(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア高周波電力源からの高周波信号を入力とし、この入力信号の電力に対応した出力を発生する検波回路と、予め測定されたキャリアパターン情報に対する検波回路出力の補正値を記憶したテーブルを有し、上記マルチキャリア高周波信号のキャリアパターンに応じて上記検波回路の特性を補正する信号を生成する逆特性生成回路と、上記検波回路の出力を上記逆特性生成回路の出力で補正して取り出す合成回路とを備えたことを特徴とする高周波電力検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波電力検出回路において、上記逆特性生成回路は、上記検波回路の出力レベルにより補正量を修正した信号を出力するようにしたことを特徴とする高周波電力検出回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高周波電力検出回路において、キャリアパターン情報をマルチキャリア高周波信号の通信回線から取り出すようにしたことを特徴とする高周波電力検出回路。
【請求項４】
請求項３に記載の高周波電力検出回路において、マルチキャリア高周波信号からキャリアパターン情報を検出するキャリア情報検出回路を備えたことを特徴とする高周波電力検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高周波電力検出回路、特にマルチキャリア高周波信号の高精度な電力検出を可能にする高周波電力検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、無線伝送装置における最終段電力増幅器の出力電力表示や出力電力制御には高周波電力検出器が用いられる。Ｗ−ＣＤＭＡに見られる出力電力制御が必須であるように、その重要性は益々増大している。ところが、そこに用いられるダイオード、ＬＯＧアンプ等の高周波電力検出器の要素は、温度、入力レベル、周波数に対して特性が変化するため検出誤差を生じる。そこで、従来、温度センサを内蔵し、その出力に基づき、逆特性生成回路で高周波電力検出器の温度特性を補償し、また、高周波電力検出器の周波数特性とは逆の特性を持つ結合器を接続することで周波数特性を補償している。
【０００３】
上記従来の高周波電力検出器では、温度特性と周波数特性だけを補正しているが、これまでの無線伝送装置等では、狭帯域信号のシングルキャリア信号のみを増幅していたため特に問題は生じなかった。ところが、近年、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ用の無線伝送装置では、１本のキャリアの周波数帯域が広がり、さらに、マルチキャリア伝送が行われている。従って、シングルキャリアに対する周波数特性に加え、広帯域にキャリアが分布することによるマルチキャリア化による影響も無視できなくなってきている。
【０００４】
これを、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は従来の高周波電力検出回路である。図において、１は高周波信号入力端子、２は方向性結合器、３は高周波信号を検波する検波回路、９は温度センサ、５は温度センサ９の出力に基づいて、検波回路３の出力特性とは逆の特性の出力を発生する逆特性生成回路、６は検波回路３の出力と、逆特性生成回路５の出力とを合成し、温度変化の影響の少ない高周波電力検出を得る合成回路であり、この合成回路６の出力をもって検出電力とする。
【０００５】
この従来の高周波電力検出回路に対し、高周波信号入力端子１からＷ−ＣＤＭＡ信号の広帯域信号が入力された場合、キャリアパターン（１Ｃａｒｒ〜５Ｃａｒｒ）をパラメータとした検波回路３の出力電力と温度との関係を実測すると、図１５のような入出力特性を示す。図１５から明らかなように、図１４の従来の高周波電力検出回路では、温度特性を補償できても、キャリアパターンによる検出誤差が生じていることがわかる。図１５は、検波回路としてアナログ・デバイス社のＡＤ８３６１を使用し、センタ周波数２１４０ＭＨｚ、検波回路入力０ｄＢｍの場合の実測値をグラフにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の高周波電力検出回路は、キャリアパターンにより検出電力に検出誤差が生じていた。