JPS6041821A - 送信出力電力制御装置 - Google Patents

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】 本発明は無線通信機、特に自動車重、話システムなどに
おける移動無線通信機の送信部に用いる送信出力電力制
御装置に関するものである。

従来、この種の装置としては種々提案されているが、一
般に、送信出力電力の一部を検出して出力に比例する直
流電圧に変換し、これを設定出力に対応する基準電圧と
比較増幅し、その出力によシミ力増幅器の入力レベルま
たは利得を制御する帰還ループ制御によるという方法が
採られている。

このような方法による送信出力電力制御装置の一例を第
１図に示し説明すると、図において、１は変調器（図示
せず）などからの送信信号が印加される入力端子、２は
送信信号出力が得られる出力端子、３は送信出力設定用
制御信号が印加される制御入力端子、４はピンダイオー
ドなどで形成された電圧可変減衰器で、この電圧可変減
衰器４には入力端子１からの送信信号が導入されるよう
に構成されている。

そして、この電圧可変減衰器４で設定された所要の減衰
を受けた送信信号は電力増幅器５で電力増幅され、その
出力は方向性結合器６を介して出刃端子２に到シ、その
送信出力信号は、例えば図示しないがアンテナ共用器を
通してアンテナから送信波として発射される。

一方、この電力増幅器５の出力の一部を取シ出す検出回
路である方向性結合器６で分岐された送信出力信号の一
部はダイオードなどで構成される１検波回路７によシ検
波され送信出力電力に比例した直流電圧に変換される。

そして、この直流電圧は、制御入力端子３よシの制御信
号によシ駆動され設定出力に対応した基準電圧を発生す
る基準電圧発生回路８の出力電圧と比較回路９で比較さ
れ、誤差電圧が抽出される。この誤差電圧は直流増幅器
１０により増幅された後、前述の電圧可変減衰器４の制
御電瓜として帰還され、帰還ループが形成場れる。した
がって、送信出力電力が制御入力端子３からの送信出力
設定用制御信号により設定した出力に保持される。

このように構成された送信出力電力制御装置は、送信出
力電力の環境条件に対して影響を受けにくいことや、経
済的に構成できるという点で、一般の無線通信機に広く
使用されている。

しかしながら、自動車電話システムに用いる移動無線通
信機の送信出力電力制御装置としては以下に示すような
欠点がある。

すなわち、移動無線通信機の電力増幅器として用いられ
るＢ級またはＣ級増幅器の電力利得が出力電力によりそ
の値が変わるために電力増幅器の出力電力を制御する負
帰還ループのループ利得が変化するという欠点を有して
いる。

これについて詳記すれば、一般の無線通信機の送信出力
電力はある一定の値で増減させることはなかったが、自
動車電話システムに用いる移動無線通信機の送信出力電
力はシステムを円滑に作動させる必要から、システムを
構成する無線基地局と移動無線通信機を有する移動局間
の電波伝播状態に応じて増減させている。そして、この
送信出力電力を増減する方法としては、そのシステムに
よシ異なるが、一般に標準出力に対して何ｄＢか低下さ
せる手段や、ステップ的に多段階で制御する手段が採ら
れている。

一方、送信出力電力制御装置としては、送信出力電力を
増減した場合に、送信出力電力の制御特性、すなわち、
出力変動幅を抑圧する特性や、出力応答特性などが変化
しない回路が要求されるが、前述した従来の送信出力電
力制御装置は以下に述べる理由のため、これらの要請を
満足することができない。

すなわち、一般に、移動無線通信機の電力増幅はＢ級増
幅器またはＣ級増幅器で構成されているが、この増幅器
の特性を第２図に示す。

この第２図は横軸に電力増幅器の入方ＩＮ、縦軸に電力
増幅器の出力ＯＵＴをとって表わした笛１力増幅器の入
力対出方特性図で、ａ点におけるｆｉ電力増幅器入力Ｉ
Ｎにおける入力ｌＪａに対する出力ＯＵＴにおける出力
Ｐａの変化率、すなわち、ａ点における曲線の傾きＫａ
け電力利得を表わしたものであり、同様にｂ点における
曲線の傾きＫｂ（Ｐｂ／Ｐｉｂ）は電力利得を表わした
ものである。

この第２図に示す特性曲線から明らかなように、ａ点の
傾きＫａとｂ点の傾きＫｂは異なｐ、Ｋｂの方がＫａよ
シ大きい。すなわち、この電力増幅器の電力利得は出力
（または入力）によシ変化し、出力（または入力）の低
下にしたがって低くなシ、一定でない。

