JP7063191B2

JP7063191B2 - 無線送信機

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Publication number: JP7063191B2
Application number: JP2018155384A
Authority: JP
Inventors: 信芳来嶋
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Filing date: 2018-08-22
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Description

本開示は、無線送信機に関する。

送信電力を所定の目標電力に制御する回路を備えた無線送信機がある。例えば特許文献１には、無線送信機の自動利得制御装置が開示されている。該自動利得制御装置は、高周波バースト信号の立ち下がり直前に直流増幅器の出力電圧を記憶保持し、次の高周波バースト信号の立ち上がり時に時定数回路へ供給する。そして、該時定数回路の出力が、利得制御電圧として用いられる。そして、該自動利得制御装置は、高周波バースト信号が立ち上がる毎に直流増幅器の出力電圧によって、記憶している電圧を更新している。

特開２００６－２１６９９５号公報

ところで、直流増幅器の出力電圧（つまり、時定数回路の入力）はアンテナの負荷変動に対して反応が早い。すなわち、直流増幅器の出力電圧の変動傾向と時定数回路の出力電圧の変動傾向とは必ずしも一致しない可能性がある。このため、高周波バースト信号の立ち下がり直前に直流増幅器の出力電圧を記憶保持して次の高周波バースト信号の立ち上がり時に時定数回路へ供給したとしても、次の高周波バースト信号の送信時に好適な利得制御電圧を得ることができない可能性がある。

本開示の目的は、バースト信号の送信に好適な利得制御を実現することができる無線送信機を提供することにある。

一態様にかかる無線送信機は、バースト信号を出力する信号出力部と、前記バースト信号を利得制御電圧に応じた利得によって増幅して出力する利得可変増幅器と、無線信号の実送信電力と目標送信電力との差分に応じた制御電圧を生成する差動増幅器と、時定数回路を含み、前記制御電圧に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力する利得制御電圧調整部と、前記信号出力部から出力される第１のバースト信号の前に出力された第２のバースト信号を出力した際の利得制御電圧に基づいた調整信号を生成し、前記第１のバースト信号が出力される前の所定期間であり且つ前記信号出力部からバースト信号が出力されていない期間において、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部に出力する調整信号出力部と、を備え、前記利得制御電圧調整部は、前記調整信号が入力されていないときには生成された制御電圧に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力し、前記調整信号が入力されているときには前記調整信号に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力する。

本開示により、バースト信号の送信に好適な利得制御を実現することができる無線送信機を提供することができる。

第１実施形態の無線送信機の一例を示すブロック図である。第１実施形態の無線送信機における利得制御装置の具体的な構成例を示す図である。比較例の動作説明に供する図である。第１実施形態の利得制御装置の動作説明に供する図である。第１実施形態の送信開始時の利得制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。第１実施形態の送信終了準備時の利得制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。第１実施形態の利得制御電圧調整部の変形例を示す図である。第２実施形態の利得制御装置の具体的な構成例を示す図である。第２実施形態の利得制御装置の動作説明に供する図である。第２実施形態の利得制御電圧調整部の変形例を示す図である。第３実施形態の利得制御装置の一例を示すブロック図である。第３実施形態の送信開始時の利得制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。第３実施形態の送信終了準備時の利得制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

＜第１実施形態＞
＜無線送信機の構成例＞
図１は、第１実施形態の無線送信機の一例を示すブロック図である。図１において無線送信機１０は、信号出力部（変調器）１１と、可変利得増幅器１２と、電力増幅器１３と、方向性結合器１４と、アンテナ１５と、利得制御装置２０とを有している。無線送信機１０は、例えば、ＣＷ（Continuous Wave）モード、ＦＭ（Frequency Modulation）モード、ＳＳＢ（Single Side Band）モードによって、無線信号を送信可能に構成されている。以下では、一例として無線送信機１０がＣＷモードであるものとして説明する。

信号出力部（変調器）１１は、高周波バースト信号（以下では、単に「バースト信号」と呼ぶ）を出力する。このバースト信号は、振幅が所定の傾きでゼロから所定値まで大きくなる「振幅増加部分（ランプアップ部分）」及び振幅が所定値において略一定となる「定常部分」を、振幅増加部分、定常部分の順番で含む。このバースト信号に「振幅増加部分」を含めることによって、占有帯域幅が広がることを防止することができる。信号出力部１１は、例えばキーアップ時にはバースト信号を出力せず、キーダウン時にバースト信号を出力する。なお、このバースト信号は、さらに、振幅が所定の傾きで所定値からゼロまで小さくなる「振幅減少部分（ランプダウン部分）」を定常部分の次に含んでいてもよい。

可変利得増幅器１２は、信号出力部１１から出力されたバースト信号を、利得制御装置２０から出力される「利得制御電圧」に応じた利得によって増幅し、増幅されたバースト信号を出力する。可変利得増幅器１２から出力された増幅後のバースト信号は、電力増幅器１３によって所定の利得で増幅される。そして、電力増幅器１３によって増幅されたバースト信号は、方向性結合器１４によって分配されて、一部がアンテナ１５を介して放射され、残りが利得制御装置２０へ入力される。

