(57)【要約】【課題】異なる周波数の送信出力制御を行う場合に、検波器の数を削減することで回路規模を低減し、かつ送信装置のコスト低減に寄与する高周波合成回路を提供する。【解決手段】増幅器５及び増幅器６は周波数信号の電力増幅を行う。合成器９は増幅器５及び増幅器６で増幅された信号を合成する。検波器８は合成器９の出力電力を測定する。減衰器３は増幅器５の入力電力を減衰させる。減衰器４は増幅器６の入力電力を減衰させる。制御器１２は検波器８の測定結果に基づいて減衰器３及び減衰器４の減衰量をそれぞれ制御する。【選択図】      図３
2006100981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の入力信号各々の電力を測定する電力検出方法であって、
前記電力検出方法は、
第１乃至第Ｍ（ＭはＮ以上の自然数）の合成電力測定工程と、個別電力算出工程とを含み、
前記第ｉ（ｉはＭ以下の自然数）の合成電力測定工程は、
前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力を各々Ｃｉｊ倍（ｊはＮ以下の自然数）した第１乃至第Ｎの調整信号に変換する工程と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号を合流した合成信号の電力を検出する電力検出工程とを含み、
前記個別電力算出工程は、前記第１乃至第Ｎの調整信号の電力の総和と前記合成信号の電力を等置して得られる第１乃至第Ｍの方程式を、前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力について解く工程を含み、
前記Ｃｉｊを成分とする行列が正則Ｎ次正方行列を包含することを特徴とする電力検出方法。
【請求項２】
前記Ｍが、Ｍ＝Ｎであることを特徴とする請求項１記載の電力検出方法。
【請求項３】
前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ≦１であることを特徴とする請求項１記載の電力検出方法。
【請求項４】
前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ＝１−α・δｉｊ  、［但しα≦１、δｉｊ＝１（ｉ＝ｊ），δｉｊ＝０（ｉ≠ｊ、またはｉ＝Ｎ）を示す］  であることを特徴とする請求項１記載の電力検出方法。
【請求項５】
前記αの値が、α＝０．５  であることを特徴とする請求項４記載の電力検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力検出方法により個別に検出した入力信号電力を制御する帰還制御ステップを備えたことを特徴とする電力制御方法。
【請求項７】
第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の入力信号の電力を各々Ｃｉｊ倍（ｊはＮ以下の自然数）した第１乃至第Ｎの調整信号に変換する電力調整手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号を合流した合成信号の電力を検出する電力検出手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号の電力の総和と前記合成信号の電力を等置して得られる第１乃至第Ｎの方程式を、前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力について解く個別電力算出手段とを含み、
前記Ｃｉｊを成分とする行列が正則Ｎ次正方行列を包含することを特徴とする電力検出回路。
【請求項８】
前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ≦１であることを特徴とする請求項７記載の電力検出回路。
【請求項９】
前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ＝１−α・δｉｊ  、［但しα≦１、δｉｊ＝１（ｉ＝ｊ），δｉｊ＝０（ｉ≠ｊ、またはｉ＝Ｎ）を示す］  であることを特徴とする請求項７記載の電力検出回路。
【請求項１０】
前記αの値が、α＝０．５  であることを特徴とする請求項９記載の電力検出回路。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載の電力検出回路の前記個別電力算出手段で得られる解にもとづき、前記第１乃至第Ｎの入力信号各々の電力を制御する個別電力制御手段とを備えたことを特徴とする電力制御回路。
【請求項１２】
第１の周波数信号電力と第２の周波数信号電力とを加算した周波数合成出力電力値Ａを記憶する第１の記憶ステップと；
前記第２の周波数信号電力を１／ｍ（ｍ＞１）に減衰し、前記周波数合成出力電力を検波して測定し、前記第１の周波数信号電力と前記第２の周波数信号電力の１／ｍとを加算した電力値Ｂを記憶する第２の記憶ステップと；
