(57)【要約】【課題】  通信機で、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現する。【解決手段】  送信対象信号レベル変化手段２ａ〜２ｄが各チャネルの送信対象信号のレベルを変化させ、送信フィルタ手段４ａ〜４ｄが各チャネルの周波数成分を通過させる特性でレベル変化後の各チャネルの信号をフィルタリングし、送信信号結合手段５が当該フィルタリング後の複数のチャネルの信号を結合し、アンテナ６が結合信号を無線送信し、結合信号分配手段７、８が結合信号の一部を複数の信号に分配し、レベル検出用フィルタ手段９ａ〜９ｄが前記特性と同一の特性で各分配信号をフィルタリングし、信号レベル検出手段１０ａ〜１０ｄが当該フィルタリング後の各チャネルの信号のレベルを検出し、送信対象信号レベル変化態様制御手段１１が当該検出結果に基づいて各チャネルの送信対象信号のレベル変化態様を制御する。【選択図】  図１
2005318212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を通信する通信機において、
複数のチャネルのそれぞれについてそれぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる送信対象信号レベル変化手段と、
複数のチャネルのそれぞれについてそれぞれのチャネルの周波数成分を通過させるフィルタリング特性により送信対象信号レベル変化手段によりレベルが変化させられたそれぞれのチャネルの信号をフィルタリングする送信フィルタ手段と、
送信フィルタ手段によりフィルタリングされた複数のチャネルの信号を結合する送信信号結合手段と、
送信信号結合手段により結合された信号を無線により送信するアンテナと、
送信信号結合手段からアンテナへ出力される結合信号の一部を複数の信号に分配する結合信号分配手段と、
複数のチャネルのそれぞれについて送信フィルタ手段のフィルタリング特性と同一のフィルタリング特性により結合信号分配手段により分配されたそれぞれの分配信号をフィルタリングするレベル検出用フィルタ手段と、
レベル検出用フィルタ手段によるフィルタリングにより得られたそれぞれのチャネルの信号のレベルを検出する信号レベル検出手段と、
信号レベル検出手段により検出されたそれぞれのチャネルの信号のレベルに基づいて、送信対象信号レベル変化手段によりそれぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる態様を制御する送信対象信号レベル変化態様制御手段と、
を備えたことを特徴とする通信機。
【請求項２】
信号を通信する通信機において、
送信対象となる変調信号のレベルを変化させる変調信号レベル変化手段と、
変調信号レベル変化手段によりレベルが変化させられる前の変調信号のレベルを検出するレベル変化前変調信号レベル検出手段と、
レベル変化前変調信号レベル検出手段により検出されたレベルと変調方式に依存せずに目標となる送信レベルに基づく所定値とを合成する検出レベル所定値合成手段と、
レベル変化前変調信号レベル検出手段と同一の検出特性により、変調信号レベル変化手段によりレベルが変化させられた後の変調信号のレベルを検出するレベル変化後変調信号レベル検出手段と、
検出レベル所定値合成手段による合成結果とレベル変化後変調信号レベル検出手段により検出されたレベルとの差に基づいて変調信号レベル変化手段により送信対象となる変調信号のレベルを変化させる態様を制御する変調信号レベル変化態様制御手段と、
を備えたことを特徴とする通信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を通信する通信機に関し、特に、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ：Automatic Power Control）を実現する通信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の背景技術について説明する。
なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来の技術であるとは限定しない。
図６には、１チャネル（ｃｈ）のＡＰＣ方式を採用した無線通信機の構成例を示してある。
本例の無線通信機は、入力端６１と、可変増幅器６２と、電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）６３と、フィルタ６４と、アンテナ６５と、方向性結合器６６と、検波器６７と、コンパレータ６８と、ループフィルタ６９を備えている。
本例の無線通信機では、アンテナ６５端においてパワー検出を行い、ＡＰＣを行う。
図７には、図６に示されるような構成を用いて４ｃｈでＡＰＣを行う場合の無線通信機の構成例を示してあり、概略的には図６に示されるような構成が４個並列に設けられている。
具体的には、本例の無線通信機は、４個の入力端７１ａ〜７１ｄと、４個の可変増幅器７２ａ〜７２ｄと、４個の電力増幅器（ＰＡ）７３ａ〜７３ｄと、４個の方向性結合器７４ａ〜７４ｄと、４個の検波器７５ａ〜７５ｄと、制御部７６と、４個の可変フィルタ７７ａ〜７７ｄと、４組のコイル８０ａ〜８０ｄ及びコンデンサ８１ａ〜８１ｄを有する結合回路（直列共振回路）７８と、アンテナ７９を備えている。
なお、本明細書では、複数チャネル（本例では、４ｃｈ）の結合回路を有する可変フィルタの構成部分を空中線共用器と言う。
本例の無線通信機では、空中線共用器（本例では、可変フィルタ７７ａ〜７７ｄ及び結合回路７８）の前段である電力増幅器７３ａ〜７３ｄの最終段においてパワー検出を行う。なお、空中線共用器によって複数の高周波チャネルを１つのアンテナ７９で共用することから、アンテナ７９端でのパワー検出は不可能である。また、制御部７６は、送信レベルを比較して出力補正をかけるフィードバック制御を、４ｃｈについて独立して行う。
【０００３】
しかしながら、図７に示されるような無線通信機では、次のような問題がある。
