(57)【要約】【課題】広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力する送信回路を提供する。【解決手段】信号生成部１１は、振幅信号と位相信号とを生成する。角度変調部１２は、位相信号を角度変調して、角度変調信号として出力する。レギュレータ１４は、可変利得増幅部１８を介して振幅信号が入力され、振幅信号の大きさに応じて制御された電圧を振幅変調部１５に供給する。振幅変調部１５は、角度変調信号を振幅変調して、変調信号として、可変減衰部１６に出力する。制御部１９は、電力情報が所定のしきい値よりも小さいときに、可変利得増幅部１８に利得を大きくし、可変減衰部１６の減衰量を大きくする。【選択図】図１Ａ
2008539601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるデータに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路であって、
前記データを信号処理することによって得られる振幅成分および位相成分に基づいて、振幅信号および位相信号を生成する信号生成部と、
前記振幅信号を制御された利得で増幅又は減衰する可変利得増幅部と、
前記可変利得増幅部から出力された振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、
前記位相信号を角度変調して、角度変調信号として出力する角度変調部と、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号とし、前記変調信号を制御された減衰量で減衰して、送信信号として出力する振幅変調部と、
出力すべき送信信号の電力の大きさを示す電力情報が入力され、当該電力情報に基づいて、前記可変利得増幅部の利得、及び前記振幅変調部の減衰量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電力情報の値と１つ以上のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて、前記可変利得増幅部に設定する利得と、前記振幅変調部に設定する減衰量とを決定することを特徴とする、送信回路。
【請求項２】
前記振幅変調部は、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、前記変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
前記変調信号を制御された減衰量で減衰して、送信信号として出力する可変減衰部とを含み、
前記制御部は、前記電力情報の値が所定のしきい値よりも小さい場合に、前記可変利得増幅部に所定の利得を設定すると共に、前記可変減衰部に所定の減衰量を設定することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項３】
前記可変減衰部に設定される減衰量と、前記可変利得増幅部に設定される利得とが、前記電力情報の値に応じて登録されたルックアップテーブルをさらに備え、
前記可変減衰部に設定される減衰量と、前記可変利得増幅部に設定される利得とは互いに比例する関係にあり、
前記制御部は、前記ルックアップテーブルに基づいて、前記可変減衰部に設定する減衰量と、前記可変利得増幅部に設定する利得とを決定することを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項４】
前記可変利得増幅部は、
入力された信号を特定の利得で増幅して出力する１つ以上の増幅器と、
前記増幅器の接続を切り替える複数のスイッチとを含み、
前記可変減衰部は、
入力された信号を特定の減衰量で減衰して出力する１つ以上の減衰器と、
前記減衰器の接続を切り替える複数のスイッチとを含み、
前記制御部は、
前記電力情報の値と１つ以上のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて、前記可変利得増幅部のスイッチと、前記可変減衰部のスイッチとを切り替えることを特徴とする、請求項２に記載の送信回路。
【請求項５】
前記振幅変調部は、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第２の振幅変調部と、
前記レギュレータと、前記第１の振幅変調部又は前記第２の振幅変調部との接続を切り替える複数のスイッチとを含み、
前記第１の振幅変調部よりも前記第２の振幅変調部の方が最大出力が大きく、
前記制御部は、
前記電力情報の値が所定のしきい値よりも小さい場合に、前記可変利得増幅部の利得を大きくすると共に、前記第１の振幅変調部が使用されるように、前記複数のスイッチの接続を切り替え、
前記電力情報の値が所定のしきい値以上である場合に、前記可変利得増幅部の利得を小さくすると共に、前記第２の振幅変調部が使用されるように、前記第複数のスイッチの接続を切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項６】
前記振幅変調部は、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第１の振幅変調部と、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第２の振幅変調部と、
前記レギュレータと前記第１の振幅変調部との接続を切り替えるスイッチと、
前記角度変調信号を、前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部とに分配する分配部と、
前記第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部から出力された変調信号を合成して、送信信号として出力する合成部とを備え、
前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部との最大出力は等しく、
前記制御部は、
前記電力情報の値が所定のしきい値よりも小さい場合に、前記可変利得増幅部の利得を大きくすると共に、前記レギュレータと前記第１の振幅変調部とが切断されるように前記スイッチの接続を切り替え、
前記電力情報の値が所定のしきい値以上である場合に、前記可変利得増幅部の利得を小さくすると共に、前記レギュレータと前記第１の振幅変調部とが接続されるように前記スイッチの接続を切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項７】
入力された信号を電力に変換して、前記レギュレータに供給する電力再利用部をさらに備え、
前記分配部は、前記角度変調信号を前記第１の振幅変調部と前記第２の振幅変調部とに均等に分配する第１の方向性結合器であり、
前記合成部は、前記第１の振幅変調部及び前記第２の振幅変調部から出力された変調信号を合成して出力するか、あるいは分配して出力する第２の方向性結合器であり、
前記第２の方向性結合器は、
前記第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部が共に動作している場合は、前記第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部から出力された変調信号を合成して、送信信号として出力し、
前記第２の振幅変調部のみが動作している場合は、前記第２の振幅変調部から出力された変調信号を均等に分配し、一方の信号を送信信号として出力し、他方の信号を前記電力再利用部に出力することを特徴とする、請求項６に記載の送信回路。
【請求項８】
前記レギュレータは、シリーズレギュレータであることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項９】
前記レギュレータは、スイッチングレギュレータであることを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項１０】
前記レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを含み、
前記スイッチングレギュレータは、前記電力情報が入力され、前記電力情報によって制御された電圧を前記シリーズレギュレータに供給し、
前記シリーズレギュレータは、前記スイッチングレギュレータから供給された電圧を用いて、前記可変利得増幅部から出力された振幅信号の大きさに応じて制御された電圧を前記振幅変調部に供給することを特徴とする、請求項１に記載の送信回路。
【請求項１１】
入力されるデータに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路であって、
前記データを信号処理することによって得られる振幅成分および位相成分に基づいて、振幅信号および角度変調信号を生成する信号生成部と、
前記振幅信号を制御された利得で増幅又は減衰する可変利得増幅部と、
前記可変利得増幅部から出力された振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、
前記角度変調信号を前記レギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号とし、前記変調信号を制御された減衰量で減衰して、送信信号として出力する振幅変調部と、
出力すべき送信信号の電力の大きさを示す電力情報が入力され、当該電力情報に基づいて、前記可変利得増幅部の利得、及び前記振幅変調部の減衰量を制御する制御部とを備え、
前記信号生成部は、
前記データを信号処理することによって、直交データであるＩ，Ｑ信号からなるベースバンド信号を生成する直交信号生成部と、