図１において利得制御装置２０は、ピーク検出部２１と、差動増幅器２２と、利得制御電圧調整部２３と、調整信号出力部２４とを有している。

ピーク検出部２１は、例えばダイオード（図示せず）を含み、方向性結合器１４を介して入力されたバースト信号を整流する。これにより、ピーク検出部２１にバースト信号が入力されているときには、ピーク検出部２１からは脈流が出力される。

差動増幅器２２は、ピーク検出部２１の出力及び「参照電圧」が入力される。そして、差動増幅器２２は、ピーク検出部２１の出力と参照電圧との差分を増幅して「制御電圧」を生成して、生成された「制御電圧」を利得制御電圧調整部２３へ出力する。ここで、ピーク検出部２１の出力は、無線送信機１０によって送信される無線信号の実際の送信電力である「実送信電力」に相当する一方、「参照電圧」は、無線送信機１０によって送信される無線信号の「目標送信電力」に相当する。すなわち、差動増幅器２２は、無線送信機１０によって送信される無線信号の「実送信電力」と「目標送信電力」との差分に応じた「制御電圧」を生成する。また、「目標送信電力」は、例えば、他の通信機に対する干渉等を考慮した、送信電力の上限値である。この場合、利得制御装置２０は、無線送信機１０の「実送信電力」が「目標送信電力」を超えないように、「利得制御電圧」を制御する。

利得制御電圧調整部２３は、時定数回路２３Ａを含んでいる。また、利得制御電圧調整部２３は、差動増幅器２２にて生成された「制御電圧」が入力され、また、調整信号出力部２４から「調整信号」が入力される。そして、利得制御電圧調整部２３は、「調整信号」が入力されていないときには、差動増幅器２２にて生成された「制御電圧」に応じた「利得制御電圧」を出力する。一方、利得制御電圧調整部２３は、調整信号が入力されているときには、「調整信号」及び差動増幅器２２にて生成された「制御電圧」に応じた、「調整後の利得制御電圧」を出力する。

調整信号出力部２４は、「調整信号出力期間」において、「調整信号」を利得制御電圧調整部２３へ出力する。ここで、信号出力部１１から出力される或る１つのバースト信号を「第１のバースト信号」と呼び、該第１のバースト信号よりも前に（例えば、１つ前に）信号出力部１１から出力されるバースト信号を「第２のバースト信号」と呼ぶこととする。「第１のバースト信号」の送信に係る「調整信号出力期間」は、信号出力部１１から第１のバースト信号が出力される前の所定期間であり且つ信号出力部１１からバースト信号が出力されていない期間である。また、「調整信号」は、利得制御電圧調整部２３から出力される上記「調整後の利得制御電圧」を「目標電圧」に近づけるために、調整信号出力部２４から利得制御電圧調整部２３へ出力される信号である。「目標電圧」は、「第２のバースト信号」の「定常部分」に対応する、利得制御電圧調整部２３から出力された「利得制御電圧」である。

以上のように第１実施形態によれば、この無線送信機１０は、利得制御装置２０の構成により、第２のバースト信号の定常部分に対応する、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を、「目標電圧」とすることができる。これにより、特許文献１と異なり、第１のバースト信号の送信に係る調整信号出力期間において、第２のバースト信号の定常部分に対応する利得制御電圧をより精度良く再現することができる。この結果として、バースト信号の送信開始時に適切な利得制御電圧を出力することができる。また、利得制御電圧調整部２３が、調整信号が入力されているときには、調整信号及び差動増幅器２２にて生成された制御電圧に応じた、「調整後の利得制御電圧」を出力するので、特許文献１のようなスイッチによる切替が不要となり、スイッチに起因したノイズやオーバーシュートを防止することができる。

＜利得制御装置の具体的な構成例＞
図２は、第１実施形態の無線送信機１０における利得制御装置２０の具体的な構成例を示す図である。

図２の利得制御装置２０において差動増幅器２２は、反転増幅器であり、反転入力端子（－）にはピーク検出部２１の出力が接続され、非反転入力端子（＋）には「参照電圧」が入力される。

利得制御電圧調整部２３は、時定数回路２３Ａと、入力端子２３Ｂ，２３Ｃと、ダイオード２３Ｄ，２３Ｅと、出力端子２３Ｆと、基準電圧源２３Ｇとを有している。時定数回路２３Ａは、抵抗２３Ａ１と、コンデンサ２３Ａ２とを有している。

入力端子（第１入力部）２３Ｂは、差動増幅器２２の出力と接続されている。また、入力端子（第２入力部）２３Ｃは、調整信号出力部２４の出力と接続されている。また、出力端子（出力部）２３Ｆは、可変利得増幅器１２及び調整信号出力部２４の入力と接続されている。

ダイオード２３Ｄは、カソードが入力端子２３Ｂと接続され且つアノードが接続点（第１接続点）Ｐ１１と接続されている。また、ダイオード２３Ｅは、カソードが入力端子２３Ｃと接続され且つアノードが接続点Ｐ１１と接続されている。

抵抗２３Ａ１は、一端が接続点Ｐ１１と出力端子２３Ｆとの接続ラインにおける接続点（第２接続点）Ｐ１２と接続され且つ他端が基準電圧源２３Ｇと接続されている。また、コンデンサ２３Ａ２は、一端が接続点Ｐ１２と接続され且つ他端がグランドと接続されている。