すなわち、空中線共用器では、各チャネル間の最低離隔周波数が必要となり、離隔周波数が不十分であると他チャネルのインピーダンスが無限大（オープン）にならないため、伝送損失が変動してしまう。つまり、各チャネルの離隔周波数により、空中線共用器の伝送損失が変動してしまう。
そして、空中線共用器の設定周波数によって伝送損失が変動する場合、空中線共用器はＡＰＣループの外側にあるため、空中線共用器の伝送損失の変動を吸収するためには、何らかの補正が必要になる。例えば、離隔周波数に応じて出力補正をかける方法が考えられるが、これでは、全てのチャネルの周波数を監視する装置が必要になるため、装置コストが上がり、好ましくない。
このように、図７に示されるようなＡＰＣ方式では、アンテナ７９端における各チャネルの送信パワーが空中線共用器の設定周波数によって変動してしまい、安定したパワー制御が不可能であるという問題がある。
【０００４】
第２の背景技術について説明する。
なお、ここで記載する事項は、必ずしも全てが従来の技術であるとは限定しない。
図８には、熱検波器を用いたＡＰＣ回路を有する無線通信機の構成例を示してある。
本例の無線通信機は、変調信号発生器９１と、電圧可変利得制御器９２と、電力増幅器（ＰＡ）９３と、方向性結合器９４と、熱検波器９５と、差動増幅器９６と、積分器９７を備えている。
本例の無線通信機では、熱検波器９５を用いたＡＰＣ方式を採用しており、高周波電力を熱に変換して電力測定する検波器（熱検波器）９５を用いているため、変調の波形によって検波レベルが左右されない。
しかしながら、検波レベルが安定するには時間がかかるため、高速でロックさせるＡＰＣループには不向きであるという問題がある。
【０００５】
また、図９には、変調校正係数を用いたＡＰＣ回路を有する無線通信機の構成例を示してある。
本例の無線通信機は、変調信号発生器１０１と、電圧可変利得制御器１０２と、電力増幅器（ＰＡ）１０３と、方向性結合器１０４と、対数増幅器（検波器）１０５と、リファレンス電圧源１０６と、差動増幅器１０７と、積分器１０８を備えている。
本例の無線通信機では、変調校正係数を用いたＡＰＣ方式を採用しており、検波器として対数増幅器１０５を用いているため、図８に示される構成のように検波レベルが安定する時間を考慮する必要は無い。
しかしながら、変調波形によって検波レベルが変わるため、変調の種類（変調方式）毎に校正係数を設けて、ＡＰＣのリファレンス電圧（リファレンス電圧源１０６からの出力電圧）を変調の種類に合わせて変える必要があるという問題がある。また、校正係数の数には限りがあることから、ＡＰＣが可能な変調の種類には限りがあり、このため、例えば、将来において変調の種類の数が増えたとしても制御することができなくなるという問題がある。また、校正係数を設定するには、例えば、抵抗ボリュームやＲＯＭ（Read Only Memory）テーブルなどを用いる構成が考えられるが、コストアップに直結するという問題がある。また、いずれの変調の種類に対応した信号を出力するかについて、変調信号発生器１０１からの指示信号が必要となるため、制御が複雑になるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した第１の背景技術や上記した第２の背景技術で示したように、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現する通信機の開発が要求されていた。
具体的には、上記した第１の背景技術で示したように、例えば、アンテナ端における各チャネルの送信パワーが空中線共用器の設定周波数によって変動するような場合においても、安定したパワー制御が可能である通信機の開発が要求されていた。
また、上記した第２の背景技術で示したように、例えば、検波レベルが安定するまでにそれほど時間がかからずに、高速でロックさせるＡＰＣループにも適用可能であり、また、変調波形によって検波レベルが変わらず、ＡＰＣのリファレンス電圧を変調の種類に合わせて変えるような必要が無い通信機の開発が要求されていた。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現する通信機を提供することを目的とする。
具体的には、例えば、アンテナ端における各チャネルの送信パワーが空中線共用器の設定周波数によって変動するような場合においても、安定したパワー制御が可能である通信機を提供することを目的とする。
また、例えば、検波レベルが安定するまでにそれほど時間がかからずに、高速でロックさせるＡＰＣループにも適用可能であり、また、ＡＰＣのリファレンス電圧を変調の種類に合わせて変えるような必要が無い通信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明について説明する。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信機では、次のようにして、信号を通信する。
すなわち、送信対象信号レベル変化手段が、複数のチャネルのそれぞれについて、それぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる。送信フィルタ手段が、複数のチャネルのそれぞれについて、それぞれのチャネルの周波数成分を通過させるフィルタリング特性により、送信対象信号レベル変化手段によりレベルが変化させられたそれぞれのチャネルの信号をフィルタリングする。送信信号結合手段が、送信フィルタ手段によりフィルタリングされた複数のチャネルの信号を結合する。アンテナが、送信信号結合手段により結合された信号を無線により送信する。
そして、結合信号分配手段が、送信信号結合手段からアンテナへ出力される結合信号の一部を複数（例えば、チャネルの数と同数）の信号に分配する。レベル検出用フィルタ手段が、複数のチャネルのそれぞれについて、送信フィルタ手段のフィルタリング特性と同一のフィルタリング特性により、結合信号分配手段により分配されたそれぞれの分配信号をフィルタリングする。信号レベル検出手段が、レベル検出用フィルタ手段によるフィルタリングにより得られたそれぞれのチャネルの信号のレベルを検出する。送信対象信号レベル変化態様制御手段が、信号レベル検出手段により検出されたそれぞれのチャネルの信号のレベルに基づいて、送信対象信号レベル変化手段によりそれぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる態様を制御する。