この発明は、マルチキャリア化の影響を受けることなく測定精度の高い高周波電力検出回路を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる高周波電力検出回路は、マルチキャリア高周波電力源からの高周波信号を入力とし、この入力信号の電力に対応した出力を発生する検波回路と、上記マルチキャリア高周波信号のキャリアパターンに応じて上記検波回路の特性を補正する信号を生成する逆特性生成回路と、上記検波回路の出力を上記逆特性生成回路の出力で補正して取り出す合成回路とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記に記載の高周波電力検出回路において、上記逆特性生成回路は、上記検波回路の出力レベルにより補正量を修正した信号を出力するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、上記に記載の高周波電力検出回路において、キャリアパターン情報をマルチキャリア高周波信号の通信回線から取り出すようにしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記に記載の高周波電力検出回路において、マルチキャリア高周波信号からキャリアパターン情報を検出するキャリア情報検出回路を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、上記に記載の高周波電力検出回路において、上記逆特性生成回路は、予め測定されたキャリアパターン情報に対する検波回路出力の補正値をテーブルとして備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る高周波電力検出回路を示すブロック図である。図において、１は高周波信号入力端子、２は方向性結合器、３は高周波信号を検波する検波回路、４は外部装置７からの信号を受けてキャリア情報、つまり受信信号がどのキャリアパターンに属するかという情報、を取り出すキャリア情報受信回路、５はキャリア情報受信回路４の出力に基づいて、検波回路３の出力特性を補正する信号を生成する逆特性生成回路、６は検波回路３の出力と逆特性生成回路５の出力とを合成し、キャリアパターンによる誤差の影響を低減した高周波電力を得る合成回路で、この合成回路６の出力をもって検出電力とする。
【００１３】
次に、検波回路３の入出力特性に影響を与えるキャリアパターンについて図２及び図３を用いて説明する。Ｗ−ＣＤＭＡ信号は、２１１０ＭＨｚ〜２１７０ＭＨｚ（帯域幅６０ＭＨｚ）が２０ＭＨｚ毎にＬ、Ｍ、Ｈの３バンドに分割されている。各２０ＭＨｚのバンド内に５ＭＨｚ毎のキャリアＦ１〜Ｆ４が最大４波多重される。上述した図１５のパラメータであるキャリアパターンは、１Ｃａｒｒ〜５Ｃａｒｒの５パターンがあり、各々のキャリアパターンを図３に示し、キャリアの周波数軸上の位置を図２に示す。
【００１４】
次に動作を説明する。高周波信号入力端子１から入力された高周波信号は、その一部が方向性結合器２を介して検波回路３に入力される。キャリア情報受信回路４は、外部装置７からの信号を受けてキャリアパターン情報（すなわち図３のキャリアパターン１乃至５のどのパターンか示す信号）を出力し、そのキャリアパターンに基づいて逆特性生成回路５を駆動する。逆特性生成回路５はキャリアパターンに応じて、検波回路３の出力特性とは逆の特性の補正出力信号を出し、合成回路６において検波回路3の出力を補正する。
【００１５】
図３にキャリアパターン１乃至５とキャリアパターンに応じた補正値とを示す。この補正値は、予め測定し、逆特性生成回路５のメモリテーブルに記憶させておく。逆特性生成回路５は、補正値に応じた補正出力信号を出し、検波回路３の出力と合成回路６で合成される。合成回路６の出力を図４に示す。前述のように、図１４における補正前の検波回路３の出力は、キャリアパターンと温度に関して、図１５のように変動する。図１５は、温度特性に加え、キャリアパターンによる変動が存在していることを示している。このように、キャリアパターン補正をしない図１５では、キャリアパターンによる偏差が0.２ｄＢｍ以上あったものが、本実施の形態によれば、図４に示すように０．１ｄＢｍ以下に抑制でき、キャリアパターンの影響を除去した出力が得られる。
【００１６】
以上のように構成された高周波電力検出回路は、キャリアパターンによる検波回路の誤差を最小に抑えることができるため、Ｗ−ＣＤＭＡのような広帯域変調信号に対して精度の高い電力検出を可能にする。
【００１７】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る高周波電力検出回路のブロック図である。図において、５ａは検波回路３の出力レベルにより制御される逆特性生成回路であり、その他の要素は図１と同一要素に同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
高周波信号入力端子１から入力された高周波信号の一部は、方向性結合器２を介して検波回路３に入力される。キャリア情報受信回路４には、外部装置７からキャリア情報を入力する。逆特性生成回路５ａは、キャリアパターン情報に加え、検波回路３の検波出力レベルを示す信号が加えられ、このレベルとキャリアパターンに応じて補正信号を発生する。逆特性生成回路５ａには、メモリテーブル上に補正係数を記録しており、キャリア情報と検波回路出力レベルとに応じて、逆特性出力を生成する。