前記Ｉ，Ｑ信号をベクトル変調するベクトル変調部と、
前記ベクトル変調部から出力された信号の包絡線成分を検波して、当該検波した包絡線成分を前記振幅信号として出力する包絡線検波部と、
前記ベクトル変調部から出力された信号の包絡線を所定の大きさに制限して、大きさが制限された信号を前記角度変調信号として出力するリミッタとを含み、
前記制御部は、前記電力情報の値と１つ以上のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて、前記可変利得増幅部に設定する利得と、前記振幅変調部に設定する減衰量とを決定することを特徴とする、送信回路。
【請求項１２】
通信機器であって、
送信信号を生成する送信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備え、
前記送信回路は、請求項１に記載の送信回路であることを特徴とする、通信機器。
【請求項１３】
前記アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、
前記送信回路で生成された送信信号を前記アンテナに出力し、前記アンテナから受信した受信信号を前記受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えることを特徴とする、請求項１２に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話や無線ＬＡＮ等の通信機器に用いられる送信回路に関し、より特定的には、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力する送信回路、及びそれを用いた通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、包絡線変動成分を含む変調信号を増幅する高周波電力増幅器には、包絡線変動成分を線形に増幅するためにＡ級またはＡＢ級の線形増幅器が用いられていた。このような線形増幅器は、線形性には優れている反面、常時直流バイアス成分に伴う電力を消費しているために、Ｃ級ないしＥ級等の非線形増幅器に比べて電力効率が低い。このため、このような高周波電力増幅器を、電池を電源とする携帯型の通信機器に適用した場合、高周波電力増幅器の電力消費量が多いため、使用時間が短くなってしまうという問題点があった。また、このような高周波電力増幅器を、大電力の送信回路を複数設置する無線システムの基地局装置に適用した場合においては、装置の大型化や発熱量の増大を招いてしまうという問題点があった。
【０００３】
そこで、高効率に動作する送信回路として、ポーラ変調方式が適用された送信回路が提案されている。図２４は、ポーラ変調方式が適用された従来の送信回路５００の構成を示すブロック図である。図２４において、従来の送信回路５００は、信号生成部５０１、角度変調部５０２、電源端子５０３、レギュレータ５０４、振幅変調部５０５、及び出力端子５０６を備える。
【０００４】
信号生成部５０１は、振幅信号及び位相信号を生成する。振幅信号は、レギュレータ５０４に入力される。レギュレータ５０４には、電源端子５０３から直流電圧が供給されている。レギュレータ５０４は、入力された振幅信号に応じた電圧を振幅変調部５０５に供給する。また、位相信号は、角度変調部５０２に入力される。角度変調部５０２は、入力された位相信号を角度変調して角度変調信号を出力する。角度変調部５０２から出力された角度変調信号は、振幅変調部５０５に入力される。振幅変調部５０５は、角度変調信号をレギュレータ５０４から供給された電圧で振幅変調して、変調信号として出力する。この変調信号が、送信信号として出力端子５０６から出力される。これによって、送信回路５００は、高効率に送信信号を出力することができる。
【０００５】
しかしながら、ポーラ変調方式が適用された送信回路には、振幅変調部５０５などの非線形性によって、送信信号に歪みが生じることがある。図２５は、振幅変調部５０５におけるレギュレータ５０４からの入力電圧に対する出力電力の特性を示す図である。図２５からも明らかなように、振幅変調部５０５は、非線形領域と線形領域とを有しており、小さな出力電力を得ようとすると非線形領域で動作させる必要がある。このために、振幅変調部５０５をこのような非線形領域で動作させると、送信信号が歪んでしまうという課題がある。
【０００６】
そこで、ポーラ変調方式が適用された送信回路において、振幅変調部５０５などの非線形性をテーブルを用いて補償する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような手法を用いた従来の送信回路としては、例えば、図２６に示す送信回路６００がある。図２６は、従来の送信回路６００の構成の一例を示すブロック図である。図２６において、歪み補償部６０１は、送信信号に基づいて、振幅変調部５０５などの非線形性を補償するように歪み補償テーブルを作成する。振幅制御部６０２、及び位相制御部６０３は、歪み補償部６０１が作成した歪み補償テーブルに基づいて、振幅信号及び位相信号を予め歪ませて、レギュレータ５０４及び振幅変調部５０５に入力する。これによって、送信回路６００は、振幅変調部５０５などの非線形性を補償することができる。
【０００７】
また、ポーラ変調方式が適用された送信回路において、振幅信号の小さい成分を制限し、振幅変調部５０５が非線形領域で動作することを制限する手法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。このような手法を用いた従来の送信回路としては、例えば、図２７に示す送信回路７００がある。図２７は、従来の送信回路７００の構成の一例を示すブロック図である。図２７において、振幅制限部７０１は、振幅信号の大きさが所定のしきい値よりも小さくなった場合、その小さくなった部分の振幅信号の大きさが所定のしきい値になるように振幅信号の波形を整形する。これによって、送信回路７００は、振幅信号の大きさが所定のしきい値よりも小さい場合にも、振幅変調部５０５を線形領域で動作させることができる。
【特許文献１】米国特許第６３６６１７７号明細書
【特許文献２】特開２００５−４５７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図２６に示す送信回路６００においては、振幅変調部５０５の非線形性が温度によって変化しやすいために、この非線形性を補償することが困難であった。また、振幅変調部５０５に対する入力電力を十分に小さくしても、ある一定の電力以下の出力信号を得ることができなかった。このために、送信回路６００には、振幅変調部５０５の温度が変化する場合や、出力すべき電力が非常に小さい場合には、振幅変調部５０５の非線形性を補償することができないという課題がある。
【０００９】
また、図２７に示す送信回路７００においては、振幅信号の大きさが所定のしきい値よりも小さくなった場合に、振幅信号の小さい成分を制限していた。このために、送信回路７００には、振幅信号の小さい成分を制限することによって、送信信号に歪みが発生してしまうという課題がある。
【００１０】
それ故に、本発明の目的は、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力する送信回路、及びそれを用いた通信機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、入力されるデータに基づいて、送信信号を生成して出力する送信回路に向けられている。そして、上記目的を達成させるために、本発明の送信回路は、データを信号処理することによって得られる振幅成分および位相成分に基づいて、振幅信号および位相信号を生成する信号生成部と、振幅信号を制御された利得で増幅又は減衰する可変利得増幅部と、可変利得増幅部から出力された振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、位相信号を角度変調して、角度変調信号として出力する角度変調部と、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号とし、変調信号を制御された減衰量で減衰して、送信信号として出力する振幅変調部と、出力すべき送信信号の電力の大きさを示す電力情報が入力され、当該電力情報に基づいて、可変利得増幅部の利得、及び振幅変調部の減衰量を制御する制御部とを備える。制御部は、電力情報の値と１つ以上のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて、可変利得増幅部に設定する利得と、振幅変調部に設定する減衰量とを決定する。
【００１２】
振幅変調部は、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第１の振幅変調部と、変調信号を制御された減衰量で減衰して、送信信号として出力する可変減衰部とを含む。制御部は、電力情報の値が所定のしきい値よりも小さい場合に、可変利得増幅部に所定の利得を設定すると共に、可変減衰部に所定の減衰量を設定する。
【００１３】
好ましくは、送信回路は、可変減衰部に設定される減衰量と、可変利得増幅部に設定される利得とが、電力情報の値に応じて登録されたルックアップテーブルをさらに備える。このような場合、可変減衰部に設定される減衰量と、可変利得増幅部に設定される利得とは互いに比例する関係にあり、制御部は、ルックアップテーブルに基づいて、可変減衰部に設定する減衰量と、可変利得増幅部に設定する利得とを決定する。
【００１４】