調整信号出力部２４は、検出部２４Ａと、制御部２４Ｂと、調整信号生成部２４Ｃと、記憶部２４Ｄとを有している。

検出部２４Ａは、例えばアナログディジタルコンバータであり、バースト信号の定常部分に対応する、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を検出し、検出した利得制御電圧を制御部２４Ｂへ出力する。

制御部２４Ｂは、例えばプロセッサ（例えば、ＣＰＵ：Central Processing Unit）であり、利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧の「最大値」と検出部２４Ａで検出された利得制御電圧との差分に基づいて、調整信号の電圧値を算出する。そして、制御部２４Ｂは、算出した調整信号の電圧値を記憶部２４Ｄに記憶させる。そして、制御部２４Ｂは、調整信号出力期間において、記憶部２４Ｄから調整信号の電圧値を読み出して、調整信号生成部２４Ｃへ出力する。ここで、利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧の「最大値」は、調整信号出力期間を除く期間で且つ信号出力部１１からバースト信号が出力されていない期間に利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧の値である。すなわち、調整信号出力期間の始まる直前では、無線信号が送信されていないので差動増幅器２２の出力は最大となり、また調整信号も出力されていないので、利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧は、最大値となっている。

調整信号生成部２４Ｃは、例えばディジタルアナログコンバータであり、制御部２４Ｂから受け取った電圧値を有する調整信号を生成し、生成された調整信号を利得制御電圧調整部２３へ出力する。

＜無線送信機の動作例＞
以上の構成を有する無線送信機の動作の一例について説明する。

〈比較例〉
まず、利得制御装置２０が利得制御電圧調整部２３及び調整信号出力部２４を有していない場合、つまり、差動増幅器２２の出力がそのまま利得制御電圧として用いられるケースを比較例として検討する。図３は、比較例の動作説明に供する図である。図３の最上段には、送信指示が示されている。図３の上から２段目には、可変利得増幅器１２への入力、つまり、信号出力部１１から出力されたバースト信号が示されている。図３の上から３段目には、可変利得増幅器１２の出力、つまり、可変利得増幅器１２で増幅されたバースト信号が示されている。図３の最下段には、利得制御電圧の推移が示されている。

信号出力部１１は、タイミングｔ１において送信開始命令を受け取ると、つまり、送信指示が立ち下がると、バースト信号の出力を開始する。図３の上から２段目に示すように、バースト信号は、「振幅増加部分（ランプアップ部分）」、「定常部分」、及び「振幅減少部分（ランプダウン部分）」を含んでいる。上記の通り、占有帯域幅が広がることを防止するために、「振幅増加部分（ランプアップ部分）」及び「振幅減少部分（ランプダウン部分）」の形状、つまり、各部分の時間長及び振幅変化の傾きが定められている。すなわち、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの期間で、振幅が所定の傾きでゼロから所定値まで大きくなることが定められている。

可変利得増幅器１２は、信号出力部１１から出力されたバースト信号を、利得制御装置２０から出力される「利得制御電圧」に応じた利得によって増幅し、増幅されたバースト信号を出力する。占有帯域幅が広がることを防止するために、理想的には、可変利得増幅器１２から出力されるバースト信号も、変化過程Ｃ２の様に、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの期間で、振幅が所定の傾きでゼロから「目標出力電力」まで大きくなることが望まれる。

しかしながら、上記の通り、タイミングｔ１より前の期間では、無線信号が送信されていないので差動増幅器２２の出力は最大となり、利得制御電圧も最大となっている。このため、可変利得増幅器１２から出力されるバースト信号は、変化過程Ｃ１の様に、振幅が増加する傾きが急になり、タイミングｔ３より前のタイミングｔ２で「目標出力電力」に達してしまう。なお、タイミングｔ２からタイミングｔ３においても信号出力部１１から出力されたバースト信号の振幅は増加するが、タイミングｔ２から利得制御電圧が減少することによって、可変利得増幅器１２から出力されるバースト信号の電力は目標出力電力となっている。

〈第１実施形態における利得制御装置の動作例〉
図４は、図２の利得制御装置２０の動作説明に供する図である。図４の最上段には、送信指示が示されている。図４の上から２段目には、可変利得増幅器１２への入力、つまり、信号出力部１１から出力されたバースト信号が示されている。図４の上から３段目には、可変利得増幅器１２の出力、つまり、可変利得増幅器１２で増幅されたバースト信号が示されている。図４の上から４段目には、調整信号出力部２４の出力が示されている。図４の最下段には、利得制御電圧の推移が示されている。図４では、タイミングｔ１２において送信開始命令が出力されており、タイミングｔ１２より前のタイイングｔ１１からタイミングｔ１２までが「調整信号出力期間」とされている。

タイミングｔ１１より前の期間では、無線信号が送信されていないので差動増幅器２２の出力は最大となっており、入力端子２３Ｂの電位は、接続点Ｐ１２の電位よりも高い。このため、ダイオード２３Ｄには電流が流れない。また、タイミングｔ１１より前は調整信号出力期間ではないので、調整信号出力部２４はハイ（High）信号を出力しており、入力端子２３Ｃの電位は、接続点Ｐ１２の電位よりも高い。このため、ダイオード２３Ｅには電流が流れない。この結果、タイミングｔ１１より前では、利得制御電圧調整部２３は、出力端子２３Ｆから、基準電圧源２３Ｇの電圧と同じである利得制御電圧を出力する。

