(57)【要約】 【課題】装置構成が煩雑になることを防ぎ、かつ高効率化を実現することができる送信装置を提供する。  【解決手段】主信号を生成し、エンベロープ信号を生成し、出力される主信号、及びエンベロープ信号を周波数帯域が重ならないように多重化する。多重化された信号を複数経路に分配し、分配された信号から、主信号及びエンベロープ信号を周波数分離し、周波数分離された主信号を電力増幅し、周波数分離されたエンベロープ信号を入力し、入力したエンベロープ信号の振幅情報に応じて、電源電圧を制御する。電力増幅された各主信号を合成し、合成した主信号を出力する。  【選択図】図１
2014241538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号を生成するベースバンド信号生成部と、前記ベースバンド信号を変調して主信号を生成する変調部と、前記ベースバンド信号のエンベロープを検出し、前記検出したエンベロープに応じたエンベロープ信号を生成するエンベロープ信号生成部とを備える信号生成器と、
前記変調部から出力される主信号、及び前記エンベロープ信号生成部から出力されるエンベロープ信号を周波数帯域が重ならないように多重化する周波数多重化器と、
前記多重化された信号を複数経路に分配する第１分配器と、
前記第１分配器で分配されたうちの１つの信号から、主信号及びエンベロープ信号を周波数分離する周波数分離部と、前記周波数分離された主信号を電力増幅する電力増幅部と、前記周波数分離されたエンベロープ信号を入力し、前記入力したエンベロープ信号の振幅情報に応じて、前記電力増幅部に供給する電源電圧を制御する電源部とを備える複数の電力増幅器と、
前記複数の電力増幅器それぞれで電力増幅された各主信号を合成し、前記合成した主信号を出力する合成器と
を具備する送信装置。
【請求項２】
前記信号生成器は、前記電力増幅器の歪み特性を考慮して、前記エンベロープ信号の振幅成分を修正し、前記修正したエンベロープ信号を前記周波数多重化器へ出力するエンベロープ信号修正部をさらに具備する請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記周波数分離部は、
前記第１分配器で分配された信号をさらに複数経路に分配する第２分配器と、
前記第２分配器で分配された信号のうち、前記主信号を通過させる第１フィルタと、
前記第２分配器で分配された信号のうち、前記エンベロープ信号を通過させる第２フィルタとを備える請求項１記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、テレビジョン放送やラジオ放送等で使用される送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地上デジタル放送等の高出力が要求される放送用送信システムでは、消費電力を抑えるため、システム内に設けられる電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）の高効率化が望まれている。電力増幅器を高効率化する方式として、エンベロープトラッキング（ＥＴ：Envelope Tracking）方式が知られている。このＥＴ方式は、地上デジタル放送等に用いられるＵＨＦ帯全体の広帯域にわたり、高効率化が容易な方式である。
【０００３】
上記ＥＴ方式を用いる送信装置は、伝送する主信号からエンベロープ（振幅情報）を取得する。送信装置は、この振幅情報に応じて、ＥＴ用電源部により供給する電力増幅器の電源電圧を制御する。これにより、送信装置は、固定電圧での動作時に生じる電力のロスを減らし、電力増幅器の高効率動作を実現している。このＥＴ方式において、エンベロープは、そのままＥＴ用電源部に入力せず、電力増幅器に用いられる電力増幅用素子の歪み特性を考慮して修正してから、ＥＴ用電源に入力すると、性能が向上することが知られている。
【０００４】