好ましくは、可変利得増幅部は、入力された信号を特定の利得で増幅して出力する１つ以上の増幅器と、増幅器の接続を切り替える複数のスイッチとを含む。また、可変減衰部は、入力された信号を特定の減衰量で減衰して出力する１つ以上の減衰器と、減衰器の接続を切り替える複数のスイッチとを含む。このような場合、制御部は、電力情報の値と１つ以上のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて、可変利得増幅部のスイッチと、可変減衰部のスイッチとを切り替える。
【００１５】
好ましくは、振幅変調部は、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第１の振幅変調部と、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第２の振幅変調部と、レギュレータと、第１の振幅変調部又は第２の振幅変調部との接続を切り替える複数のスイッチとを含む。ただし、第１の振幅変調部よりも第２の振幅変調部の方が最大出力が大きい。このような場合、制御部は、電力情報の値が所定のしきい値よりも小さい場合に、可変利得増幅部の利得を大きくすると共に、第１の振幅変調部が使用されるように、複数のスイッチの接続を切り替える。一方、制御部は、電力情報の値が所定のしきい値以上である場合に、可変利得増幅部の利得を小さくすると共に、第２の振幅変調部が使用されるように、複数のスイッチの接続を切り替える。
【００１６】
これによって、送信回路は、電力情報の大きさに応じて、効率のよい振幅変調部を選択することができるので、送信回路全体の消費電力を低減することができる。
【００１７】
また、振幅変調部は、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第１の振幅変調部と、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する第２の振幅変調部と、レギュレータと第１の振幅変調部との接続を切り替えるスイッチと、角度変調信号を、第１の振幅変調部と第２の振幅変調部とに分配する分配部と、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部から出力された変調信号を合成して、送信信号として出力する合成部とを備えてもよい。ただし、第１の振幅変調部と第２の振幅変調部との最大出力は等しい。このような場合、制御部は、電力情報の値が所定のしきい値よりも小さい場合に、可変利得増幅部の増幅率を大きくすると共に、レギュレータと第１の振幅変調部とが切断されるようにスイッチの接続を切り替える。一方、制御部は、電力情報の値が所定のしきい値以上である場合に、可変利得増幅部の増幅率を小さくすると共に、レギュレータと第１の振幅変調部とが接続されるようにスイッチの接続を切り替える。
【００１８】
これによって、送信回路は、低出力時も振幅変調部の出力が小さくなりすぎることがないので、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００１９】
また、送信回路は、入力された信号を電力に変換して、レギュレータに供給する電力再利用部をさらに備えてもよい。このような場合、分配部は、角度変調信号を第１の振幅変調部と第２の振幅変調部とに均等に分配する第１の方向性結合器であり、合成部は、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部から出力された変調信号を合成して出力するか、あるいは分配して出力する第２の方向性結合器である。そして、第２の方向性結合器は、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部が共に動作している場合は、第１の振幅変調部及び第２の振幅変調部から出力された変調信号を合成して、送信信号として出力する。一方、第２の方向性結合器は、第２の振幅変調部のみが動作している場合は、第２の振幅変調部から出力された変調信号を均等に分配し、一方の信号を送信信号として出力し、他方の信号を電力再利用部に出力する。
【００２０】
好ましくは、レギュレータは、シリーズレギュレータである。これによって、送信回路は、広帯域な変調信号を出力することができる。
【００２１】
また、レギュレータは、スイッチングレギュレータであってもよい。これによって、送信回路は、高効率な動作が可能となる。
【００２２】
また、レギュレータは、スイッチングレギュレータとシリーズレギュレータとを含んでいていもよい。このような場合、スイッチングレギュレータは、電力情報が入力され、電力情報によって制御された電圧をシリーズレギュレータに供給する。シリーズレギュレータは、スイッチングレギュレータから供給された電圧を用いて、可変利得増幅部から出力された振幅信号の大きさに応じて制御された電圧を振幅変調部に供給する。これによって、送信回路は、シリーズレギュレータでの損失を小さくし、消費電力をより低減することができる。
【００２３】
また、本発明の送信回路は、データを信号処理することによって得られる振幅成分および位相成分に基づいて、振幅信号および角度変調信号を生成する信号生成部と、振幅信号を制御された利得で増幅又は減衰する可変利得増幅部と、可変利得増幅部から出力された振幅信号の大きさに応じた信号を出力するレギュレータと、角度変調信号をレギュレータから出力された信号で振幅変調して、変調信号とし、変調信号を制御された減衰量で減衰して、送信信号として出力する振幅変調部と、出力すべき送信信号の電力の大きさを示す電力情報が入力され、当該電力情報に基づいて、可変利得増幅部の利得、及び振幅変調部の減衰量を制御する制御部とを備えてもよい。
【００２４】
このような場合、信号生成部は、データを信号処理することによって、直交データであるＩ，Ｑ信号からなるベースバンド信号を生成する直交信号生成部と、Ｉ，Ｑ信号をベクトル変調するベクトル変調部と、ベクトル変調部から出力された信号の包絡線成分を検波して、当該検波した包絡線成分を振幅信号として出力する包絡線検波部と、ベクトル変調部から出力された信号の包絡線を所定の大きさに制限して、大きさが制限された信号を角度変調信号として出力するリミッタとを含む。また、制御部は、電力情報の値と１つ以上のしきい値とを比較し、その比較結果に応じて、可変利得増幅部に設定する利得と、振幅変調部に設定する減衰量とを決定する。
【００２５】
また、本発明は、上述した送信回路を備える通信機器にも向けられている。通信機器は、送信信号を生成する送信回路と、送信回路で生成された送信信号を出力するアンテナとを備える。また、通信機器は、アンテナから受信した受信信号を処理する受信回路と、送信回路で生成された送信信号をアンテナに出力し、アンテナから受信した受信信号を受信回路に出力するアンテナ共用部とをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、電力情報が小さい場合も、可変利得増幅部で振幅信号を増幅し、可変減衰部で変調信号を減衰することで、振幅変調部の出力電力を大きくすることができる。このため、送信回路は、振幅変調部の温度変化による特性の劣化を防ぎ、低出力時においても振幅変調部を線形領域で動作させることができる。これによって、送信回路は、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００２７】
また、本発明の通信機器によれば、上述した送信回路を用いることで、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に動作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図である。図１Ａにおいて、送信回路１は、信号生成部１１、角度変調部１２、電源端子１３、レギュレータ１４、振幅変調部１５、可変減衰部１６、出力端子１７、可変利得増幅部１８、制御部１９、及びルックアップテーブル２０を備える。
【００２９】
信号生成部１１は、入力データを信号処理することによって得られる振幅成分及び位相成分に基づいて、振幅信号及び位相信号を出力する。信号生成部１１は、例えば、極座標信号を生成する極座標信号生成部（図示せず）を用いて構成することができる。極座標信号生成部は、入力データを変調して、極座標信号である振幅信号と位相信号とを生成する。
【００３０】
振幅信号は、可変利得増幅部１８を介して、レギュレータ１４に入力される。レギュレータ１４は、入力された振幅信号の大きさによって制御された信号を出力する。典型的には、レギュレータ１４は、入力された振幅信号の大きさに比例した信号を出力する。レギュレータ１４が出力した信号は、振幅変調部１５に入力される。一方、位相信号は、角度変調部１２に入力される。角度変調部１２は、入力された位相信号を角度変調して角度変調信号を出力する。角度変調信号は、振幅変調部１５に入力される。振幅変調部１５は、角度変調信号をレギュレータ１４から入力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する。
【００３１】
制御部１９には、出力すべき送信信号の電力の大きさを示す電力情報Ｐが入力される。電力情報Ｐは、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合、基地局によって制御される。すなわち、出力すべき電力が基地局から送信回路１に送られる。送信回路１は、この基地局から送られた電力に基づいて電力情報Ｐを決定し、決定した電力情報Ｐを制御部１９に入力する。制御部１９は、入力された電力情報Ｐとルックアップテーブル２０とに基づいて、可変減衰部１６の減衰量、及び可変利得増幅部１８の利得を制御する。
【００３２】
