの反射電力とにより定在波比を算出し、該定在波比に応じて電力増幅器の出力電力の低減要求等を生成し、電力増幅器の出力電力を制御する。

この第１の実施の形態について、図１を参照する。図１は携帯端末装置の送信部を示す図である。図１に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。

携帯端末装置２は、無線信号で通信する無線通信装置であって、無線信号を送信するための送信部４と、アンテナ６とを備える。送信部４は、無線信号を送信する送信装置の一例であって、送信電力をアンテナ６に給電する。アンテナ６は負荷の一例であって、送信電力の供給を受け、高周波信号（無線信号）を相手装置（基地局等）に向けて空間に放射する。

この送信部４には、電力増幅回路８と、分配器（ＤＥＴ：Detector）１０と、デュープレクサ（ＤＵＰ：Duplexer）１２とが備えられる。電力増幅回路８は、高周波信号を増幅する手段であるとともに、その送信電力をアンテナ６に供給する手段である。そこで、アンテナ６は、電力増幅回路８の負荷の一例である。

電力増幅回路８は、ＡＣＬＲを劣化させない程度に出力電力を低減させる増幅回路であって、電力増幅器１８と、ＶＳＷＲ（Voltage Standing Wave Ratio ）検出部２０とを備える。電力増幅器１８は、音声信号やデータ信号で変調された高周波信号を所望の電力（送信電力）まで増幅する手段であって、出力の増減が可能な増幅器で構成され、ＶＳＷＲ検出部２０から発せられた制御出力として例えば、出力低減要求によりＡＣＬＲの値が例えば、規格値（基準値）を充足する出力電力に制御される。

ＶＳＷＲ検出部２０は、電圧定在波比の検出手段の一例であるとともに、アンテナ６側の負荷を検出する手段であって、電力増幅器１８とＤＥＴ１０との間に設置されて、アンテナ６に向かう進行波の電力（ＰＦＷＤ）と、アンテナ６からの反射波の電力（ＰＲＥＶ）とから電圧定在波比を求める手段である。ＰＦＷＤは、電力増幅器１８からアンテナ６に向かう進行波電力であり、ＰＲＥＶは、アンテナ６等の負荷からの反射波電力である。

そして、ＤＥＴ１０は、電力増幅回路８の出力電力（送信電力）を分岐して取り出す分配手段であって、この実施の形態では、送信部４の送信電力をモニターするために電力増幅回路８の出力電力がＤＥＴ１０によって分配される。この実施の形態では、電力増幅回路８でＡＣＬＲを劣化させない程度に低減された出力電力は、ＤＥＴ１０によって分配されて制御回路１４に加えられている。この制御回路１４は、その出力電力を制御情報として送信部４を制御する制御手段であるとともに、受信部１６の制御手段である。受信部１６は、アンテナ６を通して受信された受信信号から音声信号やデータ信号を復調する手段である。また、ＤＵＰ１２は、送信側の経路と受信側の経路とを統合する手段であって、送信電力をアンテナ６に給電し、アンテナ６の受信信号を受信経路側に供給し、この場合、受信部１６に供給している。

斯かる構成によれば、ＶＳＷＲを求め、そのＶＳＷＲからＡＣＬＲを予測し、そのＡＣＬＲの予測値から出力電力を算出し、その出力電力が電力増幅器１８に設定されることにより、出力電力が低減され、ＡＣＬＲの劣化が防止される。また、ＡＣＬＲの劣化をＶＳＷＲに基づき、電力増幅器１８の出力電力によって抑制できる。この場合、ＶＳＷＲが改善されれば、電力増幅器１８の出力電力を増強でき、ＡＣＬＲを劣化させることなく、出力を増強でき、通信品質を高めることができる。

次に、ＶＳＷＲ検出部２０について、図２を参照する。図２は、ＶＳＷＲ検出部の構成例を示す図である。図２に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図２において、図１と同一部分には同一符号を付してある。