前記第２の周波数信号電力を、ｍ×（電力値Ａ−電力値Ｂ）の演算により測定する第１の電力値測定ステップと；
前記第１の周波数信号電力を、（電力値Ａ−測定した第２の周波数信号電力）の演算により測定する第２の電力値測定ステップと；
測定した前記第１及び第２の周波数信号電力の値とこれらの周波数信号電力に対する所望の設計値とを比較する比較ステップと；
この比較ステップでの比較結果により、前記第１及び第２の周波数信号に対応する減衰量を各々制御する減衰制御ステップと；
を備えたことを特徴とする高周波合成回路の電力制御方法。
【請求項１３】
周波数の異なる複数の周波数信号を送信する送信装置と制御装置とを備え、
前記送信装置は、
前記周波数の異なる複数の周波数信号を生成する信号発生回路と、この信号発生回路から供給された前記周波数の異なる複数の周波数信号をそれぞれ入力し、これら周波数信号を合成して出力する高周波合成回路とを有し、
前記高周波合成回路は、
第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の入力信号各々の電力を制御し、
前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力を各々Ｃｉｊ倍（ｊはＮ以下の自然数）した第１乃至第Ｎの調整信号に変換する電力調整手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号を合流した合成信号の電力を検出する電力検出手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号の電力の総和と前記合成信号の電力を等置して得られる第１乃至第Ｎの方程式を、前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力について解く個別電力算出手段と、
前記個別電力算出手段で得られる解にもとづき、前記第１乃至第Ｎの入力信号各々の電力を制御する個別電力制御手段とを含み、
前記Ｃｉｊを成分とする行列が正則Ｎ次正方行列を包含することを特徴とし、
前記制御装置は、前記高周波合成回路の出力電力の調整を開始させる電力調整指示信号を前記信号発生回路に送出し、前記送信装置全体の動作を制御することを特徴とする送信システム。
【請求項１４】
前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ≦１であることを特徴とする請求項１３記載の送信システム。
【請求項１５】
前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ＝１−α・δｉｊ  、［但しα≦１、δｉｊ＝１（ｉ＝ｊ），δｉｊ＝０（ｉ≠ｊ、またはｉ＝Ｎ）を示す］  であることを特徴とする請求項１３記載の送信システム。
【請求項１６】
前記αの値が、α＝０．５  であることを特徴とする請求項１５記載の送信システム。
【請求項１７】
前記信号発生回路は、
運用に必要な周波数の異なる複数の周波数信号を生成するベースバンド器と、前記高周波合成回路に対する周波数の異なる複数の周波数信号の各々の出力／停止を制御するオンオフ制御器と、このオンオフ制御器からの第１の制御信号にしたがって前記高周波合成回路へ第１の周波数信号を供給する第１の切替器と、前記オンオフ制御器からの第２の制御信号にしたがって前記高周波合成回路へ第２の周波数信号を供給する第２の切替器とを有したことを特徴とする請求項１３、１４、１５又は１６記載の送信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムに関し、特に移動体通信に用いられる送信機において、異なる周波数の高周波信号を合成し、各々の周波数の送信出力制御を行う高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動体通信システムでは、無線基地局と該無線基地局の通信エリア内に位置する複数の移動端末局（携帯電話機や自動車電話等）との間で無線通信が行われ、各移動端末局に対して通話やデータ通信サービス等が提供される。
【０００３】
無線基地局と移動端末局間の通信方式には様々な方式があるが、周波数の異なる複数の電波（搬送波）を用い、各移動端末局に対して異なる周波数を割り当てて通信を行うマルチキャリア伝送方式が知られている。
【０００４】
このマルチキャリア伝送方式を採用する移動体通信システムの無線基地局は、送信装置に、各移動端末局へ送信する複数の周波数信号（変調波）を合成するための高周波合成回路を用いる。また、送信装置は、自局の通信エリア内で予め実施したフィールド試験結果等にもとづく設計値に等しいように、かつ各周波数信号のバランスがとれるように各々の送信電力を制御する必要がある。これは特に、送信電力過多は電波法に違反することになるからである。
【０００５】
従来の移動体通信に用いられる送信機は、異なる周波数（例えば、ｆ１、ｆ２）毎に検波器、制御器が必要なため回路規模が増大していた。
