(57)【要約】本発明は、Ｃｈｉｒｅｉｘのようなアウトフェージング技術と組み合わされた平衡型電力増幅器のネットワークに関する。本発明の目的はカレントモードクラスＤ（ＣＭＣＤ）又はクラスＥ／Ｆのような平衡型増幅器をＬＩＮＣネットワークと組み合わせるための解決方法を提供することである。主な問題点として、いくつかの電力増幅器が平衡出力を有し、そして、ＬＩＮＣネットワークがシングルエンデッド型であるという点が挙げられる。その結果、さまざまなインピーダンスレベルで作動する高出力低損失変圧器を必要とすることになるが、セルラ周波数でこの変圧器を実現することは困難である。
2009534913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＩＮＣあるいはＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング法に従って信号を増幅するための、２つ出力部（２２５ａ、２２５ｂ、２３５ａ、２３５ｂ）をそれぞれが有する２つの平衡型電力増幅器（２２０、２３０）を備えた合成電力増幅システム（２００）であって、
第１の電力増幅器（２２０）の第１の出力部（２２５ａ）は第１の伝送線路（２４０ａ）に接続され、第２の電力増幅器（２３０）の第１の出力部（２３５ａ）は第３の伝送線路（２４５ａ）に接続され、前記第１の電力増幅器（２２０）の第２の出力部（２２５ｂ）は第２の伝送線路（２４０ｂ）に接続され、前記第２の電力増幅器（２３０）の第２の出力部（２３５ｂ）は第４の伝送線路（２４５ｂ）に接続され、
前記第１と第３の伝送線路は第１の接続ポイント（２６０ａ）に接続され、前記第２と第４の伝送線路は第２の接続ポイント（２６０ｂ）に接続され、
前記第１の接続ポイントはバラン装置（２８０）の第１の入力部（２６２ａ）に接続され、前記第２の接続ポイント（２６０ｂ）は前記バラン装置（２８０）の第２の入力部（２６２ｂ）に接続され、
前記バラン装置（２８０）の出力部（２６５）のうちの１つの出力部は出力負荷（２７０）に接続されることを特徴とする合成電力増幅システム（２００）。
【請求項２】
前記電力増幅器は、クラスＢ、Ｅ／Ｆ又はカレントモードクラスＤ（ＣＭＣＤ）の電力増幅器のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の増幅システム。
【請求項３】
前記バラン装置はハイブリッドリングであることを特徴とする請求項１又は２に記載の増幅システム。
【請求項４】
ＬＩＮＣあるいはＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング技法に従って信号を増幅するための、２つの出力部（３２５ａ、３２５ｂ、３３５ａ、３３５ｂ）をそれぞれが有する２つの平衡型電力増幅器（３２０、３３０）を備えた合成電力増幅システム（３００）であって、
前記第１の電力増幅器（３２０）の第１の出力部（３２５ａ）は第１のバラン構成装置（３８０ａ）の第１の入力部に接続され、前記第１の電力増幅器（３３０）の第２の出力部（３２５ｂ）は前記第１のバラン装置（３８０ａ）の第２の入力部に接続され、前記第２の電力増幅器（３３０）の第１の出力部（３３５ａ）は第２のバラン装置（３８０ｂ）の第１の入力部に接続され、前記第２の電力増幅器（３３０）の第２の出力部（３３５ｂ）は前記第２のバラン装置（３８０ｂ）の第２の入力部に接続され、
前記第１のバラン装置（３８０ａ）のシングルエンデッド出力部は第１の伝送線路（３４０）に接続され、前記第２のバラン装置（３８０ｂ）の第２のシングルエンデッド出力部は第２の伝送線路（３４５）に接続され、
前記第１及び第２の伝送線路は、接続ポイント（３６０）に接続され、該接続ポイント（３６０）は出力負荷（３７０）に接続されることを特徴とする合成電力増幅システム。
【請求項５】
前記電力増幅器は、クラスＢ、Ｅ／Ｆ又はカレントモードクラスＤ（ＣＭＣＤ）の電力増幅器のうちのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の増幅システム。
【請求項６】
前記第１及び第２のバラン装置（３８０ａ、３８０ｂ）はそれぞれ、２つの均等な、反転集中エレメント型バラン装置を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の増幅システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の合成電力増幅システムを備えることを特徴とする無線端末。
