(57)【要約】【課題】従来の送信回路では、アンテナから出力される信号の電力レベルを安定させながらホッピング周波数の高速な切り替えを行うことが困難であった。【解決手段】本発明にかかる送信回路は、伝送路３を介して接続されるアンテナ４から周波数ホッピング方式で電力信号を送信する送信回路であって、アンテナ４における電力信号の電力レベルに応じて送信前の電力信号のホッピング周波数毎の振幅設定値を出力する制御部１４と、振幅設定値に応じて送信前の電力信号の振幅をホッピング周波数毎に制御するプリドライバ１１と、プリドライバ１１から出力される信号に応じて、電力信号を伝送路３に対して出力する電力増幅器１２とを有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介して接続されるアンテナから周波数ホッピング方式で電力信号を送信する送信回路であって、
前記アンテナにおける前記電力信号の電力レベルに応じて送信前の前記電力信号のホッピング周波数毎の振幅設定値を出力する制御部と、
前記振幅設定値に応じて送信前の前記電力信号の振幅を前記ホッピング周波数毎に制御するプリドライバと、
前記プリドライバから出力される信号に応じて、前記電力信号を前記伝送路に対して出力する電力増幅器とを有する送信回路。
【請求項２】
前記制御部は、前記振幅設定値を前記ホッピング周波数毎に保持する記憶回路を有してい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】
前記振幅設定値は、ホッピング周波数の数と同数の設定値を有していることを特徴とする請求項１に記載の送信回路。
【請求項４】
前記振幅設定値は、前記アンテナから電力送信を行わない期間に前記電力増幅器から出力されるトレーニング信号に基づき前記アンテナにおける電力信号のレベルが一定になるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の送信回路。
【請求項５】
前記電力信号は、当該電力信号の帯域幅が１ＧＨｚ以上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６】
前記送信電力のレベルは、前記伝送路と前記アンテナとの間に接続されるアンテナ回路によって検出され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】
前記アンテナ回路は、前記アンテナの特性インピーダンスを擬似的に再現した疑似アンテナ回路と、前記伝送路を介して入力される電力信号に基づき前記疑似アンテナ回路に発生した電力レベルを検出し、前記電力信号の電力レベルを示すレベル検出信号を出力する送信電力検出回路と、前記アンテナと前記疑似アンテナ回路とのいずれか一方と前記伝送路とを選択的に接続するスイッチとを有してい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】
前記レベル検出信号は、前記伝送路とは異なる配線を介して前記制御部に送信されることを特徴とする請求項７に記載の送信回路。
【請求項９】
前記送信回路は、前記アンテナから出力される電波から遮蔽された構造を有していることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の送信回路。
【請求項１０】
アンテナから電力信号が出力されないトレーニング期間においてテスト信号を出力する送信回路と、
前記テスト信号に基づきレベル検出信号を出力するアンテナ回路と、
前記送信回路と前記アンテナ回路とを接続する伝送路とを備え、
前記アンテナ回路は、前記伝送路を介して前記テスト信号を受信し、前記送信回路は、前記レベル検出信号に基づき決定された前記テスト信号の信号レベルに基づき前記電力信号の電力レベルを調整するシステム。
【請求項１１】
前記アンテナ回路は、前記伝送路とは異なる経路で前記レベル検出信号を出力する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記アンテナ回路は、前記テスト信号を受信し、受信した前記テスト信号に応じて前記レベル検出信号を出力する検出回路を有し、前記アンテナ回路は、前記トレーニング期間において受信した前記テスト信号を前記検出回路に供給する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記アンテナ回路は、さらに、前記検出回路に接続され、前記アンテナの特性インピーダンスと実質的に同じ特性インピーダンスを有する疑似アンテナ回路を有する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記送信回路は、前記トレーニング期間において前記テスト信号を出力するトレーニング信号生成回路と