(57)【要約】【課題】ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでも、機器に必要な回路のバースト動作による電源制御を維持しつつ、変調器のベースバンド入力での、インパルス的なＤＣ電圧変化の発生を抑制し、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧することができるリニアライザを提供する。【解決手段】ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでも、バーストタイミングに合わせて、ベースバンド信号入力端子４とＤＣオフセット調整可能な端子７とを電気的に接続または切断するスイッチ１０を制御することで、変調器２８のベースバンド入力での、インパルス的なＤＣ電圧変化の発生を抑制し、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド信号入力端子とＤＣオフセット調整可能な端子とを有する変調手段と、
前記ベースバンド信号入力端子と前記ＤＣオフセット調整可能な端子とを電気的に接続または切断する端子接続切断手段と、
前記端子接続切断手段を制御する制御手段と、
を具備するリニアライザ。
【請求項２】
カーテシアンループの電源回路を制御する電源制御手段を具備し、前記電源制御手段と前記端子接続切断手段を制御する制御手段とを同期または所定の時間差にて制御する請求項１に記載のリニアライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーテシアンループ方式等のリニアライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変調器や差動アンプで発生するＤＣオフセットによるスプリアスを抑えるために、変調器へ入力するベースバンド信号のＤＣ値や、復調後の差動アンプの一方の素子のＤＣ値を調整する方法が一般的に知られている。
【０００３】
図７は、従来の変調器でのＤＣオフセット調整を行うための回路構成例を示しており、この回路は、負荷抵抗１と、半導体素子２と、ローカル信号差動入力端子３と、ベースバンド信号入力端子４と、電流源５と、ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源６と、ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源接続端子７と、変調波差動出力端子８と、変調器２８の主電源接続端子９とから構成されている。
【０００４】
変調器出力に現れるスプリアスでＤＣオフセットに起因するものは、ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源接続端子７に接続された、ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源６のＤＣ電圧を調整することで低減される。この時、ベースバンド信号入力端子４とＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源６のＤＣ電圧はほぼ等しくなる。また、通常想定されるＤＣオフセットの要因は、ベースバンド回路および変調器の半導体素子のベース・エミッタ間電位差や抵抗値の作成時のばらつき、それらの温度変化などである。
【０００５】
負帰還ループにより送信系の非線形歪を補償するカーテシアンループ方式のリニアライザでは、ベースバンド信号入力端子４のＤＣ電圧をローパスフィルタにより取り出し、それを基準電圧と比較して、その差分だけベースバンド信号入力端子４のＤＣ電圧を補正するという適応ＤＣオフセット補正が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の無線機において、バースト送信時の送信オフ区間には低消費電力化や受信回路への送信機雑音低減のために、送信系の可変利得アンプやパワーアンプの電源を切ることが必要である。図８に示す、負帰還ループを作ってベースバンドにて歪補償を行うカーテシアン歪補償方式を用いた送信機の一例でも同様に、バースト送信時の送信オフ区間には可変利得アンプ３４やパワーアンプ３５を送信系主電源２４から切り離すことが行われている。
【０００７】
図８の送信機の基本的な動作を次に述べる。ベースバンド信号発生器２１から出力された無歪の信号は、変調器２８でローカル信号とミキシングされ、高周波の変調信号となり、可変利得アンプ３４とパワーアンプ３５を通る。この時、パワーアンプ３５が非線形歪を発生してしまう。この歪を含んだ高周波信号の一部を方向性結合器３６で抜き出し、可変減衰器３３でレベル調整をした後、復調器３２でベースバンド信号に変換する。この歪を含んだベースバンド信号を、減算器３１にてベースバンド信号発生器２１の無歪のベースバンド信号から減算することで、逆位相の歪成分だけを抽出する。エラーアンプ３０で増幅されたエラー（逆位相の歪）は、加算器２９にて、ベースバンド信号発生器２１の無歪のベースバンド信号と加算される。すなわち、この信号はパワーアンプ３５が発生する歪の逆特性を含んでおり、この信号で変調し、パワーアンプ３５に通すことで、パワーアンプ３５の非線形歪を補償している。
【０００８】
しかし、カーテシアン歪補償方式において、可変利得アンプ３４やパワーアンプ３５の電源をオフにして帰還系４０に入力される高周波電力を切ってしまった場合、閉ループとしては動作せず、回路は単純な帰還信号の反転増幅回路となる。この時、復調器３２などを構成する半導体素子のインピーダンス変化により、安定した送信状態（ＤＣオフセットが調整されている状態）から、帰還系の信号入力端子のＤＣ値が僅かにずれてしまう。そして、この僅かなＤＣ値のズレが、エラーアンプ３０により増幅され、変調器２８に入力される時には、安定した送信状態（ＤＣオフセットが調整されている状態）から、大きくずれたＤＣ値になってしまう。ここで、再び、可変利得アンプ３４やパワーアンプ３５の電源をオンにし送信状態に入った場合、再び閉ループが構成され帰還系には、安定した送信状態（ＤＣオフセットが調整されている状態）にあるべき高周波電力が入力され、増幅された誤差（大きくずれた）ＤＣ値がループの応答速度に応じて極短時間に、安定した送信状態の時のＤＣ値に遷移する（引き戻される）。