【請求項８】
前記無線端末は移動無線端末であることを特徴とする請求項７に記載の無線端末。
【請求項９】
前記無線端末は基地局であることを特徴とする請求項７に記載の無線端末。
【請求項１０】
前記無線端末は、衛星システムのトランシーバ又は送信機に配置されることを特徴とする請求項７に記載の無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウトフェージング技術と組み合わされた平衡型増幅器ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
放送システム、セルラシステム、及び衛星システム用無線送信機において、送信機内の電力増幅器は、広帯域幅にわたって拡散された多くの無線チャネル（すなわち周波数）を同時に増幅できることに加えて、非常に高い線形性を有する必要がある。非線形増幅器はチャネル間で干渉する信号エネルギの漏れおよび各チャネル内の歪みを引き起こすことになるため、高い線形性が要求される。
【０００３】
セルラシステム用無線送信機において、ＬＩＮＣ（ＬＩＮＣ、非線形部品を用いた線形増幅）あるいは高い線形性と効率、及び、広帯域幅を提供するＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング法と組み合わされたクラスＡ及びＢの増幅器の利用が提案されている。
【０００４】
上記アウトフェージング法については図１においてさらに詳細に説明するが、この方法は、信号成分セパレータ内のエンベロープ変調帯域通過波形ｓｉｎを２つのアウトフェーズされた定エンベロープ信号ｓ１及びｓ２に分解するものである。これらのエンベロープ信号は電力増幅器に印加される。電力増幅器の出力はエンベロープ変調波形を再生する複合型（ハイブリッド）装置で合成される。増幅された出力信号の出力振幅ｓｏｕｔはｓ１とｓ２間の位相ずれの結果である。信号が同相にあるとき振幅最大値が達成され、逆相にあるとき最小の振幅が達成される。増幅器がインピーダンス負荷を認知できるように複合型装置は構成される。したがって、効率はピーク電力と平均電力との比に逆比例するであろう。Ｃｈｉｒｅｉｘ法として知られている、インピーダンス負荷を補償リアクタンスネットワークによって置き換える方法によって、高効率領域の中に低出力電力レベルが含まれることになる。
【０００５】
ＬＩＮＣ及びＣｈｉｒｅｉｘネットワークは高感度のシステムであり、このシステムはクラスＡ、Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦの増幅器のような非平衡型増幅器にうまく適合する。
【０００６】
文献ＷＯ２００４／０２３６４７及びＷＯ２００４／０５７７５５には、移動無線端末及び基地局のような無線端末で使用されるいくつかのＣｈｉｒｅｉｘ対の非平衡電力増幅器を備えた合成増幅器についての記載がある。
【０００７】
「高効率ＲＦアプリケーション用カレントモードクラスＤ電力増幅器（Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｍｏｄｅ  Ｃｌａｓｓ−Ｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ＲＦ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）」（マイクロ波理論及び技術に関するＩＥＥＥ会報（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）、ｖｏｌ．４９、ｎｏ．１２、２００１年１２月、ｐ．２４８０〜２４８５）には無線周波数で高効率を達成するカレントモードクラスＤの電力増幅器についての記載がある。しかし、半導体エレクトロニクスの新たな進歩、特に窒化ガリウム（ＧＡＮ）技術での集積回路の製造方法に起因して、平衡型クラスＢ、Ｅ／Ｆ並びにカレントモードクラスＤ（ＣＭＣＤ）増幅器の利用が関心を集めている。前記増幅器は非線形的であるが、高効率を提供する。
【０００８】