【０００６】
図５は従来の高周波合成回路を示すブロック図であり、周波数の異なる２つの周波数信号（周波数ｆ１、ｆ２）を合成する。
【０００７】
従来の高周波合成回路３２０は、増幅器１０５、１０６と、増幅器１０５、１０６で増幅された信号を合成する合成器１０９と、増幅器１０５の出力電力を測定する検波器１０７と、増幅器１０６の出力電力を測定する検波器１０８とを有している。
【０００８】
さらに、増幅器１０５の入力電力を減衰させる減衰器１０３と、増幅器１０６の入力電力を減衰させる減衰器１０４とを有している。さらにまた、検波器１０７の測定結果に基づいて減衰器１０３の減衰量を制御する制御器１１１と、検波器１０８の測定結果に基づいて減衰器１０４の減衰量を制御する制御器１１２とを有する構成である。
【０００９】
入力端子１０１を介して、周波数信号（周波数ｆ１）が減衰器１０３に入力され、入力端子１０２を介して、周波数信号（周波数ｆ２）が減衰器１０４に入力される。また、合成器１０９の出力信号は出力端子１１０を介して出力される。
【００１０】
検波器１０７は、増幅器１０５の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を制御器１１１に出力する。また、検波器１０８は、増幅器１０６の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を制御器１１２に出力する。
【００１１】
減衰器１０３は、制御器１１１からの制御信号にしたがって増幅器１０５の入力電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器である。減衰器１０４は、制御器１１２からの制御信号にしたがって増幅器１０６の入力電力を減衰させる電圧制御型の可変減衰器である。
【００１２】
合成器１０９は、入力される第１の周波数信号（周波数ｆ１）及び第２の周波数信号（周波数ｆ２）の電力をそれぞれ半減（入力電力の１／２）して出力する。合成器１０９には、周囲の環境変化（温度変化や経年変化）に対してロス（減衰量）が固定値で維持され、かつ周波数に対する変換偏差が少ない、例えばウイルキンソン型の高周波合成器が用いられる。
【００１３】
増幅器１０５及び増幅器１０６には、例えばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）を有する高周波増幅回路が用いられる。これらの増幅器は、その回路構成を工夫することである程度特性を改善できるが、通常、周囲の環境変化に応じて利得（ゲイン）が大きく変動する。従って、増幅器１０５及び増幅器１０６の利得変動によって合成器１０９の出力電力が変動し、高周波合成回路３２０を有する送信装置の送信電力も変動してしまう。
【００１４】
この送信電力変動を抑えるために高周波合成回路３２０は、増幅器１０５及び増幅器１０６の出力電力を検波器１０７及び検波器１０８を用いて測定する。その後、それらの値が所望の設計値に等しくなるように制御器１１１により減衰器１０３の減衰量を制御し、制御器１１２により減衰器１０４の減衰量を制御することで、高周波合成回路３２０からの総出力電力を所望の設計値に維持している。
【００１５】
また従来の高周波合成回路及び送信装置は、複数のキャリアを使用するマルチキャリア方式の多重無線装置において、制御回路は高出力増幅器の出力側の検波器出力電圧と可変減衰器入力側の合成器出力側の検波器出力電圧との比較から制御電圧を発生する。この制御電圧にもとづき、可変減衰器により減衰量を変化させ、合成器出力端から高出力増幅器出力端までの電力増幅部の利得が一定になるように制御している（例えば、特許文献１参照。）。
【００１６】
【特許文献１】特開平３−２５４２３６号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述した従来の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、各増幅器の出力電力をそれぞれ測定するための検波器が必要なので、より多くの移動端末局と無線基地局間の通信を実現する構成では検波器の数がさらに増えてしまうという欠点を有している。
【００１８】
また、検波器の増加に伴って制御器の数あるいは回路規模が増大するため、送信装置のコストが上昇するという欠点を有している。
【００１９】
さらにまた、高出力増幅器を使用しているためパッケージサイズの大型化や発熱量による放熱材が必要なため、回路規模が増大するという欠点を有している。
【００２０】
本発明の目的は、回路規模を低減し、かつ送信装置のコスト低減に寄与する高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、
第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の入力信号各々の電力を測定する電力検出方法であって、
前記電力検出方法は、