【００１９】
図６と図７とを用いて逆特性生成回路５ａの動作を説明する。図６は、逆特性生成回路５ａのブロック図で、これは逆特性テーブル１７と、振幅誤差テーブル２１と、Ｄ／Ａ変換器１９とから構成される。図７は、逆特性生成回路５ａの逆特性テーブル１７の記録内容を示す。
【００２０】
キャリア情報受信回路４は、外部装置７から信号を受信し、バンド情報（Ｌ、Ｍ、Ｈ）とキャリアパターン情報とを逆特性生成回路５ａに出力する。逆特性生成回路５ａ内の逆特性テーブル１７は、上記バンド情報及びキャリアパターン情報を引数として、逆特性補正値１８を出力する。これを、図７に示す。逆極性テーブル１７には、バンドがＬ、Ｍ、Ｈの３通り、キャリアパターンが１５通り、計４５通りの補正値データが予め記録されている。逆特性補正値１８には、さらに検波出力レベルに応じて振幅誤差テーブル２１から出される信号を加えてＤ／Ａ変換器１９でＤ／Ａ変換した信号を出力する。
【００２１】
比較のため、従来の高周波電力検出回路にＷ−ＣＤＭＡ信号の広帯域信号が入力された場合の検波回路出力の温度に対する入出力特性を、キャリアパターンをパラメータとして実測して図８に示す。このグラフのデータは、検波回路３としてアナログ・デバイス社のＡＤ８３６１を使用し、中心周波数は２１４０ＭＨｚ、検波回路入力レベル＝−１０ｄＢｍとした実測値である。
【００２２】
図８は、実施の形態１（入力レベル＝０ｄＢｍ、図４）とは出力特性が異なる。そこで、図３に示すように、入力レベル０ｄＢｍに対する補正値を逆特性生成回路５ａ内で発生し、これにより補正を行うと、図９のようになる。この図９では、キャリアパターン間の偏差が、補正なしの図８より却って増加している。これは、検波回路特性がキャリアパターンと入力レベルの影響を受けるためであり、これを解消するために、逆特性生成回路５ａに検波回路３の出力レベルに応じた信号を供給するよう逆特性生成回路５ａを図６の構成とし、その出力を、キャリアパターンと検波回路３からの検波出力レベルとにより決定する。この逆特性生成回路５ａの出力を合成回路６で検波回路３の出力と合成する。得られた補正後の電力検出回路特性を図１０に示す。
【００２３】
以上のように構成された高周波電力検出回路は、検波回路出力の検出誤差を最小にし、無線通信用電力増幅器の広帯域化に対しても、最適な電力検出を行うことができる。
【００２４】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３に係る高周波電力検出回路のブロック図である。図において、２０は高周波信号入力端子１からの信号の一部を取り出す方向性結合器、１０は方向性結合器２０の出力からキャリア情報を取り出すキャリア情報検出回路である。その他の要素は図４と同一要素に同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
高周波信号入力端子１から入力された高周波信号の一部は、方向性結合器２を介して検波回路３に入力される。キャリア情報検出回路１０は、高周波信号入力端子１から入力された高周波信号を方向性結合器２０で取り出した信号からキャリア情報を検出する。逆特性生成回路５ａは、キャリア情報検出回路１０で得られたキャリア情報に応じて、逆特性信号を生成する。逆特性生成回路５ａは、メモリテーブル上に補正値を記録しており、キャリア情報に応じて逆特性信号を生成する。
【００２６】
図１２は、キャリア情報検出回路１０のブロック図である。１１は高周波信号を周波数可変発振器１２の出力で周波数変換する周波数変換器、１３は周波数変換器１１の出力側に接続された帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、１４は帯域通過フィルタ１３の出力を検波する検波回路、１５は制御回路である。１６は次段の逆特性生成回路５ａに出力するキャリアパターン情報である。
【００２７】
次に動作を説明する。キャリア情報検出回路１０に入力された高周波信号は、周波数変換器１１で周波数可変発振器１２の出力とミキシングされ、帯域通過フィルタ１３に出力される。帯域通過フィルタ１３は、５ＭＨｚのバンド幅を持ち、Ｗ−ＣＤＭＡ信号の１キャリアの帯域幅の信号を抽出する。検波回路１４は、帯域通過フィルタ１３の出力を検波し、直流成分に変換する。制御回路１５では検波回路１４の出力により、信号の有無を決定する。制御回路１５は周波数可変発振器１２の発振周波数を図２に示した各キャリアの中心周波数に設定しながら、検波回路１４の出力を判定することにより、キャリアパターンを検出する。検出したキャリアパターン情報１６は、逆特性生成回路５ａに出力される。以上のようにして高周波信号からキャリアパターン情報を取り出す。