タイミングｔ１１から調整信号出力期間が始まると、調整信号出力部２４はロー（Low）信号（調整信号）を出力しており、入力端子２３Ｃの電位は、接続点Ｐ１２の電位よりも低くなる。このため、ダイオード２３Ｅの順方向に電流が流れて、接続点Ｐ１２の電位が低くなる。このため、利得制御電圧調整部２３は、出力端子２３Ｆから、基準電圧源２３Ｇの電圧よりも低い利得制御電圧（調整後の利得制御電圧）を出力することになる。ここで、調整信号の電圧値は、検出部２４Ａで検出した値に基づいた値であり、例えば、検出部２４Ａで検出された利得制御電圧からダイオード２３Ｅの電圧降下分を差し引いた値である。そして、検出部２４Ａで検出された利得制御電圧は、図４に示されるバースト信号よりも前に信号出力部１１から出力されたバースト信号の定常部分に対応し、「目標電圧」とされる。このため、調整信号出力期間において調整信号が出力されることにより、送信開始命令が出力されるタイミングｔ１２に利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧は、「目標電圧」に等しいか又は許容される誤差範囲内の電圧となっている。この結果として、図４の上から３段目に示されている可変利得増幅器１２の出力は、図４の上から２段目に示されている可変利得増幅器１２への入力と同様に、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３まで増加しており、理想的な形となっている。

図５は、第１実施形態の無線通信機１０における送信開始時の利得制御装置２０の処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御部２４Ｂは、調整信号出力期間の開始タイミングが来ると、調整信号生成部２４Ｃに対して調整信号の出力を開始させると共に、調整信号出力期間タイマをスタートさせる（ステップＳ１０１）。

制御部２４Ｂは、調整信号出力期間タイマが満了するまで調整信号生成部２４Ｃに対して調整信号の出力を継続させ（ステップＳ１０２ＮＯ）、調整信号出力期間タイマが満了すると（ステップＳ１０２ＹＥＳ）、調整信号生成部２４Ｃに対して調整信号の出力を停止させる（ステップＳ１０３）。

制御部２４Ｂは、信号出力部１１に対して送信開始命令を出力して、バースト信号の出力を開始させる（ステップＳ１０４）。

図４の説明に戻り、信号出力部１１は、タイミングｔ１４において送信終了準備命令を受け取ると、つまり、送信指示が立ち上がると、バースト信号のランプダウンを開始する。バースト信号の振幅が小さくなっていくと、差動増幅器２２の出力電圧が大きくなっていき、これに伴い、ダイオード２３Ｄの順方向に流れる電流が小さくなっていく。これにより、利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧は、徐々に増加していくことになる。利得制御電圧が徐々に増加していくのは、時定数回路２３Ａは、利得制御電圧を下げる方向に対しては時定数が短く、短時間で作用する一方、利得制御電圧を上げる方向に対しては時定数が長く、利得制御電圧を下げる方向に対して長時間で作用するためである。このため、送信終了準備時には調整信号を用いなくても、図４の上から３段目に示されている可変利得増幅器１２の出力は、図４の上から２段目に示されている可変利得増幅器１２への入力と同様に、タイミングｔ１４からタイミングｔ１５まで減少している。

図６は、第１実施形態の無線通信機１０における送信終了準備時の利得制御装置２０の処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御部２４Ｂは、信号出力部１１に対して送信終了準備命令を出力する前のタイミングで、検出部２４Ａに対して、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を検出させる（ステップＳ２０１）。これにより、検出部２４Ａは、バースト信号の定常部分に対応する、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を検出することができる。

制御部２４Ｂは、検出部２４Ａで検出させた利得制御電圧に基づいて、調整信号の電圧値を算出する（ステップＳ２０２）。

制御部２４Ｂは、算出した調整信号の電圧値を記憶部２４Ｄに記憶させる（ステップＳ２０３）。

制御部２４Ｂは、信号出力部１１に対して送信終了準備命令を出力する（ステップＳ２０４）。

＜変形例＞
第１実施形態の利得制御電圧調整部２３に対しては次のような変形を施してもよい。図７は、第１実施形態の利得制御電圧調整部２３の変形例を示す図である。図７に示すように、利得制御電圧調整部２３においてコンデンサ２３Ａ２は、抵抗２３Ａ１と並列に、両端が接続点Ｐ１２及び基準電圧源２３Ｇにそれぞれ接続されてもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態は、無線通信機１０における利得制御装置２０の構成のバリエーションに関する。なお、第２実施形態の無線送信機１０の構成は、第１実施形態の無線送信機１０と同じなので、図１を参照して説明する。

＜利得制御装置の具体的な構成例＞
図８は、第２実施形態の無線通信機１０における利得制御装置２０の具体的な構成例を示す図である。第２実施形態における利得制御装置２０は、第１実施形態の利得制御装置２０と比べて、利得制御電圧調整部２３の構成が異なっており、また、差動増幅器２２が反転増幅器ではなく非反転増幅器である点で異なっている。

