JPH04103207A

JPH04103207A - リニア変調波自動電力制御装置

Info

Publication number: JPH04103207A
Application number: JP2220550A
Authority: JP
Inventors: Akira Ando; 朗安藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-08-22
Filing date: 1990-08-22
Publication date: 1992-04-06
Also published as: US5208549A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、変調された搬送波の包絡線が一定ではない
リニア変調波を、所定の送信レベルに増幅するリニア変
調波自動電力制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図は従来の自動電力制御装置を示すプロッり図であ
る。図において、１１は搬送波を周波数変調する周波数
変調器、１５は変調された搬送波（以下、変調波という
。）を制御信号に従って増幅する送信電力増幅器、１６
は送信電力増幅器１５から出力され出力端子１８に至る
増幅信号の電力の一部を分岐させる方向性結合器、２１
は分岐された増幅信号のレベルを検出するレベル検出器
、２８は多数の基準電圧Ｖｉ（ｉ＝１．・・・、ｎ）か
ら選択された１つを出力する基準電圧設定器、３０１−
１選択された基準電圧Ｖ１とレベル検出器２１の出力レ
ベルとの差を増幅する誤差増幅器、３２はループの応答
特性を定めるループフィルタである。

次に動作について説明する。周波数変調器１１は、変調
信号で搬送波を周波数変調し変調波を出力する。次に、
送信電力増幅器１５は、この変調波を制御信号に応じて
増幅し、増幅信号を出力する。この増幅信号は、方向性
結合器１６を経て出力端子１８から出力される。そして
、例えば出力端子１８に接続された送信アンテナ（図示
せず）から電波として送出される。

また、方向性結合器１６は、増幅信号の電力の一部をレ
ベル検出器２１に導く。レベル検出器２１は、導入され
た増幅信号のレベルに応じた電圧を出力する。一方、あ
らかじめ定められて込る送信電力に対応した基準電圧Ｖ
ｉが基準電圧設定器２８におｉて選択されている。選択
された基準電圧Ｖｉおよびレベル検出器２１の出力電圧
は誤差増幅器３０に入力される。誤差増幅器３０は、レ
ベル検出器２１の増幅信号のレベルに応じた出力電圧と
選択された基準電圧Ｖｉとの誤差電圧を増幅して出力信
号として出力する。この出力信号は、ルーズフィルタ３
２に入力される。ループフィルタ３２の出力は、電力増
幅制御信号として送信電力増幅器１５の制御入力端子に
入力される。その結果、送信電力増幅器１５が出力する
増幅信号Ｌ１あらかじめ定められている送信電力に応じ
た値となるように制御される。ループフィルタ３２は、
この制御ループの応答特性を定める。

このようにして、平均送信電力は、電源電圧変動や温度
変化が生じても、あらかじめ定められた値に自動的に固
定される。

第８図は、送信電力増幅器１５を電界効果トランジスタ
等で構成した場合の一例を示す回路図である。

ところで、位相変調や周波数変調による変調波のように
定包絡線をもつ変調波を対象としたときには、レベル検
出器２１の出力に、変調による包絡線成分の変動が生ず
ることはなく、電源電圧変動または温度変化による送信
電力増幅器１５の利得変動によるゆるやかな変動のみが
含まれる。ところが、リニア変調の一例である牙シフト
ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　５ｈｉ
ｆｔ　Ｋｅ）’ｉｎｇ　）と呼ばれる変調方式では、第
８図に示すように、伝送すべきデータに対応して変調波
の位相と振幅とが変化する。従って、変調波の包絡線は
、例えば第１０図に示すように変化する。よって、この
ような変調波が送信電力増幅器１５で増幅されたときに
は、増幅信号にも、電源電圧変動や温度変化によるゆる
やかな変動に加えて、変調による包絡線の変動が含まれ
ることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の自動電力制御装置は以上のように構成されている
ので、リニア変調波を対象とした場合には、包絡線の変
化を抑圧するように動作してしまうために、送信すべき
信号成分をつぶしてしまったシ送信スペクトラムが広が
ってしまうという課題があった。

また、ループフィルタ３２のし中断周波数を包絡線の変
化に対して十分低くして、その変化に追従しないように
動作させたときには、過渡応答が遅れてしまうという課
題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、リニア変調波の増幅出力をあらかじめ定められ
た値に自動制御するとともに、速い過渡応答特性を有す
るリニア変調波自動電力制御装置を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

