(57)【要約】【課題】現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定しそのバックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整する無線送信機を提供する。【解決手段】外部からの装置仕様データに応じた制御信号を出力する制御手段（ＣＰＵ１）と、制御手段からの制御信号に基づいて変調信号を生成する変調部２と、変調部からの出力に基づいて送信信号を出力する送信部３と、送信部からの出力を増幅して出力する高出力増幅部とを備えた無線送信機において、高出力増幅部を動作点（バックオフ）が変更可能な動作点可変型高出力増幅部５とし、制御手段は、動作点可変型高出力増幅部から出力される電力情報を監視して、最適なバックオフ電力になるように動作点可変型高出力増幅部の出力を制御する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの装置仕様データに応じた制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段からの制御信号に基づいて変調信号を生成する変調部と、前記変調部からの出力に基づいて送信信号を出力する送信部と、前記送信部からの出力を増幅して出力する高出力増幅部とを備えた無線送信機において、
前記高出力増幅部をバックオフが変更可能な動作点可変型高出力増幅部とし、
前記制御手段は、前記動作点可変型高出力増幅部から出力される電力情報を監視して、最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部の出力を制御する
ことを特徴とする無線送信機。
【請求項２】
請求項１に記載の無線送信機において、
前記動作点可変型高出力増幅部の出力をスペクトル解析して電力情報を得るスペクトル解析部と、前記制御手段から出力される現在使用中のシステムデータの電力情報と前記スペクトル解析部からの電力情報とを比較する電力比較部とをさらに備え、
前記制御手段は、前記電力比較部からの比較結果に基づいて現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部を制御する
ことを特徴とする無線送信機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線送信機において、
前記動作点可変型高出力増幅部は、増幅度の変動を調整する利得可変部と、所要バックオフを変化することが可能な動作点可変型高周波デバイスと、前記利得可変部と前記動作点可変型高周波デバイスの入力端との間に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路と、前記動作点可変型高周波デバイスの出力端に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路とを備えてなる
ことを特徴とする無線送信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置外部よりパソコンあるいは制御装置やメモリなどによって装置仕様データ（変調種別・アクセス方式・変調速度・帯域制限フィルタ等の情報）を書き換えることが可能な無線送信機に関し、特にシステムごとに電力増幅器のデバイスの動作点（バックオフ）を変更し電源効率を良くすることができる無線送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線送信機としては、例えば図４に示すように、装置外部よりパソコンあるいは制御装置やメモリなどによって装置仕様データ（変調種別・アクセス方式・変調速度・帯域制限フィルタ等の情報）を書き変えることが可能なＣＰＵ１と、ＣＰＵ１からの制御信号に基づいて変調信号を生成する変調部２と、変調部２からの送信アナログ信号に対し周波数変換・電力増幅・帯域制限を行う送信部３と、送信部３からの出力を増幅して出力する高出力増幅部４とで構成されている。
【０００３】
また、無線送信機に適用される電力増幅器として、出力電力の周波数特性等を改善するものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、無線送信機に適用される高周波増幅装置として、ある一定期間だけ増幅器の電源電圧を増加して飽和電力を大きくすることにより、バックオフ電力を大きくし、電力効率を向上するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１１０３８号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開２０００−７７９５３号公報（第３−４頁、図１−図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図４に示す従来の構成では、システムごとに無線送信機の電力増幅器の所要バックオフが違うため、すなわち、変調方式あるいは帯域制限フィルタの特性（ロールオフファクタ等）の組み合わせによる電力のピークファクタ（最大電力と平均電力の比）の違いのため、高出力増幅部４を共通にすることができなくなり、使用する複数の方式の中で最も所要バックオフが大きいものに設定する場合、電源効率が悪くなり消費電力が大きくなってしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