図８の利得制御装置２０において差動増幅器２２は、非反転増幅器であり、非反転入力端子（＋）にはピーク検出部２１の出力が接続され、反転入力端子（－）には「参照電圧」が入力される。

第２実施形態の利得制御電圧調整部２３は、時定数回路２３Ａと、入力端子２３Ｂ，２３Ｃと、出力端子２３Ｆと、基準電圧源２３Ｇと、トランジスタ２３Ｈ，２３Ｉとを有している。

トランジスタ２３Ｈは、ベースが入力端子２３Ｂと接続され、エミッタがグランドに接続され、且つ、コレクタが接続点Ｐ２１と接続されている。

トランジスタ２３Ｉは、ベースが入力端子２３Ｃと接続され、エミッタがグランドと接続され、且つ、コレクタが接続点Ｐ２１と接続されている。

抵抗２３Ａ１は、一端が接続点Ｐ２１と出力端子２３Ｆとの接続ラインにおける接続点Ｐ２２と接続され且つ他端が基準電圧源２３Ｇと接続されている。また、コンデンサ２３Ａ２は、一端が接続点Ｐ２２と接続され且つ他端がグランドと接続されている。

〈第２実施形態における利得制御装置の動作例〉
図９は、図８の利得制御装置２０の動作説明に供する図である。図９の最上段には、送信指示が示されている。図９の上から２段目には、可変利得増幅器１２への入力、つまり、信号出力部１１から出力されたバースト信号が示されている。図９の上から３段目には、可変利得増幅器１２の出力、つまり、可変利得増幅器１２で増幅されたバースト信号が示されている。図９の上から４段目には、調整信号出力部２４の出力が示されている。図４の最下段には、利得制御電圧の推移が示されている。図９では、タイミングｔ１２において送信開始命令が出力されており、タイミングｔ１２より前のタイイングｔ１１からタイミングｔ１２までが「調整信号出力期間」とされている。

タイミングｔ１１より前の期間では、無線信号が送信されていないので非反転差動増幅器である差動増幅器２２の出力は最小となっており、トランジスタ２３Ｈのコレクタとエミッタとの間には電流が流れない。また、タイミングｔ１１より前は調整信号出力期間ではないので、調整信号出力部２４は第１実施形態とは違ってロー信号を出力しており、トランジスタ２３Ｉのコレクタとエミッタとの間には電流が流れない。この結果、タイミングｔ１１より前では、利得制御電圧調整部２３は、出力端子２３Ｆから、基準電圧源２３Ｇの電圧と同じである利得制御電圧を出力する。

タイミングｔ１１から調整信号出力期間が始まると、調整信号出力部２４はハイ信号（調整信号）を出力しており、トランジスタ２３Ｈのコレクタとエミッタとの間には電流が流れて、接続点Ｐ２２の電位が低くなる。このため、利得制御電圧調整部２３は、出力端子２３Ｆから、基準電圧源２３Ｇの電圧よりも低い利得制御電圧（調整後の利得制御電圧）を出力することになる。

信号出力部１１は、タイミングｔ１４において送信終了準備命令を受け取ると、つまり、送信指示が立ち上がると、バースト信号のランプダウンを開始する。バースト信号の振幅が小さくなっていくと、差動増幅器２２の出力電圧が小さくなっていき、これに伴い、トランジスタ２３Ｈのコレクタとエミッタとの間には電流が小さくなっていく。これにより、利得制御電圧調整部２３から出力される利得制御電圧は、徐々に増加していくことになる。

＜変形例＞
第２実施形態の利得制御電圧調整部２３に対しては次のような変形を施してもよい。図１０は、第２実施形態の利得制御電圧調整部の変形例を示す図である。図１０に示すように、利得制御電圧調整部２３においてコンデンサ２３Ａ２は、抵抗２３Ａ１と並列に、両端が接続点Ｐ２２及び基準電圧源２３Ｇにそれぞれ接続されてもよい。

＜第３実施形態＞
第３実施形態は、無線通信機１０における利得調整装置２０の、調整信号出力部３１の制御方法に関する。調整信号出力期間において、利得制御電圧調整部２３から出力される調整後の利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値以下となるか又は調整信号出力期間が終了するまで、前回の調整信号の電圧値に修正値を加算した修正後の電圧値を有する修正後の調整信号を利得制御電圧調整部へ出力する。

＜利得制御装置の構成例＞
図１１は、第３実施形態の利得制御装置の一例を示すブロック図である。なお、第３実施形態の無線送信機の構成は、第１実施形態の無線送信機１０と同じなので、図１を参照して説明する。すなわち、第３実施形態の無線送信機は、図１の無線送信機１０において利得制御装置２０を、図１１に示す第３実施形態の利得制御装置３０に置き換えればよい。