第１乃至第Ｍ（ＭはＮ以上の自然数）の合成電力測定工程と、個別電力算出工程とを含み、
前記第ｉ（ｉはＭ以下の自然数）の合成電力測定工程は、
前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力を各々Ｃｉｊ倍（ｊはＮ以下の自然数）した第１乃至第Ｎの調整信号に変換する工程と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号を合流した合成信号の電力を検出する電力検出工程と、
を含み、
前記個別電力算出工程は、前記第１乃至第Ｎの調整信号の電力の総和と前記合成信号の電力を等置して得られる第１乃至第Ｍの方程式を、前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力について解く工程を含み、
前記Ｃｉｊを成分とする行列が正則Ｎ次正方行列を包含することを特徴としている。
【００２２】
また、前記Ｍが、Ｍ＝Ｎであることを特徴としている。
【００２３】
さらに、前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ≦１であることを特徴としている。
【００２４】
さらにまた、前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ＝１−α・δｉｊ  、［但しα≦１、δｉｊ＝１（ｉ＝ｊ），δｉｊ＝０（ｉ≠ｊ、またはｉ＝Ｎ）を示す］  であることを特徴としている。
【００２５】
前記αの値が、α＝０．５  であることを特徴としている。
【００２６】
また、個別に検出した入力信号電力を制御する帰還制御ステップを備えたことを特徴としている。
【００２７】
本発明の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、
第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の入力信号の電力を各々Ｃｉｊ倍（ｊはＮ以下の自然数）した第１乃至第Ｎの調整信号に変換する電力調整手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号を合流した合成信号の電力を検出する電力検出手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号の電力の総和と前記合成信号の電力を等置して得られる第１乃至第Ｎの方程式を、前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力について解く個別電力算出手段とを含み、
前記Ｃｉｊを成分とする行列が正則Ｎ次正方行列を包含することを特徴としている。
【００２８】
また、前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ≦１であることを特徴としている。
【００２９】
さらに、前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ＝１−α・δｉｊ  、［但しα≦１、δｉｊ＝１（ｉ＝ｊ），δｉｊ＝０（ｉ≠ｊ、またはｉ＝Ｎ）を示す］  であることを特徴としている。
【００３０】
前記αの値が、α＝０．５  であることを特徴としている。
【００３１】
また、前記個別電力算出手段で得られる解にもとづき、前記第１乃至第Ｎの入力信号各々の電力を制御する個別電力制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００３２】
本発明の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、
第１の周波数信号電力と第２の周波数信号電力とを加算した周波数合成出力電力値Ａを記憶する第１の記憶ステップと；
前記第２の周波数信号電力を１／ｍ（ｍ＞１）に減衰し、前記周波数合成出力電力を検波して測定し、前記第１の周波数信号電力と前記第２の周波数信号電力の１／ｍとを加算した電力値Ｂを記憶する第２の記憶ステップと；
前記第２の周波数信号電力を、ｍ×（電力値Ａ−電力値Ｂ）の演算により測定する第１の電力値測定ステップと；
前記第１の周波数信号電力を、（電力値Ａ−測定した第２の周波数信号電力）の演算により測定する第２の電力値測定ステップと；
測定した前記第１及び第２の周波数信号電力の値とこれらの周波数信号電力に対する所望の設計値とを比較する比較ステップと；
この比較ステップでの比較結果により、前記第１及び第２の周波数信号に対応する減衰量を各々制御する減衰制御ステップと；
を備えたことを特徴としている。
【００３３】
本発明の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、
周波数の異なる複数の周波数信号を送信する送信装置と制御装置とを備え、
前記送信装置は、
前記周波数の異なる複数の周波数信号を生成する信号発生回路と、この信号発生回路から供給された前記周波数の異なる複数の周波数信号をそれぞれ入力し、これら周波数信号を合成して出力する高周波合成回路とを有し、