、前記レベル検出信号に基づき前記テスト信号の増幅設定値を計算し、計算された前記増幅設定値を出力する制御部と、前記テスト信号及び前記増幅設定値を受信し、前記テスト信号の電力を前記増幅設定値に基づき制御するプリドライバとを有する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記送信回路は、さらに、前記プリドライバから前記テスト信号を受信し、前記テスト信号を増幅する電力増幅器を有する請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送信回路及びシステムに関し、特に周波数ホッピング方式を用いて電力信号を出力する送信回路及び送信回路を有するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線信号を用いてデータの送受信を行う機器は、送信回路の出力に伝送路を介して接続されるアンテナから電力信号を出力する。しかし、伝送路では、一般的に電力損失が発生する。そのため、送信回路から所望の電力で信号を出力しても、アンテナから出力される電力信号の電力レベルが送信回路から出力される電力信号の電力レベルに対して減衰してしまう問題がある。
【０００３】
そこで、伝送路における電力レベルの減衰を補う従来例が特許文献１に開示されている。従来例にかかる無線通信装置の概略図を図５に示す。図５に示すように、送信回路１０１、伝送路１０２、パワーセンス回路１０３、アンテナ１０４を有している。そして、送信回路１０１は、変調器１１０を介して入力されるデータ信号をパワーアンプ１１１で増幅して電力信号を出力する。この電力信号は、伝送路１０２とパワーセンス回路１０３とを介してアンテナ１０４から出力される。
【０００４】
このとき、従来例にかかる無線通信装置は、パワーセンス回路１０３の送信電力検出回路１２２でアンテナ１０４から出力される電力信号の電力レベルを検出する。そして、送信電力検出回路１２２で得られた直流電圧は、伝送路１０２を介してコンパレータ１１４に送信される。コンパレータ１１４は、この直流電圧と基準信号生成回路１１３が出力する基準電圧とを比較し、アンテナ１０４から出力される電力信号の電力レベルが小さいと判断すると、パワーアンプ１１１の増幅率を上げる。つまり、従来例にかかる無線通信装置は、伝送路１０２で発生する電力損失を検出し、その検出結果に応じてパワーアンプ１１１の増幅率を上げることで、アンテナ１０４から出力される電力信号の電力レベルを所望の電力レベルとするものである。
【０００５】
また、特許文献２には、無線基地局装置において、非運用時に予め増幅器が出力する電力信号の電力レベルを設定し、運用時にはその設定値に応じて電力信号の電力レベルを制御する技術が開示されている。しかしながら、特許文献２に記載の無線基地局装置では、アンテナ端における電力信号の電力レベルに応じて増幅器が出力する電力レベルを設定していないため、伝送路による電力信号の電力損失に対応することはできない。
【０００６】
近年、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）と呼ばれる技術が提唱されている。ＵＷＢはＦＣＣ（米国連邦通信委員会）によって比帯域２５％以上、もしくは４５０ＭＨｚ以上の帯域を有する無線信号と定義され、広義には上記無線信号にて通信するシステムとして認知されている。このＵＷＢを実現する方式のひとつとして、ＭＢ−ＯＦＤＭ（Multi Band - Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が存在する。このＭＢ−ＯＦＤＭ方式に基づくＵＷＢすなわちＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢを用いた場合に送信される電力信号の概略図を図６、図７に示す。図６は、ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢにおいて送信される電力信号の周波数帯域と周波数帯域毎の電力レベルとの関係を示している。一方、ＭＢ−ＯＦＤＭでは、送信する電力信号の周波数を所定の時間間隔でホッピングさせる周波数ホッピング方式を用いる。これによって、同じ帯域を使用するが周波数ホッピングを行わない方式に比べて同じ平均出力電力でも３倍の瞬時電力の出力が可能となる。つまり、ＭＢ−ＯＦＤＭを用いることで最低受信感度が一定の場合、最大到達距離を約２倍とすることが可能である。また、ＭＢ−ＯＦＤＭでは、ＯＦＤＭを使用する。ＯＦＤＭは周波数軸上での使用効率が高く、フェージングに強いため、安定な無線伝送や小規模の屋内ネットワークに適した通信方式である。この、ＯＦＤＭを用いた通信システムとしては、例えば地上デジタル放送や無線ＬＡＮなどがある。地上デジタル放送では、帯域幅ＢＷが６ＭＨｚとなる電力信号を用いる。また、２．４ＧＨｚＩＳＭバンドを使用する無線ＬＡＮでは、帯域幅ＢＷが１８ＭＨｚとなる。
