(57)【要約】【課題】内蔵される電圧制御部の耐圧性を確保しつつ、制御帯域の更なる広帯域化を図ることが可能な送信回路を提供することである。【解決手段】本発明の送信回路は、位相信号を位相変調して位相変調信号を出力する位相変調部と、トランジスタを含む電力増幅器と、トランジスタのコレクタ電圧を制御するコレクタ制御部と、トランジスタのベースバイアス電圧を制御するベース制御部と、パワーレベル信号のパワーレベルが所定値未満である場合、コレクタ制御部の制御のみを振幅信号及びパワーレベル信号に応じた制御に切り替え、パワーレベル信号のパワーレベルが所定値以上である場合、ベース制御部の制御のみを振幅信号及びパワーレベル信号に応じた制御に切り替える切替制御部とを備え、電力増幅器は、コレクタ制御部及びベース制御部で制御されたコレクタ電圧及びベースバイアス電圧に基づいて位相変調信号を増幅する。【選択図】図２
2010057109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基地局から送信されたパワーレベル信号のパワーレベルをもつ送信信号を出力する送信回路であって、
入力信号を、振幅成分を示す振幅信号と位相成分を示す位相信号とに分離する振幅位相分離部と、
前記位相信号を位相変調して位相変調信号を出力する位相変調部と、
トランジスタを含み、当該トランジスタを用いて前記位相変調信号を増幅して前記送信信号として出力する電力増幅器と、
前記トランジスタに供給するコレクタ電圧を制御するコレクタ制御部と、
前記トランジスタに供給するベースバイアス電圧を制御するベース制御部と、
前記パワーレベル信号のパワーレベルが所定値未満である場合、前記コレクタ制御部の制御のみを、前記振幅信号及び前記パワーレベル信号に応じた制御に切り替え、前記パワーレベル信号のパワーレベルが所定値以上である場合、前記ベース制御部の制御のみを、前記振幅信号及び前記パワーレベル信号に応じた制御に切り替える切替制御部とを備え、
前記電力増幅器は、前記コレクタ制御部及び前記ベース制御部で制御されたコレクタ電圧及びベースバイアス電圧に基づいて前記位相変調信号を増幅する、送信回路。
【請求項２】
前記切替制御部は、
前記パワーレベル信号が外部回路で変換されて生成されたパワーレベル指示信号が示す指示電圧と所定の閾値とを比較して、前記指示電圧が前記所定の閾値未満であることを示す第１制御信号、又は前記指示電圧が前記所定の閾値以上であることを示す第２制御信号を出力する比較器と、
前記比較器で第１制御信号が出力された場合、前記指示電圧に応じて前記振幅信号のレベルを調整して第１振幅信号として前記コレクタ制御部に入力し、前記比較器で第２制御信号が出力された場合、前記指示電圧に応じて前記振幅信号のレベルを調整して第２振幅信号として前記ベース制御部に入力する振幅信号調整部と、
前記比較器で第１制御信号が出力された場合、前記指示電圧に応じた第１パワー制御電圧を前記コレクタ制御部に入力し、前記比較器で第２制御信号が出力された場合、前記指示電圧に応じた第２パワー制御電圧を前記ベース制御部に入力するパワー制御電圧生成部とを含む、請求項１に記載の送信回路。
【請求項３】
前記パワー制御電圧生成部は、さらに、前記比較器で第２制御信号が出力された場合、直流の第３パワー制御電圧を前記コレクタ制御部に入力し、
前記コレクタ制御部は、
前記第１振幅信号及び前記第１パワー制御電圧に応じて前記電力増幅器のトランジスタに供給するコレクタ電圧を制御する第１トランジスタと、
前記第３パワー制御電圧に応じて前記電力増幅器のトランジスタに供給されるコレクタ電圧を制御する第２トランジスタとを含む、請求項２に記載の送信回路。
【請求項４】
前記ベース制御部で制御されるベースバイアス電圧に対する前記送信信号のパワーレベルの変化率が許容値となるときのパワーレベルに基づいて、前記所定の閾値を決定する閾値決定部をさらに備える、請求項２に記載の送信回路。
【請求項５】
前記切替制御部は、前記電力増幅器から出力される送信信号のパワーレベルに基づいて、当該パワーレベルが前記パワーレベル信号のパワーレベルと一致するように、前記パワー制御電圧生成部から出力される前記第１パワー制御電圧及び前記第２パワー制御電圧を補正するパワー制御電圧補正部をさらに含む、請求項２に記載の送信回路。
【請求項６】
温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記振幅信号調整部は、前記温度センサで検出された温度に応じて、前記振幅信号のレベルの調整度合いを変えることを特徴とする、請求項５に記載の送信回路。
【請求項７】
前記ベース制御部で制御されるベースバイアス電圧に対する前記送信信号のパワーレベルの変化率が許容値となるときのパワーレベルに基づいて、前記所定の閾値を決定する閾値決定部と、
温度を検出する温度センサとをさらに備え、
前記閾値決定部は、さらに、前記温度センサで検出された温度に基づいて、前記所定の閾値を補正することを特徴とする、請求項５に記載の送信回路。
【請求項８】
多段されて前記電力増幅器の前段に設けられた、前記電力増幅器とは異なる他の電力増幅器をさらに１つ以上備え、
前記他の電力増幅器は、トランジスタを含み、当該トランジスタを用いて前記位相変調部からの位相変調信号を増幅して前記電力増幅器に入力することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項９】
通信機器であって、
送信信号を出力する送信回路と、
前記送信回路から出力された送信信号を外部へ出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項１に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
【請求項１０】
前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記送信回路から出力された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備える、請求項９に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信回路及び通信機器に関し、より特定的には、所定の基地局から送信されたパワーレベル信号のパワーレベルをもつ送信信号を出力する送信回路、及びそれを用いた携帯電話等の通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の通信機器に用いられ、所定の基地局から送信されたパワーレベル信号のパワーレベルをもつ送信信号を出力する送信回路として、パワーレベル信号に応じて電力増幅器の電力増幅用トランジスタに供給する電圧を制御する電圧制御部を備える送信回路が提案されている。
【０００３】
このような送信回路の一例として、図２４に示す送信回路９１が提案されている。図２４は、従来の送信回路９１の構成を示すブロック図である。送信回路９１は、ポーラー変調回路であり、低歪みかつ高効率で動作する。図２４において、送信回路９１は、振幅位相分離部９１１、位相変調部９１２、コレクタ制御部９１３、電源端子９１４、電力増幅器９１５、及び出力端子９１６を備える。なお、電力増幅器９１５の電力増幅用トランジスタは、バイポーラトランジスタで構成されている。
【０００４】
振幅位相分離部９１１は、入力される通信信号を、通信信号の振幅成分を示す振幅信号と、通信信号の位相成分を示す位相信号とに分離する。振幅位相分離部９１１で分離された位相信号は、位相変調部９１２に入力され、位相変調部９１２で位相変調される。位相変調部９１２で位相変調された位相変調信号は、電力増幅器９１５に入力される。
【０００５】