前記高周波合成回路は、
第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の入力信号各々の電力を制御し、
前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力を各々Ｃｉｊ倍（ｊはＮ以下の自然数）した第１乃至第Ｎの調整信号に変換する電力調整手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号を合流した合成信号の電力を検出する電力検出手段と、
前記第１乃至第Ｎの調整信号の電力の総和と前記合成信号の電力を等置して得られる第１乃至第Ｎの方程式を、前記第１乃至第Ｎの入力信号の電力について解く個別電力算出手段と、
前記個別電力算出手段で得られる解にもとづき、前記第１乃至第Ｎの入力信号各々の電力を制御する個別電力制御手段とを含み、
前記Ｃｉｊを成分とする行列が正則Ｎ次正方行列を包含することを特徴とし、
前記制御装置は、前記高周波合成回路の出力電力の調整を開始させる電力調整指示信号を前記信号発生回路に送出し、前記送信装置全体の動作を制御することを特徴としている
。
【００３４】
また、前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ≦１であることを特徴としている。
【００３５】
さらに、前記Ｃｉｊが、Ｃｉｊ＝１−α・δｉｊ  、［但しα≦１、δｉｊ＝１（ｉ＝ｊ），δｉｊ＝０（ｉ≠ｊ、またはｉ＝Ｎ）を示す］  であることを特徴としている。
【００３６】
前記αの値が、α＝０．５  であることを特徴としている。
【００３７】
前記信号発生回路の具体例では、
運用に必要な周波数の異なる複数の周波数信号を生成するベースバンド器と、前記高周波合成回路に対する周波数の異なる複数の周波数信号の各々の出力／停止を制御するオンオフ制御器と、このオンオフ制御器からの第１の制御信号にしたがって前記高周波合成回路へ第１の周波数信号を供給する第１の切替器と、前記オンオフ制御器からの第２の制御信号にしたがって前記高周波合成回路へ第２の周波数信号を供給する第２の切替器とを有したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、周波数の異なる複数の周波数信号に対応する減衰量を制御し、これら減衰量を制御した周波数信号を合成し、この合成出力信号の検波出力により、周波数の異なる複数の周波数信号単位で減衰制御を行い、周波数の異なる複数の周波数信号毎の出力電力が測定できるので、検波器の数を削減することができる。従って、周波数合成回路の回路規模が低減され、高周波合成回路及びそれを備えた送信装置のコストを低減できるという効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４０】
図１は本発明の送信システムの一つの実施の形態を示すシステムブロック図である。
【００４１】
なお、図１に示す送信システムは周波数の異なる２つの周波数信号（周波数ｆ１、周波数ｆ２）を合成して送信する構成であり、移動体通信システムの無線基地局に用いている例を示す。
【００４２】
図１に示す本実施の形態は、送信装置３１と制御装置３４とを備えている。
【００４３】
送信装置３１は、周波数の異なる複数の周波数ｆ１信号２８および周波数ｆ２信号２９を生成し、出力端子２５，２６から出力する信号発生回路３３を有している。さらに、信号発生回路３３から供給された周波数ｆ１信号２８および周波数ｆ２信号２９をそれぞれ入力端子１、入力端子２から入力し、これら周波数信号を合成して出力端子１０から出力する高周波合成回路３２を有している。
【００４４】
また、制御装置３４は、プロセッサ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ，ＤＳＰ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）や論理回路等で構成された処理装置である。制御装置３４は、高周波合成回路３２の出力電力の調整を開始させるための電力調整指示信号２７の送出および予め設定された障害発生時の処理（障害処理）等を含み、送信装置３１全体の動作を制御する。
【００４５】
なお、高周波合成回路３２の出力端子１０から出力される合成後の周波数信号はアンテナ装置（図示せず）を介して各移動端末局へ向けて送信される。
【００４６】
図２は図１の送信装置の複数周波数信号を合成する高周波合成回路の一構成例を示すブロック図である。
【００４７】
図２に示すように、高周波合成回路３２は、電力増幅を行う複数の増幅器５ａ、増幅器５ｂ、増幅器５ｎと、増幅器５ａ，５ｂ，５ｎで増幅された信号を合成する合成器９とを有している。さらに、合成器９の出力電力を測定する検波器８と、増幅器５ａの入力電力を減衰させる減衰器３ａと、増幅器５ｂの入力電力を減衰させる減衰器３ｂと、増幅器５ｎの入力電力を減衰させる減衰器３ｎとを有している。さらにまた、検波器８の測定結果に基づいて減衰器３ａ，３ｂ，３ｎの減衰量をそれぞれ制御する制御器１２とを有している。