従って、例えば、アンテナ端における各チャネルの送信パワーが空中線共用器の設定周波数によって変動するような場合においても、安定したパワー制御が可能である。そして、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現することができる。
【０００９】
ここで、複数のチャネルの数としては、種々な数が用いられてもよい。
また、複数のチャネルでは、例えば、それぞれ、通信に使用される周波数が異なる。
また、送信対象信号レベル変化手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、可変な利得（増幅量）で信号を増幅してつまり信号のレベルを増加させる可変増幅器や、可変な利得（減衰量）で信号を減衰させてつまり信号のレベルを低減させる可変減衰器などから構成することができる。
また、送信フィルタ手段や、レベル検出用フィルタ手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、固定的或いは可変な周波数特性を有する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）などから構成することができる。
また、複数のチャネルのそれぞれについて送信フィルタ手段のフィルタリング特性とレベル検出用フィルタ手段のフィルタリング特性とを同一とする態様としては、例えば、必ずしも厳密に同一である態様ばかりでなく、実用上で有効な程度で誤差などを有する態様も本発明に包含される。
また、送信対象信号レベル変化態様制御手段は、送信対象信号レベル変化手段により信号のレベルを変化させる態様の制御として、例えば、送信対象信号レベル変化手段により信号のレベルを変化させる量を制御し、具体例として、増幅量や減衰量を制御する。
また、例えば、結合信号分配手段とレベル検出用フィルタ手段との間に、それぞれの分配信号を減衰させる信号減衰手段を備える構成とすることも可能である。
【００１０】
第２の発明について説明する。
上記目的を達成するため、本発明に係る通信機では、次のようにして、信号を通信する。
すなわち、変調信号レベル変化手段が、送信対象となる変調信号のレベルを変化させる。レベル変化前変調信号レベル検出手段が、変調信号レベル変化手段によりレベルが変化させられる前の変調信号のレベルを検出する。検出レベル所定値合成手段が、レベル変化前変調信号レベル検出手段により検出されたレベルと、変調方式に依存せずに目標となる送信レベルに基づく所定値とを合成する。
また、レベル変化後変調信号レベル検出手段が、レベル変化前変調信号レベル検出手段と同一の検出特性により、変調信号レベル変化手段によりレベルが変化させられた後の変調信号のレベルを検出する。変調信号レベル変化態様制御手段が、検出レベル所定値合成手段による合成結果とレベル変化後変調信号レベル検出手段により検出されたレベルとの差に基づいて、変調信号レベル変化手段により送信対象となる変調信号のレベルを変化させる態様を制御する。
ここで、レベル変化前変調信号レベル検出手段や、レベル変化後変調信号レベル検出手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、対数増幅器などの検波器を用いることができる。
従って、例えば、検波レベルが安定するまでにそれほど時間がかからずに、高速でロックさせるＡＰＣループにも適用可能であり、また、ＡＰＣのリファレンス電圧を変調の種類に合わせて変えるような必要が無い。そして、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現することができる。
【００１１】
ここで、送信対象となる変調信号に使用される変調の種類（変調方式）としては、種々なものが用いられてもよい。
また、変調信号レベル変化手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、可変な利得（増幅量）で信号を増幅してつまり信号のレベルを増加させる可変増幅器や、可変な利得（減衰量）で信号を減衰させてつまり信号のレベルを低減させる可変減衰器などから構成することができる。
また、変調方式に依存せずに目標となる送信レベルに基づく所定値としては、種々な値が用いられてもよく、例えば、２以上の値が用いられてもよく、具体例として、変調判定用のリファレンス値と、ＡＰＣレベル用のリファレンス値を用いることが可能である。
また、レベル変化前変調信号レベル検出手段により検出されたレベルと所定値とを合成する態様としては、例えば、加算する態様或いは減算する態様などが用いられ、所定値が２以上の値を有する場合にはそれぞれ異なる態様で合成が行われてもよい。
【００１２】
また、レベル変化前変調信号レベル検出手段の検出特性とレベル変化後変調信号レベル検出手段の検出特性とを同一とする態様としては、例えば、必ずしも厳密に同一である態様ばかりでなく、実用上で有効な程度で誤差などを有する態様も本発明に包含される。
また、変調信号レベル変化態様制御手段は、変調信号レベル変化手段により信号のレベルを変化させる態様の制御として、例えば、変調信号レベル変化手段により信号のレベルを変化させる量を制御し、具体例として、増幅量や減衰量を制御する。