ＶＳＷＲ検出部２０は、既述の通り、ＶＳＷＲの検出即ち、出力インピーダンスの変化を検出するための手段であって、第１の方向性結合器２６と、第２の方向性結合器２８と、演算部３０とを備える。方向性結合器２６及び方向性結合器２８は同一の方向性結合器であって、互いに逆方向に接続されている。方向性結合器２６は、電力検出手段の一例であって、電力増幅器１８に結合され、電力増幅器１８からの出力電力（進行波電力：ＰＦＷＤ）即ち、入力端子３２から入力端子３６に向かって出力された電力が電力モニター端子３４で取り出される（モニター）。即ち、進行波電力ＰＦＷＤは、方向性結合器２６で検出され、電力モニター端子３４から取り出される。

また、方向性結合器２８は、電力検出手段の一例であって、アンテナ６に結合され、アンテナ６からの電力（反射波電力：ＰＲＥＶ）即ち、入力端子３６から入力端子３２に向かう反射電力が電力モニター端子３８で取り出される（モニター）。即ち、反射波電力ＰＲＥＶは、方向性結合器２８で検出され、電力モニター端子３８から取り出される電力である。

演算部３０は、ＶＳＷＲの演算機能と、制御出力（例えば、出力低減要求）を生成する制御機能とを有する演算手段及び制御手段の一例である。この演算部３０では、ＶＳＷＲとＡＣＬＲの関係データ、ＡＣＬＲと出力電力の関係データを保持するとともに、ＶＳＷＲの演算機能により検出されたＶＳＷＲにより電力増幅器１８に対する制御出力（例えば、出力低減要求）を生成する。出力低減要求等の制御出力は、出力端子３９から出力され、電力増幅器１８に制御入力として加えられる。

ＶＳＷＲの演算には、方向性結合器２６で得た進行波電力ＰＦＷＤと、方向性結合器２８で得た反射波電力ＰＲＥＶとを受け、これら進行波電力ＰＦＷＤ及び反射波電力ＰＲＥＶからＶＳＷＲを算出する。そこで、このＶＳＷＲは、

となる。

そこで、電力増幅器１８の制御機能として、演算結果であるＶＳＷＲを用いてＶＳＷＲとＡＣＬＲの関係データ、ＡＣＬＲと出力電力の関係データを参照することにより、ＡＣＬＲの劣化を抑制するための電力増幅器１８の出力電力の制御出力を生成する。ＡＣＬＲが劣化している場合には、制御出力として電力増幅器１８に対して出力低減要求が出力される。これにより、電力増幅器１８の出力電力Ｐout が低減され、アンテナ６のインピーダンスが変化しても、ＡＣＬＲが劣化することがない。

次に、電力増幅器１８の出力電力とＡＣＬＲの関係について、図３を参照する。図３は、出力電力に対するＡＣＬＲの特性を示す図である。図３に示す特性は一例であって、係る特性に本発明が限定されるものではない。

この電力増幅器１８の出力電力とＡＣＬＲの関係では、横軸を出力電力Ｐout 〔ｄＢｍ〕、縦軸をＡＣＬＲ〔ｄＢ〕で表されており、出力電力Ｐout の増減でＡＣＬＲが変化している。この例では、Ｐout ＝２０〜２２．９〔ｄＢｍ〕では一定のＡＣＬＲ〔ｄＢ〕であるのに対し、Ｐout ＝２３〔ｄＢｍ〕の近傍値を境にしてＡＣＬＲ〔ｄＢ〕が大きく変化している。この特性から、電力増幅器１８の出力電力Ｐout に応じてＡＣＬＲの値が変化し、出力電力Ｐout に依存して劣化することが理解できる。

次に、ＶＳＷＲについて、図４を参照する。図４は、電力増幅器の一般的な負荷マップを示す図である。図４に示す負荷マップは一例であって、斯かる特性に本発明が限定されるものではない。