振幅位相分離部９１１で分離された振幅信号は、電圧制御部であるコレクタ制御部９１３に入力される。コレクタ制御部９１３には、パワーレベル指示信号も入力される。パワーレベル指示信号は、電力増幅器９１５が出力すべき送信信号のパワーレベルをコレクタ制御部９１３に指示するための信号であり、図示しないベースバンド回路から供給される。なお、ベースバンド回路は、所定の基地局から送信された信号であって、電力増幅器９１５が出力すべき送信信号のパワーレベルを示すパワーレベル信号に基づいて、パワーレベル指示信号を生成する。コレクタ制御部９１３は、入力された振幅信号及びパワーレベル指示信号に応じて、電力増幅器９１５の電力増幅用トランジスタに供給するコレクタ電圧Ｖｃを制御する。なお、コレクタ制御部９１３には、電源端子９１４から直流電圧が供給されている。
【０００６】
電力増幅器９１５は、コレクタ制御部９１３で制御されたコレクタ電圧Ｖｃを用いて位相変調信号を増幅することによって、位相変調信号を振幅変調するとともに、位相変調信号のパワーレベルをパワーレベル信号のパワーレベルと一致させる。電力増幅器９１５で振幅変調された位相変調信号は、送信信号として出力端子９１６から出力される。
【０００７】
このように、送信回路９１では、電圧制御部であるコレクタ制御部９１３がコレクタ電圧Ｖｃを制御することによって、電力増幅器９１５の出力パワーレベルを制御している。
【０００８】
送信回路９１以外の送信回路として、図２５に示す送信回路９２が提案されている（例えば特許文献１）。図２５は、従来の送信回路９２の構成を示すブロック図である。図２５において、送信回路９２は、主に、振幅位相分離部９２１、電源電圧制御部９２２、バイアス電圧生成部９２３、電力増幅器９２４、カップラ９２５、コンパレータ９２６、スイッチＳＷ１、及びスイッチＳＷ２を備える。電力増幅器９２４は、電力増幅用ＦＥＴ９２４１〜９２４３、バイアス回路９２４４を備える。
【０００９】
スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２は、モード信号ＭＯＤＥによって、ＧＳＭＫ方式で送信する場合には（ＧＳＭＫ）側に切り替えられ、ＥＤＧＥ方式で送信する場合には（ＥＤＧＥ）側に切り替えられる。
【００１０】
ＧＳＭＫ方式で送信する場合、電圧制御部である電源電圧制御部９２２は、パワーレベル指示信号ＶＰＬに応じて、電力増幅用ＦＥＴ９２４１〜９２４３に供給するドレイン電圧Ｖｄｄ１を制御する。バイアス電圧生成部９２３は、電源電圧制御部９２２で制御されたドレイン電圧Ｖｄｄ１に基づいてバイアス電圧Ｖａｂｃを生成する。バイアス回路９２４４は、バイアス電圧Ｖａｂｃに応じたゲートバイアス電圧を、電力増幅用ＦＥＴ９２４１〜９２４３のゲート端子に供給する。
【００１１】
ＥＤＧＥ方式で送信する場合、電源電圧制御部９２２は、コンパレータ９２６からの通信信号の振幅情報を示す信号ＬＤＯに応じて、電力増幅用ＦＥＴ９２４１〜９２４３に供給するドレイン電圧Ｖｄｄ１を制御する。コンパレータ９２６は、通信信号を位相信号Ｐｉｎと振幅信号Ｖｉｎとに分離する位相振幅分離回路４３２からの振幅信号Ｖｉｎと、電力増幅器９２４の出力側に設けられた出力レベル検出用のカップラ９２５からの検出信号Ｖｄｔとを比較して、それらの電位差に応じた信号を出力するように構成される。なお、カップラ９２５の出力は、ミクサＭＩＸにより周波数変換され、フィルタＦＬＴとアンプＡＭＰを介して、検出信号Ｖｄｔとしてコンパレータ９２６に供給されている。
【００１２】
このように、送信回路９２では、電圧制御部である電源電圧制御部９２２がドレイン電圧Ｖｄｄ１を制御することによって、電力増幅器９２４の出力パワーレベルを制御している。
【特許文献１】特開２００３−２４３９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
携帯電話等の通信機器に用いられる送信回路の電圧制御部には、様々な変調信号に対応するために、耐圧性を確保しつつ、制御帯域の更なる広帯域化を図ることが求められる。しかしながら、上述した送信回路９１や送信回路９２の電圧制御部では、耐圧性を確保しつつ、制御帯域の更なる広帯域化を図ることは困難であった。
【００１４】
この理由について、送信回路９１を例に挙げて説明する。図２６は、送信回路９１の電圧制御部における最大コレクタ電流−制御帯域特性を示した図である。なお、図２６に示す最大コレクタ電流は、電圧制御部の制御用トランジスタが許容する最大のコレクタ電流である。
【００１５】
送信回路９１の電圧制御部は、コレクタ電圧Ｖｃのみを制御して、電力増幅器の出力パワーレベルの全帯域を制御している。このため、コレクタ電流Ｉｃの変化幅は、例えば図２６に示した変化幅となり、電圧制御部の制御用トランジスタが許容すべき最大コレクタ電流は、最大コレクタ電流Ｉｃ１ｍａｘとなり、電圧制御部の制御帯域は、帯域Ｘａとなる。
【００１６】
ここで、電圧制御部において制御帯域の広帯域化を図ろうとすると、電圧制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくして制御用トランジスタの寄生容量を小さくする必要がある。しかしながら、制御用トランジスタのサイズを小さくすると、制御用トランジスタが許容する最大コレクタ電流が小さくなる。このように、制御用トランジスタが許容する最大コレクタ電流と制御帯域は相反する関係にあり、最大コレクタ電流−制御帯域特性は、図２６に示すような特性となる。
【００１７】
したがって、電圧制御部の制御帯域を帯域Ｘａから拡大し更なる広帯域化を図ろうとしても、制御用トランジスタが許容する最大コレクタ電流が最大コレクタ電流Ｉｃ１ｍａｘよりも小さくなるので、電圧制御部の耐圧性が確保できなかった。
【００１８】
それ故、本発明は、内蔵される電圧制御部の耐圧性を確保しつつ、制御帯域の更なる広帯域化を図ることが可能な送信回路、及びそれを用いた携帯電話等の通信機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するためになされた発明であり、本発明に係る送信回路の一形態は、所定の基地局から送信されたパワーレベル信号のパワーレベルをもつ送信信号を出力する送信回路であって、入力信号を、振幅成分を示す振幅信号と位相成分を示す位相信号とに分離する振幅位相分離部と、位相信号を位相変調して位相変調信号を出力する位相変調部と、トランジスタを含み、当該トランジスタを用いて位相変調信号を増幅して送信信号として出力する電力増幅器と、トランジスタに供給するコレクタ電圧を制御するコレクタ制御部と、トランジスタに供給するベースバイアス電圧を制御するベース制御部と、パワーレベル信号のパワーレベルが所定値未満である場合、コレクタ制御部の制御のみを、振幅信号及びパワーレベル信号に応じた制御に切り替え、パワーレベル信号のパワーレベルが所定値以上である場合、ベース制御部の制御のみを、振幅信号及びパワーレベル信号に応じた制御に切り替える切替制御部とを備え、電力増幅器は、コレクタ制御部及びベース制御部で制御されたコレクタ電圧及びベースバイアス電圧に基づいて位相変調信号を増幅する。
【００２０】
また、別の一形態では、切替制御部は、パワーレベル信号が外部回路で変換されて生成されたパワーレベル指示信号が示す指示電圧と所定の閾値とを比較して、指示電圧が所定の閾値未満であることを示す第１制御信号、又は指示電圧が所定の閾値以上であることを示す第２制御信号を出力する比較器と、比較器で第１制御信号が出力された場合、指示電圧に応じて振幅信号のレベルを調整して第１振幅信号としてコレクタ制御部に入力し、比較器で第２制御信号が出力された場合、指示電圧に応じて振幅信号のレベルを調整して第２振幅信号としてベース制御部に入力する振幅信号調整部と、比較器で第１制御信号が出力された場合、指示電圧に応じた第１パワー制御電圧をコレクタ制御部に入力し、比較器で第２制御信号が出力された場合、指示電圧に応じた第２パワー制御電圧をベース制御部に入力するパワー制御電圧生成部とを含むとよい。
【００２１】
さらに、パワー制御電圧生成部は、さらに、比較器で第２制御信号が出力された場合、直流の第３パワー制御電圧をコレクタ制御部に入力し、コレクタ制御部は、第１振幅信号及び第１パワー制御電圧に応じて電力増幅器のトランジスタに供給するコレクタ電圧を制御する第１トランジスタと、第３パワー制御電圧に応じて電力増幅器のトランジスタに供給されるコレクタ電圧を制御する第２トランジスタとを含む構成としてもよい。