可変利得増幅部１８は、振幅信号を制御部１９によって制御された利得で増幅あるいは減衰して、レギュレータ１４に出力する。変調変調部１５から出力された変調信号は、可変減衰部１６に入力される。可変減衰部１６は、変調信号を制御部１９によって制御された減衰量で減衰させて、送信信号として出力端子１７から出力する。
【００３３】
ルックアップテーブル２０には、可変減衰部１６に設定される減衰量と、可変利得増幅部１８に設定される利得とが、電力情報Ｐの値に応じて登録されている。図２Ａは、ルックアップテーブル２０の構成の一例を示す図である。図２Ａに示すように、ルックアップテーブル２０には、電力情報Ｐの値が所定のしいき値ｐｎよりも小さい場合に、可変減衰部１６に設定される減衰量Ｘｎと、可変利得増幅部１８に設定される利得Ｙｎとが登録されている。ただし、ｎは任意の自然数であり、Ｘ１＞Ｘ２＞・・・＞Ｘｎ、Ｙ１＞Ｙ２＞・・・＞Ｙｎの関係が成り立つ。すなわち、制御部１９は、電力情報Ｐの値が小さくなる程、可変減衰部１６の減衰量、及び可変利得増幅部１８の利得を大きくすることになる。また、可変減衰部１６の減衰量Ｘｎと、可変利得増幅部１８の利得Ｙｎとは、理想的には比例する関係にある。
【００３４】
なお、送信回路１においては、振幅変調部１５、及び可変減衰部１６を合わせた構成を、単に振幅変調部２１ａと記してもよい。振幅変調部２１ａは、角度変調信号をレギュレータ１４から出力された信号で振幅変調し、送信信号として出力端子１７から出力する構成である。
【００３５】
また、送信回路１は、図１Ａとは異なる構成であってもよい。図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１Ｂにおいて、送信回路１ｂは、信号生成部１１ｂ、電源端子１３、レギュレータ１４、振幅変調部１５、可変減衰部１６、出力端子１７、可変利得増幅部１８、制御部１９、及びルックアップテーブル２０を備える。信号生成部１１ｂは、直交信号生成部１１１、ベクトル変調部１１２、包絡線検波部１１３、及びリミッタ１１４を含む。直交信号生成部１１１は、直交データであるＩ，Ｑ信号からなるベースバンド信号を生成する。
【００３６】
Ｉ，Ｑ信号は、ベクトル変調部１１２に入力される。ベクトル変調部１１２は、Ｉ，Ｑ信号をベクトル変調する。ベクトル変調部１１２には、例えば、直交変調器が用いられる。ベクトル変調部１１２から出力された信号は、包絡線検波部１１３及びリミッタ１１４に入力される。包絡線検波部１１３は、ベクトル変調部１１２から出力された信号の包絡線成分を検波し、検波した包絡線成分を振幅信号として出力する。リミッタ１１４は、ベクトル変調部１１２から出力された信号の包絡線成分を一定の大きさに制限し、大きさを制限した信号を角度変調信号として出力する。
【００３７】
図２Ｂは、可変減衰部１６の構成の一例を示すブロック図である。図２Ｂにおいて、可変減衰部１６は、入力端子１６１、複数のトランジスタ、複数の抵抗、複数の端子１６２〜１６４、及び出力端子１６５を備える。入力端子１６１には、振幅変調部１５から変調信号が入力される。入力された変調信号は、複数のトランジスタ、及び複数の抵抗を介して、出力端子１６５から出力される。制御部１９は、複数の端子１６２〜１６４の電圧を制御することで、可変減衰部１６の減衰量を制御する。
【００３８】
図３Ａは、電力情報Ｐが変化したときの可変減衰部１６に設定される減衰量の一例を示す図である。図３Ａを参照して、制御部１９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変減衰部１６に減衰量Ｘ１を設定する。図３Ｂは、電力情報Ｐが変化したときの可変利得増幅部１８に設定される利得の一例を示す図である。図３Ｂを参照して、制御部１９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変利得増幅部１８に利得Ｙ１を設定する。
【００３９】
図３Ｃは、電力情報Ｐが変化したときの振幅変調部１５の出力電力の変化を示す図である。図３Ｃを参照して、振幅変調部１５は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変減衰部１６に設定された減衰量Ｘ１だけ、出力電力を大きくする。ただし、図３Ａ〜３Ｃでは、ｎ＝１である。このように、送信回路１は、電力情報Ｐが小さくなった場合も、可変利得増幅部１８で振幅信号を増幅し、可変減衰部１６で変調信号を減衰することで、振幅変調部１５の出力電力を大きくすることができる。これによって、振幅変調部１５は、低出力時においても線形領域で動作することができる。
【００４０】
また、振幅変調部１５の出力電力が小さい場合に、振幅変調部１５の温度変化によって、振幅変調部１５の特性が大きく劣化することが知られている。このため、送信回路１は、振幅変調部１５の出力電力を大きくすることで、振幅変調部１５の温度変化による特性の劣化を防ぐことができる。
【００４１】
なお、低出力時の振幅変調部１５の出力は、最大出力時と比べると、あまり大きくないため、可変減衰部１６による減衰量の絶対値は小さい。このため、可変減衰部１６によって失われる電力は少ない。
【００４２】
レギュレータ１４は、例えば、電圧駆動型のシリーズレギュレータで構成することができる。図４は、シリーズレギュレータ１４ａの構成の一例を示すブロック図である。図４において、シリーズレギュレータ１４ａは、入力端子１４１、比較部１４２、電源端子１４３、トランジスタ１４４、及び出力端子１４５を含む。ここでは、トランジスタ１４４を電界効果トランジスタとする。入力端子１４１には、可変利得増幅部１８を介して振幅信号が入力される。振幅信号は、比較部１４２を介してトランジスタ１４４のゲート端子に入力される。トランジスタ１４４のドレイン端子には、電源端子１４３から直流電圧が供給されている。
【００４３】
トランジスタ１４４は、入力された振幅信号の大きさに比例した電圧をソース端子から出力する。トランジスタ１４４のソース端子から出力された電圧は、比較部１４２にフィードバックされる。比較部１４２は、フィードバックされた電圧に基づいて、トランジスタ１４４のゲート端子に入力される振幅信号の大きさを調整する。このようにして、シリーズレギュレータ１４ａは、振幅信号の大きさに応じて制御された電圧を出力端子１４５から安定して供給することができる。なお、トランジスタ１４４は、バイポーラトランジスタであっても同様の効果が得られる。送信回路１は、レギュレータ１４に広帯域で動作可能なシリーズレギュレータ１４ａを用いることで、広帯域な変調信号を出力することができる。
【００４４】
また、レギュレータ１４は、例えば、電圧駆動型のスイッチングレギュレータで構成することができる。図５は、スイッチングレギュレータ１４ｂの構成の一例を示すブロック図である。図５において、スイッチングレギュレータ１４ｂは、入力端子１４１、電源端子１４３、信号変換部１４６、増幅部１４７、ローパスフィルタ１４８及び出力端子１４５を含む。入力端子１４１には、可変利得増幅部１８を介して振幅信号が入力される。振幅信号は、信号変換部１４６に入力される。信号変換部１４６は、入力された振幅信号をＰＷＭやデルタシグマ変調された信号に変換する。信号変換部１４６で変換された信号は、増幅部１４７に入力される。増幅部１４７は、入力された信号を増幅して出力する。なお、増幅部１４７には、電源端子１４３から直流電圧が供給されている。増幅部１４７には、Ｄ級アンプなどの高効率スイッチングアンプが用いられる。
【００４５】
増幅部１４７が出力した信号は、ローパスフィルタ１４８に入力される。ローパスフィルタ１４８は、増幅部１４７が出力した信号から量子化雑音やスイッチング雑音などのスプリアス成分を除去する。ローパスフィルタ１４８でスプリアス成分が除去された信号は、振幅信号の大きさに応じて制御された電圧として、出力端子１４５から出力される。なお、スイッチングレギュレータ１４ｂは、出力する電圧を安定化させるために、ローパスフィルタ１４８から出力される信号を、信号変換部１４６にフィードバックしてもよい。送信回路１は、レギュレータ１４に高効率なスイッチングレギュレータ１４ｂを用いることで、送信回路としての消費電力を低減することができる。
【００４６】
また、レギュレータ１４は、例えば、電流駆動型のレギュレータで構成することができる。図６は、電流駆動型のレギュレータ１４ｃの構成の一例を示すブロック図である。図６において、電流駆動型のレギュレータ１４ｃは、入力端子１４１、電源端子１４３、可変電流源１４９、トランジスタ１４４ｘ、トランジスタ１４４ｙ、及び出力端子１４５を含む。入力端子１４１には、可変利得増幅部１８を介して振幅信号が入力される。電源端子１４３には、直流電圧が供給されている。入力された振幅信号は、可変電流源１４９、トランジスタ１４４ｘ、及びトランジスタ１４４ｙを介して、振幅信号の大きさに応じて制御された電流として、出力端子１４５から出力される。このような電流駆動型のレギュレータ１４ｃは、振幅変調部１５がバイポーラトランジスタで構成されているときに有用である。なお、トランジスタ１４４ｘ、及びトランジスタ１４４ｙは、電界効果トランジスタであっても、バイポーラトランジスタであっても同様の効果が得られる。
【００４７】
振幅変調部１５は、例えば、図７に示すように構成することができる。図７は、振幅変調部１５ａの構成の一例を示すブロック図である。図７において、振幅変調部１５ａは、入力端子１５１、整合回路１５２、バイアス回路１５３、電源端子１５４、トランジスタ１５５、バイアス回路１５６、入力端子１５７、整合回路１５８、及び出力端子１５９を含む。ここでは、トランジスタ１５５をバイポーラトランジスタとする。入力端子１５１には、角度変調部１２から角度変調信号が入力される。角度変調信号は、整合回路１５２を介して、トランジスタ１５５のベース端子に入力される。
【００４８】