この負荷マップにおいて、各出力電力Ｐout1、Ｐout2、Ｐout3、Ｐout4は例えば、Ｐout1＝３０〔ｄＢｍ〕、Ｐout2＝３１〔ｄＢｍ〕、Ｐout3＝３２〔ｄＢｍ〕、Ｐout4＝３３〔ｄＢｍ〕である。そして、ＶＳＷＲは、負荷マップ（図４）の中心からの距離で規定される。

次に、電力増幅器１８の負荷インピーダンスと出力電力の関係、電力増幅器１８の負荷インピーダンスとＡＣＬＲの関係について、図５及び図６を参照する。図５は、電力増幅器の負荷マップ例として負荷インピーダンスと出力電力の関係を示す図、図６は、負荷インピーダンスとＡＣＬＲの関係を示す図である。図５及び図６に示す特性や数値は一例であって、係る特性や数値に本発明が限定されるものではない。

この負荷マップ例（図５）において、各出力電力Ｐout1、Ｐout2、Ｐout3、Ｐout4は既述の通り例えば、Ｐout1＝３０〔ｄＢｍ〕、Ｐout2＝３１〔ｄＢｍ〕、Ｐout3＝３２〔ｄＢｍ〕、Ｐout4＝３３〔ｄＢｍ〕である。また、図６に示す負荷マップ例において、各ＡＣＬＲ１、ＡＣＬＲ２、ＡＣＬＲ３、ＡＣＬＲ４、ＡＣＬＲ５は例えば、ＡＣＬＲ１＝−５０〔ｄＢｃ〕、ＡＣＬＲ２＝−４５〔ｄＢｃ〕、ＡＣＬＲ３＝−４０〔ｄＢｃ〕、ＡＣＬＲ４＝−３５〔ｄＢｃ〕、ＡＣＬＲ５＝−３０〔ｄＢｃ〕である。

各図５及び図６において、Ｚａは標準状態の負荷インピーダンス、Ｚｂは標準状態から外れた負荷インピーダンスである。負荷インピーダンスが標準状態（この場合、Ｚａ＝５０〔Ω〕）から外れると、図５、図６の中心からずれ、その負荷インピーダンスによっては、出力電力とともにＡＣＬＲが変化する。図５及び図６に示すように、負荷変動により負荷インピーダンスがＺａの位置からＺｂの位置に変位すると、出力電力Ｐout は、図５に示すように、Ｐout ＝３２．５〔ｄＢｍ〕からＰout ＝３１．５〔ｄＢｍ〕に低下する。このとき、ＡＣＬＲは、図６に示すように、ＡＣＬＲ＝−４２〔ｄＢｃ〕からＡＣＬＲ＝−３２〔ｄＢｃ〕に変化している。このような状態で負荷インピーダンスＺを変えずにＡＣＬＲを改善するには、出力電力Ｐout を低下させればよく、即ち、ＡＣＬＲの改善は出力電力Ｐout の抑制によって実現される。

そこで、出力電力Ｐout を低減すると、ＡＣＬＲが改善方向に向い、ＡＣＬＲが所望の規格を満足するまで出力電力を低減すればよい。その場合、ＡＣＬＲの改善が図られ、ＡＣＬＲが所望の規格を満足するのであれば、出力電力Ｐout は増強される。

このようにＡＣＬＲは電力増幅器１８の歪特性を反映しており、その特性は負荷インピーダンスＺと出力電力Ｐout の影響を受ける（図３）。負荷インピーダンスＺが通常値であるＺ＝５０〔Ω〕の標準状態からずれると、ＡＣＬＲが変化し、場合によっては劣化するが、ＡＣＬＲが劣化した分だけ出力電力を低減すれば歪特性を改善できる。