一方、高出力を要求される地上デジタル放送等の送信装置において、例えば、１つの電力増幅器と、１つのＥＴ用電源部とで高出力を得ることは、技術的に困難である。このため、送信装置は、電力増幅器と、当該電力増幅器に対応するＥＴ用電源部との組み合わせを複数備え、それぞれの電力増幅器の出力を合成して、高出力を実現している。ＥＴ方式の電力増幅器を採用した送信装置は、例えば、各々の電力増幅器周辺に信号処理部、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換部及び振幅情報を生成する回路等を持つことになり、上記複数の電力増幅器を必要とする送信装置は、装置構成が複雑となり、コストアップを招いてしまう。すなわち、主信号を生成する信号生成部で上記修正したエンベロープ信号を生成し、各々の電力増幅器に分配することが、信号生成の面で効率的となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のＥＴ方式を用いる送信装置は、主信号の他に、上記修正したエンベロープ信号も各々の電力増幅器周辺に分配することになる。これにより、送信装置は、修正したエンベロープ信号を伝送するためのインターフェイスが増え、信号の分配方法等を含め煩雑となる。
【０００７】
そこで、目的は、装置構成が煩雑になることを防ぎ、かつ高効率化を実現することができる送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によれば、送信装置は、信号生成器と、周波数多重化器と、第１分配器と、複数の電力増幅器と、合成器とを具備する。信号生成器は、ベースバンド信号生成部と、変調部と、エンベロープ信号生成部とを備える。ベースバンド信号生成部は、ベースバンド信号を生成する。変調部は、前記ベースバンド信号を変調して主信号を生成する。エンベロープ信号生成部は、前記ベースバンド信号のエンベロープを検出し、前記検出したエンベロープに応じたエンベロープ信号を生成する。周波数多重化器は、前記変調部から出力される主信号、及び前記エンベロープ信号生成部から出力されるエンベロープ信号を周波数帯域が重ならないように多重化する。第１分配器は、前記多重化された信号を複数経路に分配する。複数の電力増幅器は、周波数分離部と、電力増幅部と、電源部とを備える。周波数分離部は、前記第１分配器で分配されたうちの１つの信号から、主信号及びエンベロープ信号を周波数分離する。電力増幅部は、前記周波数分離された主信号をそれぞれ電力増幅する。電源部は、前記周波数分離されたエンベロープ信号を入力し、前記入力したエンベロープ信号の振幅情報に応じて、前記電力増幅部に供給する電源電圧を制御する。合成器は、前記複数の電力増幅器それぞれで電力増幅された各主信号を合成し、前記合成した主信号を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る送信装置を示すブロック図。
【図２】図１に示す周波数分離部を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る送信装置を示すブロック図である。
【００１２】
図１に示す送信装置は、信号生成器１、周波数多重化器２、第１の分配器３、電力増幅器４−１〜４−ｎ、及び合成器５を備える。
【００１３】
信号生成器１は、ベースバンド信号生成部１−１、変調部１−２、エンベロープ信号生成部１−３、及びエンベロープ信号修正部１−４を有する。
【００１４】
ベースバンド信号生成部１−１は、伝送する映像情報や音声情報等を含み、後述する主信号及びエンベロープ信号を生成するためのベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号生成部１−１は、生成したベースバンド信号を変調部１−２及びエンベロープ信号生成部１−３へ出力する。
【００１５】
変調部１−２は、ベースバンド信号生成部１−１から出力されるベースバンド信号を入力する。また、変調部１−２は、情報を伝送するためのキャリアとなる搬送波を入力する。例えば、地上デジタル放送等に用いられる送信装置の場合、上記搬送波の周波数帯域は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯域である。変調部１−２は、入力したベースバンド信号を変調し、入力した搬送波に変調したベースバンド信号を乗せることで主信号（ＲＦ（Radio Frequency）信号）を生成する。変調部１−２は、生成した主信号を周波数多重化器２へ出力する。