また、電源端子１５４には、直流電圧が印加されている。すなわち、トランジスタ１５５のベース端子には、電源端子１５４、及びバイアス回路１５３を介して、バイアス電圧が供給される。入力端子１５７には、レギュレータ１４から振幅信号の大きさに応じて制御された信号が入力される。振幅信号の大きさに応じて制御された信号は、バイアス回路１５６を介して、トランジスタ１５５のコレクタ端子に入力される。トランジスタ１５５は、角度変調信号を振幅信号の大きさに応じて制御された信号によって振幅変調し、変調信号として出力する。
【００４９】
トランジスタ１５５から出力された変調信号は、整合回路１５８を介して、出力端子１５９から出力される。なお、トランジスタ１５５は、電界効果トランジスタであっても同様の効果が得られる。また、振幅変調部１５ａは、電源端子１５４と、入力端子１５７とに入力される信号を入替えてもよく、この場合も、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
なお、振幅変調部１５は、上述した振幅変調部１５ａとは異なる構成であってもよい。図８は、振幅変調部１５ｂの構成の一例を示すブロック図である。図８において、振幅変調部１５ｂは、基本的には、振幅変調部１５ａ（図７参照）を直列に２つ接続した構成である。トランジスタ１５５のベース端子には、バイアス回路１５３を介して、電源端子１５４からバイアス電圧が供給される。トランジスタ１６１のベース端子には、バイアス回路１６５を介して、電源端子１６０からバイアス電圧が供給される。
【００５１】
トランジスタ１５５のコレクタ端子には、端子１６４、及びバイアス回路１５６を介して、レギュレータ１４から振幅信号の大きさに応じて制御された信号が入力される。また、トランジスタ１６１のコレクタ端子には、端子１６４、及びバイアス回路１６２を介して、レギュレータ１４から振幅信号の大きさに応じて制御された信号が入力される。この構成によって、振幅変調部１５ｂは、図７に示した振幅変調部１５ａと比較して、より大きなダイナミックレンジを持った信号を出力することができる。なお、振幅変調部１５ａ、１５ｂにおいて、トランジスタをバイポーラトランジスタとしたが、電界効果トランジスタとしても同様の効果が得られる。
【００５２】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る送信回路１によれば、電力情報Ｐが小さい場合も、可変利得増幅部１８で振幅信号を増幅し、可変減衰部１６で変調信号を減衰することで、振幅変調部１５の出力電力を大きくすることができる。このため、送信回路１は、振幅変調部１５の温度変化による特性の劣化を防ぎ、低出力時においても振幅変調部１５を線形領域で動作させることができる。これによって、送信回路１は、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成の一例を示すブロック図である。図９において、送信回路２は、信号生成部１１、角度変調部１２、電源端子１３、レギュレータ１４、振幅変調部１５、可変減衰部２６、出力端子１７、可変利得増幅部２８、及び制御部２９を備える。第２の実施形態に係る送信回路２は、可変減衰部２６、可変利得増幅部２８、及び制御部２９の動作が、第１の実施形態と異なる。
【００５４】
なお、送信回路２においては、送信回路１と同様に、振幅変調部１５、及び可変減衰部２６を合わせた構成を、単に振幅変調部２１ｂと記してもよい。
【００５５】
図１０は、可変減衰部２６の構成の一例を示すブロック図である。図１０において、可変減衰部２６は、入力端子２６１、減衰器２６２、第１のスイッチ２６３、第２のスイッチ２６４、及び出力端子２６５を含む。入力端子２６１には、振幅変調部１５から変調信号が入力される。第１のスイッチ２６３、及び第２のスイッチ２６４は、制御部２９の制御によって、各端子間の接続を切り替える。減衰器２６２は、入力された変調信号を所定の減衰量Ｘ１だけ減衰させて出力する。
【００５６】
図１１は、可変利得増幅部２８の構成の一例を示すブロック図である。図１１において、可変利得増幅部２８は、入力端子２８１、増幅器２８２、第１のスイッチ２８３、第２のスイッチ２８４、及び出力端子２８５を含む。入力端子２８１には、信号生成部１１から振幅信号が入力される。第１のスイッチ２８３、及び第２のスイッチ２８４は、制御部２９の制御によって、各端子間の接続を切り替える。増幅器２８２は、入力された振幅信号を所定の利得Ｙ１だけ増幅させて出力する。
【００５７】
制御部２９は、電力情報Ｐの大きさに応じて、可変減衰部２６、及び可変利得増幅部２８を制御する。具体的には、制御部２９は、電力情報Ｐのが所定のしきい値ｐ１以上である場合に、可変減衰部２６において、第１のスイッチ２６３の端子ａと端子ｂとを接続させ、第２のスイッチ２６４の端子ｄと端子ｆとを接続させる。また、制御部２９は、同時に、可変利得増幅部２８において、第１のスイッチ２８３の端子ａと端子ｂとを接続させ、第２のスイッチ２８４の端子ｄと端子ｆとを接続させる。
【００５８】
すなわち、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１以上である場合、可変減衰部２６において、入力端子２６１から入力された変調信号は、端子ａ，ｂ，ｄ，ｆを介して、出力端子２６５から出力される。また、可変利得増幅部２８において、入力端子２８１から入力された振幅信号は、端子ａ，ｂ，ｄ，ｆを介して、出力端子２８５から出力される。
【００５９】
一方、制御部２９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変減衰部２６において、第１のスイッチ２６３の端子ａと端子ｃとを接続させ、第２のスイッチ２６４の端子ｅと端子ｆとを接続させる。また、制御部２９は、同時に、可変利得増幅部２８において、第１のスイッチ２８３の端子ａと端子ｃとを接続させ、第２のスイッチ２８４の端子ｅと端子ｆとを接続させる。
【００６０】
すなわち、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合、可変減衰部２６において、入力端子２６１から入力された変調信号は、端子ａ，ｃ、減衰器２６２、及び端子ｅ，ｆを介して、出力端子２６５から出力される。また、可変利得増幅部２８において、入力端子２８１から入力された振幅信号は、端子ａ，ｃ、増幅器２８２、及び端子ｅ，ｆを介して、出力端子２８５から出力される。
【００６１】
電力情報Ｐが変化したときの可変減衰部２６に設定される減衰量は、図３Ａで説明したものと同様である。電力情報Ｐが変化したときの可変増増幅部２８に設定される利得は、図３Ｂを用いて説明したものと同様である。電力情報Ｐが変化したときの振幅変調部１５の出力電力は、図３Ｃを用いて説明したものと同様である。
【００６２】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る送信回路２によれば、第１の実施形態と同様に、電力情報Ｐが小さい場合も、可変利得増幅部２８で振幅信号を増幅し、可変減衰部２６で変調信号を減衰することで、振幅変調部１５の出力電力を大きくすることができる。このため、送信回路２は、振幅変調部１５の温度変化による特性の劣化を防ぎ、低出力時においても振幅変調部１５を線形領域で動作させることができる。これによって、送信回路２は、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の構成の一例を示すブロック図である。図１２において、送信回路３は、可変減衰部２６ｂ、可変利得増幅部２８ｂ、及び制御部２９ｂの動作が第２の実施形態と異なる。第３の実施形態において、可変減衰部２６ｂは、減衰量を２値よりも多く切り替え可能である。可変利得増幅部２８ｂは、利得を２値よりも多く切り替え可能である。
【００６４】
なお、送信回路３においては、送信回路１と同様に、振幅変調部１５、及び可変減衰部２６ｂを合わせた構成を、単に振幅変調部２１ｃと記してもよい。
【００６５】
図１３は、減衰量を３値に切り替える可変減衰部２６ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１３において、可変減衰部２６ｂは、入力端子２６１、第１の減衰器２６２１、第２の減衰器２６２２、第１のスイッチ２６３、第２のスイッチ２６４、及び出力端子２６５を含む。第１の減衰器２６２１は、入力された変調信号を所定の減衰量Ｘ１だけ減衰させて出力する。第２の減衰器２６２２は、入力された変調信号を所定の減衰量Ｘ２だけ減衰させて出力する。ただし、Ｘ１＞Ｘ２である。
【００６６】
図１４は、利得を３値に切り替える可変利得増幅部２８ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１４において、可変利得増幅部２８ｂは、入力端子２８１、第１の増幅器２８２１、第２の増幅器２８２２、第１のスイッチ２８３、第２のスイッチ２８４、及び出力端子２８５を含む。第１の増幅器２８２１は、入力された振幅信号を所定の利得Ｙ１だけ増幅させて出力する。第２の増幅器２８２２は、入力された振幅信号を所定の利得Ｙ２だけ増幅させて出力する。ただし、Ｙ１＞Ｙ２である。
【００６７】
制御部２９ｂは、入力された電力情報Ｐと２つのしきい値ｐ１，ｐ２とを比較し、その比較結果に応じて、可変減衰部２６ｂ、及び可変利得増幅部２８ｂを制御する。ただし、ｐ１＜ｐ２である。具体的には、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ２以上である場合に、可変減衰部２６ｂにおいて、第１のスイッチ２６３の端子ａと端子ｂとを接続させ、第２のスイッチ２６４の端子ｄと端子ｆとを接続させる。また、制御部２９ｂは、同時に、可変利得増幅部２８ｂにおいて、第１のスイッチ２８３の端子ａと端子ｂとを接続させ、第２のスイッチ２８４の端子ｄと端子ｆとを接続させる。