ＣＭＣＤ又はクラスＥ／Ｆのような平衡型増幅器をＬＩＮＣネットワークと組み合わせるための具体的な解決策が存在していない。主な問題点は、ＣＭＣＤ増幅器とクラスＥ／Ｆとが平衡出力部を有しており、なおかつ、ＬＩＮＣネットワークがシングルエンデッドであるため、さまざまなインピーダンスレベルで作動する高出力低損失の変圧器が必要とされるが、この変圧器をセルラ周波数で実現することは困難だ、ということにある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ＬＩＮＣあるいはＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング法と組み合わされた平衡型電力増幅器のネットワークを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は独立請求項１及び４に提示される合成電力増幅システムによって達成される。
【００１１】
本発明による無線端末は独立請求項７に記載されている。
【００１２】
本発明の好適な実施形態は従属請求項に規定されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の１つの利点として、ＬＩＮＣすなわちＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング法と組み合わされた前記増幅器の利用によって、高い線形性と広帯域幅とが結果として得られるという点が挙げられる。
【００１４】
本発明について以下添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は典型的な従来技術によるアウトフェージング増幅器すなわちＣｈｉｒｅｉｘ増幅器システム１００のブロック図である。信号ｓｉｎは、入力部１０５を介して、２つの出力部１１５と１１６を備えた信号成分セパレータ（ＳＣＳ）１１０と接続される。ｓｉｎの信号強度は、出力部１１５と１１６においてそれぞれｓ１とｓ２の間の位相差として表される。それぞれの出力部は図示のようにそれぞれ電力増幅器１２０と１３０に接続される。増幅器１２０、１３０は、代表的な任意のタイプのクラスＢ非平衡型増幅器である。したがって、２つのアウトフェーズされた定エンベロープ信号ｓ１とｓ２が、信号成分セパレータ１１０においてエンベロープ変調帯域通過波形ｓｉｎから分解される。電力増幅器の出力が合成されて、Ｃｈｉｒｅｉｘ型出力ネットワークにおいて増幅済み線形信号を形成する。これらの一定振幅でアウトフェーズされた信号の位相差がＳＣＳ１１０により決定され、それによって、これら信号のベクトル和の結果が出力信号ｓｏｕｔの所望の振幅をもたらすことになる。
【００１６】
図１に示すように、増幅器１２０、１３０は、電気的長さλ／４とインピーダンスＲとを有する２本の伝送線路１４０、１４５（各増幅器について１本の伝送線路）を含む出力合成ネットワーク１５０に接続される。但し、λは増幅器が動作する周波数帯域の中心周波数の波長を示す。Ｒは最大電力効率を提供する増幅器用の選択された出力インピーダンスである。さらに、ネットワークは、２つの補償リアクタンス（キャパシタＣ１２５とインダクタＬ１３５）を備え、これらのリアクタンスを用いて高効率の領域を拡大して低出力レベルを含むようにする。得られた出力信号ｓｏｕｔが出力信号１６５によって負荷ＲＬ１７０へ伝えられる起点である接続ポイント１６０において前記伝送線路は接続される。変換済みのアンテナインピーダンスＲＬ（１７０）は、すべての増幅器の最適負荷の並列接続に等しくなる（すなわちＲＬ＝Ｒ／２）。
【００１７】
Ｃｈｉｒｅｉｘ増幅システム用の適切な合成ネットワークは、信号の振幅変調を再挿入するだけでなく、各増幅器へ与えられるインピーダンスの動的調節も行う（アウトフェージング）。インピーダンスのこのアウトフェージング調節は、合成済みの出力振幅が減少するにつれて各能動素子の中を通る直流電流が減少し、それによって高効率を維持するものである。
【００１８】
Ｃｈｉｒｅｉｘ増幅システムの利点は、リアクタンスの大きさを変動させることによって、異なるピーク対平均電力比に適合するように効率曲線を変更できることである。
【００１９】
上述のように新たな半導体技術は、クラスＢ、Ｅ／Ｆ及びＣＭＣＤの増幅器に無線周波数で高効率を提供する。クラスＢ、Ｅ／Ｆ及びＣＭＣＤ増幅器に関する問題は、これらの増幅器が平衡だということである。
【００２０】