また、例えば、レベル変化前変調信号レベル検出手段により検出されたレベルをフィルタリングする低域通過フィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）などのレベルフィルタ手段を備える構成とすることや、変調信号レベル変化態様制御手段において変調信号レベル変化手段を制御するための制御信号をフィルタリングする低域通過フィルタ（ＬＰＦ）などの制御信号フィルタ手段を備える構成とすることも可能である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、第１の発明に係る通信機によると、複数のチャネルのそれぞれについて、それぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させ、それぞれのチャネルの周波数成分を通過させるフィルタリング特性によりレベルが変化させられたそれぞれのチャネルの信号をフィルタリングし、当該フィルタリングした複数のチャネルの信号を結合して、結合した信号をアンテナにより無線により送信し、これに際して、アンテナへ出力する結合信号の一部を複数の信号に分配して、複数のチャネルのそれぞれについて、前記フィルタリング特性と同一のフィルタリング特性によりそれぞれの分配信号をフィルタリングし、当該フィルタリングにより得られたそれぞれのチャネルの信号のレベルを検出し、当該検出したそれぞれのチャネルの信号のレベルに基づいてそれぞれのチャネルの送信対象となる信号のレベルを変化させる態様を制御するようにしたため、例えば、アンテナ端における各チャネルの送信パワーが空中線共用器の設定周波数によって変動するような場合においても、安定したパワー制御が可能であり、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現することができる。
【００１４】
また、第２の発明に係る通信機によると、送信対象となる変調信号のレベルを変化させるに際して、レベルが変化させられる前の変調信号のレベルを検出して、当該検出したレベルと変調方式に依存せずに目標となる送信レベルに基づく所定値とを合成し、また、前記レベル検出と同一の検出特性によりレベルが変化させられた後の変調信号のレベルを検出して、前記合成結果と当該検出したレベルとの差に基づいて送信対象となる変調信号のレベルを変化させる態様を制御するようにしたため、例えば、検波レベルが安定するまでにそれほど時間がかからずに、高速でロックさせるＡＰＣループにも適用可能であり、また、ＡＰＣのリファレンス電圧を変調の種類に合わせて変えるような必要が無く、効率的な自動利得制御（ＡＰＣ）を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、周波数ホッピング（ＦＨ：Frequency Hopping）方式によりマルチキャリア通信を行う無線通信機に、本発明を適用した場合を示す。ＦＨ方式が採用される場合には、例えば、複数のキャリアの周波数（チャネル）に共通な処理部については、キャリアの周波数が切り替えられるタイミングに同期して、それぞれのキャリアの周波数に対応した処理が行われるように切り替える制御が行われ、また、複数のキャリアの周波数のそれぞれに対応して複数独立して備えられる処理部については、キャリアの周波数が切り替えられるタイミングに同期して、（少なくとも）自己に対応するキャリアの周波数のタイミングで処理が行われるように制御が行われる。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第１実施例を説明する。
図１には、本例の無線通信機の構成例として、４チャネル（ｃｈ）の空中線共用器付きの送信機の構成例を示してある。
本例の無線通信機は、４個の入力端１ａ〜１ｄと、４個の可変増幅器２ａ〜２ｄと、４個の電力増幅器（ＰＡ）３ａ〜３ｄと、例えば帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）から構成される４個の可変フィルタ（周波数可変フィルタ）４ａ〜４ｄと、４組のコイル１２ａ〜１２ｄ及びコンデンサ１３ａ〜１３ｄを有する結合回路５と、アンテナ６と、方向性結合器７と、４分配器８と、例えば帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）から構成される４個のパワー検出用の可変フィルタ（周波数可変フィルタ）９ａ〜９ｄと、４個の検波器１０ａ〜１０ｄと、制御部１１を備えている。
【００１７】
本例の無線通信機により行われる動作の一例を示す。
各入力端１ａ〜１ｄから入力される信号は、各可変増幅器２ａ〜２ｄに入力される。
各可変増幅器２ａ〜２ｄは、制御部１１により制御される利得で入力信号を増幅して、当該増幅信号を各電力増幅器３ａ〜３ｄへ出力する。
各電力増幅器３ａ〜３ｄは、所定の利得で入力信号を増幅して、当該増幅信号を各可変フィルタ４ａ〜４ｄへ出力する。
各可変フィルタ４ａ〜４ｄは、それぞれのキャリアのチャネルの周波数（本例では、それぞれのＦＨ周波数）に同調するように制御されて、入力信号をフィルタリングして結合回路５の各入力端へ出力する。
結合回路５は、それぞれの入力端にコイル１２ａ〜１２ｄ及びコンデンサ１３ａ〜１３ｄを直列に接続して有しており、各入力端からの入力信号を当該コイル１２ａ〜１２ｄ及び当該コンデンサ１３ａ〜１３ｄの直列共振回路を介して結合することで、可変フィルタ４a〜４dの各出力端を直接並列接続して結合することによる弊害を防いでいる。直列共振回路の共振周波数は、対応する可変フィルタの同調周波数と同じに制御される。詳細は特願２００３−３０３９９７に記載されている。
アンテナ６は、結合回路５から入力される結合信号を無線により送信する。
【００１８】
方向性結合器７は、結合回路５からアンテナ６へ出力される結合信号の一部を抽出して、当該抽出した結合信号を４分配器８へ出力する。
４分配器８は、入力信号を４個に分配して、各分配信号を各可変フィルタ９ａ〜９ｄへ出力する。
各可変フィルタ９ａ〜９ｄは、それぞれのキャリアのチャネルの周波数（本例では、それぞれのＦＨ周波数）に同調するように制御されて、入力信号をフィルタリングして各検波器１０ａ〜１０ｄへ出力する。