【００６８】
すなわち、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ２以上である場合、可変減衰部２６ｂにおいて、入力端子２６１から入力された変調信号は、端子ａ，ｂ，ｄ，ｆを介して、出力端子２６５から出力される。また、可変利得増幅部２８ｂにおいて、入力端子２８１から入力された振幅信号は、端子ａ，ｂ，ｄ，ｆを介して、出力端子２８５から出力される。
【００６９】
一方、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１以上であり、かつｐ２よりも小さい場合に、可変減衰部２６ｂにおいて、第１のスイッチ２６３の端子ａと端子ｇとを接続させ、第２のスイッチ２６４の端子ｈと端子ｆとを接続させる。また、制御部２９ｂは、同時に、可変利得増幅部２８ｂにおいて、第１のスイッチ２８３の端子ａと端子ｇとを接続させ、第２のスイッチ２８４の端子ｈと端子ｆとを接続させる。
【００７０】
すなわち、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１以上であり、かつｐ２よりも小さい場合、可変減衰部２６ｂにおいて、入力端子２６１から入力された変調信号は、端子ａ，ｇ、第２の減衰器２６２２、及び端子ｈ，ｆを介して、出力端子２６５から出力される。また、可変利得増幅部２８ｂにおいて、入力端子２８１から入力された振幅信号は、端子ａ，ｇ、第２の増幅器２８２２、及び端子ｈ，ｆを介して、出力端子２８５から出力される。
【００７１】
一方、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変減衰部２６ｂにおいて、第１のスイッチ２６３の端子ａと端子ｃとを接続させ、第２のスイッチ２６４の端子ｅと端子ｆとを接続させる。また、制御部２９ｂは、同時に、可変利得増幅部２８ｂにおいて、第１のスイッチ２８３の端子ａと端子ｃとを接続させ、第２のスイッチ２８４の端子ｅと端子ｆとを接続させる。
【００７２】
すなわち、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合、可変減衰部２６ｂにおいて、入力端子２６１から入力された変調信号は、端子ａ，ｃ、第１の減衰器２６２１、及び端子ｅ，ｆを介して、出力端子２６５から出力される。また、可変利得増幅部２８ｂにおいて、入力端子２８１から入力された振幅信号は、端子ａ，ｃ、第１の増幅器２８２１、及び端子ｅ，ｆを介して、出力端子１８５から出力される。
【００７３】
図１５Ａは、電力情報Ｐが変化したときの可変減衰部２６ｂに設定される減衰量の一例を示す図である。図１５Ａを参照して、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１以上であり、かつｐ２よりも小さい場合に、可変減衰部２６ｂに減衰量Ｘ２を設定する。また、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変減衰部２６ｂに減衰量Ｘ１を設定する。
【００７４】
図１５Ｂは、電力情報Ｐが変化したときの可変利得増幅部２８ｂに設定される利得の一例を示す図である。図１５Ｂを参照して、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１以上であり、かつｐ２よりも小さい場合に、可変利得増幅部２８ｂに利得Ｙ２を設定する。また、制御部２９ｂは、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変利得増幅部２８ｂに利得Ｙ１を設定する。
【００７５】
図１５Ｃは、電力情報Ｐが変化したときの振幅変調部１５の出力電力の変化を示す図である。図１５Ｃを参照して、振幅変調部１５は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１以上であり、かつｐ２よりも小さい場合に、可変減衰部２６ｂに設定された減衰量Ｘ２だけ、出力電力を大きくする。また、振幅変調部１５は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値ｐ１よりも小さい場合に、可変減衰部２６ｂに設定された減衰量Ｘ１だけ、出力電力を大きくする。図１５Ｃから、振幅変調部１５の出力電力は、電力情報Ｐの値が、所定のしきい値ｐ１以上であり、かつｐ２よりも小さい場合に、図３Ｃで示したものよりも、小さくなっていることが分かる。
【００７６】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係る送信回路３によれば、電力情報Ｐの大きさに応じて、可変減衰部２６ｂの減衰量、及び可変利得増幅部２８ｂの利得を２値以上に切り替えることで、第２の実施形態に係る送信回路２よりも消費電力を低減することができる。これによって、送信回路３は、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００７７】
（第４の実施形態）
図１６は、本発明の第４の実施形態に係る送信回路４の構成の一例を示すブロック図である。図１６において、送信回路４は、信号生成部１１、角度変調部１２、電源端子１３、レギュレータ１４、第１の振幅変調部４５１、第２の振幅変調部４５２、出力端子１７、可変利得増幅部２８、制御部４９、第１のスイッチ４１、第２のスイッチ４２、及び第３のスイッチ４３を備える。
【００７８】
なお、送信回路４においては、第１の振幅変調部４５１、第２の振幅変調部４５２、第１のスイッチ４１、第２のスイッチ４２、及び第３のスイッチ４３を合わせた構成を、単に振幅変調部２１ｄと記してもよい。振幅変調部２１ｄは、角度変調信号をレギュレータ１４から出力された信号で振幅変調して、送信信号として出力端子１７から出力する構成である。
【００７９】
第１の振幅変調部４５１、及び第２の振幅変調部４５２は、角度変調部１２から入力された角度変調信号を、レギュレータ１４から供給された信号で振幅変調して、変調信号として出力する。ここでは、第１の振幅変調部４５１よりも、第２の振幅変調部４５２の方がトランジスタサイズが大きいものとする。すなわち、第１の振幅変調部４５１よりも、第２の振幅変調部４５２の方が最大出力が大きい。なお、第１の振幅変調部４５１、及び第２の振幅変調部４５２の構成は、図７又は図８で示した構成と同様である。
【００８０】
制御部４９は、電力情報Ｐの大きさに応じて、可変利得増幅部２８を制御すると共に、第１のスイッチ４１、第２のスイッチ４２、及び第３のスイッチ４３の接続を切り替える。具体的には、制御部４９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値よりも小さい場合には、可変利得増幅部２８の利得を大きくすると共に、第１の振幅変調部４５１が使用されるように、第１〜第３のスイッチ４１〜４３の接続を切り替える。
【００８１】
一方、制御部４９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値以上である場合には、可変利得増幅部２８の利得を小さくすると共に、第２の振幅変調部４５２が使用されるように、第１〜第３のスイッチ４１〜４３の接続を切り替える。これによって、送信回路４は、電力情報Ｐの大きさに応じて、効率のよい振幅変調部を選択することができるので、送信回路全体の消費電力を低減することができる。
【００８２】
なお、制御部４９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値以上である場合には、可変利得増幅部２８の利得が０になるまで小さくしてもよい。また、制御部４９は、第１の振幅変調部４５１、及び第２の振幅変調部４５２のうち、使用されていない方の電源をオフしてもよい。これによって、送信回路４は、不要なトランジスタの動作を停止し、より消費電力を低減することができる。
【００８３】
また、制御部４９は、電力情報Ｐの代わりに、送信回路４の変調モードに応じて、可変利得増幅部２８を制御すると共に、第１のスイッチ４１、第２のスイッチ４２、及び第３のスイッチ４３の接続を切り替えてもよい。例えば、送信回路４は、変調モードとして、−５０ｄＢｍから２４ｄＢｍまで制御するＵＭＴＳと、５ｄＢｍから３３ｄＢｍまで制御するＧＳＭ／ＥＤＧＥを使用するものとする。このような場合、制御部４９は、変調モードがＵＭＴＳでは、可変利得増幅部２８の利得を大きくすると共に、第１の振幅変調部４５１が使用されるように、第１〜第３のスイッチ４１〜４３の接続を切り替える。また、制御部４９は、変調モードがＧＳＭ／ＥＤＧＥでは、可変利得増幅部２８の利得を小さくすると共に、第２の振幅変調部４５２が使用されるように、第１〜第３のスイッチ４１〜４３の接続を切り替える。
【００８４】
また、送信回路４は、第１〜第３のスイッチ４１〜４３を備えない代わりに、使用しない方のトランジスタのバイアス条件を切り替えることで、第１の振幅変調部４５１と、第２の振幅変調部４５２との接続を切り替えてもよい。
【００８５】
以上のように、本発明の第４の実施形態に係る送信回路４によれば、低出力時も振幅変調部の出力が小さくなりすぎることがないので、第１の実施形態と同様に、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００８６】
（第５の実施形態）
図１７は、本発明の第５の実施形態に係る送信回路５の構成の一例を示すブロック図である。図１７において、送信回路５は、信号生成部１１、角度変調部１２、電源端子１３、レギュレータ１４、第１の振幅変調部５５１、第２の振幅変調部５５２、出力端子１７、可変利得増幅部２８、制御部５９、分配部５１、合成部５２、及びスイッチ５３を備える。
