JP2954024B2 - 送信電力制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は送信電力制御回路に
関し、特に自動電力制御の特性を送信電力の広いダイナ
ミックレンジにわたって改善した送信電力制御回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】特開平４−１００４２６号公報にも示さ
れるように、従来、無線送信機においては送信出力の自
動電力制御が行われている。このための無線送信機にお
ける送信電力制御回路の例を図４に示す。図４の送信電
力制御回路は、入力された高周波信号２１を制御電圧３
６の値に対応して変化する利得によって増幅し高周波信
号３７として出力する利得可変機能付きの増幅部１と、
入力された高周波信号３７を送信出力信号３８と検波用
出力信号３９とに分配してそれぞれ出力する分配器２
と、検波用出力信号３９を入力し検波して無線送信機の
送信出力信号３８の電力レベルの大きさに対応した検波
電圧４０を出力する検波部３と、検波部３からの検波電
圧４０と送信電力を決定する制御電圧３１とを比較し、
制御電圧３１と検波電圧４０との誤差電圧を増幅部１の
制御電圧３６として増幅部１に供給する増幅部制御電圧
生成部４とから構成される。

【０００３】次に、動作を説明する。

【０００４】無線送信機に入力された高周波信号２１
は、増幅部１で制御電圧３６の値に対応して変化する利
得によって増幅され、分配器２を介し送信出力信号３８
として出力される。また、分配器２は入力された高周波
信号３７から検波用に取り出した検波用出力信号３９を
検波部３へ供給する。検波部３では、送信電力の出力レ
ベルに対応した電圧値を示す検波電圧４０を増幅部制御
電圧生成部４に出力する。増幅部制御電圧生成部４は検
波部３からの検波電圧４０と送信電力の出力レベルを決
定する値を示す外部からの制御電圧３１とを比較し、検
波電圧４０と制御電圧３１との誤差電圧を制御電圧３６
として増幅部１に出力する。すなわち、負帰還ループが
形成され、この負帰還ループによって、送信電力の出力
レベルの値が、外部から与えられた制御電圧３１に対応
した送信電力の出力レベルが目標値として一定に保たれ
るように制御される。

【０００５】また、上記の検波部３としては、一般に良
く知られているダイオードを用いた簡単な検波回路で構
成される検波器が用いられるが、この検波器の特性の一
例を図５に示す。この検波器では、電力レベルが＋１０
ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍ程度の範囲内にある送信電力の出
力レベルを検出できるが、上記の範囲外では送信電力の
出力レベルを正確には検出することができなくなる検波
器であり、電力の検出レベルの範囲を示すダイナミック
レンジは上記のように３０ｄＢ程度である。図４に示す
検波部３に用いられている検波器も上記に述べた検波器
が用いられている。また、検波部３を用いた図４に示す
送信電力制御回路により制御される送信機の送信電力の
ダイナミックレンジも、検波部３のダイナミックレンジ
と同じ３０ｄＢ程度になる。

【０００６】従って、図４に示す送信電力制御回路によ
り制御される送信機の送信電力のダイナミックレンジを
さらに広く、かつ精度よく出力するには、その目標とす
る送信電力のダイナミックレンジと同一のダイナミック
レンジを有する検波部３により検波する必要がある。し
かし、上記に示すように従来の検波部３では、送信電力
の出力レベルのダイナミックレンジが３０ｄＢｍ程度し
か得られず、また検波可能な最小電力があるために送信
電力が−２０ｄＢｍ程度以下では正確には検出できない
ので、検波できる電力レベルの値の範囲が互い異る複数
の検波器を設けて送信電力の出力レベルに応じてそれら
の検波器を切替えて動作させていくか、または検波部３
へ供給される検波用出力信号３９のレベルを上げる複数
の増幅器を設けて、送信電力の出力レベルに応じてそれ
らの増幅器の接続を切替えて動作させていくなどの方法
が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の送信電
力制御回路を有する無線送信機は、送信電力制御におい
て送信電力の出力レベルのダイナミックレンジを広げる
ためには、送信電力制御回路の検波器が検波できる送信
電力の出力レベルのダイナミックレンジを広げる必要が
あり、検波器のダイナミックレンジを広げるためにさら
に複数の検波器または検波する電力を増幅するための複
数の増幅器を設けて送信電力の出力レベルに応じて切り
替えなければならないという欠点を有している。