精求項（１）記載の発明に係るリニア変調波自動電力制
御装置は、制御信号に応じて入力した変調波のレベルを
制御するレベル制御回路と、このレベル制御回路の出力
を増幅して増幅信号を出力する電力増幅器と、電力増幅
器が出力した増幅信号の電力の一部を取り出す結合器と
、この結合器から出力される増幅信号の包絡線成分を検
出する包絡線検出器と、検出された包絡線成分のうちの
直流分を取り出す直流成分検出手段と、所定の送信電力
に対応した基準電圧を出力する基準電圧設定器と、直流
成分検出手段の出力と基準電圧との差を増幅する誤差増
幅器と、この誤差増幅器の出力を導入してこれを制御信
号としてレベル制御回路に与えるとともに、ループの応
答特性を定めるループフィルタとを備えたものである。

また、請求項（２）記載の発明に係るリニア変調波自動
電力制御装置は、請求項（１）記載のｌＪニア変調波自
動電力制御装置の構成に加えて、変調波のレベル制御回
路への入力を禁止するスイッチ回路と、所定の送信電力
に対応したプリセット電圧を出力するプリセット電圧設
定器と、プリセット電圧のループフィルタへの供給（直
接ループフィルタへ供給する場合と誤差増幅器を介して
間接的にループフィルタへ供給する場合とを含む）を開
始した後、スイッチ回路が閉じられて変調波のレベル制
御回路への入力が開始されてから所定の時間が経過した
ときに、プリセット電圧の供給を禁止して直流成分検出
手段の出力と基準電圧との差を増幅した信号のループフ
ィルタへの供給を許可するセレクタとを備えたものであ
る。

〔作用〕

請求項（１）記載の発明における直流成分検出手段は、
増幅信号の包絡線成分のうちの交流分を除去して直流分
のみを誤差増幅器に出力し、その直流分と基準電圧との
誤差の増幅出力をループフィルタを介してレベル制御回
路に帰還させ、リニア変調波を歪ませずに自動電力制御
を行うことを可能にする。

また、請求項（２）記載の発明におけるセレクタは、ス
イッチ回路が閉じられたときにはプリセット電圧を直接
または間接的にループフィルタに供給して、増幅信号の
レベルを所望する出力レベルにほぼ合わせることを可能
にし、所定時間経過後に、すなわち所望の出力レベルに
は＃２合った後に、直流成分検出手段の出力と基準電圧
との差を増幅したものを直接また鉱間接的にループフィ
ルタに供給する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１０は変調波が入力される入力端子、１２
は変調波のレベルを制御するレベル制御回路、１４はレ
ベルが制御された変調波を増幅して増幅信号を出力する
電力増幅器、１６は増幅信号の電力の一部を取り出す結
合器、１８は増幅信号の出力端子、２０は増幅信号の包
絡線成分を検出する包絡線検出回路、２２は包絡線成分
のうちの直流分を除去する直流成分除去回路、２４は包
絡線成分のうちの交流分を反転する反転回路、２６は包
絡線成分と反転回路２４の出力とを加算する電圧加算回
路、２８は基準電圧設定器、３０は誤差増幅器、３２＃
−ｊ：ループフィルタである。なお、包絡線成分のうち
の直流分を取り出す直流成分検出手段は、ここでは直流
成分除去回路２２、反転回路２４および電圧加算回路２
６で構成されている。

第２図は包絡線検出回路２０．直流成分除去回路２２、
反転回路２４および加算ｅ誤差増幅回路（電圧加算回路
２６と誤差増幅器３ｏとを合わせたもの）３１の具体的
構成の一例を示す回路図である。つまシ、包絡線検出回
路２ｏは、増幅信号を一定振幅の信号にするリミッタ回
路２ｏ１、増幅信号とリミッタ回路２０１の出力とを掛
は合わせるアナログ乗算器２０２、およびローパスフィ
ルタ２０３で構成できる。また、直流成分除去回路２２
としてはコンデンサ２２１が使用できる。そして、反転
回路２４は、抵抗２４２を介して入力信号が反転入力端
子に供給される演算増幅器２４１および帰還抵抗２４３
で構成でき、加算中誤差増幅回路３１は、加算の対象と
なる２つの入力信号が抵抗３１２゜３１３を介して反転
入力端子に供給されるとともに、基準電圧ｖ１が非反転
入力端子に供給される演算増幅器３１１および帰還抵抗
３１４で構成できる。