ここで、本例では、送信経路の各可変フィルタ４ａ〜４ｄとパワー検出用の各可変フィルタ９ａ〜９ｄとは、それぞれ、同じ設定周波数に同調する。具体的には、送信経路の第１の可変フィルタ４ａとパワー検出用の第１の可変フィルタ９ａとが同じ設定周波数に同調し、送信経路の第２の可変フィルタ４ｂとパワー検出用の第２の可変フィルタ９ｂとが同じ設定周波数に同調し、送信経路の第３の可変フィルタ４ｃとパワー検出用の第３の可変フィルタ９ｃとが同じ設定周波数に同調し、送信経路の第４の可変フィルタ４ｄとパワー検出用の第４の可変フィルタ９ｄとが同じ設定周波数に同調する。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）には、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄによるパワー検出の様子の一例として、第１のチャネル（“１ｃｈ”）についてのパワー検出の様子の具体例を示してある。
図２（ａ）には、４個のチャネル（“１ｃｈ”〜“４ｃｈ”）のそれぞれについて、アンテナ６端における送信パワーの一例を示してある。
図２（ｂ）には、第１のチャネル（“１ｃｈ”）のパワー検出用の可変フィルタ９ａについて、通過特性の一例及びフィルタリング後の送信パワーの一例を示してある。なお、点線で示される第２〜第４のチャネル（“２ｃｈ”〜“４ｃｈ”）の信号は抑圧される。
各検波器１０ａ〜１０ｄは、入力信号を検波して、当該検波結果を制御部１１へ出力する。
制御部１１は、各検波器１０ａ〜１０ｄから入力される検波結果により特定される各チャネル信号のレベルに基づいて、各可変増幅器２ａ〜２ｄの利得を制御し、これにより、自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ここで、制御部１１は、第１の検波器１０ａからの検波結果に基づいて第１の可変増幅器２ａを制御し、第２の検波器１０ｂからの検波結果に基づいて第２の可変増幅器２ｂを制御し、第３の検波器１０ｃからの検波結果に基づいて第３の可変増幅器２ｃを制御し、第４の検波器１０ｄからの検波結果に基づいて第４の可変増幅器２ｄを制御する。
【００２０】
更に、本例の無線通信機について説明する。
本例の無線通信機では、空中線共用器（本例では、可変フィルタ４ａ〜４ｄ及び結合回路５）内の４ｃｈの結合回路５において、直列共振回路を採用している。直列共振回路は、通過周波数では整合するが、帯域外でのインピーダンスは無限大（オープン）となる。この特性を利用して、結合回路５と複数チャネルのフィルタ（本例では、４チャネルのフィルタ４ａ〜４ｄ）を結合した場合には、或るチャネルの通過帯域は他のチャネルに影響されない。具体的には、例えば、第１チャネルから見た第２〜第４チャネルはオープンに見えるため、第１チャネルの通過帯域は第２〜第４チャネルに影響されることが無い。
また、本例の無線通信機では、アンテナ６端で方向性結合器７を使用して無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）信号を抜き出し、当該抜き出した信号を理想的な４分配器８によって各チャネルのパワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄへ供給する。各チャネルのパワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄは、送信経路の帯域制限用の各可変フィルタ４ａ〜４ｄと同じ周波数に同調させられる。そして、各チャネルのパワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄによって、他のチャネルの送信パワーは帯域カットされて、各チャネルの同調周波数の送信パワーのみを検出することができる。
このように、本例の無線通信機では、他のチャネルの送信出力に影響されること無く、アンテナ６端のレベルでＡＰＣを実現することができ、これにより、空中線共用器による出力変動が無い安定したＡＰＣを実現することができる。
【００２１】
また、本例の４分配器８について説明する。
例えば、並列共振を利用したフィルタを用いる場合には、同調周波数以外でインピーダンスがゼロ（０）になることがあるため、結合器が必要になる。一方、直列共振によるフィルタを用いる場合には、帯域外でインピーダンスが無限大（オープン）になるため、結合器は必要ない。
このため、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄが、送信用の可変フィルタ４ａ〜４ｄと同じように並列共振を利用した構造である場合には、結合器（例えば、結合回路５と同様な回路）が必要となる。一方、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄを直列共振により構成した場合には、結合器は必要無い。
なお、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄは、例えば、並列共振を用いて構成されてもよく、或いは、直列共振を用いて構成されてもよい。
【００２２】
また、本例の無線通信機では、例えば、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄの入力が変動しても、４ポートの分配合成器（本例では、４分配器８）を介して接続されているため、ポート間の干渉は少ない。更に、例えば、４分配器８と各可変フィルタ９ａ〜９ｄとの間にそれぞれ抵抗などの減衰器（アッテネータ）を備えて、４分配後の信号が各減衰器を介してパワー検出用の各可変フィルタ９ａ〜９ｄに入力されるようにすると、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄの入力の変動をほとんど見えなくすることができる。
また、送信用の可変フィルタ４ａ〜４ｄや、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄとしては、例えば、アジャイルフィルタと呼ばれるフィルタを用いることができる。