【００２２】
さらに、送信回路は、ベース制御部で制御されるベースバイアス電圧に対する送信信号のパワーレベルの変化率が許容値となるときのパワーレベルに基づいて、所定の閾値を決定する閾値決定部をさらに備える構成としてもよい。
【００２３】
また、別の一形態では、切替制御部は、電力増幅器から出力される送信信号のパワーレベルに基づいて、当該パワーレベルがパワーレベル信号のパワーレベルと一致するように、パワー制御電圧生成部から出力される第１パワー制御電圧及び第２パワー制御電圧を補正するパワー制御電圧補正部をさらに含むとよい。さらにこの場合において、送信回路は、温度を検出する温度センサをさらに備え、振幅信号調整部は、温度センサで検出された温度に応じて、振幅信号のレベルの調整度合いを変えるとよい。又は、ベース制御部で制御されるベースバイアス電圧に対する送信信号のパワーレベルの変化率が許容値となるときのパワーレベルに基づいて、所定の閾値を決定する閾値決定部と、温度を検出する温度センサとをさらに備え、閾値決定部は、さらに、温度センサで検出された温度に基づいて、所定の閾値を補正するとよい。
【００２４】
さらに、多段されて電力増幅器の前段に設けられた、電力増幅器とは異なる他の電力増幅器をさらに１つ以上備え、他の電力増幅器は、トランジスタを含み、当該トランジスタを用いて位相変調部からの位相変調信号を増幅して電力増幅器に入力する構成としてもよい。
【００２５】
本発明は、通信機器にも向けられており、本発明に係る通信機器は、送信信号を出力する送信回路と、送信回路から出力された送信信号を外部へ出力するアンテナとを備え、送信回路は、上記送信回路であることを特徴とする。
【００２６】
好ましくは、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路から出力された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、振幅信号及びパワーレベル信号に応じたコレクタ電圧の制御は低パワー時に行われるので、耐圧性を確保しつつ、コレクタ制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくすることができる。また、高パワー時であっても電力増幅器のトランジスタのベース電流は小さいので、耐圧性を確保しつつ、ベース制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくすることができる。このように、全パワー帯域において、耐圧性を確保しつつ、コレクタ制御部及びベース制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくすることができるので、制御帯域の更なる広帯域化を図ることができる。また、内蔵される電圧制御部の耐圧性を確保しつつ、制御帯域の更なる広帯域化を図ることが可能な送信回路、及びそれを用いた携帯電話等の通信機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る実施形態を説明する前に、図１を参照して、本発明の概念を説明する。図１は、最大コレクタ電流−制御帯域特性を示した図である。
【００２９】
上述した従来の送信回路における電圧制御部では、図１に示すように、耐圧性を確保しつつ、制御帯域を帯域Ｘａから拡大し更なる広帯域化を図ることは困難であった。
【００３０】
これに対し、本発明における電圧制御部は、電力増幅器の出力パワーレベルが低い時（低パワー時）は、電力増幅器の電力増幅用トランジスタに供給するコレクタ電圧を制御し、電力増幅器の出力パワーレベルが高い時（高パワー時）は、電力増幅器の電力増幅用トランジスタに供給するベースバイアス電圧を制御する。このように、コレクタ電圧の制御は低パワー時に行われるので、図１に示すように、コレクタ電流Ｉｃの変化幅は狭くなり、そのときの最大コレクタ電流Ｉｃ２ｍａｘも最大コレクタ電流Ｉｃ１ｍａｘより小さくなる。このため、耐圧性を確保しつつ、電圧制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくすることができる。
【００３１】
また、電力増幅器の電力増幅用トランジスタに供給するベース電流Ｉｂはコレクタ電流Ｉｃよりも十分小さく、図１に示すように、高パワー時であってもベース電流Ｉｂｍａｘは小さい。このため、ベースバイアス電圧を高パワー時に制御しても、耐圧性を確保しつつ、電圧制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくすることができる。
【００３２】
このように、本発明では、電圧制御部が、電力増幅器の出力パワーレベルが低い時（低パワー時）はコレクタ電圧を制御し、電力増幅器の出力パワーレベルが高い時（高パワー時）はベースバイアス電圧を制御する。これにより、電圧制御部の耐圧性を確保しつつ、電圧制御部の制御用トランジスタのサイズを小さくすることができるので、制御帯域を帯域Ｘａから拡大し更なる広帯域化を図ることができる。以下、このような本発明の概念を具現化した各実施形態について説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成を説明する。図２は、第１の実施形態に係る送信回路１の構成例を示すブロック図である。送信回路１は、ポーラー変調回路であり、低歪みかつ高効率で動作する。図２において、送信回路１は、振幅位相分離部１１、閾値決定部１２、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１３、電圧制御部１４、位相変調部１５、電力増幅器１６、出力端子１７、及び電源端子１８を備える。なお、電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタは、バイポーラトランジスタで構成されている。
【００３４】
振幅位相分離部１１は、入力される通信信号を、通信信号の振幅成分を示す振幅信号ＡＭと、通信信号の位相成分を示す位相信号ＰＭとに分離する。振幅信号ＡＭは、電圧制御部１４に入力され、位相信号ＰＭは、位相変調部１５に入力される。
【００３５】
閾値決定部１２は、例えば閾値決定命令に応答して、図３に示すような各特性が設定されたＬＵＴ１３を参照し、閾値Ｅｔを決定する。図３は、ＬＵＴ１３の格納内容を示す図である。ＬＵＴ１３には、図３に示すように、ベースバイアス電圧（Ｖｂ）−電力増幅器１６の出力パワーレベル（Ｐｏｕｔ）特性、パワーレベル信号−パワーレベル指示信号特性が格納されている。以下、閾値Ｅｔの決定方法について説明する。
【００３６】
まず、閾値決定部１２は、例えば閾値決定命令に応答して、ＬＵＴ１３のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性を参照し、Ｖｂの制御感度が許容値となるときのＰｏｕｔをＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔとして決定する。以下、Ｐｏｕｔ閾値Ｅｐｔの決定方法について、図４を参照して具体的に説明する。図４は、Ｖｂ−Ｐｏｕｔ特性と、コレクタ電圧（Ｖｃ）−Ｐｏｕｔ特性（Ｖｃ−Ｐｏｕｔ特性）とを重ねて示した図である。
【００３７】
図４に示すように、コレクタ電圧制御を行った場合、Ｖｃの増加にあわせＶｃに対するＰｏｕｔの変化率（Ｖｃの制御感度）が減少し、１．０Ｖを越えると飽和傾向となる。図４の破線で囲まれた領域（０．２≦Ｖｃ≦１．０）でのＶｃに対するＰｏｕｔの変化率を、Ｖｃ＝０．５Ｖから求めると傾きＫｃ＝２７．２（ｄＢｍ／Ｖ）となる。また、図４に示すように、ベースバイアス電圧制御を行った場合、Ｖｂの増加にあわせＶｂに対するＰｏｕｔの変化率（Ｖｂの制御感度）が減少し、１．４Ｖを越えると飽和傾向となる。図４の破線で囲まれた領域（０．９５≦Ｖｂ≦１．１５）でのＶｂに対するＰｏｕｔの変化率を、Ｖｂ＝１．１Ｖから求めると傾きＫｂ＝８２．４（ｄＢｍ／Ｖ）となる。
【００３８】