図２は、平衡型増幅器２２０、２３０及び平衡型無損失出力合成ネットワーク２５０を備えたＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング増幅システム２００の推奨実施形態のブロック図を示す。信号ｓｉｎは、入力部２０５を介して、４つの出力部２１５ａ、２１５ｂ、２１６ａ、２１６ｂを備えた信号成分セパレータ２１０と接続される。ｓｉｎの信号強度は、出力信号２１５ａ、２１５ｂ、２１６ａ、２１６ｂそれぞれの上の４つの出力信号ｓ１ａ、ｓ１ｂ、ｓ２ａ、ｓ２ｂの間の位相差として表される。図示のように、出力部２１５ａと２１５ｂは第１の電力増幅器２２０に接続され、出力部２１６ａと２１６ｂは第２の電力増幅器２３０に接続される。増幅器２２０、２３０はクラスＢ、Ｅ／Ｆ及びＣＭＣＤのうちの任意のタイプの平衡型増幅器であってよい。したがって、４つのアウトフェーズした定エンベロープ信号ｓ１ａ、ｓ１ｂ、ｓ２ａ、ｓ２ｂが信号成分セパレータ１１０においてエンベロープ変調帯域通過波形ｓｉｎから分離される。第１の電力増幅器の第１と第２の出力部２２５ａ、２２５ｂ及び第２の電力増幅器の第１と第２の出力部２３５ａ、２３５ｂが合成され、システム能力を歪めることなく、増幅済みの線形信号が平衡型無損失出力合成ネットワーク２５０において形成されて、異なるピーク対平均電力比に適合させるために効率曲線が変更される。
【００２１】
図２に示すように、増幅器２２０、２３０は、電気的長さλ／４とインピーダンスＲ／２とを有する４本の伝送線路２４０ａ、２４０ｂ、２４５ａ、２４５ｂ（各増幅器について２本の伝送線路）を含む出力合成ネットワーク２５０に接続される。但し、λは増幅器が動作する周波数帯域の周波数の中心波長を示す。Ｒは最大電力効率を提供する増幅器用の選択済み出力インピーダンスである。さらに、ネットワークは２つの補償リアクタンス（キャパシタＣ２２７とインダクタＬ２３７）を備え、これらのリアクタンスを用いて高効率の領域を拡大して低出力レベルを含むようにする。第１の伝送線路２４０ａと第３の伝送線路２４５ａとは、処理済みの信号ｓ３ａの出力先である第１の接続ポイント２６０ａに接続される。同様に、第２の伝送線路２４０ｂと第４の伝送線路２４５ｂとは、処理済みの信号ｓ３ｂの出力先である第２の接続ポイント２６０ｂに接続される。接続ポイント２６０ａと２６０ｂとは、第１の入力部２６２ａと第２の入力部２６２ｂとを介して２つの入力端子を備えたバラン装置２８０と接続される。バラン装置は平衡動作から非平衡動作への変換を行い、次いで、この結果得られる出力信号ｓｏｕｔ（ここでｓｏｕｔはｓ３ａ−ｓ３ｂと等しい）を導体２６５を介して負荷ＲＬ２７０へ出力する。この変換済みアンテナインピーダンスＲＬは、すべての増幅器の最適負荷に等しくなる（すなわちＲＬ＝Ｒ／２）。
【００２２】
Ｃｈｉｒｅｉｘのアウトフェージングネットワークの出力ネットワークを実現する別の方法として伝送線路のみを用いる方法がある。このような分散された実装では、リアクタンスと１／４波長との組み合わせは短縮された伝送線路と延長された伝送線路によって置き換えられる。キャパシタ（２２７）の代わりに、延長された伝送線路を用いることも可能であり、また、インダクタ（２３７）の代わりに、短縮された伝送線路を用いることも可能である。
【００２３】
４本の伝送線路の後に位置している接続ポイント２６０ａと２６０ｂはバラン装置を出力負荷側において接続する可能性を提供する。この構成によって、平衡動作から非平衡（すなわちシングルエンデッド型）動作への変換を行う際に、ハイブリッドリングなどの変圧器結合のような標準的なバラン装置の利用が可能となる。狭帯域バラン装置の利用も可能である。この利用が増幅器の負荷に影響を与えることはない。接続ポイント２６０ａと２６０ｂにおいてバラン装置を接続することは、効率曲線を変更して異なるピーク対平均電力比に適合させるシステム能力が保持され、高い線形性と効率並びに広帯域幅を提供することを意味している。
【００２４】
図３は、平衡型電力増幅器３２０と３３０と、平衡型無損失出力合成ネットワーク３５０とを備えたＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング増幅システム３００の別の推奨実施形態のブロック図を示す。信号ｓｉｎは入力部３０５を介して信号成分セパレータ３１０と接続しており、信号成分セパレータ３１０は４つの出力部３１５ａ、３１５ｂ、３１６ａ、３１６ｂを備える。ｓｉｎの信号強度は、出力部３１５ａ、３１５ｂ、３１６ａ、３１６ｂそれぞれの上の４つの出力信号ｓ１ａ、ｓ１ｂ、ｓ２ａ、ｓ２ｂ間の位相差として表される。図示のように、出力部３１５ａと３１５ｂは第１の電力増幅器３２０に接続され、出力部３１６ａと３１６ｂは第２の電力増幅器３３０に接続される。増幅器３２０、３３０は、任意のタイプのクラスＢ、Ｅ／Ｆ及びＣＭＣＤの平衡型増幅器であってよい。したがって、４つの位相の異なる定エンベロープ信号ｓ１ａ、ｓ１ｂ、ｓ２ａ、ｓ２ｂが、信号成分セパレータ３１０においてエンベロープ変調帯域通過波形ｓｉｎから分離される。異なるピーク対平均電力比に適合するように効率曲線を変更するシステム能力を歪めることなく、平衡型無損失出力合成ネットワーク３５０において増幅済み線形信号を形成するために、第１の電力増幅器３２０の第１の出力部３２５ａと第２の出力部３２５ｂ、及び、第２の電力増幅器の第１の出力部３３５ａと第２の出力部３３５ｂが合成される。