【００４８】
入力端子１を介して周波数ｆ１信号２８ａが減衰器３ａに入力され、入力端子２を介して周波数ｆ２信号２８ｂが減衰器３ｂに入力され、入力端子ｎを介して周波数ｆｎ信号２８ｎが減衰器３ｎに入力される。減衰器３ａ，３ｂ，３ｎは電圧制御型の可変減衰器であり、制御器１２が出力する制御信号１５ａにしたがって増幅器５ａへ入力する周波数ｆ１信号２８ａの電力を減衰させる。同様に、減衰器３ｂは電圧制御型の可変減衰器であり、制御器１２が出力する制御信号１５ｂにしたがって増幅器５ｂへ入力する周波数ｆ２信号２８ｂの電力を減衰させる。さらに同様に、減衰器３ｎは電圧制御型の可変減衰器であり、制御器１２が出力する制御信号１５ｎにしたがって増幅器５ｎへ入力する周波数ｆｉ信号２８ｎの電力を減衰させる。
【００４９】
また、合成器９は、入力される周波数ｆ１信号２８ａ、周波数ｆ２信号２８ｂ、周波数ｆｉ信号２８ｎの電力をそれぞれ合成して出力する。合成器９には、周囲の環境変化（温度変化や経年変化）に対してロス（減衰量）が固定値で維持され、かつ周波数に対する変換偏差が少ない、例えばウイルキンソン型の高周波合成器が用いられる。合成器９による合成後の出力信号は、出力端子１０を介して出力される。
【００５０】
検波器８は、合成器９の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を検波出力１４として制御器１２に出力する。
【００５１】
増幅器５ａ，５ｂ，５ｎには、例えばＭＯＳＦＥＴを有する高周波増幅回路が用いられる。これらの増幅回路は、回路構成を工夫することである程度利得特性を改善できるが、通常、周囲の環境変化（例えば、温度変化、経年変化）に応じて利得（ゲイン）が大きく変動する。
【００５２】
図２では、複数の周波数ｆｉの電力をＰｉ、各々の周波数に対する減衰器の減衰量をＣｉｊ、周波数合成器の出力電力を検波器にて測定した測定値をＡｊとすると、
【００５３】
【数１】
2006100981.tif 000003
【００５４】
の行列方程式の関係を満たす。
減衰量を示すＣｉｊの行列要素を制御することで、個々の周波数電力Ｐｉを測定できる。これは行列Ｃｉｊが正則条件を満たす場合、Ｐｉが求められるからである。
【００５５】
ここで一例として、制御器１２の演算手順を、入力周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３・・・ｆｉに対応してｎ＝ｉ個の減衰器、ｎ＝ｉ個の増幅器について記す。
ａ．合成器９の出力電力を検波器８にて測定し、Ａ１として記憶する。
（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力）＋（Ｐ３電力）＋・・＋（Ｐｉ電力）＝Ａ１
ｂ．２番目の減衰器（ｉ＝２）にて２番目の増幅器（ｉ＝２）の入力電力を半減（１／２）し、合成器９の出力電力を検波器８にて測定し、Ａ２として記憶する。
（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力／２）＋（Ｐ３電力）＋・・＋（Ｐｉ電力）＝Ａ２
ｃ．同様に、３番目の減衰器（ｉ＝３）にて３番目の増幅器（ｉ＝３）の入力電力を半減し、合成器９の出力電力を検波器８にて測定し、Ａ３として記憶する。
（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力）＋（Ｐ３電力／２）＋・・＋（Ｐｉ電力）＝Ａ３
ｄ．以下同様に、ｉ番目の減衰器（ｉ＝ｉ）にてｉ番目の増幅器（ｉ＝ｉ）の入力電力を半減し、合成器９の出力電力を検波器８にて測定し、Ａｉとして記憶する。
（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力）＋（Ｐ３電力）＋・・＋（Ｐｉ電力／２）＝Ａｉ
ｅ．上述のａ項〜ｄ項の式はｉ行ｉ列の方程式であり、Ｐ１電力、Ｐ２電力、Ｐ３電力、Ｐｉ電力について解が求まるので、Ｐ１電力、Ｐ２電力、Ｐ３電力、Ｐｉ電力を測定することができる。
ｆ．Ｐ１電力、Ｐ２電力、Ｐ３電力、Ｐｉ電力の所望の設計値と測定値を比較する。比較結果により、ｉ個の減衰器の減衰量を制御する。
【００５６】
増幅器５ａ，５ｂ，５ｎの利得が変動すると、高周波合成回路３２の出力電力が変動し、送信装置３１の送信電力も変動することになる。
【００５７】
なお、上述のａ〜ｅ項で、入力電力を半減（１／２）した場合を説明しているが、必ずしも１／２に制限されるものではない。
【００５８】
図３は図２の高周波合成回路で、２周波数信号を合成する場合の高周波合成回路を示すブロック図である。
【００５９】