上記から、Ｐｏｕｔが２０ｄＢｍより小さい時はＶｂの制御感度がＶｃの制御感度に比べて約３倍大きくなり、コレクタ電圧制御の方が、Ｐｏｕｔの制御が容易であることがわかる。
【００３９】
しかしながら、先に説明したとおり、コレクタ電圧制御はＰｏｕｔの制御帯域に制限を受けるため、十分な耐圧性が確保できない。そこで、ベースバイアス電圧制御の場合でもＶｂの増加にともないＶｂに対するＰｏｕｔの変化率が減少することに注目し、Ｖｂの制御感度として傾きＫｂを調べると、本実施形態では、Ｖｂ＝１．２５Ｖで傾きＫｂ′＝４５．３（ｄＢｍ／Ｖ）となり、Ｖｂ＝１．１Ｖの場合の傾きＫｂの約５５％まで小さくできる。また、Ｖｂが１．２５Ｖを越えるとＶｂに対するＰｏｕｔの変化率は単調に減少し、１．４Ｖを超えると飽和傾向になる。
【００４０】
したがって、閾値決定部１２が、Ｖｂ＝１．２５ＶでのＰｏｕｔ＝２０ｄＢｍをＥｐｔと決定することで、Ｅｐｔ以下の領域では、制御感度がベースバイアス電圧制御よりも低いコレクタ電圧制御が行われ、Ｐｏｕｔが制御し易くなり、Ｅｐｔを越えた領域では、制御感度が制御し易い範囲に設定されたベースバイアス電圧制御が行われ、Ｐｏｕｔの制御範囲を広げることができる。ここで、図５に示すように、ＥｐｔでのＶｃによって決定される制御帯域は、帯域Ｘｂとなる。図５は、帯域Ｘａと帯域Ｘｂを模式的に示す図である。
【００４１】
なお、本実施形態では、傾きＫｂ′＝４５．３（ｄＢｍ／Ｖ）がＶｂの制御感度の許容値であるとし、Ｅｐｔ＝２０ｄＢｍと決定したが、Ｅｐｔの値は、Ｖｂの制御感度の許容値に応じて決めればよい。
【００４２】
次に、閾値決定部１２は、ＬＵＴ１３のパワーレベル信号−パワーレベル指示信号特性を参照して、Ｐｏｕｔ閾値Ｅｐｔが２０ｄＢｍのときのパワーレベル指示信号の指示電圧を閾値Ｅｔとして決定する。パワーレベル信号はＰｏｕｔと対応しており、ここでは、一例として、Ｐｏｕｔが２０ｄＢｍのときのパワーレベル指示信号の指示電圧（閾値Ｅｔ）を、２．０Ｖとする。
【００４３】
電圧制御部１４は、振幅信号ＡＭ、パワーレベル指示信号及び閾値Ｅｔを入力とし、パワーレベル指示信号及び振幅信号ＡＭに応じて電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタに供給する電圧を制御する。電圧制御部１４は、切替制御部１４１、コレクタ制御部１４２、及びベース制御部１４３を備える。なお、パワーレベル指示信号は、電力増幅器１６が出力すべき送信信号のパワーレベルを電圧制御部１４に指示するための信号であり、図示しないベースバンド回路から供給される。ベースバンド回路は、所定の基地局から送信された信号であって、電力増幅器１６が出力すべき送信信号のパワーレベルを示すパワーレベル信号に基づいて、パワーレベル指示信号を生成する。
【００４４】
切替制御部１４１には、振幅信号ＡＭ、パワーレベル指示信号、及び閾値Ｅｔが入力される。切替制御部１４１は、パワーレベル指示信号及び閾値Ｅｔに基づいて、コレクタ制御部１４２及びベース制御部１４３の制御を切り替える。
【００４５】
以下、図６を参照して、切替制御部１４１の構成について具体的に説明する。図６は、切替制御部１４１の構成例を示したブロック図である。図６に示すように、切替制御部１４１は、比較器１４１１、振幅信号調整部１４１２、ＬＵＴ１４１３、スイッチ１４１４、パワー制御電圧生成部１４１５、及びＬＵＴ１４１６を備える。
【００４６】
比較器１４１１には、パワーレベル指示信号及び閾値Ｅｔが入力される。比較器１４１１は、パワーレベル指示信号の指示電圧と閾値Ｅｔとを比較し、指示電圧が閾値Ｅｔ未満である場合には、そのことを示す制御信号（Ｌ）を出力し、指示電圧が閾値Ｅｔ以上である場合には、そのことを示す制御信号（Ｈ）を出力する。
【００４７】
振幅信号調整部１４１２には、振幅信号ＡＭ、パワーレベル指示信号、及び制御信号が入力される。振幅信号調整部１４１２は、制御信号がＬである場合、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ１を、図７に示すように調整値Ａ１及びＡ２が設定されたＬＵＴ１４１３から読み出す。図７は、ＬＵＴ１４１３の格納内容を示す図である。そして、振幅信号調整部１４１２は、読み出した調整値Ａ１を振幅信号ＡＭに乗算することによって、振幅信号ＡＭのレベルを調整する。振幅信号調整部１４１２は、調整値Ａ１を用いて調整した振幅信号ＡＭを、振幅信号ＡＭ１としてスイッチ１４１４に入力する。一方、制御信号がＨである場合、振幅信号調整部１４１２は、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ２を、ＬＵＴ１４１３から読み出す。そして、振幅信号調整部１４１２は、読み出した調整値Ａ２を振幅信号ＡＭに乗算することによって、振幅信号ＡＭのレベルを調整する。振幅信号調整部１４１２は、調整値Ａ２を用いて調整した振幅信号ＡＭを、振幅信号ＡＭ２としてスイッチ１４１４に入力する。
【００４８】
スイッチ１４１４は、接点ａ〜接点ｃを有しており、制御信号を入力とする。スイッチ１４１４は、制御信号がＬである場合には、接点ａと接点ｂとを接続し、制御信号がＨである場合には、接点ａと接点ｃとを接続する。なお、接点ｂはコレクタ制御部１４２の入力と接続され、接点ｃはベース制御部１４３の入力と接続されている。このため、制御信号がＬである場合、振幅信号ＡＭ１がコレクタ制御部１４２のみに入力され、制御信号がＨである場合、振幅信号ＡＭ２がベース制御部１４３のみに入力されることになる。
【００４９】
パワー制御電圧生成部１４１５には、パワーレベル指示信号及び制御信号が入力される。パワー制御電圧生成部１４１５は、制御信号がＬである場合、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応するパワーレベル制御電圧ＰＶ１と、直流のパワー制御電圧ＰＶ２とを、図８に示すようにパワーレベル制御電圧ＰＶ１及びＰＶ１が設定されたＬＵＴ１４１６から読み出す。図８は、ＬＵＴ１４１６の格納内容を示す図である。そして、パワー制御電圧生成部１４１５は、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ１を、コレクタ制御部１４２に入力し、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ２を、ベース制御部１４３に入力する。一方、制御信号がＨである場合、パワー制御電圧生成部１４１５は、直流のパワー制御電圧ＰＶ１と、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応するパワーレベル制御電圧ＰＶ２と、ＬＵＴ１４１６から読み出す。そして、パワー制御電圧生成部１４１５は、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ１を、コレクタ制御部１４２に入力し、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ２を、ベース制御部１４３に入力する。
【００５０】
図２において、コレクタ制御部１４２には、制御信号がＬである場合、パワーレベル指示信号の指示電圧に応じたパワー制御電圧ＰＶ１と振幅信号ＡＭ１とが入力される。よってこの場合、コレクタ制御部１４２は、パワー制御電圧ＰＶ１及び振幅信号ＡＭ１に応じて、コレクタ電圧Ｖｃを制御する。一方、制御信号がＨである場合、コレクタ制御部１４２には、直流のパワー制御電圧ＰＶ１のみ入力される。よってこの場合、コレクタ制御部１４２は、パワー制御電圧ＰＶ１に応じたコレクタ電圧Ｖｃを生成する。
【００５１】
このように、コレクタ制御部１４２は、制御信号がＬである場合のみ（つまり、電力増幅器１６の出力パワーレベルが低い場合のみ）、パワーレベル指示信号の指示電圧に基づくパワー制御電圧ＰＶ１と振幅信号ＡＭ１とに応じた制御を行う。なお、コレクタ制御部１４２には、電源端子１８から直流電圧が供給されている。以下、図９を参照して、コレクタ制御部１４２の詳細な構成を説明する。図９は、コレクタ制御部１４２の詳細な構成例を示す図である。図９において、コレクタ制御部１４２は、オペアンプ１４２１、スイッチ１４２２、スイッチ１４２３、トランジスタＴｒ１、及びトランジスタＴｒ２を備える。