そして、ＡＣＬＲは測定結果として事前にデータとして保持され、そのＡＣＬＲと既述のＶＳＷＲとの関係を用いてＡＣＬＲ値の予測をすることができ、特に、ＡＣＬＲの最悪値を予測でき、その予測は容易に行える。

次に、出力電力の制御について、図７を参照する。図７は、出力電力制御の処理手順を表すフローチャートである。図７に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。

この処理手順は、出力制御方法の一例であって、既述のＶＳＷＲによりＡＣＬＲを予測し、出力電力を得ることにより、その出力電力を電力増幅器１８に設定する処理である。そこで、この処理手順では、図７に示すように、進行波電力（ＰＦＷＤ）と反射波電力（ＰＲＥＶ）とを用いてＶＳＷＲを計算する（ステップＳ１）。この計算には、既述の演算式(1) を用いればよい。

このＶＳＷＲとＡＣＬＲとの関係データを参照し、ＡＣＬＲの値を予測する（ステップＳ２）。このＶＳＷＲとＡＣＬＲとの関係データとして例えば、図６に示すデータを用いればよい。

このようにして得たＡＣＬＲの予測値と、出力電力の関係データを参照し、出力電力を算出する（ステップＳ３）。この算出には出力電力の関係データとして例えば、図３に示すデータを用いればよい。

このようにして求められた出力電力Ｐout を電力増幅器１８に設定する（ステップＳ４）。設定された出力電力Ｐout は、上記の通りＡＣＬＲを劣化させない程度の電力値に抑制されており、ＡＣＬＲを劣化させない送信電力がアンテナ６に供給される。その結果、アンテナ６のインピーダンスが変化しても、ＡＣＬＲの劣化は生じないので、品質の高い電波を用いた通信を実現することができる。

携帯端末装置２から送信される電力の不均一が許容されるシステムにおいては、携帯端末装置２の出力電力は制御回路１４によって制御される。この場合、上記の出力電力の低減手段を用いても、システム全体に影響を及ぼすことなく、アンテナ６から放射される送信出力は所望のＡＣＬＲを確保することができる。

この実施の形態の比較例について、図８を参照する。図８は、従来の携帯端末装置の送信部を示す図である。

比較例である携帯端末装置２００では、送信部２０４と、高周波信号を空間に放出するアンテナ２０６とを備え、送信部２０４には、変調した高周波信号を所望の電力まで増幅する電力増幅器２１８と、送信電力をモニターするために分岐し取り出すＤＥＴ２１０と、信号を一方向のみに通過させて電力増幅器方向へ戻さないための方向性結合器 (ＩＳＯ：Isolator) ２１４と、送信側の経路と図示していない受信側の経路とを統合するＤＵＰ２１２とを備えている。ＤＥＴ２１０の出力は制御回路２２２に加えられる。

この比較例では、ＩＳＯ２１４が電力増幅器２１８とアンテナ２０６との間に設置されている。このＩＳＯ２１４は、アンテナ２０６の周囲の状態により、アンテナ２０６のインピーダンスが変わった場合でも電力増幅器２１８の負荷インピーダンスが設計値と変わらないようにするための手段である。

このＡＣＬＲの劣化防止手段として使用されるＩＳＯは、フェライト等の磁性体を備える。このような素子や回路は電力増幅器等の回路や素子ととともに集積化することは困難であり、電力増幅回路や無線通信装置の小型化や集積化の妨げとなる。

一方、電力増幅器２１８は負荷変動に対して電気的特性があまり変わらない設計技術を取り入れてはいるものの、完全ではないため負荷インピーダンスが変わってしまう。その際、出力電力、消費電流、ＡＣＬＲ等の電気的特性が変わってしまう。このため、ＡＣＬＲを満足することは必要事項であり、インピーダンスが変わるのを防ぐためにはＩＳＯの削減が比較例では困難である。