図３の高周波合成回路３２は、電力増幅を行う増幅器５及び増幅器６と、増幅器５及び増幅器６で増幅された信号を合成する合成器９とを有している。さらに、合成器９の出力電力を測定する検波器８と、増幅器５の入力電力を減衰させる減衰器３と、増幅器６の入力電力を減衰させる減衰器４と、検波器８の測定結果にもとづいて減衰器３及び減衰器４の減衰量をそれぞれ制御する制御器１２とを有している。
【００６０】
入力端子１を介して周波数ｆ１信号２８が減衰器３に入力され、入力端子２を介して周波数ｆ２信号２９が減衰器４に入力される。減衰器３は電圧制御型の可変減衰器であり、制御器１２が出力する制御信号１５にしたがって増幅器５へ入力する周波数ｆ１信号２８の電力Ｐ１を減衰させる。同様に、減衰器４は電圧制御型の可変減衰器であり、制御器１２が出力する制御信号１６にしたがって増幅器６へ入力する周波数ｆ２信号２９の電力Ｐ２を減衰させる。合成器９は、入力される周波数ｆ１信号２８の電力Ｐ１及び周波数ｆ２信号２９の電力Ｐ２をそれぞれ合成して出力する。合成器９による合成後の出力信号は、出力端子１０を介して出力される。検波器８は、合成器９の出力信号を検波することで、出力電力に比例する電圧を検波出力として制御器１２に出力する。
【００６１】
図４は図１の送信装置の信号発生回路の一構成例を示すブロック図である。
【００６２】
図４に示すように、信号発生回路３３は、送信装置３１の運用に必要な周波数の異なる周波数ｆ１信号２８、周波数ｆ２信号２９を生成するベースバンド器２１を有している。また、図３の高周波合成回路３２に対する周波数ｆ１信号２８および周波数ｆ２信号２９の出力／停止をそれぞれ制御するオンオフ制御器２４を有している。さらにオンオフ制御器２４からの制御信号４１にしたがって図３の高周波合成回路３２へ周波数ｆ１信号２８を供給する切替器２２を有している。さらにまた、オンオフ制御器２４からの制御信号４２にしたがって高周波合成回路３２へ周波数ｆ２信号２９を供給する切替器２３を有している。
【００６３】
次に、２周波数の場合を想定しｎ＝ｉ＝２として、図１、図３および図４を用いて具体的な数値例により、本実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【００６４】
以下では、高周波合成回路３２の周波数ｆ１信号２８の出力電力（設計値）Ｐ１が１０．０Ｗであり、周波数ｆ２信号２９の出力電力（設計値）Ｐ２が２０．０Ｗとして説明する。
【００６５】
電力調整指示信号２７が制御装置３４から送信装置３１の信号発生回路３３に送信されると、まず信号発生回路３３はオンオフ制御器２４により切替器２２及び切替器２３を動作させる。オンオフ制御器２４は切替器２２及び切替器２３をそれぞれ制御信号４１、４２により周波数信号がスルーに出力されるように設定して、周波数ｆ１信号２８及び周波数ｆ２信号２９を高周波合成回路３２に出力する。
【００６６】
高周波合成回路３２の制御器１２は、合成器９の出力信号を検波器８により検波し、合成器９の出力電力を測定する。ここでは、増幅器５及び増幅器６の利得がそれぞれ変動することで出力電力の測定値が３０．０Ｗであったとする。制御器１２は、この値を記憶（仮に、”メモリ１”と記す）する。
【００６７】
続いて、制御器１２は、減衰器４に対して現時点の減衰量より３ｄＢ多く減衰させる。制御器１２は、再び合成器９の出力信号を検波器８により検波し、合成器９の出力電力を測定する。ここでは、出力電力の測定値が２１．０Ｗであったとする。制御器１２は、この値を記憶（仮に、”メモリ２”と記す）する。
【００６８】
制御器１２は、これらの値により（１）式から、周波数ｆ１信号２８の電力Ｐ１及び周波数ｆ２信号２９の電力Ｐ２を測定する。所定の演算により、メモリ１およびメモリ２の値は次の値になる。
・（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力）＝メモリ１＝３０．０Ｗ
・（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力／２）＝メモリ２＝２１．０Ｗ
すなわち、（１）式から（２）式の行列方程式が得られ、［Ｃｉｊ］は正則条件を満たすので、Ｐ１，Ｐ２の値が求められる。
【００６９】
【数２】
2006100981.tif 000004
【００７０】
（２）式より、Ｐ２電力およびＰ１電力は下記の通り、各々の現在の電力が測定される。
・Ｐ２電力＝２×（メモリ１−メモリ２）＝２×９．０＝１８．０Ｗ
・Ｐ１電力＝メモリ１−Ｐ２電力＝３０．０−１８．０＝１２．０Ｗ
制御器１２は、測定値が所望の設計値と一致するように減衰器３及び減衰器４の減衰量を制御する。周波数ｆ１に対して所望の設計値は１０．０Ｗであり、周波数ｆ２に対して所望の設計値は２０．０Ｗなので、
・Ｐ１電力＝１２．０Ｗ−１０．０Ｗ  となる。
【００７１】
従って、周波数ｆ１は、設計値よりも２Ｗ高く出力されている。
【００７２】
また、ｆ２に対しては、
・Ｐ２電力＝１８．０Ｗ−２０．０Ｗ  となる。
【００７３】
よって、周波数ｆ２は、設計値よりも２Ｗ低く出力されている。
【００７４】