【００５２】
振幅信号ＡＭ１及びパワー制御電圧ＰＶ１は、オペアンプ１４２１の非反転入力端子に入力される。オペアンプ１４２１の反転入力端子は、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子に接続され、オペアンプ１４２１の出力端子は、スイッチ１４２２の一方端子に接続される。スイッチ１４２２は、入力される制御信号がＬである場合には、オンするように動作し、制御信号がＨである場合には、オフするように動作する。トランジスタＴｒ１のベース端子は、スイッチ１４２２の他方端子に接続され、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は、電源端子１８に接続され、トランジスタＴｒ１のエミッタ端子は、電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタのコレクタ端子に接続される。スイッチ１４２３の一方端子は、オペアンプ１４２１の出力端子とスイッチ１４２２の一方端子と間の接続点に接続される。スイッチ１４２３は、入力される制御信号がＬである場合には、オフするように動作し、制御信号がＨである場合には、オンするように動作する。トランジスタＴｒ２のベース端子は、スイッチ１４２３の他方端子に接続され、トランジスタＴｒ２のコレクタ端子は、電源端子１８に接続され、トランジスタＴｒ２のエミッタ端子は、電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタのコレクタ端子に接続される。
【００５３】
図９において、制御信号がＬである場合、パワーレベル指示信号の指示電圧に応じたパワー制御電圧ＰＶ１と振幅信号ＡＭ１とが、オペアンプ１４２１及びスイッチ１４２２を介してトランジスタＴｒ１のベース端子にのみ入力され、トランジスタＴｒ１は、入力された振幅信号ＡＭ１及びパワー制御電圧ＰＶ１に応じて、コレクタ電圧Ｖｃを制御する。一方、制御信号がＨである場合、直流のパワー制御電圧ＰＶ１が、オペアンプ１４２１及びスイッチ１４２３を介してトランジスタＴｒ２のベース端子に入力され、トランジスタＴｒ２は、入力されたパワー制御電圧ＰＶ１に応じたコレクタ電圧Ｖｃを生成する。
【００５４】
なお、トランジスタＴｒ２に入力されるパワー制御電圧ＰＶ１は、直流である。よって、トランジスタＴｒ２については、サイズを大きくして高耐圧化を図っても、コレクタ制御部１４２の制御帯域に何ら影響を与えない。このため、トランジスタＴｒ２については高耐圧化を図ることができ、結果としてコレクタ制御部１４２の高耐圧化を図ることができる。
【００５５】
図２において、ベース制御部１４３には、制御信号がＬである場合、直流のパワー制御電圧ＰＶ２のみ入力される。よってこの場合、ベース制御部１４３は、パワー制御電圧ＰＶ２に応じたベースバイアス電圧Ｖｂを生成する。一方、制御信号がＨである場合、ベース制御部１４３には、パワーレベル指示信号の指示電圧に応じたパワー制御電圧ＰＶ２と振幅信号ＡＭ２とが入力される。よってこの場合、ベース制御部１４３は、パワー制御電圧ＰＶ２及び振幅信号ＡＭ２に応じて、ベースバイアス電圧Ｖｂを制御する。
【００５６】
このように、ベース制御部１４３は、制御信号がＨである場合のみ（つまり、電力増幅器１６の出力パワーレベルが高い場合のみ）、パワーレベル指示信号の指示電圧に基づくパワー制御電圧ＰＶ２と振幅信号ＡＭ２とに応じた制御を行う。なお、ベース制御部１４３には、電源端子１８から直流電圧が供給されている。以下、図１０を参照して、ベース制御部１４３の詳細な構成を説明する。図１０は、ベース制御部１４３の詳細な構成例を示す図である。図１０において、ベース制御部１４３は、オペアンプ１４３１及びトランジスタＴｒ３を備える。
【００５７】
振幅信号ＡＭ２及びパワー制御電圧ＰＶ２は、オペアンプ１４３１の非反転入力端子に入力される。オペアンプ１４３１の反転入力端子は、トランジスタＴｒ３のエミッタ端子に接続され、オペアンプ１４３１の出力端子は、トランジスタＴｒ３のベース端子に接続される。トランジスタＴｒ３のコレクタ端子は、電源端子１８に接続され、トランジスタＴｒ３のエミッタ端子は、電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタのベース端子に接続される。
【００５８】
図１０において、制御信号がＬである場合、直流のパワー制御電圧ＰＶ２が、オペアンプ１４３１を介してトランジスタＴｒ３のベース端子に入力され、トランジスタＴｒ３は、入力されたパワー制御電圧ＰＶ２に応じたベースバイアス電圧Ｖｂを生成する。一方、制御信号がＨである場合、パワーレベル指示信号の指示電圧に応じたパワー制御電圧ＰＶ２と振幅信号ＡＭ２とが、オペアンプ１４３１を介してトランジスタＴｒ３のベース端子に入力され、トランジスタＴｒ３は、入力された振幅信号ＡＭ２及びパワー制御電圧ＰＶ２に応じて、ベースバイアス電圧Ｖｂを制御する。
【００５９】
図２において、位相変調部１５は、入力される位相信号ＰＭを位相変調し、位相変調信号として電力増幅器１６に入力する。電力増幅器１６は、出力パワーレベルが低い場合、コレクタ制御部１４２で制御されたコレクタ電圧Ｖｃを用いて位相変調信号を増幅し、出力パワーレベルが高い場合、ベース制御部１４３で制御されたベースバイアス電圧Ｖｂを用いて位相変調信号を増幅することによって、位相変調信号を振幅変調し、位相変調信号のパワーレベルをパワーレベル信号のパワーレベルと一致させる。電力増幅器１６で振幅変調された位相変調信号は、送信信号として出力端子１７から出力される。
【００６０】
次に、以上のように構成された電圧制御部１４の制御処理の流れについて、図１１を参照しながら説明する。図１１は、電圧制御部１４の制御処理の流れを示すフローチャートである。
【００６１】
ステップＳ１０において、比較器１４１１は、入力されるパワーレベル指示信号の指示電圧と閾値Ｅｔとを比較する。ステップＳ１０の次に、比較器１４１１は、指示電圧が閾値Ｅｔ未満である場合（Ｙｅｓ）には、そのことを示す制御信号（Ｌ）を出力し、指示電圧が閾値Ｅｔ以上である場合（Ｎｏ）には、そのことを示す制御信号（Ｈ）を出力する（ステップＳ１１）。
【００６２】
ステップＳ１１において制御信号（Ｌ）が出力されると、振幅信号調整部１４１２は、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ１を、ＬＵＴ１４１３から読み出す（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の次に、振幅信号調整部１４１２は、読み出した調整値Ａ１を振幅信号ＡＭに乗算することによって振幅信号ＡＭのレベルを調整し、振幅信号ＡＭ１としてスイッチ１４１４に入力する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の次に、スイッチ１４１４は、制御信号（Ｌ）が出力されると、接点ａと接点ｂとを接続し、振幅信号ＡＭ１をコレクタ制御部１４２に入力する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の次に、パワー制御電圧生成部１４１５は、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応するパワーレベル制御電圧ＰＶ１と、直流のパワー制御電圧ＰＶ２とを、ＬＵＴ１４１６から読み出す（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の次に、パワー制御電圧生成部１４１５は、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ１を、コレクタ制御部１４２に入力し、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ２を、ベース制御部１４３に入力する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の次に、コレクタ制御部１４２は、パワー制御電圧ＰＶ１及び振幅信号ＡＭ１に応じてコレクタ電圧Ｖｃを制御し、ベース制御部１４３は、パワー制御電圧ＰＶ２に応じたベースバイアス電圧Ｖｂを生成して電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタのベース端子に供給する（ステップＳ１７）。