このような比較例に対し、第１の実施の形態では、ＩＳＯの設置はなく、出力電力の制御ないし低減によりＡＣＬＲの劣化を防止し、質の高い送信電力が得られ、通信品質を高めることができる。また、このようなＩＳＯを設置しないので、電力増幅回路８の集積化が容易化され、第１の実施の形態（図１）では、電力増幅回路８、送信部４又は携帯端末装置２の小型化や集積化を実現することができる。

〔第２の実施の形態〕

第２の実施の形態では、ＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブルやＡＣＬＲ−出力電力（Ｐｏｕｔ）テーブルを用いて電力増幅器１８の出力制御を実現する。これらＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブルやＡＣＬＲ−出力電力テーブルは、第１の実施の形態であれば、演算部３０（図２）に保持すればよい。

この第２の実施の形態について、図９、図１０及び図１１を参照する。図９は、第２の実施の形態に係るＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブルを示す図、図１０は、ＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブルを示す図、図１１は、出力電力制御の処理手順を表すフローチャートである。図９、図１０及び図１１に示す構成は一例であって、係る構成に本発明が限定されるものではない。

第１の実施の形態では、図４、図５及び図６に示すスミスチャートを用いてＶＳＷＲ−ＡＣＬＲの関係データ、ＡＣＬＲ−出力電力の関係データを用いたが、この実施の形態では、ＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０（図９）やＡＣＬＲ−出力電力（Ｐｏｕｔ）テーブル４２（図１０）を用いる。

ＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０には、ＶＳＷＲ４４とＡＣＬＲ４６との関係データが記録されている。この場合、ＶＳＷＲ４４は、既述のＶＳＷＲ検出部２０で検出されるＶＳＷＲ値であり、ＡＣＬＲ４６は、ＶＳＷＲ値を用いてＶＳＷＲ−ＡＣＬＲの関係データ（図６）から求められたＡＣＬＲ値である。

ＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブル４２には、ＡＣＬＲ４６と出力電力Ｐｏｕｔ４８との関係データが記録されている。この場合、ＡＣＬＲ４６は、ＶＳＷＲ値を用いてＶＳＷＲ−ＡＣＬＲの関係データ（図６）から求められたＡＣＬＲ値（図９）であり、出力電力Ｐｏｕｔ４８は、ＡＣＬＲ値を用いてＡＣＬＲ−出力電力の関係データ（図３、図５）から求められた出力電力値である。

そして、この出力電力の制御の処理手順では、これらＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０（図９）やＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブル４２（図１０）を用いる。この処理手順は、出力制御方法の一例であって、図１１に示すように、進行波電力（ＰＦＷＤ）と反射波電力（ＰＲＥＶ）とを用いてＶＳＷＲを計算する（ステップＳ１１）。この計算には、既述の演算式(1) を用いればよい。

このＶＳＷＲを用いてＡＣＬＲの値を予測する（ステップＳ１２）。このＡＣＬＲの予測には、ＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０（図９）を参照し、ＶＳＷＲに対応するＡＣＬＲを求め、このＡＣＬＲから最適なＡＣＬＲの値を予測する。

このＡＣＬＲを用いて出力電力の関係データを参照し、出力電力を算出する（ステップＳ３）。この算出には出力電力の関係データとしてＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブル４２（図１０）を参照し、規格を充足するＡＣＬＲに対応する出力電力Ｐｏｕｔを求める。

このようにして求められた出力電力Ｐｏｕｔを電力増幅器１８に設定する（ステップＳ１４）。設定された出力電力Ｐｏｕｔは、上記の通りＡＣＬＲを劣化させない程度の電力値に抑制されており、ＡＣＬＲを劣化させない送信電力がアンテナ６に供給される。その結果、アンテナ６のインピーダンスが変化しても、ＡＣＬＲの劣化は生じないので、品質の高い電波を用いた通信を実現することができる。