【０００８】本発明の目的は、複数の検波器または検波
する電力を増幅するための複数の増幅器を設けなくて
も、出力レベルのダイナミックレンジを広げることがで
きる送信電力制御回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の送信電力制御回
路は、第１の制御電圧の値に対応して変化する利得を有
する増幅器によって、入力された第１の高周波信号を増
幅して第２の高周波信号とし、前記第２の高周波信号を
第３の高周波信号と第４の高周波信号とに分配して得ら
れた前記第４の高周波信号を検波して前記第３の高周波
信号のレベルの大きさに対応した検波電圧を得、前記検
波電圧と第２の制御電圧とから前記第１の制御電圧を生
成し、前記第３の高周波信号を複数の高周波信号に分岐
し、分岐された前記複数の高周波信号が、それぞれ一定
の間隔で段階的にレベルの異った高周波信号になるよう
に損失を与え、前記分岐された複数の高周波信号の中か
らスイッチ切替制御信号の指示に従っていずれかの高周
波信号を選択し送信出力信号として出力し、前記第２の
制御電圧および前記スイッチ切替制御信号は外部より与
えられた、前記送信出力信号の電力レベルを目標レベル
に設定するための指示信号である制御電圧から生成され
るように構成される。

【００１０】また、本発明の送信電力制御回路は、
（Ａ）与えられた第１の制御電圧の値に対応して変化す
る利得によって、入力された第１の高周波信号を増幅し
第２の高周波信号として出力する増幅手段、（Ｂ）前記
第２の高周波信号を第３の高周波信号と第４の高周波信
号とに分配してそれぞれ出力する分配手段、（Ｃ）前記
第４の高周波信号を入力し検波して前記第３の高周波信
号のレベルの大きさに対応した検波電圧を出力する検波
手段、（Ｄ）第２の制御電圧と前記検波電圧とを入力し
前記第１の制御電圧を前記増幅手段に出力する第１の制
御電圧生成手段、（Ｅ）前記第３の高周波信号を入力し
て複数の高周波信号に分岐し、分岐された前記複数の高
周波信号が、それぞれ一定の間隔で段階的にレベルの異
った高周波信号になるように損失を与えて出力する信号
分岐手段、（Ｆ）前記信号分岐手段から出力された、分
岐された複数の高周波信号を入力し、入力した前記複数
の高周波信号の中からスイッチ切替制御信号の指示に従
っていずれかの高周波信号を選択し送信出力信号として
出力するスイッチ切替手段、（Ｇ）前記送信出力信号の
電力レベルを目標レベルに設定するための指示信号であ
る制御電圧を与えられ、前記スイッチ切替制御信号およ
び前記第２の制御電圧を出力する制御手段、を備えて構
成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】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。

【００１２】図１は、本発明の送信電力制御回路の実施
の一形態を示すブロック図である。

【００１３】図１に示す本実施の形態の送信電力制御回
路は、制御電圧２２の値に対応して変化する利得によっ
て、入力された高周波信号２１を増幅し高周波信号２３
として出力する増幅部１と、増幅部１から出力される高
周波信号２３を高周波信号２５と検波用出力信号２６と
に分配してそれぞれ出力する分配器２と、検波用出力信
号２６を入力し検波して高周波信号２５のレベルの大き
さに対応した検波電圧２４を出力する検波部３と、制御
電圧３３と検波部３からの検波電圧２４とを入力し制御
電圧２２を増幅部１に出力する増幅部制御電圧生成部４
と、分配器２から出力される高周波信号２５を入力とし
出力レベルが段階的に異った三つの高周波信号２７，２
８，２９を出力する信号分岐部５と、信号分岐部５によ
り出力されるレベルの異る高周波信号２７，２８，２９
を入力とし、それらの高周波信号の中から切替制御信号
３２の指示に従っていずれかの高周波信号を選択し送信
出力信号３０として出力するスイッチ部６と、制御電圧
３１を与えられて切替制御信号３２および制御電圧３３
を出力する制御部７とから構成されている。

【００１４】図１において、高周波信号２５は、信号分
岐部５によって段階的にレベルを抑制された三つの高周
波信号２７，２８，２９に分岐する。これら三つの高周
波信号２７，２８，２９は、それぞれ異なるレベルに設
定される。例えば高周波信号２８は高周波信号２５のレ
ベルから６０ｄＢだけレベルを抑制され、高周波信号２
９は高周波信号２５のレベルから３０ｄＢだけレベルを
抑制される。高周波信号２７はレベルを抑制されず高周
波信号２５と同レベルに設定される。ここで、信号分岐
部５は、主線路５１と分岐線路５２，５３とを含むカッ
プルド・ストリップラインで構成された方向性結合器で
実現される。主線路５１は高周波信号２７を、分岐線路
５２は高周波信号２８を、また分岐線路５３は高周波信
号２９をそれぞれ出力する。なお、分岐線路５２，５３
は、主線路５１と高周波的にそれぞれ結合されている回
路であれば良く、必ずしもストリップラインでなくても
良い。