図１１において利得制御装置３０は、ピーク検出部２１と、差動増幅器２２と、利得制御電圧調整部２３と、調整信号出力部３１とを有している。利得制御装置３０における利得制御電圧調整部２３の具体的な構成は、第１実施形態で説明した構成であってもよいし、第２実施形態で説明した構成であってもよい。利得制御電圧調整部２３の具体的な構成が第１実施形態で説明した構成である場合、差動増幅器２２は反転増幅器であり、利得制御電圧調整部２３の具体的な構成が第２実施形態で説明した構成である場合、差動増幅器２２は非反転増幅器である。調整信号出力部３１は、第１実施形態及び第２実施形態で説明したように、利得制御電圧調整部２３の具体的な構成に応じた調整信号を出力することになる。

図１１において調整信号出力部３１は、検出部２４Ａと、調整信号生成部２４Ｃと、記憶部２４Ｄと、制御部３１Ａとを有している。

制御部３１Ａは、第１実施形態及び第２実施形態の制御部２４Ｂと同様に、検出部２４Ａに対して、バースト信号の定常部分に対応する、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を検出させる。そして、制御部３１Ａは、第１実施形態及び第２実施形態の制御部２４Ｂと同様に、調整信号の電圧値を算出して該調整信号の電圧値を記憶部２４Ｄに記憶させる。制御部３１Ａは、さらに、検出部２４Ａに検出させた、バースト信号の定常部分に対応する、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を、記憶部２４Ｄに記憶させる。この記憶部２４Ｄに記憶された利得制御電圧が「目標電圧」である。

制御部３１Ａは、調整信号出力期間が始まると、調整信号生成部２４Ｃに対して、記憶部２４Ｄに記憶されている電圧値を有する調整信号の出力を開始させる。

そして、制御部３１Ａは、調整信号出力期間において、「終了条件」が満たされるまで、調整信号生成部２４Ｃから出力される「調整信号の修正処理」を繰り返し実行する。「終了条件」は、利得制御電圧調整部２３から出力される調整後の利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値以下となること及び調整信号出力期間が終了することのいずれか一方が満たされることである。

例えば、第１の電圧値を有する調整信号が出力されているときの「調整信号の修正処理」は次のように行われる。すなわち、制御部３１Ａは、検出部２４Ａに対して、利得制御電圧調整部２３から出力されている利得制御電圧を検出させる。そして、制御部３１Ａは、検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値より大きい場合、第１の電圧値に「所定の修正値」を加算することにより、修正後の電圧値を算出する。そして、制御部３１Ａは、修正後の電圧値を記憶部２４Ｄに記憶させると共に、調整信号生成部２４Ｃに対して、修正後の電圧値を有する調整信号を出力させる。この修正処理の次の修正処理では、記憶部２４Ｄに記憶された該修正後の電圧値が上記の第１の電圧値として扱われる。なお、検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値以下である場合、制御部３１Ａは、修正処理を終了し、調整信号生成部２４Ｃに対して調整信号の出力を停止させ、信号出力部１１に対してバースト信号の出力を開始させる。また、検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値以下とならずに調整信号出力期間が終了した場合も、制御部３１Ａは、修正処理を終了し、調整信号生成部２４Ｃに対して調整信号の出力を停止させ、信号出力部１１に対してバースト信号の出力を開始させる。

＜利得制御装置の動作例＞
以上の構成を有する第３実施形態の利得制御装置の動作例について説明する。図１２は、第３実施形態の送信開始時の利得制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御部３１Ａは、調整信号出力期間の開始タイミングが来ると、「使用電圧値」を「初期電圧値」に設定する（ステップＳ３０１）。「初期電圧値」は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、今回出力されるバースト信号の前に信号出力部１１から出力されたバースト信号の定常部分に対応する利得制御電圧（「目標電圧値」）と利得制御電圧の「最大値」とに基づいて、制御部３１Ａによって算出された電圧値である。

制御部３１Ａは、調整信号生成部２４Ｃに対して、使用電圧値を有する調整信号の出力を開始させると共に、調整信号出力期間タイマをスタートさせる（ステップＳ３０２）。

制御部３１Ａは、検出部２４Ａに対して、利得制御電圧調整部２３から出力されている利得制御電圧を検出させる（ステップＳ３０３）。

制御部３１Ａは、検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。

検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値より大きい場合（ステップＳ３０４ＮＯ）、制御部３１Ａは、現在の使用電圧値に対して修正値を加算することにより、使用電圧値を更新する（ステップＳ３０５）。

制御部３１Ａは、調整信号出力期間タイマが満了したか否かを判定する（ステップＳ３０６）。

調整信号出力期間タイマが満了していない場合（ステップＳ３０６ＮＯ）、制御部３１Ａは、調整信号生成部２４Ｃに対して、更新後の使用電圧値を有する調整信号を出力させる（ステップＳ３０７）。

検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧と「目標電圧」との差が所定値以下である場合（ステップＳ３０４ＹＥＳ）、制御部３１Ａは、調整信号生成部２４Ｃに対して調整信号の出力を停止させ、信号出力部１１に対してバースト信号の出力を開始させる（ステップＳ３０８）。なお、調整信号出力期間タイマが満了している場合も（ステップＳ３０６ＹＥＳ）、処理ステップは、ステップＳ３０８へ進む。

図１３は、第３実施形態の送信終了準備時の利得制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御部３１Ａは、信号出力部１１に対して送信終了準備命令を出力する前のタイミングで、検出部２４Ａに対して、利得制御電圧調整部２３から出力された利得制御電圧を検出させる（ステップＳ４０１）。