【００１６】
エンベロープ信号生成部１−３は、ベースバンド信号生成部１−１から出力されたベースバンド信号からエンベロープを取得する。エンベロープ信号生成部１−３は、取得したエンベロープに応じたエンベロープ信号を生成する。ここで、生成したエンベロープ信号の周波数帯域は、主信号を生成するときに使用した周波数帯域と異なる周波数帯域である。実施形態において、生成したエンベロープ信号の周波数帯域は、例えば、ＵＨＦ帯域よりも低い低周波帯域である。エンベロープ信号生成部１−３は、生成したエンベロープ信号をエンベロープ信号修正部１−４へ出力する。
【００１７】
なお、後述する周波数分離部４−１１〜４−１ｎにて、主信号及び修正エンベロープ信号を周波数帯域に応じて分離可能であれば、エンベロープ信号を伝送する周波数帯域は、どの周波数帯域を利用してもよい。
【００１８】
エンベロープ信号修正部１−４は、エンベロープ信号生成部１−３から出力されたエンベロープ信号の振幅成分を、電力増幅部４−２１〜４−２ｎで用いられる電力増幅素子の歪み特性を考慮して修正する。エンベロープ信号修正部１−４は、修正したエンベロープ信号（以降、修正エンベロープ信号と総称）を周波数多重化器２へ出力する。なお、電力増幅素子の歪み特性は、図示しない記憶部等により予め記憶しておいてもよい。
【００１９】
周波数多重化器２は、変調部１−２から出力される主信号及びエンベロープ信号修正部１−４から出力される修正エンベロープ信号を周波数的に分離可能な形で多重化する。このとき、例えば、地上デジタル放送等に用いられる送信装置の場合、主信号の周波数帯域は、ＵＨＦ帯域である。また、修正エンベロープ信号の周波数帯域は、ＵＨＦ帯域以外の周波数帯域である。実施形態では、例えば、主信号と分離が容易なＵＨＦ帯域よりも低い低周波帯域を、修正エンベロープ信号を伝送する周波数帯域として用いる。
【００２０】
第１の分配器３は、周波数多重化器２により多重化された信号を複数経路に分配する。第１の分配器３は、分配した信号を複数の電力増幅器４−１〜４−ｎへそれぞれ出力する。
【００２１】
複数の電力増幅器４−１〜４−ｎは、入力した信号を電力増幅する。この電力増幅器４−１〜４−ｎは、周波数分離部４−１１〜４−１ｎ、電力増幅部４−２１〜４−２ｎ、及びＥＴ電源部４−３１〜４−３ｎを備える。
【００２２】
周波数分離部４−１１〜４−１ｎは、第１の分配器３により分配される信号から、主信号成分と修正エンベロープ信号成分とを周波数分離する。周波数分離部４−１１〜４−１ｎは、周波数分離した主信号を電力増幅部４−２１〜４−２ｎへ出力する。また、周波数分離部４−１１〜４−１ｎは、周波数分離した修正エンベロープ信号をＥＴ電源部４−３１〜４−３ｎへ出力する。
【００２３】
電力増幅部４−２１〜４−２ｎは、周波数分離部４−１１〜４−１ｎから出力される主信号を入力し、入力した主信号を電力増幅する。電力増幅部４−２１〜４−２ｎは、電力増幅した主信号を合成器５へ出力する。
【００２４】
ＥＴ電源部４−３１〜４−３ｎは、周波数分離部４−１１〜４−１ｎから出力される修正エンベロープ信号を入力する。ＥＴ電源部４−３１〜４−３ｎは、入力した修正エンベロープ信号に応じて、上記電力増幅部４−２１〜４−２ｎに供給する電源電圧を制御する。これにより、送信装置は、固定電圧での動作時に生じる電力のロスを減らし、電力増幅器４−１〜４−ｎの高効率動作を実現する。
【００２５】
合成器５は、複数の電力増幅器４−１〜４−ｎからそれぞれ出力される増幅信号を合成する。合成器５は、合成した主信号を送信装置出力とする。これにより、送信装置は、高出力を実現している。
【００２６】
図２は、図１に示す周波数分離部４−１１〜４−１ｎを示すブロック図である。図２では、例として、周波数分離部４−１１の構成を示す。周波数分離部４−１２〜４−１ｎは、周波数分離部４−１１と同様の構成とし、詳しい説明を省略する。
【００２７】