【００１５】高周波信号２７，２８および２９は、スイ
ッチ部６の共通端子６１，６２および６３にそれぞれ供
給される。スイッチ部６は、制御部７から供給される切
替制御信号３２に従って３通りのスイッチ接続を行う。
すなわち、１番目は共通端子６１と切替端子６４との接
続、共通端子６２と切替端子６７との接続、および共通
端子６３と切替端子７０との接続を同時に行うスイッチ
接続、２番目は共通端子６１と切替端子６５との接続、
共通端子６２と切替端子６８との接続、および共通端子
６３と切替端子７１との接続を同時に行う接続、そして
３番目は共通端子６１と切替端子６６との接続、共通端
子６２と切替端子６９との接続、および共通端子６３と
切替端子７２との接続を同時に行うスイッチ接続であ
る。上記３通りの接続では、それぞれ三つのスイッチが
連動して同時に切替接続を行う。例えば、１番目のスイ
ッチ接続では、スイッチ部６の共通端子６１と切替端子
６４、共通端子６２と切替端子６７、および共通端子６
３と切替端子７０がそれぞれ接続されることにより、切
替端子６７，７０がそれぞれ終端抵抗に接続され、高周
波信号２７のみが選択され出力される。次に、２番目の
スイッチ接続では、同様に切替端子６５，７１がそれぞ
れ終端抵抗に接続され、高周波信号２８のみが選択され
出力される。最後に、３番目のスイッチ接続では、切替
端子６６，６９がそれぞれ終端抵抗に接続され、高周波
信号２９のみが選択され出力される。

【００１６】次に、動作を説明する。

【００１７】例えば、増幅部１の最大出力電力を＋１３
ｄＢｍとし、分配器２の分配損失を−３ｄＢ、増幅部１
の電力制御の可変幅が０〜−３０ｄＢとする。また、検
波部３における電力のレベル検出のダイナミックレンジ
は３０ｄＢとし、検出できる電力のレベル範囲は＋１０
ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍまで可能であるものとする。この
ような条件で、送信電力制御回路の送信出力信号３０の
レベルを＋１０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍの範囲内の目的の
レベルとなるように動作させる場合には、制御部７は、
スイッチ部６に切替制御信号３２を出力して、スイッチ
部６が高周波信号２７を選択し出力するように切り替え
を制御するとともに、増幅部１の利得を制御する制御電
圧３３を増幅部制御電圧生成部４に出力して、増幅部１
が出力する高周波信号２３の電力レベルが＋１３ｄＢｍ
〜−１７ｄＢｍの範囲内の目的とするレベルに維持され
るように電力制御を行う。増幅部１から出力される高周
波信号２３は＋１３ｄＢｍ〜−１７ｄＢｍの範囲内の目
的とするレベルに維持されて分配器２を通り、分配器２
内の損失を受けてレベルが３ｄＢ低下した高周波信号２
５として信号分岐部５に入力される。信号分岐部５に入
力された高周波信号２５は、主線路５１を通り高周波信
号２７として出力されスイッチ部６の共通端子６１と切
替端子６４を通って送信出力信号３０として送信電力制
御回路から出力される。高周波信号２７は高周波信号２
５と同じレベルであるので、送信出力信号３０は、増幅
部１から出力される高周波信号２３より３ｄＢ低い電力
レベルが＋１０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍの範囲内の目的と
するレベルに維持される。このときの送信電力制御の出
力電力は次式に表わされる。

【００１８】送信電力制御回路の出力電力＝増幅部１の
出力レベル（＋１３〜−１７ｄＢｍ）＋分配器２内での
分配による損失（−３ｄＢ）＋信号分岐部６による抑制
量（０ｄＢ）＝＋１０〜−２０ｄＢｍ すなわち、上記の場合では、送信電力の出力電力は＋１
０〜−２０ｄＢｍの範囲である。