【０００９】
なお、送信系主電源２４とパワーアンプ３５との間には、送信機制御装置２０より出力されるパワーアンプ電源用制御信号２２によってオン／オフされるパワーアンプ電源用スイッチ２６が設けられており、送信系主電源２４と可変利得アンプ３４との間には、送信機制御装置２０より出力される可変利得アンプ電源用制御信号２３によってオン／オフされる可変利得アンプ電源用スイッチ２７が設けられている。また、方向性結合器３６は、アイソレータ３７及び送受切替用高周波スイッチ３８を介してアンテナ３９に接続されている。
【００１０】
この時の、変調器のベースバンド入力の時間的な変化を図９に示す。ＤＣ値が大きく変化する動きは、変調器のベースバンド入力に、インパルスを入れた時と同じ現象であり、その遷移過程での波形は本来の通信用の信号としての帯域制限を全く受けず、その瞬間、周波数軸上に図１０のようにスペクトラムの拡がりを発生させてしまう。このような変化に対応するために、可変利得アンプ３４の立ち上がりやベースバンド信号の立ち上がりをなまらせる方法（ランピング）も考えられる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３３３１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、前述のカーテシアンループ方式のリニアライザにおいては、適応的にＤＣ値のズレを押さえ込もうとするが、差動アンプなどの付加回路が多いために追従速度が遅く、温度変化や経時変化によるゆっくりとしたオフセット変動には追従できても、ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでは、極短期間で、かつ大きなＤＣオフセットのズレを補正することができず、その期間にスプリアスを輻射してしまうという欠点があった。また、ローパスフィルタや比較器などの制御手段も必要となるため、装置が大きくなると言う欠点があった。
【００１３】
また、可変利得アンプ３４の立ち上がりやベースバンド信号の立ち上がりをなまらせる方法（ランピング）の場合、信号処理側で変調信号帯域幅に合わせた波形の最適化制御など条件分けした制御（余計な制御）が必要になり、負帰還ループ設計の帯域以下の信号であれば同一の制御での閉ループ動作ができるという方式の特質を損ねてしまう。また、閉ループ時の収束精度であり、歪み改善量そのものであるエラーアンプ３４の利得が大きいほど、ズレ量は大きくなり、スペクトラムの拡がりが大きくなる。それを抑えるためにベースバンド信号もしくはアンプの利得や電源の立ち上がりをなまらせてしまうと、必要な信号の先頭部分の情報が欠けてしまう可能性が出てくる。すなわち、極短時間で大きなＤＣ電圧変動をランピングなど既存の手法で吸収するには無理がある。
【００１４】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでも、機器に必要な回路のバースト動作による前述の電源制御を維持しつつ、変調器のベースバンド入力での、インパルス的なＤＣ電圧変化の発生を抑制し、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧することができるリニアライザ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】
【００１５】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  リニアライザであって、ベースバンド信号入力端子とＤＣオフセット調整可能な端子とを有する変調手段と、前記ベースバンド信号入力端子と前記ＤＣオフセット調整可能な端子とを電気的に接続または切断する端子接続切断手段と、前記端子接続切断手段を制御する制御手段と、を具備する。
【００１６】
（２）  上記（１）に記載のリニアライザにおいて、カーテシアンループの電源回路を制御する電源制御手段を具備し、前記電源制御手段と前記端子接続切断手段を制御する制御手段とを同期または所定の時間差にて制御する。
【発明の効果】
【００１７】
上記（１）に記載のリニアライザでは、ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでも、バーストタイミングに合わせて、ベースバンド信号入力端子とＤＣオフセット調整可能な端子とを電気的に接続または切断する端子接続切断手段を制御することで、変調器のベースバンド入力での、インパルス的なＤＣ電圧変化の発生を抑制し、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧することができる。
【００１８】
上記（２）に記載のリニアライザでは、カーテシアンループの電源回路を、ベースバンド信号入力端子とＤＣオフセット調整可能な端子とを電気的に接続または切断する端子接続切断手段を制御する制御手段を同期または所定の時間差にて制御することで、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧するだけではなく、非送信時の低消費電力化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカーテシアンループ方式のリニアライザの構成を示す回路図である。この図において、本実施の形態のカーテシアンループ方式のリニアライザは、負荷抵抗１と、半導体素子２と、ローカル信号差動入力端子３と、ベースバンド信号入力端子４と、電流源５と、ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源６と、ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源接続端子７と、変調波差動出力端子８と、変調器（変調手段）２８の主電源接続端子９と、スイッチ（端子接続切断手段）１０と、送信機制御装置（制御手段）２０と、スイッチ１０の制御信号２５から構成されている。