【００２５】
図３に示すように、増幅器３２０、３３０は、２つのバラン装置３８０ａと３８０ｂ（このバラン装置については図４と図５に関連してさらに説明する）及び電気的長さλ／４とインピーダンスＲとを有する２本の伝送線路３４０、３４５を含む出力合成ネットワーク３５０に接続される。但しλは増幅器が動作する周波数帯域の周波数の中心波長を示す。さらに、Ｒは最大電力効率を提供する増幅器の選択済み出力インピーダンスである。前記伝送線路は、得られた出力信号ｓｏｕｔを出力部３６５が負荷ＲＬ３７０へ伝える起点である接続ポイント３６０において接続される。
【００２６】
以下、図４及び図５を参照しながらバラン構成装置３８０の機能原理についてさらに詳細に説明する。
【００２７】
バラン装置は、最小損失と、等しく平衡したインピーダンスと共に正確に１８０度の位相ずれを有するように設計されている。図４は集中エレメント型バラン装置４０を示す。バラン装置４０は本質的にブリッジであり、４つのエレメントから構成されるが、このうち２つはキャパシタ−ｊＸＢ４（４２、４４）であり、２つはインダクタｊＸＢ４（４６、４８）である。これら４つのエレメントは格子ネットワークを構成する。各エレメントのインピーダンスが同じ大きさになるよう選ばれたとすると、バラン装置の入力（４１）におけるインピーダンスＺｉｎは、バラン装置の出力（４９）における逆のインピーダンスＺに等しくなる。平衡入力（４１）Ｚｉｎにおいて得られるバラン装置のインピーダンスは、下式によって表すことができる：
Ｚｉｎ＝ＸＢ４２／Ｚ
ここで、ＸＢ４はバラン装置４０における各エレメントのインピーダンスである。さらに、図５に示すような第２の集中エレメント型バラン装置５０が、２つの集中エレメントがカスケードされたバラン装置５００を形成する第１の集中エレメント型バラン装置４０の入力部に接続される。バラン装置５０も本質的にブリッジであり、４つのエレメントから構成されるが、このうちの２つはキャパシタ−ｊＸＢ５（５２、５４）であり、そして、２つはインダクタｊＸＢ５（５６、５８）である。これら４つのエレメントは格子ネットワークを構成する。各エレメントのインピーダンスが同じ大きさになるように選ばれたとすると、バラン構成装置の入力（５１）におけるインピーダンスＺｉｎｃａｓｃはバラン装置４０の入力（４１）における逆のインピーダンスＺｉｎに等しくなる。これは、図４を参照しながら上述したのと同じ原理によって、第１のバラン装置４０のインピーダンスＺｉｎが前記第２の集中エレメント型バラン装置５０により反転されるためである。この結果得られる平衡入力（５１）Ｚｉｎｃａｓｃおけるバラン装置のインピーダンスは下式によって表すことができる。
【００２８】
Ｚｉｎｃａｓｃ＝ＸＢ５２／ＸＢ４２×Ｚ
但し、ＸＢ５は第２のバラン装置５０における各エレメントのインピーダンスである。したがって、ＸＢ５がＸＢ４に等しければ、カスケードされたインピーダンスは第１のバラン装置４０の出力における負荷Ｚに等しくなる。
【００２９】
Ｚｉｎｃａｓｃ＝Ｚ
さらに、図３に示すように、電力増幅器３２０と３３０は、上述のバラン構成装置５００と同じ機能及び設計を有する２つのバラン構成装置３８０ａと３８０ｂに接続される。すなわち、第１の電力増幅器（３２０）の第１の出力部（３２５ａ）は第１のバラン装置（３８０ａ）の第１の入力部に接続され、そして、第１の電力増幅器（３２０）の第２の出力部は第１のバラン装置（３８０ａ）の第２の入力部に接続される。第２の電力増幅器（３３０）の第１の出力部（３３５ａ）は第２のバラン装置（３８０ｂ）の第１の入力部に接続され、そして、第２の電力増幅器（３３０）の第２の出力部（３３５ｂ）は第２のバラン装置（３８０ｂ）の第２の入力部に接続される。さらに、第１のバラン装置（３８０ａ）のシングルエンデッド出力部は第１の伝送線路（３４０）に接続され、そして、第２のバラン装置（３８０ｂ）の第２のシングルエンデッド出力部は第２の伝送線路（３４５）に接続される。さらに、ネットワークは２つの補償リアクタンス（キャパシタＣ３２７とインダクタＬ３３７）を備え、これらのリアクタンスを用いて高効率の領域が拡大されて低出力レベルが含まれるようになる。さらに、第１及び第２の伝送線路は、出力負荷ＲＬ（３７０）の接続先である接続ポイント（３６０）に接続される。