【００６３】
一方、ステップＳ１１において制御信号（Ｈ）が出力されると、振幅信号調整部１４１２は、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ２を、ＬＵＴ１４１３から読み出す（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の次に、振幅信号調整部１４１２は、読み出した調整値Ａ２を振幅信号ＡＭに乗算することによって振幅信号ＡＭのレベルを調整し、振幅信号ＡＭ２としてスイッチ１４１４に入力する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９の次に、スイッチ１４１４は、制御信号（Ｈ）が出力されると、接点ａと接点ｃとを接続し、振幅信号ＡＭ２をベース制御部１４３に入力する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の次に、パワー制御電圧生成部１４１５は、直流のパワー制御電圧ＰＶ１と、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応するパワーレベル制御電圧ＰＶ２と、ＬＵＴ１４１６から読み出す（ステップＳ２１）。ステップＳ２１の次に、パワー制御電圧生成部１４１５は、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ１を、コレクタ制御部１４２に入力し、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ２を、ベース制御部１４３に入力する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の次に、コレクタ制御部１４２は、パワー制御電圧ＰＶ１に応じたコレクタ電圧Ｖｃを生成して電力増幅器１６の電力増幅用トランジスタのコレクタ端子に供給し、ベース制御部１４３は、パワー制御電圧ＰＶ２及び振幅信号ＡＭ２に応じてベースバイアス電圧Ｖｂを制御する（ステップＳ２３）。
【００６４】
ステップＳ１７又はＳ２３の次に、電力増幅器１６は、出力パワーレベルが低い場合、コレクタ制御部１４２で制御されたコレクタ電圧Ｖｃを用いて位相変調信号を増幅し、出力パワーレベルが高い場合、ベース制御部１４３で制御されたベースバイアス電圧Ｖｂを用いて位相変調信号を増幅することによって、位相変調信号を振幅変調し、位相変調信号のパワーレベルをパワーレベル信号のパワーレベルと一致させる。そして、電力増幅器１６で振幅変調された位相変調信号は、送信信号として出力端子１７から出力される（ステップＳ２４）。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係る送信回路１では、電圧制御部１４が、電力増幅器１６の出力パワーレベルが低い時はコレクタ電圧を制御し、電力増幅器１６の出力パワーレベルが高い時はベースバイアス電圧を制御する。これにより、電圧制御部の耐圧性を確保しつつ、電圧制御部の制御帯域の更なる広帯域化を図ることができる。
【００６６】
また、閾値決定部１２がＶｂの制御感度の許容値に応じて閾値Ｅｔを決定することで、Ｐｏｕｔの制御を容易にしつつ、Ｐｏｕｔの制御範囲を広げることができる。
【００６７】
なお、上述では、閾値Ｅｔが閾値決定部１２で決定されていたが、これに限定されない。閾値決定部１２及びＬＵＴ１３を設けずに、閾値Ｅｔそのものを電圧制御部１４に対し直接設定しておいてもよい。
【００６８】
また、図９、図１０の例では、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３が、バイポーラトランジスタで構成されていたが、ＦＥＴなどの電界効果トランジスタで構成されていてもよい。
【００６９】
また、上述では、送信回路１が電力増幅器１６を１つ備える構成であったが、図１２に示す送信回路１ａのように、複数の電力増幅器を備えていてもよい。図１２は、送信回路１ａの構成例を示すブロック図である。図１２の例では、送信回路１ａは、多段接続された３つの電力増幅器１６、１９、２０を備えている。図１２の例では、電圧制御部１４からのコレクタ電圧及びベースバイアス電圧は、後段の電力増幅器１６に供給されている。なお、電圧制御部１４からのコレクタ電圧及びベースバイアス電圧は、図１３に示すように、後段の電力増幅器１６と中段の電力増幅器２０に供給されてもよいし、図１４に示すように、電力増幅器１６、１９、２０全てに供給されてもよい。図１３及び図１４は、送信回路１ａの他の構成例を示すブロック図である。
【００７０】
（第２の実施形態）
図１５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成を説明する。図１５は、第２の実施形態に係る送信回路２の構成例を示すブロック図である。送信回路２は、図２に示した送信回路１に対し、温度補償機能を追加したものである。構成で言えば、送信回路２は、図２に示した送信回路１に対し、温度センサ２１をさらに備え、電圧制御部１４が電圧制御部２２に入れ代わった点で相違する。それ以外の構成部については、図２に示した送信回路１と同じ機能を有し、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７１】
温度センサ２１は、周囲温度を検出するセンサであり、検出した周囲温度を示す温度信号を、電圧制御部２２に入力する。
【００７２】
電圧制御部２２は、図２に示した電圧制御部１４に対し、切替制御部１４１が切替制御部２２１に入れ代わり、電力検出部２２２、検波部２２３、電圧調整部２２４、及びＬＵＴ２２５をさらに備える点で相違する。それ以外の構成部については、図２に示した電圧制御部１４と同じ機能を有し、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７３】
電力検出部２２２は、電力増幅器１６の出力と接続され、電力増幅器１６の出力電力を検出する。検波部２２３は、電力検出部２２２で検出された電力増幅器１６の出力電力を、出力電圧に変換する。電圧調整部２２４には、パワーレベル指示信号と、切替制御部２２１から出力された制御信号と、検波部２２３で検出された出力電圧とが入力される。電圧調整部２２４は、制御信号及びパワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値を、図１６に示すように調整値が設定されたＬＵＴ２２５から読み出す。図１６は、ＬＵＴ２２５の格納内容を示す図である。そして、電圧調整部２２４は、読み出した調整値を検波部２２３で検出された出力電圧に乗算することによって、検波部２２３で検出された出力電圧を調整する。図１６において、比較器出力がＬである場合（つまり、制御信号がＬである場合）の列に記載された定数ａ１、ａ２〜は、検波部２２３で検出された出力電圧が、周囲温度が２５℃のときに切替制御部２２１から出力されるパワー制御電圧ＰＶ１と同じ電圧になるように決定されたものである。また、比較器出力がＨである場合（つまり、制御信号がＨである場合）の列に記載された定数ｂ１、ｂ２〜は、検波部２２３で検出された出力電圧が、周囲温度が２５℃のときに切替制御部２２１から出力されるパワー制御電圧ＰＶ２と同じ電圧になるように決定されたものである。なお、周囲温度が２５℃のときに切替制御部２２１から出力されるパワー制御電圧ＰＶ１及びＰＶ２は、ＬＵＴ１４１６を参照して決定されたものである。
【００７４】