〔第３の実施の形態〕

この第３の実施の形態では、電力増幅器１８の出力制御手段としてＶＳＷＲ検出部２０と別個に出力制御部２２を構成している。出力制御部２２は、ＶＳＷＲ検出部２０で検出された定在波比（ＶＳＷＲ）によりＡＣＬＲを予測し、電力増幅器１８の出力電力を制御する。

この第３の実施の形態について、図１２及び図１３を参照する。図１２は第３の実施の形態に係る携帯端末装置を示す図、図１３は、ＶＳＷＲ検出部及び出力制御部の構成例を示す図である。図１２及び図１３に示す構成は一例であって、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。図１２において、図１と同一部分には同一符号を付し、図１３において、図２と同一部分には同一符号を付してある。

この第３の実施の形態の電力増幅回路８では、図１２に示すように、ＶＳＷＲ検出部２０と出力制御部２２とを別個に構成している。出力制御部２２は、ＶＳＷＲ検出部２０で検出したＶＳＷＲを制御情報に用いて電力増幅器１８の出力制御を行う制御手段である。ＶＳＷＲ検出部２０は、既述の通り、ＶＳＷＲを検出するものであり、第１の実施の形態（図２）と同一であるので同一符号を付し、その説明を省略する。

そこで、出力制御部２２は、図１３に示すように、ＡＣＬＲ予測部５０と、出力電力算出部５２と、データ保持部５３とを備える。ＡＣＬＲ予測部５０は、与えられたＶＳＷＲからＡＣＬＲを予測する手段であって、この実施の形態では、ＶＳＷＲ検出部２０の検出値からＡＣＬＲの予測値を求める。この場合、第１の実施の形態と同様に、スミスチャート（図６）を用いてもよいし、ＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０（図９）を参照してもよい。

出力電力算出部５２は、ＡＣＬＲを劣化させないための出力電力を算出する算出手段であって、この実施の形態では、ＡＣＬＲ予測部５０から与えられたＡＣＬＲの予測値から出力電力を算出する。この場合、第１の実施の形態と同様に、スミスチャート（図５）を用いてもよいし、ＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブル４２（図１０）を参照してもよい。

そして、データ保持部５３は出力電力の制御に必要な関係データを保持する手段であって、スミスチャート（図６）又はＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０（図９）、スミスチャート（図５）又はＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブル４２（図１０）が格納される。このデータ保持部５３は、メモリ等の記録媒体で構成すればよい。

斯かる構成によっても、図７又は図１１に示すフローチャートに記載の通りの出力電力制御を実現することができる。即ち、出力制御部２２ではＶＳＷＲ検出部２０で検出したＶＳＷＲからＡＣＬＲ（隣接チャネル漏洩電力比）を予測し、そのＡＣＬＲの予測値から出力電力を算出し、その出力電力を電力増幅器１８に設定する。この場合、検出されたＶＳＷＲが低い場合には、電力増幅部１８に対して出力低減要求となり、電力増幅器１８の出力電力が低減される。

〔他の実施の形態〕

(1) 電力増幅器１８の出力制御には、図１４に示すように、プロセッサ５４と、メモリ５６とを用いてもよい。プロセッサ５４は、出力制御部２２に設置され、メモリ５６に格納されているプログラムの実行により、ＶＳＷＲ検出部２０で検出したＶＳＷＲを取り込み、ＡＣＬＲを劣化させない出力電力Ｐｏｕｔを算出する。この場合、メモリ５６には、既述のＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０と、ＡＣＬＲ−Ｐｏｕｔテーブル４２とを格納してもよいし、スミスチャート（図６）又はスミスチャート（図５）を格納してもよい。

斯かる構成によっても、プロセッサ５４の処理により、ＶＳＷＲ検出部２０で検出したＶＳＷＲの取り込みに基づき、ＶＳＷＲ−ＡＣＬＲテーブル４０を参照してＡＣＬＲを予測し、そのＡＣＬＲから出力電力値Ｐｏｕｔを算出し、この出力電力値Ｐｏｕｔを電力増幅器１８に設定し、ＡＣＬＲの劣化を抑制できる。