【００２１】
従来では、カーテシアンループ方式のリニアライザで送信系の可変利得アンプやパワーアンプの電源を切ると、図９の送信オフ区間のようにＤＣ電圧が大きくずれ、次の送信オン時に、図１０のようなスプリアスを出していたが、本実施の形態では、スイッチ１０を送信オフ区間に強制的にショート（電気的接続状態）にすることで、ベースバンド信号入力端子４は、調整後のＤＣ値に切り替えられてしまうため、図３のように送信オフ区間と送信オン区間のＤＣ電圧のズレは発生しない。すなわち、スペクトラムの拡がりは図４のように抑制される。
【００２２】
図２は、図１のカーテシアンループ方式のリニアライザを用いたカーテシアン歪補償送信機の構成例を示すブロック図である。なお、図２において、前述した図８と共通する構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。また、図２に示したカーテシアン歪補償送信機の構成例は、送信機制御装置２０より出力されるスイッチ１０の制御信号２５が変調器２８（スイッチ１０）に供給されるという点で図８のものとは異なっている。
【００２３】
このような本実施の形態のカーテシアンループ方式のリニアライザによれば、ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでも、バーストタイミングに合わせて、ベースバンド信号入力端子４とＤＣオフセット調整可能な端子７とを電気的に接続または切断するスイッチ１０を送信機制御装置２０で制御することで、変調器２８のベースバンド入力での、インパルス的なＤＣ電圧変化の発生を抑制し、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るカーテシアンループ方式のリニアライザの構成を示す回路図である。基本的な回路構成は図１と同じであるが、スイッチ１０を制御する制御信号に送信機制御装置２０より出力される可変利得アンプ電源用制御信号２３を使用しているところに違いがある。送信オフ区間にスイッチ１０が接続（オン）されるのに同期して、可変利得アンプの電源を切ることで、スペクトラムの拡がりを抑えつつ、送信時の消費電力を下げようとするものである。
【００２５】
図６は、図５のカーテシアンループ方式のリニアライザを用いたカーテシアン歪補償送信機の構成例を示すブロック図である。なお、図６において、前述した図８と共通する構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。また、図６に示したカーテシアン歪補償送信機の構成例は、送信機制御装置２０より出力される可変利得アンプ電源用制御信号２３が変調器２８（スイッチ１０）に供給されるという点で図８のものとは異なっている。
【００２６】
このような本実施の形態のカーテシアンループ方式のリニアライザによれば、カーテシアンループの全てもしくは一部の電源回路を、ベースバンド信号入力端子４とＤＣオフセット調整可能な端子７とを電気的に接続または切断する手段を制御する電源制御手段と同期または所定の時間差にて制御することで、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧するだけではなく、非送信時の低消費電力化を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、ＴＤＭＡ送信機のバースト送信の先頭区間などでも、バーストタイミングに合わせて、ベースバンド信号入力端子とＤＣオフセット調整可能な端子とを電気的に接続または切断する端子接続切断手段を制御することで、変調器のベースバンド入力での、インパルス的なＤＣ電圧変化の発生を抑制し、瞬間的な周波数軸上のスペクトラムの拡がりを抑圧することができるという効果を有し、カーテシアン歪補償送信機などに用いて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るカーテシアンループ方式のリニアライザの構成を示す回路図
【図２】図１のカーテシアンループ方式のリニアライザを用いたカーテシアン歪補償送信機の構成例を示すブロック図
【図３】本発明を用いた場合の変調器入力信号の時間変化を示す図
【図４】本発明を用いた場合の送信機出力（ＤＣ急変なし）を示す図
【図５】本発明の実施の形態２に係るカーテシアンループ方式のリニアライザの構成を示す回路図
【図６】図５のカーテシアンループ方式のリニアライザを用いたカーテシアン歪補償送信機の構成例を示すブロック図
【図７】従来のカーテシアンループ方式のリニアライザの構成を示す回路図
【図８】図７のカーテシアンループ方式のリニアライザを用いたカーテシアン歪補償送信機の構成例を示すブロック図
【図９】本発明を用いない場合の変調器入力信号の時間変化を示す図
【図１０】本発明を用いない場合の送信機出力（ＤＣ急変あり）を示す図
【符号の説明】
【００２９】
１  負荷抵抗
２  半導体素子
３  ローカル信号差動入力端子
４  ベースバンド信号入力端子
５  電流源
６  ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源
７  ＤＣオフセット調整用可変電圧ＤＣ電源接続端子
８  変調波差動出力端子
９  変調器の主電源接続端子
１０  スイッチ
２０  送信機制御装置
２１  ベースバンド信号発生器
２２  パワーアンプ電源用制御信号
２３  可変利得アンプ電源用制御信号
２４  送信系主電源
２５  スイッチ１０の制御信号
２６  パワーアンプ電源用スイッチ
２７  可変利得アンプ電源用スイッチ
２８  変調器
２９  加算器
３０  エラーアンプ
３１  減算器
３２  復調器
３３  可変減衰器
３４  可変利得アンプ
３５  パワーアンプ
３６  方向性結合器
３７  アイソレータ
３８  送受切替用高周波スイッチ
３９  アンテナ
４０  帰還系
【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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