制御部３１Ａは、検出部２４Ａに検出させた利得制御電圧を、記憶部２４Ｄに記憶させる（ステップＳ４０２）。この記憶部２４Ｄに記憶された利得制御電圧が「目標電圧」である。

制御部３１Ａは、検出部２４Ａで検出された利得制御電圧に基づいて、調整信号の電圧値を算出する（ステップＳ４０３）。

制御部３１Ａは、算出した調整信号の電圧値を記憶部２４Ｄに記憶させる（ステップＳ４０４）。

制御部３１Ａは、信号出力部１１に対して送信終了準備命令を出力する（ステップＳ４０５）。

＜他の実施形態＞
＜１＞第３実施形態では、「電圧初期値」を、第１実施形態又は第２実施形態と同様に、今回出力されるバースト信号の前に信号出力部１１から出力されたバースト信号の定常部分に対応する利得制御電圧（「目標電圧値」）と利得制御電圧の「最大値」とに基づいて、制御部３１Ａによって算出された電圧値としているが、これに限定されない。例えば、「電圧初期値」は、予め定められた所定の電圧値であってもよい。これによっても、上記の修正処理を繰り返すことによって、調整信号出力期間において利得制御電圧を目標電圧に近づけることができる。

＜２＞第１実施形態から第３実施形態の利得制御装置２０，３０は、無線送信機１０の電源がＯＦＦ状態からＯＮ状態になったとき、送信周波数が変更されたとき、又は、モードが変更されたときには、信号出力部１１から最初に出力されるバースト信号の送信に際しては調整信号出力期間を設けずに、２番目以降のバースト信号の送信に際して調整信号出力期間を設けてもよい。この場合、利得制御装置２０，３０は、無線送信機１０の電源がＯＮ状態からＯＦＦ状態になるとき、送信周波数の変更操作が為されたとき、又は、モードの変更操作が為されたときに、調整信号出力部２４（記憶部２４Ｄ）に記憶されている利得制御電圧、調整信号の電圧値をリセット（消去）してもよい。

１０無線送信機
１１信号出力部
１２可変利得増幅器
１３電力増幅器
１４方向性結合器
１５アンテナ
２０，３０利得制御装置
２１ピーク検出部
２２差動増幅器
２３利得制御電圧調整部
２３Ａ時定数回路
２３Ａ１抵抗
２３Ａ２コンデンサ
２３Ｂ，２３Ｃ入力端子
２３Ｄ，２３Ｅダイオード
２３Ｆ出力端子
２３Ｇ基準電圧源
２３Ｈ，２３Ｉトランジスタ
２４，３１調整信号出力部
２４Ａ検出部
２４Ｂ，３１Ａ制御部
２４Ｃ調整信号生成部
２４Ｄ記憶部