(2) 上記実施の形態では、電力増幅器１８の外部回路として出力制御部２２（図１２）を設置したが、図１５に示すように、電力増幅器１８の内部に増幅部１８２とともに出力制御部１８４を設置してもよい。出力制御部１８４の構成は、出力制御手段である演算部３０（図２）又は出力制御部２２（図１２）の何れでもよく、また、図１４に示す構成であってもよい。

(3) 既述の携帯端末装置２は、例えば、図１６に示すように、第１の筐体部５８と、第２の筐体部６０とをヒンジ部６２で開閉可能に連結し、筐体部５８には操作入力部６４やマイクロホン６６が備えられ、筐体部６０には表示部６８やレシーバ７０が備えられる。送信部４（図１）は、筐体部５８又は筐体部６０の何れに設置してもよい。

(4) 上記実施の形態では、携帯端末装置２を例示したが、本発明は、携帯端末装置２に限定されるものではなく、送信装置を備える電子機器であればよく、送信装置を備える携帯情報端末機（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）３（図１７）や、送信装置を備えるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）５（図１８）に適用してもよい。ＰＤＡ３では、図１７に示すように、筐体部７２に操作部７４や表示部７６が設置されるとともに、その内部に送信部４（図１）が内蔵される。また、ＰＣ５では、図１８に示すように、第１の筐体部７８と、第２の筐体部８０とをヒンジ部８２で開閉可能に連結し、筐体部７８には操作入力部８４が設置され、筐体部８０には表示部８６等が備えられている。送信部４（図１）は、筐体部７８又は筐体部８０の何れに設置してもよい。

(5) 上記実施の形態では、ＶＳＷＲからＡＣＬＲを求め、ＡＣＬＲからＰｏｕｔの値を制御（低減）する構成としたが、ＡＣＬＲを介在させることなく、ＶＳＷＲとＰｏｕｔとの関係から最適なＰｏｕｔを求める構成としてもよい。

次に、以上述べた実施の形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。

（付記１） 負荷に電力を供給する電力増幅回路であって、
前記負荷に供給する出力電力と、前記負荷側からの反射電力とにより定在波比を算出する定在波比検出部と、
前記負荷に出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される電力増幅器と、
を備えることを特徴とする電力増幅回路。

（付記２） 前記電力増幅器の出力電力を制御する出力制御手段を備え、該出力制御手段は、前記電力増幅器の出力電力を前記定在波比により予測される隣接チャネル漏洩電力比に応じた電力値に制御することを特徴とする請求項１記載の電力増幅回路。

（付記３） 前記定在波比検出部は、前記電力増幅器と前記負荷との間に備えられたことを特徴とする付記１記載の電力制御回路。

（付記４） 前記電力増幅器は、前記定在波比検出部で検出された前記定在波比により予測される隣接チャネル漏洩電力比に応じて前記出力電力が制御されることを特徴とする付記１記載の電力増幅回路。

（付記５） 前記出力制御手段は、前記定在波比により隣接チャネル漏洩電力比を予測する隣接チャネル漏洩電力比予測部と、
この隣接チャネル漏洩電力比予測部で予測された予測値に応じて前記電力増幅器の出力電力を算出する出力電力算出部と、
を備えることを特徴とする付記２記載の電力増幅回路。

（付記６） 前記定在波比検出部は、前記電力増幅器から前記負荷に供給される進行波電力と、前記負荷側からの反射波電力とから前記定在波比を算出する演算手段を備えることを特徴とする付記１又は２記載の電力増幅回路。

（付記７） 前記負荷は、前記電力増幅器から前記出力電力として送信電力が供給されるアンテナであることを特徴とする付記１記載の電力増幅回路。

（付記８） アンテナを備えて送信電力を放射させる送信装置であって、
前記アンテナに供給される出力電力と、前記アンテナからの反射電力とにより定在波比を算出する定在波比検出部と、
前記アンテナに出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される電力増幅器と、
を備えることを特徴とする送信装置。