、増幅部の出力電力情報を監視して、現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定し、そのバックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整することができる無線送信機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線送信機は、外部からの装置仕様データに応じた制御信号を出力する制御手段と、前記制御手段からの制御信号に基づいて変調信号を生成する変調部と、前記変調部からの出力に基づいて送信信号を出力する送信部と、前記送信部からの出力を増幅して出力する高出力増幅部とを備えた無線送信機において、前記高出力増幅部を動作点（バックオフ）が変更可能な動作点可変型高出力増幅部とし、前記制御手段は、前記動作点可変型高出力増幅部から出力される電力情報を監視して、最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部の出力を制御することを特徴とするものである。この構成により、増幅部の出力電力情報を監視して、現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定し、当該バックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整することができる。
【０００８】
また、前記動作点可変型高出力増幅部の出力をスペクトル解析して電力情報を得るスペクトル解析部と、前記制御手段から出力される現在使用中のシステムデータの電力情報と前記スペクトル解析部からの電力情報とを比較する電力比較部とをさらに備え、前記制御手段は、前記電力比較部からの比較結果に基づいて現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になるように前記動作点可変型高出力増幅部を制御することを特徴とするものである。この構成により、システムの最適なバックオフ電力になるように制御できる。
【０００９】
さらに、前記動作点可変型高出力増幅部は、増幅度の変動を調整する利得可変部と、所要バックオフを変化することが可能な動作点可変型高周波デバイスと、前記利得可変部と前記動作点可変型高周波デバイスの入力端との間に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路と、前記動作点可変型高周波デバイスの出力端に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路とを備えてなることを特徴とするものである。この構成によれば、利得可変部、可変整合回路、可変型高周波デバイスを可変制御して、増幅部の電源電圧情報を可変にすることができ、現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になる様にする調整することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る無線送信機の構成を示すブロック図である。図１において、図４に示す従来例と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、５は図４に示す従来例の高出力増幅部４に代えて設けられた本発明に係る動作点（バックオフ）が変更可能な動作点可変型高出力増幅部、６は分配器、７は動作点可変型高出力増幅部５の出力を分配器６を介して入力しスペクトル解析して電力情報を得るスペクトル解析部、８はＣＰＵ１から出力される現在使用中のシステムデータの電力情報とスペクトル解析部７からの電力情報とを比較する電力比較部を示す。
【００１１】
そして、本発明の制御手段としてのＣＰＵ１は、動作点可変型高出力増幅部５から出力される電力情報を分配器６、スペクトル解析部７及び電力比較部８を介して監視して、最適なバックオフ電力になるように動作点可変型高出力増幅部５の出力を制御するようになされ、具体的には、電力比較部８からの比較結果に基づいて現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になるように動作点可変型高出力増幅部５を制御する。
【００１２】
ここで、動作点可変型高出力増幅部５は、図２に示す構成を備えている。図２に示すように、動作点可変型高出力増幅部５は、増幅度の変動を調整する利得可変部５ａと、所要バックオフを変化することが可能な動作点可変型高周波デバイス５ｃと、利得可変部５ａと動作点可変型高周波デバイス５ｃの入力端との間に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路５ｂと、動作点可変型高周波デバイス５ｃの出力端に設けられて入出力の整合をとる可変整合回路５ｄとを備えてなる。
【００１３】
すなわち、動作点可変型高出力増幅部５は、システムごとに所要のバックオフに適合したデバイスの動作点に変化させるため、使用する電圧（デバイスがトランジスタならばベース電圧；ＦＥＴならばゲート電圧）をコントロールし、そのために高周波デバイス５ｃの入出力インピーダンスが動いてしまうが、入出力の可変整合回路５ｂ、５ｄで整合をとり、増幅率の変動を利得可変部（アッテネータやＡＧＣアンプなど）５ａで調整する。利得可変部５ａは、電圧で利得が可変するようなπ型アッテネータ（ＰＩＮダイオードで構成されているタイプ）やデュアルゲートタイプのＦＥＴでなる。また、可変整合回路５ｂ、５ｄは、バリキャップダイオードなどを組み合わせた整合回路であり、動作点可変型高周波デバイス５ｃはトランジスタやＦＥＴでなる。
