(57)【要約】【課題】デジタル変調制御による振幅変調方式の送信機において、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪、特に過変調時における歪の低減を行う。【解決手段】第１倍率信号に基づいて前記被増幅装置信号の振幅を増幅し、第１増幅信号を出力する第１増幅部と、当該第２倍率信号に基づいて前記増幅信号の振幅を増幅し、第２増幅信号を出力する第２増幅部と、当該増幅信号の入力遷移に基づき増幅信号の補正を行う補正値信号生成部と、当該第１増幅信号と、当該第２増幅信号とを合成して前記出力信号として出力する合成部とを備える。【選択図】        図１
2004208191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被増幅信号の増幅率を指定する第１倍率信号と、第２倍率信号とに基づいて被増幅信号を増幅する電力増幅送信装置において、
前記第１倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅する第１増幅信号を出力する第１増幅部と、
前記第２倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅する第２増幅信号を出力する第２増幅部と、
前記第１倍率信号および第２倍率信号の遷移に基づき、前記第１増幅部の増幅率の補正を行う補正値信号生成部と、
当該補正は、前記第１倍率信号および第２倍率信号が所定の倍率以下の場合に行われ、前記第１倍率信号および第２倍率信号を所定の倍率に固定とする補正を行う補正値信号生成部と、
前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号とを合成して前記増幅装置の出力信号として出力する合成部と、
を備えることを特徴とする電力増幅送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅装置及び送信機に関する。特に本発明は、デジタル変復調制御による変復調方式の送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル変復調制御による振幅調方式として、例えば特開2000-232380号公報に開示されている方式がある。当該方式は、複数の電力増幅器を直接デジタル信号により“オン”、“オフ”し、変調信号のすべての情報（ビット）を変調増幅する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の変調方式では、複数の電力増幅器の増幅率理想値に対する誤差により、送信機が出力する振幅変調信信号に歪が生じるという問題があった。また、当該誤差は、電源変動、温度変化、または経年劣化等によっても変化する。
【０００４】
そのため、従来のデジタル変調制御による振幅変調方式においては、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪により安定な運用が阻害されるという問題があった。特に過変調時に漏れ電力による歪が、振幅変調信号に影響を生じる。そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる増幅装置及び送信機を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち本発明の第１の形態によると、
【０００６】
被増幅信号の増幅率を指定する第１倍率信号と、第２倍率信号とに基づいて被増幅信号を増幅する電力増幅送信装置において、前記第１倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅する第１増幅信号を出力する第１増幅部と、前記第２倍率信号に基づいて前記被増幅信号の振幅を増幅する第２増幅信号を出力する第２増幅部と、前記第１倍率信号および第２倍率信号の遷移に基づき、前記第１増幅部の増幅率の補正を行う補正値信号生成部と、当該補正は、前記第１倍率信号および第２倍率信号が所定の倍率以下の場合に行われ、前記第１倍率信号および第２倍率信号を所定の倍率に固定とする補正を行う補正値信号生成部と、前記第１増幅信号と、前記第２増幅信号とを合成して前記増幅装置の出力信号として出力する合成部と、を備えることを特徴とする電力増幅送信装置。
【０００７】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなくこれらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置100を示す。送信装置100は、変調信号に基づく増幅率で被増幅信号の振幅を増幅した振幅変調信号を出力する送信機であって、変調信号AMSの振幅を増幅した増幅信号を出力する変調信号増幅器9と、被増幅信号の振幅に基づいて複数ビットのデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器10と、当該増幅装置の変調信号入力の遷移に基づいて前記変調信号増幅器の増幅度を補正する補正値信号生成部80と、前記補正値信号生成部80の出力信号を第１増幅部30および第２増幅部40のスイッチング信号を出力するエンコーダ20と、前記第１増幅部30、前記第２増幅部40の出力を電圧合成する出力合成部60（合成トランス）とを備える。