図２に示す周波数分離部４−１１は、第２の分配器４−１１１、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ：High Pass Filter）４−１１２及びローパスフィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）４−１１３を備える。
【００２８】
第２の分配器４−１１１は、第１の分配器で分配された信号をさらに複数経路に分配する。第２の分配器４−１１１は、分配した信号をハイパスフィルタ４−１１２及びローパスフィルタ４−１１３へそれぞれ出力する。
【００２９】
ハイパスフィルタ４−１１２は、ＵＨＦ帯域を含む高周波帯域の信号を通過させる。実施形態のハイパスフィルタ４−１１２は、フィルタの通過周波数帯域にＵＨＦ帯域を含むため、第２の分配器４−１１１により分配された信号から、ＵＨＦ帯域で伝送される主信号を通過させることが可能である。
【００３０】
ローパスフィルタ４−１１３は、ＵＨＦ帯域を含まない低周波帯域の信号を通過させる。実施形態のローパスフィルタは、ＵＨＦ帯域よりも低い低周波帯域を含むため、第２の分配器４−１１１により分配された信号から、ＵＨＦ帯域よりも低い低周波帯域で伝送される修正エンベロープ信号を通過させることが可能である。
【００３１】
なお、図２に示す周波数分離部４−１１は、信号を周波数分離するフィルタとして、ハイパスフィルタ４−１１２及びローパスフィルタ４−１１３を用いているが、これに限定されない。周波数分離部４−１１は、主信号及び修正エンベロープ信号を周波数帯域に応じて分離可能であれば、どのフィルタを利用してもよい。周波数分離部４−１１は、例えば、ＵＨＦ帯域等、所定の周波数帯域の信号を通過させる帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）等を用いてもよい。
【００３２】
上記構成によれば、実施形態に係る送信装置は、信号生成器１にエンベロープ信号生成部１−３及びエンベロープ信号修正部１−４を備える。また、送信装置は、周波数多重化器２及び周波数分離部４−１１を備える。従来の送信装置は、例えば、各々の電力増幅器周辺に信号処理部、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換部及び振幅情報を生成する回路等を持つ。このため、複数の電力増幅器を必要とする送信装置は、装置構成が複雑となり、コストアップを招いてしまう。これに対し、実施形態に係る送信装置は、信号生成器１内に振幅情報を生成する回路を設けているため、装置構成を簡略化することが可能となる。
【００３３】
また、信号生成器１にエンベロープ信号生成部１−３及びエンベロープ信号修正部１−４を備える場合、従来の送信装置は、主信号の他に、上記修正したエンベロープ信号も各々の電力増幅器周辺に分配することになる。これにより、送信装置は、修正したエンベロープ信号を伝送するためのインターフェイスが増え、信号の分配方法等を含め煩雑となる。これに対し、実施形態に係る送信装置は、周波数多重化器２及び周波数分離部４−１１を設け、主信号及び修正エンベロープ信号を同一の伝送路で伝送しているため、インターフェイス等の装置構成が煩雑になることを防ぐことが可能となる。
【００３４】
したがって、実施形態に係る送信装置は、装置構成が煩雑になることを防ぎ、かつ高効率化を実現することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１…信号生成器、１−１…ベースバンド信号生成部、１−２…変調部、１−３…エンベロープ信号生成部、１−４…エンベロープ信号修正部、２…周波数多重化器、３…第１の分配器、４−１〜４−ｎ…電力増幅器、４−１１〜４−１ｎ…周波数分離部、４−１１１…第２の分配器、４−１１２…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、４−１１３…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、４−２１〜４−２ｎ…電力増幅部、４−３１〜４−３ｎ…ＥＴ電源部、５…合成器。
【図１】
2014241538.tif 000003
【図２】
2014241538.tif 000004