なお、送信用の可変フィルタ４ａ〜４ｄでは、例えば、各チャネルが送受共用であり１０Ｗで送信しつつ別チャネルで受信することができるためには１チャネルで５０ｄＢの帯域外減衰量が必要であるが、パワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄでは、例えば、送信レベルのみ測定することができればよいため、そこまでは必要とはならない。
【００２３】
以上のように、本例の無線通信機では、送信信号を増幅するＭ（Ｍは１より大きい整数）個の送信増幅器（本例では、４個の可変増幅器２ａ〜２ｄ）と、送信若しくは受信の少なくとも一方を行うためのＮ（ＮはＭ以上の整数）個のチャネルのそれぞれの送受信信号の周波数を通過させる送受信用可変フィルタ（本例では、４個の可変フィルタ４ａ〜４ｄ）と、Ｎ（Ｎは１より大きい整数）個のチャネルを空中線に接続する空中線共用器（本例では、可変フィルタ４ａ〜４ｄ及び結合回路５）と、アンテナ６への送信信号を取り出す結合器（本例では、方向性結合器７）と、当該結合器からの出力を少なくともＭ個に分配して出力する分配器（本例では、４分配器８）と、当該分配器からの複数の出力のそれぞれを入力してＮ個のチャネルのうち送信中のチャネルの周波数に同調するＭ個のパワー検出用可変フィルタ（本例では、４個の可変フィルタ９ａ〜９ｄ）と、当該Ｍ個のパワー検出用可変フィルタのそれぞれからの出力を入力して電力を検出するＭ個の検出器（本例では、４個の検波器１０ａ〜１０ｄ）と、当該検出された電力によりＭ個の送信増幅器の利得を制御する制御部１１を備えた。
【００２４】
従って、本例の無線通信機では、例えば、空中線共用器（結合回路５及び可変フィルタ４ａ〜４ｄ）の伝送損失が大きく変動しても、アンテナ６端におけるパワー検出が可能であるため、ＡＰＣループにより空中線共用器の伝送損失の変動を吸収することが可能である。そして、ＡＰＣ方式によりアンテナ６端におけるパワー制御を安定して行うことにより、アンテナ６端におけるパワー変動を解消して、安定した送信パワーの送出（送信出力の安定）を実現することができる。例えば、高速同調アンテナ共用器におけるＡＰＣ制御方式を効率化することができる。
このように、本例の無線通信機では、空中線共用器の出力側に送信電力（送信出力）を検出するためのパワー検出用の可変フィルタ９ａ〜９ｄを配置して、多チャネルのキャリアを合成して空中線（アンテナ６）へ供給する場合における個々のチャネルのキャリア増幅器（本例では、可変増幅器２ａ〜２ｄ）の電力を制御する。本例では、ＦＨ方式を用いた多チャネル共用構成における送信電力制御において、アンテナ出力を結合器（本例では、方向性結合器７）で取り出して複数分配して、各ＦＨ周波数（各キャリア周波数）に同調するフィルタ（本例では、可変フィルタ９ａ〜９ｄ）により各キャリア毎（各チャネル毎）に電力を検出して各キャリア毎のＡＰＣを行う。
本例の無線通信機では、例えば、ＦＨフィルタ（本例では、可変フィルタ９ａ〜９ｄ）の減衰特性でチャネル間アイソレーションを確保することにより、ＦＨ通信可能な複数チャネル共用器を実現することができる。
また、本例の無線通信機では、例えば、アドホック通信において、複数チャネル構成により、中継機能を実現することができる。
【００２５】
なお、本例の無線通信機では、複数のチャネルとして４個のチャネルが用いられており、また、複数の可変増幅器２ａ〜２ｄの機能により送信対象信号レベル変化手段が構成されており、送信経路の複数の可変フィルタ４ａ〜４ｄの機能により送信フィルタ手段が構成されており、結合回路５の機能により送信信号結合手段が構成されており、方向性結合器７（結合信号取得手段）の機能や４分配器８の機能により結合信号分配手段が構成されており、パワー検出用の複数の可変フィルタ９ａ〜９ｄの機能によりレベル検出用フィルタ手段が構成されており、複数の検波器１０ａ〜１０ｄの機能により信号レベル検出手段が構成されており、制御部１１の機能により送信対象信号レベル変化態様制御手段が構成されている。
【実施例２】
【００２６】
本発明の第２実施例を説明する。
図３には、本例の無線通信機の構成例を示してある。
本例の無線通信機は、変調信号発生器２１と、第１の方向性結合器２２と、電圧可変利得制御器２３と、電力増幅器（ＰＡ）２４と、第２の方向性結合器２５と、第１の対数増幅器（検波器）２６と、例えば低域通過フィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）であるフィルタ２７と、第１のリファレンス電圧源（変調判定）２８と、第１の加算器２９と、第２のリファレンス電圧源（ＡＰＣレベル）３０と、第２の加算器３１と、第２の対数増幅器（検波器）３２と、差動増幅器３３と、積分器３４を備えている。
ここで、第１の対数増幅器２６及び第２の対数増幅器３２としては、同じ検波特性を有する検波器から構成されている。
図４（ａ）には、第１の対数増幅器２６及び第２の対数増幅器３２を構成する検波器の入出力特性の一例を示してある。グラフの横軸は入力レベル（ｄＢｍ）を示しており、縦軸は出力電圧（Ｖ）を示している。同図（ａ）の例では、１０ｄＢ／Ｖの場合を示してある。
【００２７】
本例の無線通信機により行われる動作の一例を示す。
変調信号発生器２１は、レベル（例えば、最大振幅）が一定である変調信号を発生させて第１の方向性結合器２２を介して電圧可変利得制御器２３へ出力する。
電圧可変利得制御器２３は、例えば、可変減衰器（可変アッテネータ）から構成されており、積分器３４から入力される信号により制御される利得（本例では、減衰量）で、入力信号のレベルを制御して、当該レベル制御後の信号を電力増幅器２４へ出力する。
電力増幅器２４は、入力信号を増幅して、当該増幅信号を第２の方向性結合器２５を介して出力する。
第１の方向性結合器２２は、変調信号発生器２１から電圧可変利得制御器２３へ出力される変調信号の一部を抽出して、当該抽出した信号を第１の対数増幅器２６へ出力する。
第１の対数増幅器２６は、入力される変調信号を検波（対数増幅）して電圧信号（例えば、０．８Ｖの信号）へ変換し、当該検波電圧信号をフィルタ２７へ出力する。
フィルタ２７は、例えば、積分器から構成されており、入力される検波電圧信号をフィルタリングして第１の加算器２９へ出力する。