切替制御部２２１は、図１７に示すように、図６に示した切替制御部１４１に対し、ＬＵＴ１４１３がＬＵＴ２２１１に入れ代わり、スイッチ２２１２、差分器２２１３、加算器２２１４、差分器２２１５、及び加算器２２１６をパワー制御電圧補正部２２１７としてさらに備える点で相違する。図１７は、切替制御部２２１の構成例を示したブロック図である。それ以外の構成部については、図６に示した切替制御部１４１と同じ機能を有し、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
振幅信号調整部１４１２には、温度センサ２１からの温度信号、振幅信号ＡＭ、パワーレベル指示信号、及び制御信号が入力される。振幅信号調整部１４１２は、制御信号がＬである場合、温度信号及びパワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ１を、図１８に示すように調整値Ａ１及びＡ２が設定されたＬＵＴ２２１１から読み出す。図１８は、ＬＵＴ２２１１の格納内容を示す図である。そして、振幅信号調整部１４１２は、読み出した調整値Ａ１を振幅信号ＡＭに乗算することによって、振幅信号ＡＭのレベルを温度補償しながら調整する。振幅信号調整部１４１２は、調整値Ａ１を用いて温度補償された振幅信号ＡＭを、振幅信号ＡＭ１´としてスイッチ１４１４に入力する。一方、制御信号がＨである場合、振幅信号調整部１４１２は、温度信号及びパワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ２を、ＬＵＴ２２１１から読み出す。そして、振幅信号調整部１４１２は、読み出した調整値Ａ２を振幅信号ＡＭに乗算することによって、振幅信号ＡＭのレベルを温度補償しながら調整する。振幅信号調整部１４１２は、調整値Ａ２を用いて温度補償された振幅信号ＡＭを、振幅信号ＡＭ２´としてスイッチ１４１４に入力する。
【００７６】
パワー制御電圧生成部１４１５には、パワーレベル指示信号及び制御信号が入力される。パワー制御電圧生成部１４１５は、制御信号がＬである場合、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応するパワーレベル制御電圧ＰＶ１と、直流のパワー制御電圧ＰＶ２とを、ＬＵＴ１４１６から読み出す。そして、パワー制御電圧生成部１４１５は、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ１を、加算器２２１４に入力し、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ２を、加算器２２１６に入力する。一方、制御信号がＨである場合、パワー制御電圧生成部１４１５は、直流のパワー制御電圧ＰＶ１と、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応するパワーレベル制御電圧ＰＶ２と、ＬＵＴ１４１６から読み出す。そして、パワー制御電圧生成部１４１５は、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ１を、加算器２２１４に入力し、読み出したパワーレベル制御電圧ＰＶ２を、加算器２２１６に入力する。
【００７７】
スイッチ２２１２は、接点ａ〜接点ｃを有しており、制御信号と、電圧調整部２２４で調整された出力電圧とを入力とする。スイッチ２２１２は、制御信号がＬである場合には、接点ａと接点ｂとを接続し、制御信号がＨである場合には、接点ａと接点ｃとを接続する。なお、接点ｂは差分器２２１３の入力と接続され、接点ｃは差分器２２１５の入力と接続されている。このため、制御信号がＬである場合、電圧調整部２２４で調整された出力電圧が差分器２２１３のみに入力され、制御信号がＨである場合、電圧調整部２２４で調整された出力電圧が差分器２２１５のみに入力されることになる。
【００７８】
差分器２２１３には、制御信号がＬである場合のみ、パワーレベル制御電圧ＰＶ１と、電圧調整部２２４で調整された出力電圧とが入力される。差分器２２１３は、制御信号がＬである場合のみ、パワーレベル制御電圧ＰＶ１と、電圧調整部２２４で調整された出力電圧との差分電圧を算出し、算出した差分電圧を加算器２２１４に入力する。加算器２２１４には、制御信号がＬである場合のみ、パワー制御電圧生成部１４１５から出力されたパワーレベル制御電圧ＰＶ１と、差分器２２１３から出力された差分電圧が入力される。加算器２２１４は、制御信号がＬである場合のみ、パワーレベル制御電圧ＰＶ１と差分電圧とを加算し、パワーレベル制御電圧ＰＶ１´としてコレクタ制御部１４２に入力する。
【００７９】
差分器２２１５には、制御信号がＨである場合のみ、パワーレベル制御電圧ＰＶ２と、電圧調整部２２４で調整された出力電圧とが入力される。差分器２２１５は、制御信号がＨである場合のみ、パワーレベル制御電圧ＰＶ２と、電圧調整部２２４で調整された出力電圧との差分電圧を算出し、算出した差分電圧を加算器２２１６に入力する。加算器２２１６には、制御信号がＨである場合のみ、パワー制御電圧生成部１４１５から出力されたパワーレベル制御電圧ＰＶ２と、差分器２２１５から出力された差分電圧が入力される。加算器２２１６は、制御信号がＨである場合のみ、パワーレベル制御電圧ＰＶ２と差分電圧とを加算し、パワーレベル制御電圧ＰＶ２´としてベース制御部１４３に入力する。
【００８０】
このように、パワー制御電圧補正部２２１７は、制御信号がＬである場合、コレクタ電圧制御を行うコレクタ制御部１４２に対し、電力増幅器１６の出力パワーレベルがパワーレベル信号のパワーレベルと一致するように補正したパワーレベル制御電圧ＰＶ１´を入力する。一方、制御信号がＨである場合、パワー制御電圧補正部２２１７は、ベースバイアス電圧制御を行うベース制御部１４３に対し、電力増幅器１６の出力パワーレベルがパワーレベル信号のパワーレベルと一致するように補正したパワーレベル制御電圧ＰＶ２´を入力する。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係る送信回路２では、電力増幅器１６の出力パワーレベルがパワーレベル信号と一致するように補正されたパワーレベル制御電圧ＰＶ１´と、温度補償された振幅信号ＡＭ１´とを、コレクタ電圧制御を行うコレクタ制御部１４２に入力する。また、電力増幅器１６の出力パワーレベルがパワーレベル信号と一致するように補正されたパワーレベル制御電圧ＰＶ２´と、温度補償された振幅信号ＡＭ２´とを、ベースバイアス電圧制御を行うベース制御部１４３に入力する。これにより、周囲温度が変化しても、電力増幅器１６の出力パワーレベルをパワーレベル信号と一致させることができる。
【００８２】
また、パワーレベル制御電圧ＰＶ１´をコレクタ制御部１４２に入力し、パワーレベル制御電圧ＰＶ２´をベース制御部１４３に入力することにより、コレクタ電圧制御とベースバイアス電圧制御の制御感度の違いによって生じる、制御切替前後の電力増幅器１６の出力パワーレベルの差もなくすことができる。
【００８３】
なお、コレクタ電圧制御とベースバイアス電圧制御の制御感度の違いによって生じる、制御切替前後の電力増幅器１６の出力パワーレベルの差をなくすことのみ目的とする場合、図１９及び図２０に示すように、送信回路２は、振幅信号を温度補償する構成部を備えていなくてもよい。図１９は、送信回路２の他の構成例を示すブロック図である。送信回路２は、図２に示した送信回路１に対して、電力検出部２２２、検波部２２３、電圧調整部２２４、及びＬＵＴ２２５をさらに備えたものである。図２０は、切替制御部２２１の他の構成例を示すブロック図である。切替制御部２２１は、図６に示した切替制御部１４１に対し、スイッチ２２１２、差分器２２１３、加算器２２１４、差分器２２１５、及び加算器２２１６をパワー制御電圧補正部２２１７としてさらに備えたものである。
【００８４】
なお、上述では、ＬＵＴ２２１１が調整値Ａ１及びＡ２を温度毎に格納していたが、これに限定されない。ＬＵＴ２２１１は、例えば、２５℃の調整値Ａ１及びＡ２と、２５℃の調整値Ａ１及びＡ２を基準として各温度の調整値Ａ１及びＡ２を求めるための補正係数とを格納していてもよい。この場合、振幅信号調整部１４１２は、例えば、パワーレベル指示信号の指示電圧に対応する調整値Ａ１と、温度信号に対応する補正係数とを読み出し、読み出した調整値Ａ１と補正係数とを乗算する。これにより、最終的な調整値が得られる。