Claims

無線送信機であって、
振幅が所定の傾きでゼロから所定値まで大きくなる振幅増加部分及び振幅が前記所定値において略一定となる定常部分を、前記振幅増加部分、前記定常部分の順番で含むバースト信号を出力する信号出力部と、
前記バースト信号を利得制御電圧に応じた利得によって増幅して出力する利得可変増幅器と、
無線信号の実送信電力と目標送信電力との差分に応じた制御電圧を生成する差動増幅器と、
時定数回路を含み、前記制御電圧に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力する利得制御電圧調整部と、
前記信号出力部から出力される第１のバースト信号の前に出力された第２のバースト信号を出力した際の利得制御電圧に基づいた調整信号を生成し、前記第１のバースト信号が出力される前の所定期間であり且つ前記信号出力部からバースト信号が出力されていない期間において、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部に出力する調整信号出力部と、
を備え、
前記調整信号出力部は、
前記第２のバースト信号の前記定常部分に対応する利得制御電圧を検出する検出部と、
前記利得制御電圧に基づいて、前記調整信号の値を算出する制御部と、
算出された値に基づいた調整信号を生成し、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部へ出力する調整信号生成部と、
を具備し、
前記調整信号出力部は、前記調整信号を出力する期間において、前記利得制御電圧調整部から出力される調整後の利得制御電圧と目標電圧との差が所定値以下となるか又は前記調整信号を出力する期間が終了するまで、前回の調整信号の電圧値に修正値を加算した修正後の電圧値を有する修正後の調整信号を前記利得制御電圧調整部へ出力し、
前記利得制御電圧調整部は、
前記調整信号が入力されていないときには生成された制御電圧に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力し、前記調整信号が入力されているときには前記調整信号に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力する、
無線送信機。
前記差動増幅器は、反転増幅器であり、
前記利得制御電圧調整部は、
前記差動増幅器の出力と接続される第１入力部と、
前記調整信号出力部の出力と接続される第２入力部と、
前記利得制御電圧及び調整後の利得制御電圧を出力する出力部と、
カソードが前記第１入力部と接続され且つアノードが第１接続点と接続される第１ダイオードと、
カソードが前記第２入力部と接続され且つアノードが前記第１接続点と接続される第２ダイオードと、
前記第１接続点と前記出力部との接続ラインにおける第２接続点と一端が接続され且つ他端が基準電圧源と接続される抵抗と、
一端が前記第２接続点に接続し且つ他端がグランドに接続するコンデンサと、
を具備する、
請求項１に記載の無線送信機。
前記差動増幅器は、反転増幅器であり、
前記利得制御電圧調整部は、
前記差動増幅器の出力と接続される第１入力部と、
前記調整信号出力部の出力と接続される第２入力部と、
前記利得制御電圧及び調整後の利得制御電圧を出力する出力部と、
カソードが前記第１入力部と接続され且つアノードが第１接続点と接続される第１ダイオードと、
カソードが前記第２入力部と接続され且つアノードが前記第１接続点と接続される第２ダイオードと、
前記第１接続点と前記出力部との接続ラインにおける第２接続点と一端が接続され且つ他端が基準電圧源と接続される抵抗と、
前記抵抗と並列に、両端が前記第２接続点及び前記基準電圧源にそれぞれ接続されるコンデンサと、
を具備する、
請求項１に記載の無線送信機。
無線送信機であって、
振幅が所定の傾きでゼロから所定値まで大きくなる振幅増加部分及び振幅が前記所定値において略一定となる定常部分を、前記振幅増加部分、前記定常部分の順番で含むバースト信号を出力する信号出力部と、
前記バースト信号を利得制御電圧に応じた利得によって増幅して出力する利得可変増幅器と、
無線信号の実送信電力と目標送信電力との差分に応じた制御電圧を生成する差動増幅器と、
時定数回路を含み、前記制御電圧に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力する利得制御電圧調整部と、
前記信号出力部から出力される第１のバースト信号の前に出力された第２のバースト信号を出力した際の利得制御電圧に基づいた調整信号を生成し、前記第１のバースト信号が出力される前の所定期間であり且つ前記信号出力部からバースト信号が出力されていない期間において、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部に出力する調整信号出力部と、
を備え、
前記調整信号出力部は、
前記第２のバースト信号の前記定常部分に対応する利得制御電圧を検出する検出部と、
前記利得制御電圧に基づいて、前記調整信号の値を算出する制御部と、
算出された値に基づいた調整信号を生成し、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部へ出力する調整信号生成部と、
を具備し、
前記差動増幅器は、反転増幅器であり、
前記利得制御電圧調整部は、
前記差動増幅器の出力と接続される第１入力部と、
前記調整信号出力部の出力と接続される第２入力部と、
前記利得制御電圧及び調整後の利得制御電圧を出力する出力部と、
カソードが前記第１入力部と接続され且つアノードが第１接続点と接続される第１ダイオードと、
カソードが前記第２入力部と接続され且つアノードが前記第１接続点と接続される第２ダイオードと、
前記第１接続点と前記出力部との接続ラインにおける第２接続点と一端が接続され且つ他端が基準電圧源と接続される抵抗と、
一端が前記第２接続点に接続し且つ他端がグランドに接続するコンデンサと、
を具備する、
無線送信機。
無線送信機であって、
振幅が所定の傾きでゼロから所定値まで大きくなる振幅増加部分及び振幅が前記所定値において略一定となる定常部分を、前記振幅増加部分、前記定常部分の順番で含むバースト信号を出力する信号出力部と、
前記バースト信号を利得制御電圧に応じた利得によって増幅して出力する利得可変増幅器と、
無線信号の実送信電力と目標送信電力との差分に応じた制御電圧を生成する差動増幅器と、
時定数回路を含み、前記制御電圧に応じた利得制御電圧を前記利得可変増幅器へ出力する利得制御電圧調整部と、
前記信号出力部から出力される第１のバースト信号の前に出力された第２のバースト信号を出力した際の利得制御電圧に基づいた調整信号を生成し、前記第１のバースト信号が出力される前の所定期間であり且つ前記信号出力部からバースト信号が出力されていない期間において、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部に出力する調整信号出力部と、
を備え、
前記調整信号出力部は、
前記第２のバースト信号の前記定常部分に対応する利得制御電圧を検出する検出部と、
前記利得制御電圧に基づいて、前記調整信号の値を算出する制御部と、
算出された値に基づいた調整信号を生成し、前記調整信号を前記利得制御電圧調整部へ出力する調整信号生成部と、
を具備し、
前記差動増幅器は、反転増幅器であり、
前記利得制御電圧調整部は、
前記差動増幅器の出力と接続される第１入力部と、
前記調整信号出力部の出力と接続される第２入力部と、
前記利得制御電圧及び調整後の利得制御電圧を出力する出力部と、
カソードが前記第１入力部と接続され且つアノードが第１接続点と接続される第１ダイオードと、
カソードが前記第２入力部と接続され且つアノードが前記第１接続点と接続される第２ダイオードと、
前記第１接続点と前記出力部との接続ラインにおける第２接続点と一端が接続され且つ他端が基準電圧源と接続される抵抗と、
前記抵抗と並列に、両端が前記第２接続点及び前記基準電圧源にそれぞれ接続されるコンデンサと、
を具備する、
無線送信機。
前記調整信号出力部は、
前記調整信号の出力期間以外では、前記第２ダイオードの順方向電流を抑止する信号を出力し、
前記調整信号を出力する期間では、前記調整信号を出力する、
請求項２から５のいずれか一項に記載の無線送信機。