【００３０】
変換済みのアンテナインピーダンスＲＬは、すべての増幅器の最適負荷の並列接続に等しくなる（すなわちＲＬ＝Ｒ／２）。説明したバラン装置５００の機能によれば、装置５００の出力側においてインピーダンスに対する影響を与えないようにバラン装置を構成することができるので、増幅器３２０、３３０はインピーダンスＲを認知することになる。したがって、異なるピーク対平均電力比に適合するように効率曲線を変更するシステム能力が保持され、このシステム能力によって高い線形性と効率並びに広帯域幅とが提供されることになる。
【００３１】
この実施形態をＡＳＩＣに組み込まれると好適なものとなる。
【００３２】
同様に、上記した実施形態の場合のように、分散した実装構成を用いることも可能である。すなわち、リアクタンスと１／４波長との組み合わせは、短縮された伝送線路と延長された伝送線路とによって置き換えられる。キャパシタ（３２７）の代わりに、延長された伝送線路を用いることも可能であり、また、インダクタ（３３７）の代わりに、短縮された伝送線路を用いることも可能である。
【００３３】
本発明は、アンテナ又はアンテナ装置を介して送信される信号を増幅するための合成電力増幅システムを備えた無線端末にも関する。この無線端末は、電力が増幅された信号をエアインタフェースを介して受信装置へ送信するトランシーバ又は送信機装置／構成を備えた移動無線端末ハンドセット、基地局、又は衛星であってもよい。以下の図６及び図７に、発明された電力増幅器システムを備えた様々な実施形態を概略的に示し、これらについて説明する。
【００３４】
図６は基地局６２０（ノードＢ）を備えたＷＣＤＭＡネットワークアーキテクチャ６００の概略図である。このネットワークは、複数の無線ネットワーク制御装置６１０（ＲＮＣ）が接続されているコアネットワーク６０５と、例えば公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、公衆データ通信網、インターネット、総合デジタル通信網（ＩＳＤＳＮ）、別の公衆地上移動通信ネットワーク（ＰＬＭＮ）、衛星通信システムなどのその他のネットワーク６０８とを備える。ＲＮＣ６１０は少なくとも１つの専用ノードＢ６２０（ＧＳＭネットワークの基地局）を制御する。ＲＮＣ６２０は、（ＲＮＣに接続された）ノードＢ６２０と、無線ハンドセット端末６３０のような加入者ユニットとの間のエアインタフェースを介してアップリンク及びダウンリンク通信を処理し、扱う。ノードＢは、他のユニット（図示せず）のうち、ベースバンドユニット６２２、無線ユニット６２４、フィルタユニット６２６及びアンテナシステム６２８を備える。ベースバンドユニット６２２はデジタルメッセージをＩ及びＱベクトルに変換し、これらのベクトルは無線ユニット６２４へ転送される。この無線ユニットにおいて、前記ベクトルは搬送波で変調され、この結果信号ｓｉｎが得られる（図２〜図６を参照のこと）。送信前に、信号ｓｉｎの電力が増幅される。したがって、この無線ユニットは本発明による少なくとも１つの合成電力増幅システム２００を装備することになる。増幅器システム２００は、ｓｉｎを電力増幅し、無線チャネルを介して無線端末ハンドセットなどの加入者ユニット６３０へ送信するために、出力信号ｓｏｕｔをアンテナシステム６２８へ供給する。
【００３５】
移動無線通信用衛星６５０において本発明による合成電力増幅システム２００を用いることも可能である。この場合、衛星は、無線ユニット６２４及びアンテナシステム６２８において送信機とトランシーバとの少なくともいずれかを備えたリレー局として機能して、衛星通信システム６０８及び地上に配置されている衛星無線端末６３０において制御局との通信を処理することになる。
【００３６】