そこで、この第２図に示すような特性を有する電力増幅
器を用いて出力電力制御の帰還ループを形成した場合に
は、帰還ループの利得は送信出力電力と帰還ループ利得
特性を示す特性図である第３図の曲線人に示すように、
送信出力により変化し、出力知力の低下にしたがってル
ープ利得は大きくなる。なお、この第３図は横軸に送信
出力電力Ｐ、縦軸に帰還ループ利得Ｇｔをとって表わし
たもので、Ａは従来の送信出力電力制御回路の送信出力
電力と帰還ループ利得特性を示したものであシ、Ｂは理
想特性を示したものである。

そして、この第３図において、横軸Ｐに示す送信出力電
力がＰａのときの縦軸ＧＬに示すループ利得をＣＬａと
し、送信出力電力Ｐｂのときのループ利得をＧｔ、ｂと
すると、ＧＬｂとＧｔ、ａのループ利得差△ＧＬは第２
図の電力利得差ΔＫ　（＝Ｋ　ｂ　−Ｋ　ａ　）に等し
い。ここで、送信出力電力の制御特性、すなわち、出力
変動幅を抑圧する特性や出力応答特性は前述のループ利
得特性により決定され、また、ここでは詳しく述べない
が、ループの安定性はループオリ得とループの位相特性
により決まる。

したがって、従来例である第１図に示す装置の場合には
、前述したように、帰還ループの利得が送信出力電力に
よシ変化するために、出力変動幅を抑圧する特性や出力
応答特性が送信出力電力、すなわち、設定出力によシ変
化してしまうという欠点がある。また、送信出力電力が
高いときのループの位相特性に対する十分な余裕確保が
されていないと、送信出力電力を低く設定したときにル
ープ利得が増大するために帰還ループが正帰還ぎみにな
って不安定になる。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は帰還ループ利得を一定にし、送信出力電力の変動幅抑
圧特性や出力電力応答特性を一定にすることができる送
信出力１（１力制御装置を提供することにある。

このような目的を達成するため、不発ｔｇは負帰還ルー
プの直流増幅器を電圧ｊｔｔｌＪ御可変利得直流増幅器
とし、この電５圧制御可変利得直流増幅器の第１４得を
検波回路の直流出力電圧で４ｔｉｌｌ　ｉし、上記直流
出力電圧の値により負帰還ループのループ変化するのを
上記電圧制御可変利得直流増幅器の利得を補正すること
によって改善するようにしたものである。

以下、図面に基づき本発明の実施例を詳ａＩｖｃ説明す
る。

第４図は本発明による送信出力電力制御回路の一実施例
を示すブロック図で、説明に必要な音す分のみを示す。

この第４図において第１図と同一符号のものは相当部分
を示し、１１は検波回路７からのｉｆｆ．５１を出力電
圧によって後述する電圧可変利得直流増幅’ｄＢの利得
設定のための制御電圧を発生する宙ｌＪ　（ｇｌ電圧発
生回路、１２は比較回路９によって得ら７した誤差電圧
を増幅しその直流利得が上記制御電圧発生回路１１から
の電圧で制御される電圧可変利得直流増幅器である。

そして、この電圧可変利得直流増幅器１２の出力は電圧
可変減衰器４を介して電力増幅器５に導入され、この電
力増幅器５の入力レベルまたは電力利得を制御するよう
に構成されている。

つぎにこの第４図に示す実施例の動作を第５図を参照し
て説明する。この第５図は横棚ｊに検波回路７の直流出
力電圧（出力電力）ＶＤ，縦４ＱＩＩに電圧可変利得直
流増幅器１２の利得Ｇをとって表わした電圧可変利得直
流増幅器の利得と検波出力電圧との関係を示す特性図で
ある。

まず、方向性結合器６からの分岐出力を出力電力に比例
した直流電圧に変換する検波回路７の動作は第１図に示
す従来例と同じなので、ここでの説明を省略する。

つぎに検波回路７より送信出力電力に比例した直流電圧
が出力され、この直流電圧が比較回路９に加わると共に
制御電圧発生回路１１に加わる。

比較回路９Ｖこ入力された直流電圧は送信出力設定用制
御信号が印加される制御入力端子３よシの制御信号によ
ジ設定出力（規定出力）に対応した基準電圧を発生する
基準電圧発生回路８の出力電圧と比較され、誤差電圧が
抽出され、この誤差電圧が電圧可変利得直流増幅器１”
２に入力される。そして、この電圧可変利得直流増幅器
１２け、上記検波回路７の直流出力電圧に対応した制御
電圧を発生する制御電圧発生回路１１の出力電圧により
直流利得が設定されるので、上記比較回路９からの誤差
電圧は設定された利得分だけ電圧可変利得直流増幅器１
２により増幅され、その出力は電圧可変減衰器４の制御
電圧として帰還され譬送信出力電力が設定出力に一定に
制御される。