従って、制御器１２は、制御信号１５により減衰器３に対して、現在の減衰量よりも２Ｗ多く減衰させる。また、制御器１２は、制御信号１６により減衰器４に対して、現在の減衰量よりも２Ｗ少なく減衰させることになる。つまり減衰量を２Ｗアップさせる。
【００７５】
なお、減衰器３、減衰器４は、増幅器等の想定されるゲイン変動を考慮して基準減衰量を設定し、この基準減衰量に対して加減衰制御することもできる。
【００７６】
以上の動作により、高周波合成回路３２の周波数ｆ１信号２８の出力電力Ｐ１および周波数ｆ２信号２９の出力電力Ｐ２を所望の設計値に設定できることになる。
【００７７】
上述の具体例の演算手順をまとめると下記ａ〜ｆのようになる。
ａ．合成器９の出力電力を検波器８にて測定し、メモリ１として記憶する。
（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力）＝メモリ１・・・Ａ
ｂ．減衰器４にて増幅器６の入力電力を半減し、合成器９の出力電力を検波器８にて測定し、メモリ２として記憶する。
（Ｐ１電力）＋（Ｐ２電力／２）＝メモリ２・・・Ｂ
ｃ．Ｐ２電力を測定する。
Ｐ２電力＝２×（Ａ−Ｂ）＝２×（メモリ１−メモリ２）
ｄ．Ｐ１電力を測定する。
Ｐ１電力＝メモリ１−Ｐ２電力
ｅ．所望の設計値と測定値を比較する。
ｆ．比較結果により、減衰器３及び減衰器４の減衰量を制御する。
【００７８】
なお、ｂ項の操作は減衰器３にて増幅器５の入力電力を半減してもよい。
【００７９】
増幅器５及び増幅器６の利得が変動すると、高周波合成回路３２の出力電力が変動し、送信装置３１の送信電力も変動することになる。
【００８０】
なお、減衰器の減衰量を１／２（３ｄＢの減衰）に設定したが、これに限定されるものでなく、任意の減衰量あるいは任意の増加量でも同様である。
【００８１】
上述の通り、本発明の高周波合成回路及びこれを用いた電力検出方法、電力制御方法並びに送信システムは、制御器により複数の周波数に対応する減衰器を２段階に制御して各々の検波電力を計算する。すなわち、第１段階で検波器を用いて合成器の出力電力を測定して記憶する。
【００８２】
第２段階で２番目の減衰器を３ｄＢ減衰させ、検波器を用いて合成器の出力電力を測定して記憶し、逐次残りの減衰器を３ｄＢ減衰させ、検波器を用いて合成器の出力電力を測定して記憶する。第１および第２段階の各々の測定値を用いて演算を実行する。この演算により、周波数の異なる複数の周波数信号毎の出力電力を測定できるので、検波器の数を減らすことができる。従って、周波数合成回路の回路規模が低減され、高周波合成回路及びそれを備えた送信装置のコストを低減できる効果を有している。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、携帯、自動車等の移動体を対象とする移動体通信基地局送信機に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の送信システムの一つの実施の形態を示すシステムブロック図である。
【図２】図１の送信装置の複数周波数信号を合成る高周波合成回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の高周波合成回路で２周波数の信号を合成する場合の高周波合成回路を示すブロック図である。
【図４】図１の送信装置の信号発生回路の一構成例を示すブロック図である。
【図５】従来の高周波合成回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，２，ｎ    入力端子
３，３ａ，３ｂ，３ｎ    減衰器
４    減衰器
５，５ａ，５ｂ，５ｎ    増幅器
６    増幅器
８    検波器
９    合成器
１０    出力端子
１２    制御器
１４    検波出力
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｎ    制御信号
１６    制御信号
２１    ベースバンド器
２２，２３    切替器
２４    オンオフ制御器
２５，２６    出力端子
２７    電力調整指示信号
２８，２８ａ    周波数ｆ１信号
２８ｂ    周波数ｆ２信号
２８ｎ    周波数ｆｎ信号
２９    周波数ｆ２信号
３１    送信装置
３２    高周波合成回路
３３    信号発生回路
３４    制御装置
４１    制御信号
４２    制御信号
１０１，１０２    入力端子
１０３，１０４    減衰器
１０５，１０６    増幅器
１０７，１０８    検波器
１０９    合成器
１１０    出力端子
１１１，１１２    制御器
【図１】
2006100981.tif 000005
【図２】
2006100981.tif 000006
【図３】
2006100981.tif 000007
【図４】
2006100981.tif 000008
【図５】
2006100981.tif 000009