【００２８】
図１３のフローチャートを用いて、キャリア情報検出方法を説明する。先ず、バンドＬのキャリアＦ１に対して、周波数可変発振器１２の発振周波数を設定する（２０Ｌ）。それに対して検波回路１４の出力の有無を判定する（２１Ｌ）。検波出力が有る場合は、キャリアフラグを設定する（２２Ｌ）。上記動作を、バンドＬが終了するまでＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４と４回繰り返す（２３Ｌ）。バンドＬが終了した際に、キャリアフラグが一つでも設定されているか否かをチェックする（２４Ｌ）。設定されていれば、キャリアパターン情報１６を逆特性生成回路５ａに出力する（２５）。設定されていなければ、上記バンドＬに対して行った動作と同一動作をバンドＭとバンドＨに対して行う（２０Ｍ乃至２４Ｍ、及び２０Ｈ乃至２４Ｈ）。
【００２９】
このように、キャリア情報検出回路１０を持つ本実施の形態の構成では、高周波信号から直接キャリア情報を得ることにより、精度の高い高周波信号電力の検出が可能である。
【００３０】
なお、上記実施の形態１乃至実施の形態３の説明においては、温度センサによる検波器出力の温度補正についての説明を省略しているが、必要に応じて温度補正を行うことはもちろんである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、高周波源からのモニタ電力を検波する検波回路の出力を、キャリア情報により補正する回路を備えているため、キャリアパターンによる誤差のない、広帯域信号に適した、高周波電力検出回路を得ることができる。
【００３２】
また、キャリア情報と共に、検波器の出力レベルにより補正量を決定するようにしているため、より精度の高い高周波電力検出回路を得ることができる。
【００３３】
また、キャリア情報をキャリア情報検出回路を用いて通信回線から得るようにしているので、簡単な構成で、精度の高い高周波電力検出回路が得られる。
【００３４】
また、逆特性生成回路に補正値をテーブルとして記録しておくことにより、簡単に正確な補正量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る高周波電力検出回路を示すブロック図である。
【図２】  Ｗ−ＣＤＭＡのキャリア配置図である。
【図３】  キャリアパターン及びそれに対する補正値を示す図である。
【図４】  実施の形態１による高周波電力検出回路入出力特性を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２に係る高周波電力検出回路を示すブロック図である。
【図６】  実施の形態２における逆特性生成回路を示すブロック図である。
【図７】  実施の形態２における逆特性生成回路の逆特性テーブルの内容を示す図である。
【図８】  実施の形態２の動作を説明するための高周波電力検出回路入出力特性を示す図である。
【図９】  実施の形態２の動作を説明するための高周波電力検出回路入出力特性を示す図である。
【図１０】  実施の形態２による高周波電力検出回路入出力特性を示す図である。
【図１１】  この発明の実施の形態３に係る高周波電力検出回路を示すブロック図である。
【図１２】  実施の形態３におけるキャリア情報検出回路を示すブロック図である。
【図１３】  実施の形態３におけるキャリア情報検出回路の動作を説明するフローチャートである。
【図１４】  従来の高周波電力検出回路を示すブロック図である。
【図１５】  従来の高周波電力検出回路入出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１  高周波入力端子、                ２  方向性結合器、
３  検波回路、                      ４  キャリア情報受信回路、
５  逆特性生成回路、              ５ａ  逆特性生成回路、
６  合成回路、                      ７  外部装置、
１０  キャリア情報検出回路、        １１  周波数変換器、
１２  周波数可変発振器、            １３  帯域通過フィルタ、
１４  検波回路、                    １５  制御回路、
１６  キャリアパターン情報、        １７  逆特性テーブル、
１８  逆特性補正値、                １９  Ｄ／Ａ変換器、
２０  方向性結合器、                ２１  振幅誤差テーブル。
【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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