【０００７】
このような周波数ホッピング方式を用いるシステムでは、ホッピングさせる周波数帯毎に送信される電力信号に生じる電力損失が異なるため、このシステムに用いられる装置には、周波数帯毎に異なる電力損失を補う機能が必要である。そこで、特許文献３乃至５に周波数帯毎に電力信号の電力レベルを測定あるいは制御する技術が開示されている。
【０００８】
特許文献３に記載の技術では、予めメモリに記憶された制御情報を用い、減衰器を高速に制御することで電力信号の電力レベルを制御するものである。特許文献４に記載の技術は、電力信号のホッピングパターンに応じて生成されるトレーニングパターンに基づき変調後の電力信号の電力レベルを測定する。そして、データ信号を送信する場合は、その測定結果に応じて電力信号の電力レベルを制御する。特許文献５に記載の技術は、送信する電力信号の電力レベルを検出し、表示するものである。
【特許文献１】特開平６−３７６５２号公報
【特許文献２】特開平１１−３４０９０８号公報
【特許文献３】特開平９−１３９６９４号公報
【特許文献４】特開２００５−２６９２０２号公報
【特許文献５】特開平８−３１６８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢにおいて用いられる電力信号は、帯域幅ＢＷが１５８４ＭＨｚである。つまり、ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢでは、上記の他のＯＦＤＭ方式を採用するシステムと比べて非常に広い帯域幅ＢＷを用いて電力信号を送信する。
【００１０】
このように、伝送路を経由して広い帯域幅ＢＷを有する信号を送信する場合、伝送路における電力損失は、帯域幅ＢＷのうち低い周波数帯と高い周波数帯とで大きく異なる。そのため、特許文献２乃至５に開示される技術のように伝送路で発生する電力損失を考慮せずに増幅器から出力される電力信号の電力レベルを制御した場合、伝送路での電力損失の影響によって、アンテナから出力される電力信号の電力レベルは、周波数帯毎に大きく異なるものとなる問題がある。
【００１１】
また、図７に、ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢにおいて電力信号をホッピングさせる場合のホッピングパターンの一例の概略図を示す。図７に示すように、ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢでは、電力信号の周波数（以下、ホッピング周波数と称す）の切り替え時間が９．５ｎｓｅｃとなっている。例えば、上記の特許文献１のように、電力信号を出力しながら増幅器の増幅率を制御する場合、一般的にこの制御には数ｍｓｅｃ程度の時間が必要である。このことから、ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢにおいては、ホッピング周波数の切り替え時間が非常に短く、ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢのようなシステムに、特許文献１に記載の技術を用いる場合、ホッピング周波数毎に電力信号の電力レベルを制御することは非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる送信回路は、伝送路を介して接続されるアンテナから周波数ホッピング方式で電力信号を送信する送信回路であって、前記アンテナにおける前記電力信号の電力レベルに応じて送信前の前記電力信号のホッピング周波数毎の振幅設定値を出力する制御部と、前記振幅設定値に応じて送信前の前記電力信号の振幅を前記ホッピング周波数毎に制御するプリドライバと、前記プリドライバから出力される信号に応じて、前記電力信号を前記伝送路に対して出力する電力増幅器とを有するものである。
【００１３】
本発明にかかる送信回路によれば、アンテナにおける電力信号の電力レベルに基づき振幅設定値の値を設定する。そして、この振幅設定値に基づき振幅制御された信号に基づき増幅器は電力信号を出力する。つまり、本発明にかかる送信回路は、ホッピング周波数毎に異なる伝送路での電力損失を考慮した振幅設定値に基づきホッピング周波数毎の電力信号の電力レベルを設定することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかる送信回路によれば、ホッピング周波数を短い時間で切り替えながら、伝送路における電力損失によらずアンテナから出力される電力信号のレベルを正確に設定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に、本実施の形態にかかる送信回路１と送信回路１を有する送信システムのブロック図を示す。図１に示すように、送信システムは、送信回路１、アンテナ回路２、伝送路３、アンテナ４を有している。