図７は、移動無線通信用の（やはりハンドセットとして示される）移動無線端末７００を概略的に示す図である。この端末は音声及びオーディオを電気信号Ｍ（ｔ）に変換するためのマイク７０５を備える。Ａ／Ｄ変換器ユニットと、スピーチ及びチャネルコーダユニットと、ＧＳＭ／（ＥＤＧＥ）ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡシステムのような移動無線通信システムに適した送信用フォーマットに信号を構成するためのデジタルフォーマット用装置とを備えた第１の信号処理ブロック７１０によって変調と電力の増幅とが行われる前に、前記信号Ｍ（ｔ）の処理が行われる。送信機７１５又は無線ユニット７２０において、ブロック７１０により生成される処理済み信号ｓｉｎは、変調器（図示せず）において変調され、次いで、本発明による合成電力増幅システム２００によって電力が増幅され、出力信号ｓｏｕｔが生成され、該出力信号は通信ネットワーク６００においてアンテナ７２８を介して基地局６２０へ送信される（図６を参照のこと）。好適には、フィルタ構成装置（図示せず）も増幅器システムとアンテナとの間に挿入されることが望ましい。
【００３７】
前記端末７００は、記憶された、可読の、実行可能なソフトウェアを用いて端末のユニットを制御するためのマイクロプロセッサ又は中央演算処理装置のような少なくとも１つの制御装置７３０も備える。
【００３８】
さらに、端末７００は、送信済み信号を受信するアンテナ７２８に接続され、処理ブロック７３７において該信号を第２の信号に変換する受信ユニット７３５を備える。上記受信信号が音声を含む場合、音声信号はデコーダユニットによって復号化され、次いで、スピーカ７０７によって音に変換される前にＤ／Ａ変換器によって音声信号に変換される。端末は、キーボード７４５、ディスプレイ７４７、及び、ユーザが端末を双方向に制御し、テキストメッセージの書込みと読出し及び通話の開始などを行うことを可能にするマン・マシン・インタフェースブロック（ＭＭＩ）７４０を備える。
【００３９】
当業者には明らかなように、無線端末はまた、複数の別のブロックと、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアサービス（ＭＭＳ）などの別のサービス及び機能を提供するユニットとを備えることも可能である。前記ユニットは、本発明に係る表示を単純化するという理由で図７には示さないように選ばれたユニットであるが、発明された合成電力増幅システムを用いて電力の増幅が可能なデジタル情報信号を生成する。
【００４０】
Ｃｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング回路又はネットワークとして本実施形態について説明した。しかし、当業者が実現するような他の任意のＬＩＮＣ技術を適用することも可能である。
【００４１】
本発明は多くの様々な形態で実施可能であり、本明細書で説明した実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろこれらの実施例は、本開示が完全であり完璧であって、添付の請求項の組によって規定されるような本発明の範囲を十分に伝えるためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来技術による典型的なＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング増幅システムを示すブロック図である。
【図２】平衡型増幅器及び平衡型無損失出力合成ネットワークを備えたＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング増幅システムの推奨実施形態のブロック図である。
【図３】平衡型増幅器を備えたＣｈｉｒｅｉｘのアウトフェージング増幅システムの別の推奨実施形態のブロック図であっる。
【図４】集中エレメント型バラン装置を示す図である。
【図５】２つのカスケード式集中エレメント型バラン装置を示す図である。
【図６】移動無線カレントモードクラスＤ（ＣＭＣＤ）又はクラスＥ／Ｆのような平衡型増幅器をＬＩＮＣネットワークと組み合わせるための解決方法を提供する通信用基地局（ノードＢ）を備えたＷＣＤＭＡネットワークアーキテクチャの概略図である。
【図７】移動無線通信用移動無線端末を概略的に示す図である。
【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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【国際調査報告】
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