（付記９） 前記電力増幅器の出力電力を制御する出力制御手段を備え、該出力制御手段は、前記電力増幅器の出力電力を前記定在波比により予測される隣接チャネル漏洩電力比に応じて制御することを特徴とする付記８記載の送信装置。

（付記１０） 前記定在波比検出部は、前記電力増幅器と前記アンテナとの間に備えられたことを特徴とする付記８記載の送信装置。

（付記１１） 前記電力増幅器は、前記定在波比検出部で検出された前記定在波比により予測される隣接チャネル漏洩電力比に応じて前記出力電力が制御されることを特徴とする付記８記載の送信装置。

（付記１２） 前記出力制御手段は、前記定在波比により隣接チャネル漏洩電力比を予測する隣接チャネル漏洩電力比予測部と、
この隣接チャネル漏洩電力比予測部で予測された予測値に応じて前記電力増幅器の出力電力を算出する出力電力算出部と、
を備えることを特徴とする付記９記載の送信装置。

（付記１３） 前記定在波比検出部は、前記電力増幅器から前記アンテナに供給される進行波電力と、前記アンテナ側からの反射波電力とから前記定在波比を算出する演算手段を備えることを特徴とする付記８記載の送信装置。

（付記１４） アンテナに供給する出力を制御する出力制御方法であって、
前記アンテナに供給される出力電力と、前記アンテナ側からの反射電力とにより定在波比を算出するステップと、
前記アンテナに出力電力を供給し、かつ、前記定在波比に基づいて隣接チャネル漏洩電力比を予測し、その予測値に応じて前記出力電力を制御するステップと、
を含むことを特徴とする出力制御方法。

以上説明したように、電力増幅回路、送信装置又は出力制御方法の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本開示の電力増幅回路、送信装置又は出力制御方法は、負荷インピーダンスの変動に対して出力電力を低減することにより、ＡＣＬＲの劣化を防止でき、質の高い電力を出力できる等、有用である。

２ 携帯端末装置
４ 送信部
６ アンテナ
８ 電力増幅回路
１８ 電力増幅器
２０ ＶＳＷＲ検出部
２２ 出力制御部
２８ 方向性結合器
３０ 演算部
３２ 入力端子
３８ 電力モニター端子
５２ 出力電力算出部
５３ データ保持部
５４ プロセッサ
５６ メモリ

Claims (4)

1. 負荷に電力を供給する電力増幅回路であって、
   前記負荷に供給する出力電力と、前記負荷側からの反射電力とにより定在波比を算出する定在波比検出部と、
   前記負荷に出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される電力増幅器と、
   を備えることを特徴とする電力増幅回路。
   
2. 前記電力増幅器の出力電力を制御する出力制御手段を備え、該出力制御手段は、前記電力増幅器の出力電力を前記定在波比により予測される隣接チャネル漏洩電力比に応じた電力値に制御することを特徴とする請求項１記載の電力増幅回路。
   
3. アンテナを備えて送信電力を放射させる送信装置であって、
   前記アンテナに供給される出力電力と、前記アンテナからの反射電力とにより定在波比を算出する定在波比検出部と、
   前記アンテナに出力電力を供給し、かつ、該出力電力が前記定在波に応じて制御される電力増幅器と、
   を備えることを特徴とする送信装置。
   
4. アンテナに供給する出力を制御する出力制御方法であって、
   前記アンテナに供給される出力電力と、前記アンテナ側からの反射電力とにより定在波比を算出するステップと、
   前記アンテナに出力電力を供給し、かつ、前記定在波比に基づいて隣接チャネル漏洩電力比を予測し、その予測値に応じて前記出力電力を制御するステップと、
   を含むことを特徴とする出力制御方法。

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