【００１６】
送信回路１は、送信するデータをデータ信号として受信し、受信したデータ信号を変調し、さらに変調後の信号の振幅を制御し、振幅制御された信号を電力信号として出力する。なお、送信回路１は、アンテナ４から放射される電波の影響を受けないように、また送信回路１で生成される送信信号以外の不要電波を放射しないように遮蔽構造となっていることが好ましい。伝送路３は、送信回路１から出力された電力信号を送信回路１とは分離して配置されたアンテナ回路２に伝達する。アンテナ回路２は、伝送路３とアンテナ４とを接続するか切断するかを制御する。また、アンテナ回路２は、アンテナ４から出力される電力信号の電力レベルを擬似的に再現し、アンテナ４から出力される電力信号の電力レベルを検出する。
【００１７】
ここで、送信回路１とアンテナ回路２とについてさらに詳しく説明する。まず、送信回路１について説明する。送信回路１は、変調器１０、プリドライバ１１、電力増幅器１２、トレーニング信号発生器１３、制御部１４を有している。変調器１０は、データ信号を受信し、受信したデータ信号の変調を行う。例えば、変調器１０は、受信したデータ信号に対してデジタル変調処理（例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying））を行い、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）によりデジタル変調されたデータ信号をベースバンド信号に変換し、デジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換する。さらに変調器１０は内部にキャリア信号を生成する局部発振器を有し、アナログ化処理された信号をキャリア信号により変調することで無線周波数信号(アナログ)を生成し、これをプリドライバ１１に出力する。一方、変調器１０は、トレーニング期間中は信号をプリドライバ１１に出力しない。プリドライバ１１は、変調器１０又はトレーニング信号発生器１３から出力される信号の振幅を制御部１４から出力される振幅設定値に基づき制御し、電力増幅器１２に振幅制御された信号を出力する。プリドライバ１１は、増幅器であって、制御部１４から出力される増幅設定値に基づき増幅率を可変させる。プリドライバ１１は、トレーニング期間にトレーニング信号発生器１３からトレーニング信号が入力される。電力増幅器１２は、プリドライバ１１から入力される信号の振幅でアンテナ４を駆動するために、入力信号の電力増幅を行う。プリドライバ１１は、駆動能力が低く、伝送路３及びアンテナ４を駆動することができない。一方、電力増幅器１２は、駆動能力が高く、伝送路３及びアンテナ４を駆動することができる。
【００１８】
トレーニング信号発生器１３は、局部発振器を有し、制御部１４からの制御信号に基づき設定されるトレーニング期間にトレーニング用ホッピングパターンを生成する。トレーニング用ホッピングパターンとは、送信される電力信号のホッピング周波数の遷移を再現したアナログ信号（例えば、テスト信号）である。また、トレーニング期間とは、アンテナ４から電力信号が出力されない期間に設定されるものである。そして、送信回路１は、トレーニング期間にトレーニング用ホッピングパターンを用いて振幅設定値を設定する。
【００１９】
制御部１４は、送信電力自動制御回路１５、レベル検出信号記憶部１６を有している。送信電力自動制御回路１５は、アンテナ回路２から入力されるレベル検出信号に基づき振幅設定値を計算する。また、送信電力自動制御回路１５は、ホッピング周波数毎にプリドライバ１１に送信する振幅設定値を切り替える。レベル検出信号記憶部１６は、例えばフラッシュＲＯＭやＲＡＭ等の書き換え可能な記憶装置である。図１に示す例では、レベル検出信号記憶部１６には、ホッピングパターンの番号と、そのホッピングパターンで得られたアンテナ端での電力レベルと、そのホッピングパターンに対する振幅設定値とが関連付けられたテーブルが記録される。このテーブルに記録される値は、送信電力自動制御回路１５が計算したものである。つまり、送信電力自動制御回路１５は、レベル検出信号記憶部１６のテーブルに計算結果を書き込み、このテーブルの記録された値を読み出すことでホッピング周波数毎に振幅設定値を切り替える。
【００２０】
なお、送信電力自動制御回路１５は、トレーニング信号発生器１３への制御信号と、伝送路３をアンテナ４とアンテナ回路２内の終端回路とのいずれに接続するかを設定する経路選択信号を出力する。この経路選択信号は、伝送路３とは異なる経路を介して後述するアンテナ回路２のスイッチ２０に入力される。