【００２８】
第１のリファレンス電圧源（変調判定）２８は、ＣＷ（continuance wave）波を基準とする値であって固定値を出力するものであり、ＣＷ変調で規定された電圧の信号（例えば、１Ｖの信号）を第１の加算器２９へ出力する。
第１の加算器２９は、第１のリファレンス電圧源（変調判定）２８から入力される電圧信号から、フィルタ２７から入力される検波電圧信号を減算（例えば、両者を逆相で加算）し、当該減算結果の信号（例えば、０．２Ｖ（＝１Ｖ−０．８Ｖ）の信号）を変調補正信号として第２の加算器３１へ出力する。ここで、変換される変調補正信号は、ＣＷ変調との差分信号となる。
第２のリファレンス電圧源（ＡＰＣレベル）３０は、ＣＷ変調で高周波出力する電圧の信号（例えば、２Ｖの信号）を第２の加算器３１へ出力する。
第２の加算器３１は、第２のリファレンス電圧源（ＡＰＣレベル）３０から入力される電圧信号から、第１の加算器２９から入力される変調補正信号を減算（例えば、両者を逆相で加算）し、当該減算結果の信号（例えば、１．８Ｖ（＝２Ｖ−０．２Ｖ）の信号）をＡＰＣリファレンス信号として差動増幅器３３のプラス（＋）端子へ出力する。ここで、変換されるＡＰＣリファレンス信号は、ＣＷ変調との高周波出力差分信号となる。
【００２９】
第２の方向性結合器３２は、電力増幅器２４から出力される変調信号の一部を抽出して、当該抽出した信号を第２の対数増幅器３２へ出力する。
第２の対数増幅器３２は、入力される変調信号を検波（対数増幅）して電圧信号へ変換し、当該検波電圧信号をＡＰＣ信号として差動増幅器３３のマイナス（−）端子へ出力する。
差動増幅器３３は、第２の対数増幅器３２から入力されるＡＰＣ信号と第２の加算器３１から入力されるＡＰＣリファレンス信号との差動増幅結果の信号を積分器３４へ出力する。
積分器３４は、入力信号を積分して、当該積分結果を電圧可変利得制御器２３へ出力する。当該出力信号により、電圧可変利得制御器２３の利得（本例では、減衰量）が制御される。
本例では、第２の対数増幅器３２から出力されるＡＰＣ信号が、第２の加算器３１から出力されるＡＰＣリファレンス信号と同値になるように差分信号が与えられるように、ＡＰＣループを形成しており、これにより、変調信号出力のレベルが一定になる。
ここで、図４（ｂ）には、積分器３４の構成部分をアナログ回路で実現した場合の一構成例を示してある。
同図（ｂ）に示されるように、差動増幅器４１、４２や、抵抗４３、４５や、コンデンサ４４や、スイッチ４６により構成することができる。
【００３０】
本例では、第１の対数増幅器２６と第２の対数増幅器３２とは同じ検波特性（本例では、１０ｄＢ／Ｖ）を有しているため、第２の対数増幅器３２から出力されるＡＰＣ信号と第２の加算器３１から出力されるＡＰＣリファレンス信号との勾配が等しく、ＡＰＣリファレンス信号に含まれる変調情報と同じ勾配で出力補正をかけることができる。つまり、本例では、変調方式に依存する処理部は無く、第１の方向性結合器２２及び第１の対数増幅器２６により変調方式に応じたオフセットを出力することにより、どのような変調方式にも対応することができる。
また、例えば、入力電力（ｄＢｍ）と出力電圧（Ｖ）とが比例関係となる対数増幅器２６、３２として既製のＤＢＭで電力検出するものを用いた場合には、入力側の第１の対数増幅器２６と出力側の第２の対数増幅器３２との間の特性のバラツキとしては、対数増幅器からの出力でプラスマイナス（±）０．２Ｖ程度のバラツキが生じる可能性があるが、線形性は良い。但し、精度を高めようとするときには、例えば第１の対数増幅器２６の後段や第２の対数増幅器３２の後段に、対数増幅器の入出力の傾斜を補正する傾斜補正回路を備えることが有効な場合があり、一例として、簡単な補正回路としてプラスマイナス（±）０．２Ｖ程度を補正するボリュームが考えられる。
【００３１】
また、例えば、第１の対数増幅器２６と第２の対数増幅器３２とで入力レベルが異なることから検波応答時間が異なるようなことが生じ得るが、送信レベルを変えた瞬間だけのことであり誤差の影響は限定的である。また、ＡＰＣの誤差は例えばプラスマイナス（±）５ｄＢ許容することができ、特に影響はない。
また、本例では、第１の方向性結合器２２から信号を取得して差動増幅器３３へＡＰＣリファレンス信号を入力する経路はリファレンス（基準）を与えるものとして直流信号を与えることが前提であるため、いずれの変調方式であるかに限らず、本例のように第１の対数増幅器２６の直後にフィルタ（例えば、積分器）２７を設けるのが望ましい。また、例えば、当該フィルタ２７の代わりに、遅延時間差を補償する遅延器を設けることも可能である。このようなフィルタ２７或いは遅延器を設けない場合には、電力増幅器２４を経て第２の方向性結合器２５を経由して差動増幅器３３へＡＰＣ信号を入力する経路との遅延時間差により、差動増幅器３３の出力がばたつくことが発生する可能性がある。
【００３２】
図５（ａ）には、本例の無線通信機の変形的な構成例を示してある。
図５（ａ）に示される無線通信機では、図３に示される無線通信機と同様な構成において、更に、レベル・傾斜変換回路５１と、スイッチ５２を備えている。
レベル・傾斜変換回路５１は、第２の加算器３１から出力される信号をレベル・傾斜変換して出力する。
スイッチ５２は、レベル・傾斜変換回路５１からの出力と積分器３４からの出力とを切り替えて、一方の出力を電圧可変利得制御器２３の利得制御用の信号として入力させる。
本例では、変調方式をＦＨ方式へ切り替える際に、積分器３４からの出力値が収束するまで、予め予想される値（本例では、レベル・傾斜変換回路５１からの出力値）を電圧可変利得制御器２３に与えておき、積分器３４からの出力値がほぼ同じになったところで積分器３４からの出力値を用いるようにすることにより、収束までの電力制御の誤差を小さくすることができる。
また、ＦＨ方式に完全に対応する場合には、例えば、フィルタ（ＬＰＦ）２７からの出力値が変調方式の変更後に安定するまでの間、暫定的な値を出力する同様の機構を設けるのが望ましい。
【００３３】