【００１９】次に、送信電力制御回路の送信出力信号３
０のレベルを−２０ｄＢｍ〜−５０ｄＢｍの範囲内の目
的のレベルとなるように動作させる場合には、制御部７
は、スイッチ部６に切替制御信号３２を出力して、スイ
ッチ部６が高周波信号２９を選択し出力するように切り
替えを制御するとともに、上記の場合と同様に、増幅部
１の利得を制御する制御電圧３３を増幅部制御電圧生成
部４に出力して、増幅部１が出力する高周波信号２３の
電力レベルが＋１３ｄＢｍ〜−１７ｄＢｍの範囲内の目
的とするレベルに維持されるように電力制御を行う。増
幅部１から出力される高周波信号２３は＋１３ｄＢｍ〜
−１７ｄＢｍの範囲内の目的とするレベルに維持されて
分配器２を通り、分配器２内の損失を受けてレベルが３
ｄＢ低下した高周波信号２５として信号分岐部５に入力
される。信号分岐部５に入力された高周波信号２５は、
分岐線路５３を通り高周波信号２９として出力されスイ
ッチ部６の共通端子６３と切替端子７２を通って送信出
力信号３０として送信電力制御回路から出力される。高
周波信号２９は高周波信号２５より３０ｄＢだけ低いレ
ベルであるので、送信出力信号３０の電力レベルは、増
幅部１から出力される高周波信号２３より（３＋３０）
ｄＢ低いレベルである−２０ｄＢｍ〜−５０ｄＢｍの範
囲内の目的とするレベルに維持される。このときの送信
電力制御の出力電力は次式に表わされる。

【００２０】送信電力制御回路の出力電力＝増幅部１の
出力レベル（＋１３〜−１７ｄＢｍ）＋分配器２内での
分配による損失（−３ｄＢ）＋信号分岐部６による抑制
量（−３０ｄＢ）＝−２０〜−５０ｄＢｍ すなわち、上記の場合では、送信電力の出力電力は−２
０〜−５０ｄＢｍの範囲となる。

【００２１】最後に、送信電力制御回路の送信出力信号
３０のレベルを−５０ｄＢｍ〜−８０ｄＢｍの範囲内の
目的のレベルとなるように動作させる場合には、制御部
７は、スイッチ部６に切替制御信号３２を出力して、ス
イッチ部６が高周波信号２８を選択し出力するように切
り替えを制御するとともに、上記の場合と同様に、増幅
部１の利得を制御する制御電圧３３を増幅部制御電圧生
成部４に出力して、増幅部１が出力する高周波信号２３
の電力レベルが＋１３ｄＢｍ〜−１７ｄＢｍの範囲内の
目的とするレベルに維持されるように電力制御を行う。
増幅部１から出力される高周波信号２３は＋１３ｄＢｍ
〜−１７ｄＢｍの範囲内の目的とするレベルに維持され
て分配器２を通り、分配器２内の損失を受けてレベルが
３ｄＢ低下した高周波信号２５として信号分岐部５に入
力される。信号分岐部５に入力された高周波信号２５
は、分岐線路５２を通り高周波信号２８として出力され
スイッチ部６の共通端子６２と切替端子６８を通って送
信出力信号３０として送信電力制御回路から出力され
る。高周波信号２８は高周波信号２５より６０ｄＢ低い
レベルであるので、送信出力信号３０の電力レベルは、
増幅部１から出力される高周波信号２３より（３＋６
０）ｄＢ低いレベルである−５０ｄＢｍ〜−８０ｄＢｍ
の範囲内の目的とするレベルに維持される。このときの
送信電力制御の出力電力は次式に表わされる。

【００２２】送信電力制御回路の出力電力＝増幅部１の
出力レベル（＋１３〜−１７ｄＢｍ）＋分配器２内での
分配による損失（−３ｄＢ）＋信号分岐部６による抑制
量（−６０ｄＢ）＝−５０〜−８０ｄＢｍ すなわち、上記の場合では、送信電力の出力電力は−５
０〜−８０ｄＢｍの範囲となる。