ここで、この電圧可変利得直流増幅器１２の利得を制御
電圧発生回路１１の入力、すなわち、検波回路７の直流
出力電圧との関係は第５図に示すように、直流出力電圧
が小さくなるにした如って利得が小さくなるように変化
する特性となる。

この第５図において、横軸ＶＤに示す直流出力電圧Ｖａ
は送信出力電圧が前述の第２図および第３図のＰａのと
きの直流出力電圧を表わし、また、直流出力電圧ｖｂは
送信出力電力が第２図および第３図のＰｂのときの直流
出力電圧を表わす。そして、縦軸Ｇに示すＧａ　、　Ｇ
ｂはそれぞれの直流出力電圧のときの電圧可変利得直流
増幅器１２の設定される利得を表わす。

つぎに、前述の第３図とこの第５図を用いて帰還ループ
利得が送信出力電力の変化によらず一定になることを説
明する。

いま、送信出力電力をＰａ　（第３図参照）に設定する
と、検波回路７の直流出力電圧はＶａ　（第５図参照）
となシ、電圧可変利得直流増幅器１２の利得は＠５図に
示すＧａが設定され、帰還ループ利得は第３図に示すＧ
Ｌａとなって、このＧＬａで決定される出力変動幅抑圧
特性、出力応答特性をもつことになる。

つぎに、送信出力を力を低下し、第３図に示すＰｂに設
定する場合には、第１図に示す従来例では第４図に示す
電圧可変利得直流増幅器１２とは異なり一定な利得をも
つ直流増幅器１０のため、帰還ループ利得はＧＬｂとな
って大きくなる。これに対して、第４図に示す実施例の
構成では、電圧可変利得直流増幅器１２の利得を送信出
力電力が第３図に示すＰａからＰｂに変化させたときに
帰還ループ利得がＧＬａからＧＬｂ＜変化する利得差Δ
ＧＬ分だけ低下させる。

すなわち、ΔＧｔ＝Ｇａ−Ｇｂとしているので、帰還ル
ープ利得は補正され、ＧＬａ（第３図参照）とな）、第
３図の直線Ｂのように、送信出力電力によらず一定な特
性と力る。

したがって、送出出力変動幅抑圧特性および出力応答特
性は送信出力電力の増減で変化はしなくなる。また、ル
ープ利得の増大によりループが不安定になることもなく
なる。

以上説明したように、本発明によれば、送信出力電力が
増減しても送信出力電力に応じて帰還ループ利得の補正
を行うように構成したものであるから、帰還ループ利得
を一定にし、送信出力電力の変動幅特性や出力電力応答
特性を一定にすることができるので、実用上の効果は極
めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の送信出力電力制御装置の一例を示すブロ
ック図、第２図は第１図の動作説明に供する電力増幅器
の入力−出力特性を示す特性図、第３図は第１図および
本発明の動作説明に供する送信出力電力と帰還ループ利
得特性を示す特性図、第４図は本発明による送信出力電
力制御装置の一実施例を示すブロック図、第５図は第４
図の動作説明に供する電圧可変利得直流増幅器の利得と
検波出力電圧との関係を示す特性図である。 ５・・・・電力増幅器、６・・・・方向性結合器、７・
・壷・検波回路、８・・・・基準電圧発生回路、８φ・
・・比較回路、１１・・１・制御電圧発生回路％　１２
ｅｅｓ◆電圧可変利得直流増幅器。 ＼〜　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送信信号を増幅する電力増幅器と、この電力増幅器の出
   力の一部を取シ出す検出回路と、この検出回路からの検
   出信号を検波する検波回路と、規定出力に対応した基４
   電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記検波回路の出
   力電圧と前記基準電圧とを比較し誤差電圧を出力する比
   較回路と、この比較回路によって得られた誤差電圧を増
   幅し利得が電圧で制御される電圧可変利得直流増幅器と
   、この電圧可変利得直流増幅器の出力に基いて前記電力
   増幅器の入力レベルおよび電力利得の少くとも一方を制
   御する手段とを備え、前記検波回路の出力電圧で前記電
   圧可変利得直流増幅器の利得を制御せしめるようにした
   ことを特徴とする送信出力電力制御装置。