【００１０】
Ａ／Ｄ変換器10は、変調信号AMSをA/D変換した信号を複数のデジタル信号である倍率指定信号MASとして補正値信号生成部80に出力する。本実施形態において、Ａ／Ｄ変換器10は、倍率指定信号MASCの上位5ビットを第１倍率信号HBとして、下位６ビットを第２倍率信号LBとして補正値信号生成部80に出力する。
【００１１】
本実施形態において、エンコーダ20は、11ビットのデジタル信号である補正倍率信号MASCを受け取り、当該倍率信号の上位5ビットを第１倍率信号として、第１動作信号（HBS-1〜HBS-26）を出力する。エンコーダ20は、第１倍率信号HBSが表す数がｋ（ｋは、1≦ｋ≦26を満たす整数である）であるとき、第１動作信号（HBS-1〜HBS-ｋ）として論理値１を出力する。エンコーダ20は、第１倍率信号HBSが表す数が０であるとき、第１動作信号（HBS-1〜HBS-26）として論理値０を出力する。エンコーダ20は、例えば、第１倍率信号HBSが２進数として示す値が“０１００１”であるとき、第１動作信号（HBS-1〜HBS-9）として論理値１を出力する。
【００１２】
本実施形態において、エンコーダ20は、当該11ビットのデジタル信号である補正倍率信号MASCを受け取り、当該倍率信号の下位６ビットを第２倍率信号として、第２動作信号（LBS-1〜LBS-6）を出力する。
【００１３】
第1増幅部30は、第１倍率信号HBSに基づいて搬送波信号CWSの振幅を増幅し、第１増幅信号BHSを出力する。第２増幅部40は、第２倍率信号LBSに基づいて搬送波信号CWSの振幅を増幅し、第２増幅信号BLSを出力する。第２増幅部40は、第１増幅信号BHSの振幅より振幅が小である第２増幅信号BLSを出力するのが好ましい。
【００１４】
第１増幅部30は、複数の第１増幅器32を含むのが好ましい。本実施形態において、第１増幅部30は、26個の第１増幅器（ビックステップPA）（32-1〜32-26）を含む。第１増幅器（32-1〜32-26）は、それぞれ等しい増幅率を有する電力増幅器である。
【００１５】
第１増幅器32はそれぞれ、エンコーダ20が出力する複数の第１動作信号（HBS-1〜HBS-26）から１の動作信号HBSを受け取る。第１増幅器322は、１の第１動作信号HBSと、搬送波信号CWSとを受け取り、第１動作信号HBSが所定の論理値をとる場合に、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号EBSを出力するのが好ましい。第１増幅器32-ｍ（ｍは、1≦ｍ≦26を満たす整数である）は、第１動作信号HBS-ｍが１である場合に、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号BHS-ｍを出力する。
【００１６】
第２増幅部40は、複数の第２増幅器42を有することが好ましい。本実施形態において、第２増幅部40は、6個の第２増幅器（バイナリーステップPA）（42-1〜42-6）を含む。本実施形態において、第１増幅部30の第１増幅器（32-1〜32-26）の増幅率もしくは増幅された出力電圧をAとすると、第２増幅器42-ｎ（nは、1≦n≦6を満たす整数である）はＡ/２nとする。つまり、第２増幅器42-1はA/2、第２増幅器42-6はA/64とする。
【００１７】
第２増幅器42はそれぞれ、エンコーダ20が出力する複数の第２動作信号（LBS-1〜LBS-6）から１の動作信号LBSを受け取る。第２増幅器42は、１の第２動作信号LBSと、搬送波信号CWSとを受け取り、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第２増幅信号BLSを出力するのが好ましい。第２増幅器342-ｎ（ｎは、1≦ｎ≦6を満たす整数である）は、第２動作信号LBS-ｎが１である場合に、搬送波信号CWSの振幅を所定の増幅率で増幅した第１増幅信号BLS-ｎを出力する。
【００１８】
補正値信号生成部80は、倍率指定信号MASを所定のサンプリングタイミングでサンプリングすることにより、第１倍率信号（HB-1〜HB-26）および第2倍率信号（LB-1〜LB-6）の切替わりをモニタし、第１倍率信号（HB-1〜HB-26）および第2倍率信号（LB-1〜LB-6）が切替わる際に、第1増幅部30に含まれている第1増幅器（32-1〜32-26）の第1増幅信号（BHS-1〜BHS-26）および第２増幅部40に含まれている第2増幅器（42-1〜42-6）の第2増幅信号（BLS-1〜BLS-6）の補正を行う補正倍率信号MASCを出力する。当該サンプリング周期は、前記搬送波信号CWSの周期より短い周期でサンプリングすることが好ましい。
【００１９】
補正値信号生成部80は、前記倍率指定信号MAS（第１倍率信号HBおよび第２倍率信号LB）が所定の倍率以下の場合に補正を行い、当該補正は、前記倍率指定信号MASC（記第１倍率信号および第２倍率信号）を所定の倍率に固定する補正値信号MASCの出力を行う。補正値信号生成部80は、前記倍率指定信号MAS（第１倍率信号HBおよび第２倍率信号LB）が所定の倍率以上の場合は補正を行わず、前記倍率指定信号MAS（第１倍率信号HBおよび第２倍率信号LB）を直に補正倍率指定信号MASCとして出力を行う。