【００２１】
次に、アンテナ回路２について説明する。アンテナ回路２は、スイッチ２０、送信電力検出回路２１、疑似アンテナ回路（例えば、終端回路）２２を有している。スイッチ２０は、経路選択信号に基づいて、伝送路３をアンテナ４と終端回路２２とのいずれか一方に接続する。なお、スイッチ２０が伝送路３と終端回路２２とを接続する場合、伝送路３は送信電力検出回路２１を介して終端回路２２に接続される。送信電力検出回路２１は、送信回路１が出力する電力信号に基づき終端回路２２で発生する電力信号の電力レベルを検出する。また、送信電力検出回路２１は、検出した電力レベルをレベル検出信号として、伝送路３とは異なる経路を介して送信電力自動制御回路１５に送信する。終端回路２２は、アンテナ４の特性インピーダンスを擬似的に再現する回路である。特性インピーダンスは、入力される信号の周波数によって変化する。
【００２２】
ここで、送信電力検出回路２１と終端回路２２との回路図の一例を図２に示し、図２を参照して送信電力検出回路２１と終端回路２２とについてさらに詳しく説明する。図２に示すように、送信電力検出回路２１は、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２、ダイオードＤ、方向性結合器２３を有している。また、終端回路２２は、抵抗Ｒ１、インダクタＬ、コンデンサＣ１を有している。
【００２３】
方向性結合器２３は、主伝送路と副伝送路とを有している。そして、主伝送路を介して伝達される電力信号と同じ信号（ただし、主伝送路のインピーダンスに影響しない低いレベルの信号）を副伝送路に発生させる。主伝送路の一端にはスイッチ２０が接続され、他端には終端回路２２が接続される。また、副伝送路の一端には、終端抵抗として抵抗Ｒ１が接続され、他端にはダイオードＤのアノードが接続される。ダイオードＤのカソードにはコンデンサＣ２の一端が接続される。コンデンサＣ２の他端は、接地端子に接続される。また、ダイオードＤは、副伝送路の他端に発生した電力信号を整流する。そして、この整流された信号に基づきコンデンサＣ２の一端に電圧が発生する。ダイオードＤとコンデンサＣ２との間のノードに発生した電圧は、レベル検出信号として送信電力自動制御回路１５に送信される。
【００２４】
終端回路２２は、方向性結合器２３の他端と接地端子との間に抵抗Ｒ１、インダクタＬ、コンデンサＣ１が並列に接続されている。本実施の形態では、終端回路２２をこのような接続とすることでアンテナ４の特性インピーダンスを再現している。なお、終端回路２２における素子の接続は、アンテナ４の特性に応じて適宜変更することが好ましい。終端回路２２の特性インピーダンスをアンテナ４と同じにすることで、方向性結合器２３の主伝送路には、アンテナ４で発生する電力レベルと同じレベルの信号が生成される。
【００２５】
ここで、本実施の形態にかかる送信回路１及び送信システムの動作について説明する。本実施の形態にかかる送信回路１及び送信システムは、まずトレーニング期間に伝送路での電力損失を考慮した振幅設定値を設定し、その後この振幅設定値を用いてデータ信号に基づいた電力信号を出力する。そこで、トレーニング期間の動作を示すフローチャートを図３に示す。
【００２６】
図３に示すようにトレーニングが開始されると、経路選択信号によって、スイッチ２０を制御し、伝送路３を送信電力検出回路２１に接続する（ステップＳ１）。これによって、アンテナ４から電力信号が出力されることはない。続いて、トレーニング信号発生器からトレーニング用ホッピングパターンの１ステップ目の信号を出力する（ステップＳ２）。そして、１ステップ目のトレーニング用ホッピングパターンによって終端回路２２に発生する電力レベルを検出する（ステップＳ３）。次に、検出された電力レベルに基づき送信電力自動制御回路１５は、振幅設定値を計算し、その計算結果をレベル検出信号記憶部１６に記録する（ステップＳ４）。
【００２７】
続いて、トレーニング用ホッピングパターンの次のステップの信号を出力する（ステップＳ５）。ここで、トレーニング信号発生器１３が全てのトレーニング用ホッピングパターンを出力していない場合は、ステップＳ３〜Ｓ５の動作を繰り返す（ステップＳ６）。一方、全てのトレーニング用ホッピングパターンを出力し、これらのパターンに対する電力レベルの検出が行われた場合、ステップＳ７に進む。
【００２８】