次に動作について説明する。入力端子１ｏには変調波が
入力される。レベル制御回路１２は、ループフィルタ３
２から供給される制御電圧（制御信号）に従って、変調
波のレベルを制御する。レベル制御回路１２の出力は電
力増幅器１４に入力する。電力増幅器１４で増幅された
変調波は、結合器１６を経て出力端子１８に出力される
が、その一部は結合器１６によって取り出され、包絡線
検出回路２０に供給される。包絡線検出回路２０に供給
された増幅信号の一例を第３図葎）に示す。

包絡線検出回路２０は、増幅信号の包絡線成分を検出し
、第３図（ｂ）に示す包絡線信号を直流成分除去回路２
２および電圧加算回路２６に出力する。

直流成分除去回路２２は、包絡線信号から直流成分を除
いた信号（第３図（ｃ）に示す。）を反転回路２４に出
力する。そして、反転回路２４は、入力した信号を反転
した信号（第３図（ｄ）に示す。）を電圧加算回路２６
に出力する。電圧加算回路２６は、包絡線信号と反転回
路２４の出力とを加算して、包絡線信号から交流分を除
いた信号（第３図（ｅ）に示す。）を出力する。この信
号は、出力端子１８に現われる増幅信号の平均実効電圧
に比例した直流電圧Ｖｄとなっている。また、平均送信
電力は平均実効電圧の２乗に比例する。

一方、あらかじめ定められている平均送信電力に対応し
た基準電圧Ｖｉが、基準電圧設定器２８において設定さ
れている。そして、基準電圧Ｖｉは、直流電圧Ｖｄとと
もに誤差増幅器３０に入力される。誤差増幅器３０は、
直流電圧Ｖｄと選択された基準電圧Ｖｉとの差を増幅し
た信号を出力する。この信号は、ループフィルタ３２に
出力される。そして、ループフィルタ３２の出力は制御
電圧としてレベル制御回路１２０制御端子に与えられる
。その結果、電力増幅器が出力する増幅信号は、あらか
じめ定められている平均送信電力に応じたレベルとなる
ように制御される。ここで、ループフィルタ３２はこの
制御ループの応答特性を定める。

ところで、上記実施例のように、制御ループを常時閉じ
た構成とすると、連続送信を行う場合には問題はないが
、直流成分除去回路２２およびループフィルタ３２にお
いて過渡時に応答遅れがあるために、バースト送信を行
う場合には問題が生ずる。そこで、増幅信号をバースト
的に出力する場合には、送信の立ち上げ時にループを切
断して帰還制御を止め、定常状態においてそのようにな
ると予想される制御電圧を、あらかじめループフィルタ
３２を介してレベル制御回路１２に与えておき、増幅信
号のレベルが定常時のレベルに＃よぼ合った後にループ
を閉じて帰還制御を行うようにすると、過渡時間を最小
に抑えることができる。

第４図はそのような考え方のもとに構成したものを示す
ブロック図である。第４図において、４０はｆ調波のレ
ベル制御回路１２への入力をオンオフするスイッチ回路
であや、オンオフ信号ＳＷ１によシ外部から制御される
。また、４２は切換信号ＳＷ２によシミ圧加算回路２６
の出力とプリセット電圧設定器４４から出力されるプリ
セット電圧ｖＰｌとのいずれか一方ｆ：誤差増幅器３０
に与えるセレクタである。

次に動作について第５図のタイミング図を参照して説明
する。増幅信号の出力を開始しようとするときには、ま
ず、セレクタ４２は、切換信号ＳＷ２に従りて、プリセ
ット電圧ＶＰｌを誤差増幅器３０に与える（第５図６）
参照）。誤差増幅器３０は、プリセット電圧ｖＰ１と基
準電圧Ｖ１との差を増幅した信号を出力する。この信号
は、ループフィルタ３２を介してレベル制御回路１２に
制御電圧として与えられる。次にスイッチ回路４０は、
オンオフ信号ＳＷＩに従って変調波をレベル制御回路１
２に与える（第５図（Ｊ＆）参照）。ここで、プリセッ
ト電圧ｖＰｌｃ値を、レベル制御回路１２に与えられる
信号に従って増幅信号のレベルが所望のレベルに近づく
ような値に設定されていれば、増幅信号のレベルは所望
のレベルに速やかに近づく（第５図（ｄ）参照）。そし
て、増幅信号のレベルが所望のレベルにほぼ合うまでの
時間が経過した後に、外部から与えられる切換信号ＳＷ
２による指示内容が逆になるようにしておけば、誤差増
幅器３０には電圧加算回路２６の出力が供給されるよう
になシ、第１図に示す制御ループが構成される。よって
、増幅信号は、基準電圧Ｖｉに従って制御される。ここ
で、増幅信号はほぼ所望の値になっているので、第５図
（ｃ）　、　（ｄ）に示すように、わずかな時間で増幅
信号のレベルは定常状態におけるレベルになる。