【００１４】
次に動作について説明する。変調部２を介して送信部３から出力される送信信号は、送信部３において、周波数変換・電力増幅・帯域制限が行われる。送信部３から出力されたアナログ信号は動作点可変型高出力増幅部５に入力されて、送信機が出力可能な（条件：電波法やシステム運用上必要な規格を満足する）アナログ信号に変換されて出力される。この動作点可変型高出力増幅部５からの出力は、分配器６により無線機出力用とスペクトル解析部７の入力用に分配される。
【００１５】
スペクトル解析部７は、分配器６からの出力に対しＦＦＴを行い帯域幅を算出すると共に隣接チャネル漏洩電力を算出し、電力比較部１２に出力する。電力比較部１２は、その値とＣＰＵ１から送られてきた装置仕様データとの比較を行い、その比較結果をＣＰＵ１に出力する。ＣＰＵ１は、電力比較部１２からの比較結果に基づいて装置仕様データに一致するように、動作点可変型高出力増幅部５の利得可変部５ａ、可変整合回路５ｂ、動作点可変型高周波デバイス５ｃ、可変整合回路５ｄを可変（最適化）制御する。
【００１６】
例えば、変調方式＝６４ＱＡＭでα＝０．２のシステムＡ（バックオフ（Ｐ１ｄＢｃｏｍｐ−装置出力）が１１ｄＢ必要なシステム）と、変調方式＝６４ＱＡＭでα＝０．５のシステムＢ（バックオフ（Ｐ１ｄＢｃｏｍｐ−装置出力）が７ｄＢ必要なシステム）に対応する無線送信機の場合、図３に示すようなＡとＢの入出力特性を実現できる高出力増幅が必要である。
【００１７】
システムごとに所要バックオフを変化させるため、高出力増幅器５で使用する電圧（デバイスがトランジスタならばベース電圧；ＦＥＴならばゲート電圧）を制御する場合、高周波デバイス５ｃの入出力インピーダンスが変化するため、入出力の可変整合回路５ｂ、５ｄで整合をとり、増幅度の変動を利得可変部（アッテネータやＡＧＣアンプなど）５ａで調整することで、所要バックオフの違った（変調方式による電力のピークファクタ等が違う）高出力増幅部５を共通にでき、使用するシステムの中で最も所要バックオフが大きい方式（通常運用では、ほとんど使われない）に固定的にバックオフを設定することなく運用方式にあった電源効率が達成できる。
【００１８】
現在使用しているシステムのバックオフ電力を最適化する具体的な方法としては、ＣＰＵ１で現在使用中のシステムデータの電力情報（飽和電力、平均電力、瞬時電力、電力効率、最適バックオフ電力等）を電力比較部８に送り、増幅部５の出力を入力するスペクトル解析部７によって信号の帯域幅及び隣接チャネル漏洩電力情報等を算出し、電力比較部８に送り、電力比較部８では、それぞれ送られてきた電力情報を元に比較又は比較するために必要な情報を算出した上で比較を行う。
【００１９】
ここで、比較するために必要な情報とは、例えば、ＣＰＵ１から送られてきたシステムデータが飽和電力と平均電力の場合、飽和電力と平均電力比から最適なバックオフ電力を算出し、スペクトル解析部７から送られてきたデータが信号の帯域幅及び隣接チャネル漏洩電力情報であれば、スペクトル解析部７の出力情報から現在のバックオフ情報を算出し、最適なバックオフ情報と現在のバックオフ情報を比較する。つまり、比較するために必要な情報とは、比較対象の情報を比較するために単位を合わせた情報である。更に、電力比較部８で比較された情報をＣＰＵ１でモニタし、増幅部５の出力情報がシステムデータの電力情報に合致する様に増幅部５の電源電圧情報を可変させ、現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になる様に調整する。増幅部５の電源電圧情報を可変するためには、利得可変部５ａ、可変整合回路５ｂ、５ｄ、可変型高周波デバイス５ｃを可変すれば良く、現在使用しているシステムの最適なバックオフ電力になる様にする調整することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、増幅部の出力電力情報を監視して、現在使用しているシステムの電力情報を元にバックオフ電力を決定し、バックオフ電力になる様に増幅部の出力を調整することができ、システムに適合したバックオフに変更でき、運用状態に適合した電源効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る無線送信機の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の動作点可変型高出力増幅部５の詳細な構成図である。
【図３】無線送信機の入出力特性の例を示す図である。
【図４】従来の無線送信機の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　ＣＰＵ、２　変調部、３　送信部、５　動作点可変型高出力増幅部、６　分配器、７　スペクトル解析部、８　電力比較部、５ａ　利得可変部、５ｂ、５ｄ　可変整合回路、５ｃ　動作点可変型高周波デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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