ステップＳ７では、ステップＳ３〜Ｓ６でレベル検出信号記憶部１６に記録された振幅設定値に基づき全てのトレーニング用ホッピングパターンを出力する。そして、レベル検出信号記憶部１６に記録された振幅設定値に基づき振幅が調整されたトレーニング用ホッピングパターンによって終端回路２２に発生した電力レベルが略一定であるかどうかを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８にて、電力レベルが所定の範囲内にない場合、所定の範囲から外れたホッピングパターンの振幅設定値を微調整する（ステップＳ９）。そして、再びステップＳ７、Ｓ８にて電力レベルの確認を行う。なお、このステップＳ７〜Ｓ９のステップは、必ず行わなければならないものではなく、省略することが可能である。
【００２９】
一方、ステップＳ８にて、電力レベルが所定の範囲内に入っていた場合、経路選択信号によってスイッチ２０を制御し、伝送路３とアンテナ４とを接続する（ステップＳ１０）。これによって、レベル検出信号記憶部１６に記録された振幅設定値に基づき電力信号の振幅を制御しながらデータ信号に応じた電力信号を出力することが可能となる（ステップＳ１１）。
【００３０】
ここで、図３に示すフローチャートに対応した送信回路１及び送信ステムの動作のタイミングチャートを図４に示す。図４に示す例では、送信回路１は、３つのホッピング周波数（周波数ｆ１〜ｆ３）を用いて信号を送信する。従って、トレーニング用ホッピングパターンは、３つのホッピング周波数を再現したものとなる。
【００３１】
図４に示すように、送信回路１は、トレーニング期間が開始されると、プリドライバ１１が振幅設定値の初期値Ａ０に基づいてトレーニング用ホッピングパターンの振幅を制御する。この例では、振幅設定値の初期値は、ホッピング周波数ｆ１〜ｆ３のそれぞれに対して全て同じものを使用する。従って、電力増幅器１２が出力する電力信号の電力レベルは、全てのホッピング周波数で同じになる。一方、電力増幅器１２が出力する電力信号が伝送路３を介して終端回路２２に入力されることで擬似的に再現されるアンテナでの電力信号の振幅は、ホッピング周波数ｆ１が最も大きく、ホッピング周波数ｆ３が最も小さくなる。この電力信号は、送信電力検出回路２１で電圧に変換され、レベル検出信号として送信電力自動制御回路１５に送信される。送信電力自動制御回路１５は、このレベル検出信号をホッピング周波数毎に数値化し、ホッピング周波数のそれぞれに対応した値Ｂ１〜Ｂ３を生成する。また、送信電力自動制御回路１５は、値Ｂ１〜Ｂ３に基づき新たにホッピング周波数毎の振幅設定値Ａ１〜Ａ３を計算し、レベル検出信号記憶部１６に記録する。（ステップＳ１〜Ｓ６に対応）
【００３２】
この振幅設定値Ａ１〜Ａ３は、例えば０〜１の値を有する係数であって、電力増幅器１２からアンテナに至る経路での減衰が小さい場合には小さな値が設定され、減衰が大きな場合は大きな値が設定される。
【００３３】
その後、プリドライバ１１にて振幅設定値Ａ１〜Ａ３に基づいてトレーニング用ホッピングパターンの振幅を制御し、制御された信号は電力増幅器１２を介して出力される。図４に示す例では、ホッピング周波数ｆ１の振幅が最も小さく、ホッピング周波数ｆ３が最も大きくなる。そして、伝送路３を経由してこの電力信号が終端回路２２に入力される。このとき、終端回路２２で発生する電力レベルは、ホッピング周波数によらず略一定となる。終端回路２２で発生した電力レベルは、送信電力自動制御回路１５でレベルが略一定となっていることが確認される。その後、この確認が終了するとトレーニング期間が終了する。このとき、スイッチ２０は、接続先を電力検出回路２１からアンテナ４に切り替える。
【００３４】
続いて、送信回路１は、ホッピング周波数に応じて振幅設定値Ａ１〜Ａ３を切り替えながら電力信号を出力する。これによって、アンテナ４からはホッピング周波数によらず同じ電力レベルを有する電力信号が出力される。
【００３５】
上記説明より、本実施の形態にかかる送信回路１は、終端回路２２によって再現されたホッピング周波数毎の電力レベルに応じてホッピング周波数毎に振幅設定値を設定する。このとき、終端回路２２は、アンテナ４と同じ特性インピーダンスを有しているため、再現される電力レベルは、アンテナにおいて発生する電力レベルと同じものとなる。そして、この振幅設定値に応じて電力増幅器１２から出力する電力信号の振幅を制御する。これによって、伝送路３でホッピング周波数毎に電力損失が異なる場合であっても、全てのホッピング周波数に亘ってアンテナ４における電力レベルを略一定にすることが可能である。つまり、ＵＷＢのように、電力信号の帯域幅ＢＷが１ＧＨｚ以上となるような場合であっても、帯域幅ＢＷの全体に亘ってアンテナ４から出力される電力信号の電力レベルを略一定に保つことが可能である。
【００３６】
さらに、振幅設定値は、アンテナから電力信号が出力されないトレーニング期間で設定され、アンテナから電力信号が出力される期間に値が調節されることはない。従って、送信回路１は、予め設定された振幅設定値に基づき振幅を調節することが可能である。つまり、電力信号の振幅を制御するために、フィードバック制御等の時間のかかる処理が必要ない。そのため、プリドライバ１１は、変調器１０から入力される信号の振幅を高速に制御することが可能である。