【００８７】
なお、送信回路５においては、送信回路４と同様に、第１の振幅変調部５５１、第２の振幅変調部５５２、分配部５１、合成部５２、及びスイッチ５３を合わせた構成を、単に振幅変調部２１ｅと記してもよい。
【００８８】
角度変調部１２から出力された角度変調信号は、分配部５１で分配され、第１の振幅変調部５５１、及び第２の振幅変調部５５２に入力される。なお、分配部５１によって分配された角度変調信号の電力は互いに等しいものとする。
【００８９】
第１の振幅変調部５５１及び第２の振幅変調部５５２は、角度変調信号をレギュレータ１４から出力された信号で振幅変調して、変調信号として出力する。ここで、第１の振幅変調部５５１と、第２の振幅変調部５５２とは、トランジスタサイズが同じであるものとする。すなわち、第１の振幅変調部５５１と、第２の振幅変調部５５２とは、最大出力が等しい。なお、第１の振幅変調部５５１、及び第２の振幅変調部５５２の構成は、図７又は図８で示した構成と同様である。第１の振幅変調部５５１、及び第２の振幅変調部５５２から出力された変調信号は、合成部５２で合成され、出力端子１７から送信信号として出力される。
【００９０】
制御部５９は、電力情報Ｐの大きさに応じて、可変利得増幅部２８を制御すると共に、スイッチ５３の接続を切り替える。具体的には、制御部５９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値以上である場合には、可変利得増幅部２８の利得を小さくすると共に、レギュレータ１４と第１の振幅変調部５５１とが接続されるように、スイッチ５３の接続を切り替える。これによって、第１の振幅変調部５５１が使用される。すなわち、送信回路５は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値以上である場合には、送信信号の出力電力として、第１の振幅変調部５５１の出力電力と、第２の振幅変調部５５２の出力電力との和を出力する。
【００９１】
一方、制御部５９は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値よりも小さい場合には、スイッチ５３の接続をオフして、レギュレータ１４と第１の振幅変調部５５１との接続を切断する。これによって、第１の振幅変調部５５１の動作がオフされる。すなわち、送信回路５は、電力情報Ｐの値が所定のしきい値よりも小さい場合には、送信信号の出力電力として、第２の振幅変調部５５２の出力電力を出力する。
【００９２】
なお、制御部５９は、スイッチ５３の抵抗を変化させることで、レギュレータ１４から第１の振幅変調部５５１に供給される信号の大きさを制御してもよい。
【００９３】
分配部５１、及び合成部５２としては、ウィルキンソン型や、３ｄＢ方向性結合器を用いる構成が考えられる。このような場合、第１の振幅変調部５５１の動作がオフされることによって、第２の振幅変調部５５２の出力電力よりも６ｄＢ小さい電力が、出力端子１７から出力されることになる。電力情報Ｐと第２の振幅変調部５５２の出力電力との関係は、図３Ｃと同様となる。また、分配部５１の分配比や、合成部５２の合成比は、均等でなくてもよい。このような場合、分配部５１の分配比や、合成部５２の合成比に対応したトランジスタサイズの第１の振幅変調部５５１、及び第２の振幅変調部５５２を用いればよい。
【００９４】
また、制御部５９は、電力情報Ｐの代わりに、送信回路５の変調モードに応じて、可変利得増幅部２８を制御すると共に、スイッチ５３の接続を切り替えてもよい。例えば、送信回路５は、変調モードとして、−５０ｄＢｍから２４ｄＢｍまで制御するＵＭＴＳと、５ｄＢｍから３３ｄＢｍまで制御するＧＳＭ／ＥＤＧＥとを使用するものとする。このような場合、制御部５９は、変調モードがＵＭＴＳでは、可変利得増幅部２８の利得を大きくすると共に、レギュレータ１４と第１の振幅変調部５５１とが接続されるように、スイッチ５３の接続を切り替える。また、制御部５９は、変調モードがＧＳＭ／ＥＤＧＥでは、可変利得増幅部２８の利得を小さくすると共に、スイッチ５３の接続をオフして、レギュレータ１４と第１の振幅変調部５５１の接続を切断する。
【００９５】
以上のように、本発明の第５の実施形態に係る送信回路５によれば、低出力時も振幅変調部の出力が小さくなりすぎることがないので、第１の実施形態と同様に、広い出力電力の範囲に渡って、低歪みかつ高効率に送信信号を出力することができる。
【００９６】
また、低出力時の消費電力を改善するために、第５の実施形態に係る送信回路は、図１８に示すような構成にしてもよい。図１８は、本発明の第５の実施形態に係る送信回路５ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１８において、送信回路５ｂは、上述した送信回路５と比較して、分配部５１として第１の方向性結合器６１を、合成部５２として第２の方向性結合器６２を用いる。また、送信回路５ｂは、電力再利用部６３をさらに備える。電力再利用部６３は、入力された信号を電力に変換し、再利用電力としてレギュレータ１４に供給する。
【００９７】
なお、送信回路５ｂにおいても、第４の実施形態と同様に、第１の振幅変調部５５１、第２の振幅変調部５５２、第１の方向性結合器６１、第２の方向性結合器６２、及びスイッチ５３を合わせた構成を、単に振幅変調部２１ｆと記してもよい。
【００９８】
第１の方向性結合器６１は、角度変調部１２から出力された角度変調信号を、第１の振幅変調部５５１及び第２の振幅変調部５５２に均等に分配する。第２の方向性結合器６２は、一方の出力が出力端子１７に、他方の出力が電力再利用部６３に接続されている。第２の方向性結合器６２は、第１の振幅変調部５５１、及び第２の振幅変調部５５２が共に動作している場合には、２つの振幅変調部の出力電力の大部分が、出力端子１７から出力されるように通過位相が調整されている。このため、電力情報Ｐの値が所定のしきい値以上である場合には、電力再利用部６３にはほとんど電力が入力されない。
【００９９】
一方、第２の方向性結合器６２は、第２の振幅変調部５５２のみが動作している場合には、第２の振幅変調部５５２から出力された変調信号を、出力端子１７及び電力再利用部６３に均等に分配する。電力再利用部６３の出力は、レギュレータ１４の電源端子１３に接続されている。電力再利用部６３は、第２の方向性結合器６２を介して入力された変調信号を直流電圧（あるいは、直流電流であってもよい）に変換して、レギュレータ１４に供給する。このため、電力情報Ｐの値が所定のしきい値よりも小さい場合には、第２の方向性結合器６２によって均等に分配された変調信号が、レギュレータ１４の電力として再利用される。
【０１００】
図１９は、電力再利用部６３の構成の一例を示すブロック図である。図１９において、電力再利用部６３は、入力端子６３１、出力端子６３２、バイアス回路６３３、ダイオード６３４、及びコンデンサ６４５を含む。入力端子６３１から入力された信号は、ダイオード６３４を介して、出力端子６３２から出力される。ダイオード６３４には、バイアス回路６４３を介して、バイアス電圧が供給されている。また、ダイオード６４４から出力された信号は、コンデンサ６４５によって平滑化される。このような構成によって、送信回路５ｂは、第２の振幅変調部５５２から出力される信号のうち、損失となるエネルギーを再利用するので、送信回路の消費電力を低減することができる。
【０１０１】
（第６の実施形態）
図２０は、本発明の第６の実施形態に係る送信回路６の構成の一例を示すブロック図である。図２０において、送信回路６は、第１の実施形態に係る送信回路１と比較して、制御部１９ｂとレギュレータ１４ｂとが異なる。制御部１９ｂは、第１の実施形態に係る制御部１９と比較して、さらに電力情報Ｐを出力する。レギュレータ１４ｄは、シリーズレギュレータ１４ａ、及びスイッチングレギュレータ１４ｂを含む。シリーズレギュレータ１４ａは、例えば、図４に示す構成である。スイッチングレギュレータ１４ｂは、例えば、図５に示す構成である。
【０１０２】
以下、送信回路６の動作について、図２１Ａ〜２１Ｃを用いて説明する。図２１Ａは、電力情報Ｐによって示された送信回路６の出力電力の一例を示す図である。図２１Ｂは、シリーズレギュレータ１４ａの出力電圧の一例を示す図である。図２１Ｃは、スイッチングレギュレータ１４ｂの出力電圧の一例を示す図である。制御部１９ｂが出力した電力情報Ｐは、スイッチングレギュレータ１４ｂに入力される（図２１Ａ参照）。なお、スイッチングレギュレータ１４ｂには、制御部１９ｂからではなく、送信回路６に入力された電力情報Ｐが直接入力されてもよい。
【０１０３】
スイッチングレギュレータ１４ｂには、電源端子１３から直流電圧が供給されている。スイッチングレギュレータ１４ｂは、電力情報Ｐによって制御された電圧をシリーズレギュレータ１４ａに供給する（図２１Ｂ参照）。電力情報Ｐは、振幅信号と比べて周波数が低いため、スイッチングレギュレータ１４ｂを高効率に動作させることができる。また、スイッチングレギュレータ１４ｂから出力される電圧は、シリーズレギュレータ１４ａから出力される電圧の最大値と同等か、少し高い電圧に設定される。
【０１０４】
シリーズレギュレータ１４ａは、可変利得増幅部１８を介して入力された振幅信号を、スイッチングレギュレータ１４ｂから供給された電圧で増幅することで、振幅信号の大きさによって制御された電圧を振幅変調部１５に供給する（図２１Ｃ参照）。シリーズレギュレータ１４ａは、スイッチングレギュレータ１４ｂから供給される電圧が最適に制御されているため、高効率に動作することができる。
【０１０５】
なお、上述した制御部１９ｂ及びレギュレータ１４ｄは、第１の実施形態だけではなく、第２〜第５の実施形態に係る送信回路２〜５にも適用可能である。