【００２０】
本実施形態において、補正値信号生成部80は、サンプリングされた第１倍率信号HBが表す数が０である時の第2倍率信号LBに対応した電圧Aref.を予め記憶している。つまり、補正値信号生成部80は、第1動作信号HB-k（kは、1≦k≦26を満たす整数である）が全て論理値０の時の第2動作信号LB-n（nは、1≦n≦6を満たす整数である）に対応した電圧Aref.＝A/２nを記憶している。前記電圧Aref.は、補正倍率信号MASCを所定量変動させる際に参照する。
【００２１】
本実施形態において、補正値信号生成部80の作用を、図２および図３を用いて説明する。一実施例として、前記参照電圧Aref.＝（第２増幅器42-3のＡ/２3）とした時に、補正値信号生成部80へ倍率指定信号MAS（第１倍率信号HBおよび第２倍率信号LB）がＡ/２3以下に相当するレベルで入力された場合は、補正値信号生成部80は、補正倍率指定信号MASCの上位5ビット（第１動作信号：HBS-1〜HBS-26）を論理値“00000”かつ下位６ビット（第２倍率信号：LBS-1〜LBS-6）を論理値“001000”をエンコーダ20に出力する。
【００２２】
出力合成部60は、第１増幅器（32-1〜32-26）のそれぞれと、第２増幅器（42-1〜42-6）のそれぞれをトランス結合により接続する。出力合成部60は、当該トランス結合を介して、第１増幅器（32-1〜32-26）のそれぞれが出力する第１増幅信号（EBS-1〜EBS-26）と、第２増幅器（342-1〜342-6）のそれぞれが出力する第２増幅信号（BBS-1〜BBS-6）を受け取る。出力合成部208は、当該トランス結合におけるそれぞれの二次側コイルを直列に接続する。合成部206は、当該二次側のコイルを直列に接続した両端のうち、一端を接地し、他端に生じる信号を振幅変調信号AASとして出力する。合成部206は、例えば、振幅変調信号AASを空中線出力としてよい。
【００２３】
本実施形態によれば、送信機100は、第１増幅部30が出力する第１増幅信号EBSと、第２増幅部40が出力する第２増幅信号BBSが合成された振幅変調AASの歪を補償し、安定な送信を行うことができる。
【００２４】
また、送信器100は、無線送受信機に適用されてよい。無線送受信機は、例えば、基地局、または移動局であってよい。この場合において、無線送受信機は、アンテナと、共用部と、受信部と、送信部を備える。当該共用部は、当該アンテナと、当該受信部と、当該送信部と電気的に接続し、当該アンテナが信号を送受信する際の、送信信号と受信信号との相互作用を除去する。当該受信部は、受信信号を復調する復調回路である。当該送信部は、送信機100である。この場合も、当該無線送受信機は、当該送信部が出力する振幅変調信号に生じる歪を補償し、安定な送信を行うことができる。
【００２５】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る送信装置100を示す。図１の送信装置に、検波部91と第２A/D変換器90を具備することにより、振幅変調信AASの振幅を監視し、補正値信号生成部80で前記参照電圧Aref.を最適な値に更新させる。
【００２６】
本実施形態において、補正値信号生成部80は、振幅変調信AASの帰還信号FBSについて、所定の期間内に複数個の取り込みを行い、振幅変調信AASの振幅の最大値と最小値を測定し、変調度を判定する。補正値信号生成部80は、当該変調度が所定の範囲内の値を保持するよう、前記参照電圧Aref.を常時最適な値に更新させていく。
【００２７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【発明の効果】
【００２８】
上記説明から明らかなように、本発明によればデジタル変調制御による振幅変調方式の送信機において、送信機が出力する振幅変調信号に生じる歪を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る送信装置100を示す。
【図２】本発明の倍率信号の作用についての一実施形態を示す。
【図３】従来の送信機からの出力波形図および本発明の送信機からの信号補正による出力波形図を示す。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る送信装置100を示す。
【符号の説明】
９  変調信号増幅器、１0  第１Ａ／Ｄ変換器、  ２0  エンコーダ、  ３0  第１増幅部（ビックステップPA）、  ４0  第２増幅部（バイナリーステップPA）、  ５0  高周波発振器、  ６０  出力合成部（出力トランス）、  ８０  補正値信号生成部、  ９０  第２A/D変換器、  ９１  検波部
【図１】
2004208191.tif 000003
【図２】
2004208191.tif 000004
【図３】
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【図４】
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