【００３７】
また、伝送路３を介してレベル検出信号を送信する場合、レベル検出信号と電力信号とが互いのノイズとなるため、精度の高い電力レベルの検出が困難になる問題がある。しかしながら、本実施の形態にかかる送信システムでは、伝送路３とは異なる経路で、レベル検出信号を送信する。これによって、本実施の形態にかかる送信システムでは、レベル検出信号と電力信号とが互いにノイズとなることはない。また、伝送路３は、電力信号の伝達特性のみを考慮して周波数特性を設定することができるため、システムの設定時の検証を簡略化することが可能である。
【００３８】
本実施の形態にかかる送信回路１及び送信システムでは、送信回路１がアンテナからの放射電波から遮蔽された構造となっている。これによって、送信回路１は、外部からのノイズの影響を受けることなく安定して動作することが可能である。また、トレーニング期間で、アンテナ回路２のスイッチ２０が伝送路３とアンテナ４とを切断状態とし、伝送路３と終端回路２２とを接続する。これによって、トレーニング期間中にアンテナ４から電波が放射されることはない。また、終端回路２２はアンテナ４と同じ特性インピーダンスを有しているため、トレーニング用ホッピングパターンが不用意に反射することで発生するノイズが発生しない。つまり、本実施の形態にかかる送信システムでは、トレーニング期間中に伝送路を介して信号を出力しても、この動作によって送信システムの外部に電波及びノイズが放射されない。従って、本実施の形態にかかる送信システムは、トレーニング期間中に他の機器が誤動作する不具合は発生しない。
【００３９】
ＵＷＢの規格では、出力可能な電力信号の電力レベルが低く設定されている。ＦＣＣでは１ＭＨｚあたりの平均電力値がＥＩＲＰで−４１．３ｄＢｍ以下である。この値は電子機器から放出される雑音レベルが基準となっている。そして、本実施の形態にかかる送信回路１は、アンテナ４から出力される電力信号の電力レベルを略一定にすることが可能である。つまり、本実施の形態にかかる送信回路１をＵＷＢのようなシステムの送信回路として使用した場合、出力される電力信号の電力レベルを規格の範囲内で最大限大きくすることができる。電力信号の電力レベルが小さくなると電波の到達距離が短くなる場合があるが、本実施の形態にかかる送信回路１は、アンテナから送信される電力信号の電力レベルをホッピング周波数によらず最大に保つことが可能である。一般的に、１ＧＨｚ以上の帯域幅に亘って伝送路３の電力損失を一定に保つことは非常に困難である。そのため、ＵＷＢのようなシステムに本実施の形態にかかる送信回路１を適用することは、伝送効率を高める上で非常に有効である。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、レベル検出信号記憶部のテーブルはシステムに応じて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施の形態１にかかる送信回路及び送信システムのブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかる送信電力検出回路及び終端回路の回路図である。
【図３】実施の形態１にかかる送信回路及び送信システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる送信回路及び送信システムの動作を示すタイミングチャートである。
【図５】従来の送信回路のブロック図である。
【図６】ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢにおける周波数ホッピングの周波数と信号レベルとの関係を示す概略図である。
【図７】ＭＢ−ＯＦＤＭ  ＵＷＢにおける周波数ホッピングのホッピング周期を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    送信回路
２    アンテナ回路
３    伝送路
４    アンテナ
１０    変調器
１１    プリドライバ
１２    電力増幅器
１３    トレーニング信号発生器
１４    制御部
１５    送信電力自動制御回路
１６    レベル検出信号記憶部
２０    スイッチ
２１    送信電力検出回路
２１    電力検出回路
２２    終端回路
２３    方向性結合器
Ｒ１、Ｒ２    抵抗
Ｃ１、Ｃ２    コンデンサ
Ｄ    ダイオード
Ｌ    インダクタ
【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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