【０１０６】
以上のように、本発明の第６の実施形態に係る送信回路６によれば、シリーズレギュレータ１４ａとスイッチングレギュレータ１４ｂとを組み合わせたレギュレータ１４ｄを用いることで、シリーズレギュレータ１４ａでの損失が低減され、広い出力電力の範囲に渡って、送信回路としての消費電力を低減することができる。
【０１０７】
なお、上述した第１〜第６の実施形態に係る送信回路１〜６は、角度変調部１２、レギュレータ１４、振幅変調部１５、可変減衰部１６、及び可変利得増幅部１８の少なくともいずれかの非線形性を補償するために、信号生成部１１の出力に、振幅信号および／または位相信号の歪みを補償する歪み補償部をさらに備えてもよい。図２２Ａは、歪み補償部を備える送信回路１ａの構成の一例を示すブロック図である。図２２Ａにおいて、歪み補償部２２は、信号生成部１１で生成された振幅信号、および／または位相信号を、角度変調部１２、レギュレータ１４、振幅変調部１５、可変減衰部１６、及び可変利得増幅部１８の少なくともいずれかで発生する歪みが抑圧されるように補償する。これによって、送信回路１ａは、上述した第１〜６の実施形態に係る送信回路よりも、送信信号の線形性を高めることができる。
【０１０８】
なお、上述した第１〜第６の実施形態に係る送信回路は、入力された電力情報Ｐの代わりに、振幅変調部の出力電力に基づいて、可変減衰部の減衰量、及び可変利得増幅部の利得を調整してもよい。図２２Ｂは、振幅変調部の出力電力に基づいて、可変減衰部の減衰量、及び可変利得増幅部の利得を調整する送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図である。図２２Ｂにおいて、制御部１９ｃは、振幅変調部１５の出力電力に基づいて、可変減衰部１６の減衰量、及び可変利得増幅部１８の利得を調整する。
【０１０９】
（第７の実施形態）
図２３は、本発明の第７の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図である。図２３を参照して、第７の実施形態に係る通信機器２００は、送信回路２１０、受信回路２２０、アンテナ共用部２３０、及びアンテナ２４０を備える。送信回路２１０は、上述した第１〜４のいずれかに記載の送信回路である。アンテナ共用部２３０は、送信回路２１０から出力された送信信号をアンテナ２４０に伝達し、受信回路２２０に送信信号が漏れるのを防ぐ。また、アンテナ共用部２３０は、アンテナ２４０から入力された受信信号を受信回路２２０に伝達し、受信信号が送信回路２１０に漏れるのを防ぐ。
【０１１０】
従って、送信信号は、送信回路２１０から出力され、アンテナ共用部２３０を介してアンテナ２４０から空間に放出される。受信信号は、アンテナ２４０で受信され、アンテナ共用部２３０を介して受信回路２２０で受信される。第７の実施形態に係る通信機器２００は、第１〜６の実施形態に係る送信回路を用いることで、送信信号の線形性を確保しつつ、かつ無線装置としての低歪みを実現することができる。また、送信回路２１０の出力に方向性結合器などの分岐がないため、送信回路２１０からアンテナ２４０までの損失を低減することが可能であり、送信時の消費電力を低減することができ、無線通信機器として、長時間の使用が可能となる。なお、通信機器２００は、送信回路２１０とアンテナ２４０とのみを備えた構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明に係る送信回路は、携帯電話や無線ＬＡＮなどの通信機器等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る送信回路１の構成の一例を示すブロック図
【図１Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図
【図２Ａ】ルックアップテーブル２０の設定の一例を示す図
【図２Ｂ】可変減衰部１６の構成の一例を示すブロック図
【図３Ａ】電力情報Ｐが変化したときの可変減衰部１６に設定される減衰量の一例を示す図
【図３Ｂ】電力情報Ｐが変化したときの可変利得増幅部１８に設定される利得の一例を示す図
【図３Ｃ】電力情報Ｐが変化したときの振幅変調部１５の出力電力の変化を示す図
【図４】シリーズレギュレータ１４ａの構成の一例を示すブロック図
【図５】スイッチングレギュレータ１４ｂの構成の一例を示すブロック図
【図６】電流駆動型のレギュレータ１４ｃの構成の一例を示すブロック図
【図７】振幅変調部１５ａの構成の一例を示すブロック図
【図８】振幅変調部１５ｂの構成の一例を示すブロック図
【図９】本発明の第２の実施形態に係る送信回路２の構成の一例を示すブロック図
【図１０】可変減衰部２６の構成の一例を示すブロック図
【図１１】可変利得増幅部２８の構成の一例を示すブロック図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る送信回路３の構成の一例を示すブロック図
【図１３】減衰量を３値に切り替える可変減衰部２６ｂの構成の一例を示すブロック図
【図１４】利得を３値に切り替える可変利得増幅部２８ｂの構成の一例を示すブロック図
【図１５Ａ】電力情報Ｐが変化したときの可変減衰部２６ｂに設定される減衰量の一例を示す図
【図１５Ｂ】電力情報Ｐが変化したときの可変利得増幅部２８ｂに設定される利得の一例を示す図
【図１５Ｃ】電力情報Ｐが変化したときの振幅変調部１５の出力電力の変化を示す図
【図１６】本発明の第４の実施形態に係る送信回路４の構成の一例を示すブロック図
【図１７】本発明の第５の実施形態に係る送信回路５の構成の一例を示すブロック図
【図１８】本発明の第５の実施形態に係る送信回路５ｂの構成の一例を示すブロック図
【図１９】電力再利用部６３の構成の一例を示すブロック図
【図２０】本発明の第６の実施形態に係る送信回路６の構成の一例を示すブロック図
【図２１Ａ】電力情報Ｐに示される送信回路６の出力電力の一例を示す図
【図２１Ｂ】シリーズレギュレータ１４ａの出力電圧の一例を示す図
【図２１Ｃ】スイッチングレギュレータ１４ｂの出力電力の一例を示す図
【図２２Ａ】歪み補償部を備える送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図
【図２２Ｂ】送信回路１ｂの構成の一例を示すブロック図
【図２３】本発明の第７の実施形態に係る通信機器の構成の一例を示すブロック図
【図２４】ポーラ変調方式が適用された従来の送信回路５００の構成を示すブロック図
【図２５】振幅変調部５０５におけるレギュレータ５０４からの入力電圧に対する出力電力の特性を示す
【図２６】従来の送信回路６００の構成の一例を示すブロック図
【図２７】従来の送信回路７００の構成の一例を示すブロック図
【符号の説明】
【０１１３】
１〜６，５００〜７００  送信回路
１１  信号生成部
１２  角度変調器
１３  出力端子
１４  レギュレータ
１４ａ  シリーズレギュレータ
１４ｂ  スイッチングレギュレータ
１５  振幅変調部
１６  減衰量切り替え部
１７  出力端子
１８  可変利得増幅部
１９、２９、４９、５９  制御部
２０  ルックアップテーブル
１１１  直交信号生成部
１１２  ベクトル変調部
１１３  包絡線検波部
１１４  リミッタ
【図１Ａ】
2008539601.tif 000003
【図１Ｂ】
2008539601.tif 000004
【図２Ａ】
2008539601.tif 000005
【図２Ｂ】
2008539601.tif 000006
【図３Ａ】
2008539601.tif 000007
【図３Ｂ】
2008539601.tif 000008
【図３Ｃ】
2008539601.tif 000009
【図４】
2008539601.tif 000010
【図５】
2008539601.tif 000011
【図６】
2008539601.tif 000012
【図７】
2008539601.tif 000013
【図８】
2008539601.tif 000014
【図９】
2008539601.tif 000015
【図１０】
2008539601.tif 000016
【図１１】
2008539601.tif 000017
【図１２】
2008539601.tif 000018
【図１３】
2008539601.tif 000019
【図１４】
2008539601.tif 000020
【図１５Ａ】
2008539601.tif 000021
【図１５Ｂ】
2008539601.tif 000022
【図１５Ｃ】
2008539601.tif 000023
【図１６】
2008539601.tif 000024
【図１７】
2008539601.tif 000025
【図１８】
2008539601.tif 000026
【図１９】
2008539601.tif 000027
【図２０】
2008539601.tif 000028
【図２１Ａ】
2008539601.tif 000029
【図２１Ｂ】
2008539601.tif 000030
【図２１Ｃ】
2008539601.tif 000031
【図２２Ａ】
2008539601.tif 000032
【図２２Ｂ】
2008539601.tif 000033
【図２３】
2008539601.tif 000034
【図２４】
2008539601.tif 000035
【図２５】
2008539601.tif 000036
【図２６】
2008539601.tif 000037
【図２７】
2008539601.tif 000038
【国際調査報告】
2008539601.tif 000039
2008539601.tif 000040