【００２３】以上のように、図１に示す送信電力制御回
路の出力レベルの設定値が、＋１０〜−２０ｄＢｍ、−
２０〜−５０ｄＢｍ、−５０〜−８０ｄＢｍの３段階の
いずれにあるかによって、制御部７から出力される切替
制御信号３２によりスイッチ部６を制御してスイッチ部
６の該当するスイッチを切り替えるとともに、制御電圧
３３を増幅部制御電圧生成部４に供給して増幅部１の利
得を制御することにより、検波部３のダイナミックレン
ジは従来通りの３０ｄＢでも、送信出力としては電力レ
ベルのダイナミックレンジを検波部３のダイナミックレ
ンジの３倍のダイナミックレンジに広げることができ、
精度の良い送信電力制御を行うことができる。上記の説
明における、出力レベル、検波部３に供給される電力の
レベル、信号分岐部５によるレベルの抑制量等の関係は
図２に示す。また、このときの検波特性は図３に示す。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の送信電力
制御回路は、従来の送信電力制御回路の高周波信号の分
配器の出力側に高周波信号を入力して複数の高周波信号
に分岐し、分岐された複数の高周波信号がそれぞれ一定
の間隔で段階的にレベルの異った高周波信号になるよう
に損失を与えて出力する信号分岐手段と、その信号分岐
手段から出力された複数の高周波信号を入力し、入力し
た複数の高周波信号の中からスイッチ切替制御信号の指
示に従っていずれかの高周波信号を選択し送信出力信号
として出力するスイッチ切替手段を設け、さらに上記ス
イッチ切替制御信号を出力する制御手段を設け、この制
御手段から上記スイッチ切替制御信号を出力するととも
に、スイッチ切替手段による出力信号の切替動作に対応
させて増幅部の利得を変化させるための制御電圧を出力
するようにしたことにより、複数の検波器または検波す
る電力を増幅するための複数の増幅器を設けなくても、
出力レベルのダイナミックレンジを広げることができる
という効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送信電力制御回路の実施の一形態を示
すブロック図である。

【図２】図１の送信電力制御回路の動作を説明するため
の図である。

【図３】図１の送信電力制御回路の検波特性の一例を示
す説明図である。

【図４】従来の送信電力制御回路を示すブロック図であ
る。

【図５】図４の送信電力制御回路の検波特性を示す説明
図である。

【符号の説明】

１ 増幅部 ２ 分配器 ３ 検波部 ４ 増幅部制御電圧生成部 ５ 信号分岐部 ６ スイッチ部 ７ 制御部 ５１ 主線路 ５２，５３ 分岐線路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 1/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の制御電圧の値に対応して変化する
   利得を有する増幅器によって、入力された第１の高周波
   信号を増幅して第２の高周波信号とし、前記第２の高周
   波信号を第３の高周波信号と第４の高周波信号とに分配
   して得られた前記第４の高周波信号を検波して前記第３
   の高周波信号のレベルの大きさに対応した検波電圧を
   得、前記検波電圧と第２の制御電圧とから前記第１の制
   御電圧を生成し、前記第３の高周波信号を複数の高周波
   信号に分岐し、分岐された前記複数の高周波信号が、そ
   れぞれ一定の間隔で段階的にレベルの異った高周波信号
   になるように損失を与え、前記分岐された複数の高周波
   信号の中からスイッチ切替制御信号の指示に従っていず
   れかの高周波信号を選択し送信出力信号として出力し、
   前記第２の制御電圧および前記スイッチ切替制御信号は
   外部より与えられた、前記送信出力信号の電力レベルを
   目標レベルに設定するための指示信号である制御電圧か
   ら生成されることを特徴とする送信電力制御回路。
2. 【請求項２】（Ａ）与えられた第１の制御電圧の値に対
   応して変化する利得によって、入力された第１の高周波
   信号を増幅し第２の高周波信号として出力する増幅手
   段、（Ｂ）前記第２の高周波信号を第３の高周波信号と
   第４の高周波信号とに分配してそれぞれ出力する分配手
   段、（Ｃ）前記第４の高周波信号を入力し検波して前記
   第３の高周波信号のレベルの大きさに対応した検波電圧
   を出力する検波手段、（Ｄ）第２の制御電圧と前記検波
   電圧とを入力し前記第１の制御電圧を前記増幅手段に出
   力する第１の制御電圧生成手段、（Ｅ）前記第３の高周
   波信号を入力して複数の高周波信号に分岐し、分岐され
   た前記複数の高周波信号が、それぞれ一定の間隔で段階
   的にレベルの異った高周波信号になるように損失を与え
   て出力する信号分岐手段、（Ｆ）前記信号分岐手段から
   出力された、分岐された複数の高周波信号を入力し、入
   力した前記複数の高周波信号の中からスイッチ切替制御
   信号の指示に従っていずれかの高周波信号を選択し送信
   出力信号として出力するスイッチ切替手段、（Ｇ）前記
   送信出力信号の電力レベルを目標レベルに設定するため
   の指示信号である制御電圧を与えられ、前記スイッチ切
   替制御信号および前記第２の制御電圧を出力する制御手
   段、を備えたことを特徴とする送信電力制御回路。