なお、第４図に示したものは、セレクタ４２を電圧加算
回路２６と誤差増幅器３０との間に設けたものであるが
、第６図に示すように、プリセット電圧ＶＰ１ｉを出力
するプリセット電圧設定器４４ａおよびセレクタ４２ａ
を誤差増幅器３０とループフィルタ３２との間に設けて
もよく、第４図に示したものと同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように請求項（１）記載の発明によればリニア変
調波自動電力制御装置を増幅信号の包絡線成分のうちの
直流分と基準電圧との差を増幅したものを、ループフィ
ルタを介してレベル制御回路に帰還するように構成した
ので、リニア変調波を歪ませることなく、またはループ
の応答特性を劣化させることなく自動電力制御が行える
ものが得られる効果がある。

また、請求項（２）記載の発明によればリニア変調波自
動電力制御装置を、送信開始時に、まず、プリセット電
圧をレベル制御回路に加えて増幅信号のレベルをほぼ所
望のレベルに合わせた後に、制御ループを閉じるように
構成したので、上記効果に加えて、よシ速い過渡応答を
得ることができるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＩＪ　ニア変調波自
動電力制御装置を示すブロック図、第２図は包絡線検出
回路、直流成分除去回路および加算・誤差増幅回路の詳
細構成の一例を示す回路図、第３図は第１図に示したも
のにおける各部の波形を示す波形図、第４図はこの発明
の他の実施例によるリニア変調波自動電力制御装置を示
すブロック図、第５図は第４図に示したものの動作を説
明するためのタイミング図、第６図はこの発明のさらに
他の実施例によるＩＪ　ニア変調波自動電力制御装置を
示すブロック図、第７図は従来の自動電力制御装置を示
すブロック図、第８図は送信電力増幅器の構成の一例を
示す回路図、第９図は７シフトＱＰＳＫ変調における伝
送データと位相および振幅との関係を示す説明図、第１
０図はニンフ）ＱＰ８に変調波の包絡線を示す波形図で
ある。１２はレベル制御回路、１４は電力増幅器、１６は結合
器、２０は包絡線検出回路、２２は直流成分除去回路（
直流成分検出手段）、２４は反転回路（直流成分検出手
段）、２６は電圧加算回路（直流成分検出手段）、２８
は基準電圧設定器、３０は誤差増幅器、３１は加算・誤
差増幅回路、３２はループフィルタ、４０はスイッチ回
路、４２はセレクタ、４４はプリセット電圧設定器。なお、図中、同一符号は同一　または相当部分を示す。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）変調波を入力し、制御信号に応じてこの変調波の
レベルを制御するレベル制御回路と、このレベル制御回
路の出力を増幅して増幅信号を出力する電力増幅器と、
出力端子に与えられる前記増幅信号の電力の一部を取り
出す結合器と、この結合器が出力した前記増幅信号の包
絡線成分を検出する包絡線検出回路と、検出された前記
包絡線成分のうちの直流分を取り出す直流成分検出手段
と、所定の送信電力に対応した基準電圧を出力する基準
電圧設定器と、前記直流成分検出手段の出力と前記基準
電圧との差を増幅する誤差増幅器と、この誤差増幅器と
前記レベル制御回路との間に設けられ、ループの応答特
性を定めるとともに、前記誤差増幅器の出力を導入して
これを前記制御信号として出力するループフィルタとを
備えたリニア変調波自動電力制御装置。
（２）変調波のレベル制御回路への入力を禁止するスイ
ッチ回路と、所定の送信電力に対応したプリセット電圧
を出力するプリセット電圧設定器と、前記プリセット電
圧のループフィルタに対する供給を開始した後、前記ス
イッチ回路が閉じられて前記変調波の前記レベル制御回
路への入力が開始されてから所定の時間が経過したとき
に、前記プリセット電圧の供給を禁止して直流成分検出
手段の出力と基準電圧との差を増幅した信号の前記ルー
プフィルタへの供給を許可するセレクタとをさらに備え
た請求項（１）記載のリニア変調波自動電力制御装置。