【００８５】
また、上述では、閾値決定部１２の温度補償については特に言及していなかったが、閾値決定部１２は、温度センサ２１からの温度信号に基づいて、閾値Ｅｔを補正してもよい。ここで、Ｖｃ−Ｐｏｕｔ特性及びＶｂ−Ｐｏｕｔ特性は、図２１及び図２２に示すように、温度に応じて変化する。図２１は、各温度のＶｃ−Ｐｏｕｔ特性を示す図であり、図２２は、各温度のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性を示す図である。よってこの場合、ＬＵＴ１３には、図２２に示した各温度のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性、パワーレベル信号−パワーレベル指示信号特性が格納される。そして、閾値決定部１２は、温度信号に対応するＬＵＴ１３のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性を参照し、決定していたＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔを、Ｖｂの制御感度が許容値となるときのＰｏｕｔに補正する。そして、閾値決定部１２は、補正したＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔに基づいて、かつＬＵＴ１３のパワーレベル信号−パワーレベル指示信号特性を参照して、閾値Ｅｔを補正する。
【００８６】
なお、ＬＵＴ１３には、図２２に示した各温度のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性の代わりに、２５℃のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性と、２５℃のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性でのＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔを基準として、各温度のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性でのＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔを求めるための補正係数とが格納されてもよい。この場合、閾値決定部１２は、温度信号に対応する補正係数をＬＵＴ１３から読み出し、読み出した補正係数と２５℃のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性でのＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔと乗算する。これにより、最終的なＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔが得られる。そして、閾値決定部１２は、得られたＰｏｕｔ閾値Ｅｐｔに基づいて、かつＬＵＴ１３のパワーレベル信号−パワーレベル指示信号特性を参照して、閾値Ｅｔを補正する。
【００８７】
（第３の実施形態）
図２３を参照して、本発明の第３の実施形態に係る通信機器３の構成を説明する。図２３は、本発明の第３の実施形態に係る通信機器３の構成例を示すブロック図である。図２３において、通信機器３は、送信回路３１、受信回路３２、アンテナ共用部３３、及びアンテナ３４を備える。送信回路３１は、上述した第１〜第２の実施形態のいずれかに係る送信回路である。アンテナ共用部３３は、送信回路３１から出力された送信信号をアンテナ３４に伝達し、受信回路３２に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部３３は、アンテナ３４から入力された受信信号を受信回路３２に伝達し、受信信号が送信回路３１に漏れるのを防ぐ。従って、送信信号は、送信回路３１から出力され、アンテナ共用部３３を介してアンテナ３４から外部空間に放出される。受信信号は、アンテナ３４で受信され、アンテナ共用部３３を介して受信回路３２で受信される。
【００８８】
通信機器３は、第１〜第２の実施形態のいずれかに係る送信回路を用いることで、より広帯域な通信を行うことができる。なお、通信機器３は、送信回路３１とアンテナ３４とのみを備えた構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る送信回路は、内蔵される電圧制御部の耐圧性を確保しつつ、制御帯域の更なる広帯域化を図ることが可能であり、携帯電話等の通信機器に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】最大コレクタ電流−制御帯域特性を示した図
【図２】第１の実施形態に係る送信回路１の構成例を示すブロック図
【図３】ＬＵＴ１３の格納内容を示す図
【図４】Ｖｂ−Ｐｏｕｔ特性とＶｃ−Ｐｏｕｔ特性とを重ねて示した図
【図５】帯域Ｘａと帯域Ｘｂを模式的に示す図
【図６】切替制御部１４１の構成例を示したブロック図
【図７】ＬＵＴ１４１３の格納内容を示す図
【図８】ＬＵＴ１４１６の格納内容を示す図
【図９】コレクタ制御部１４２の詳細な構成例を示す図
【図１０】ベース制御部１４３の詳細な構成例を示す図
【図１１】電圧制御部１４の制御処理の流れを示すフローチャート
【図１２】送信回路１ａの構成例を示すブロック図
【図１３】送信回路１ａの他の構成例を示すブロック図
【図１４】送信回路１ａの他の構成例を示すブロック図
【図１５】第２の実施形態に係る送信回路２の構成例を示すブロック図
【図１６】ＬＵＴ２２５の格納内容を示す図
【図１７】切替制御部２２１の構成例を示したブロック図
【図１８】ＬＵＴ２２１１の格納内容を示す図
【図１９】送信回路２の他の構成例を示すブロック図
【図２０】切替制御部２２１の他の構成例を示すブロック図
【図２１】各温度のＶｃ−Ｐｏｕｔ特性を示す図
【図２２】各温度のＶｂ−Ｐｏｕｔ特性を示す図
【図２３】本発明の第３の実施形態に係る通信機器３の構成例を示すブロック図
【図２４】従来の送信回路９１の構成を示すブロック図
【図２５】従来の送信回路９２の構成を示すブロック図
【図２６】送信回路９１の電圧制御部における最大コレクタ電流−制御帯域特性を示した図
【符号の説明】
【００９１】
１、１ａ、２、３１、９１    送信回路
１１、９１１、９２１    振幅位相分離部
１２    閾値決定部
１３、１４１３、１４１６、２２５、２２１１    ＬＵＴ
１４、２２    電圧制御部
１５、９１２    位相変調部
１６、１９、２０、９１５、９２４    電力増幅器
１７、９１６    出力端子
１８、９１４    電源端子
１４１、２２１    切替制御部
１４１１    比較器
１４１２    振幅信号調整部
１４１４、１４２２、１４２３、２２１２    スイッチ
１４１５    パワー制御電圧生成部
１４２、９１３    コレクタ制御部
１４２１、１４３１    オペアンプ
１４３    ベース制御部
２１    温度センサ
２２２    電力検出部
２２３    検波部
２２４    電圧調整部
２２１３、２２１５    差分器
２２１４、２２１６    加算器
２２１７    パワー制御電圧補正部
３    通信機器
３２    受信回路
３３    アンテナ共用部
３４    アンテナ
９２２    電源電圧制御部
９２３    バイアス電圧生成部
９２５    カップラ
９２６    コンパレータ
９２４１〜９２４３    電力増幅用ＦＥＴ
９２４４    バイアス回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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