図５（ｂ）には、スイッチ５２を切り替えるための信号（ＳＷ切替信号）の一例と、積分器３４からの出力値の一例と、レベル・傾斜変換回路５１からの出力値の一例を示してある。
同図（ｂ）に示されるように、初期においては、レベル・傾斜変換回路５１からの出力値がスイッチ５２を介して電圧可変利得制御器２３へ入力されるようにスイッチ５２を切替制御し、その後、積分器３４からの出力値がレベル・傾斜変換回路５１からの出力値と同じ値になると、積分器３４からの出力値がスイッチ５２を介して電圧可変利得制御器２３へ入力されるようにスイッチ５２を切替制御する。
このように、レベル・傾斜変換回路５１は、ＡＰＣの目標電力に基づいて、電圧可変利得制御器２３に与えるべき電圧を算出して出力する。電圧可変利得制御器２３は、積分器３４からの出力値が安定するまで、レベル・傾斜変換回路５１からの電圧に基づいて、オープンループの制御を行う。
【００３４】
以上のように、本例の無線通信機では、送信増幅器（本例では、電力増幅器２４）への入力信号を分岐させる第１の結合器（本例では、第１の方向性結合器２２）と、第１の結合器からの出力のレベルを検出する第１の検出器（本例では、第１の対数増幅器２６）と、送信増幅器からの出力信号を分岐させる第２の結合器（本例では、第２の方向性結合器２５）と、第２の結合器からの出力のレベルを検出する第２の検出器（本例では、第２の対数増幅器３２）と、第１の検出器からの出力と変調方式に依存しない目標送信電力に対応する値とを加算的に合成する加算器（本例では、第１の加算器２９や第２の加算器３１）と、当該加算器からの出力と第２の検出器からの出力との差を増幅する差動増幅器３３と、差動増幅器３３からの出力をフィルタリングして送信増幅器の利得制御信号として出力する低域通過フィルタ（本例では、積分器３４）を備えた。
【００３５】
このように、本例の無線通信機のＡＰＣループでは、定められた変調を基準信号（ＣＷ変調で規定された電圧）として、当該基準信号から入力波の検波電圧信号を減算した結果の電圧信号を変調補正信号とし、次に、当該変調補正信号とＡＰＣリファレンス電圧（ＣＷ変調で高周波出力する電圧）との差分電圧を差動増幅器３３の基準電圧とする。ここで、入力側の検波器（第１の対数増幅器２６）は、各変調方式のリファレンスを与えるためのものである。本例の無線通信機のＡＰＣループでは、例えば、ＦＨ方式における各チャネル毎に、送信電力を検出してＡＰＣの制御を行うことができる。
また、本例の無線通信機のＡＰＣループでは、変調補正を行うことが可能であり、具体的には、電力増幅器２４の入力側に設けられて変調補正するための検波器（第１の対数増幅器２６）と、電力増幅器２４の出力側に設けられて高周波電力を検出するための検波器（第２の対数増幅器３２）とに同じ特性を持たせて、両方の検波器からの出力の差分を目標値に制御することにより、変調方式に依存しないＡＰＣが可能であり、変調方式によらずＡＰＣの制御を行うことができる。
従って、本例の無線通信機では、例えば、ソフトウエア無線などに適用されるマルチモードの変調を行う場合に対応するＡＰＣにおいて、検波器（本例では、対数増幅器２６、３２）の応答時間に左右されないＡＰＣを実現し、ＡＰＣのリファレンス電圧を複数（例えば、変調方式の数と同数）備えるような必要が無くて安価な構成を実現し、制御することが可能な変調の数に限りが無いＡＰＣを実現し、変調を識別する信号を必要としないＡＰＣを実現することができる。
【００３６】
なお、本例の無線通信機では、例えば複数のチャネルのうちの個々のチャネルについて、電圧可変利得制御器２３の機能により変調信号レベル変化手段が構成されており、第１の方向性結合器（レベル変化前変調信号取得手段）の機能や第１の対数増幅器２６の機能によりレベル変化前変調信号レベル検出手段が構成されており、フィルタ２７の機能によりレベルフィルタ手段が構成されており、第１のリファレンス電圧源（変調判定）２８の機能及び第１の加算器２９の機能や第２のリファレンス電圧源（ＡＰＣレベル）３０の機能及び第２の加算器３１の機能により検出レベル所定値合成手段が構成されており、第２の方向性結合器（レベル変化後変調信号取得手段）の機能や第２の対数増幅器３２の機能によりレベル変化後変調信号レベル検出手段が構成されており、差動増幅器３３の機能や積分器（制御信号フィルタ手段）３４の機能により変調信号レベル変化態様制御手段が構成されている。
【００３７】
ここで、本発明に係る通信機などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、送信機、送信装置、無線機、無線装置、通信装置、通信システムなどの種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る通信機などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施例に係る無線通信機の構成例を示す図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はパワー検出の様子の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る無線通信機の構成例を示す図である。
【図４】（ａ）は検波器（対数増幅器）の出力特性の一例を示す図であり、（ｂ）はアナログ回路で構成された積分器の一例を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２実施例に係る無線通信機の変形例を示す図であり、（ｂ）はレベル・傾斜変換回路からの出力の一例を示す図である。
【図６】１ｃｈのＡＰＣ制御方式を採用した無線通信機の構成例を示す図である。
【図７】４ｃｈのＡＰＣ制御方式を採用した無線通信機の構成例を示す図である。
【図８】熱検波器を用いたＡＰＣ回路を有する無線通信機の構成例を示す図である。
【図９】変調校正係数を用いたＡＰＣ回路を有する無線通信機の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ａ〜１ｄ、６１、７１ａ〜７１ｄ・・入力端、  ２ａ〜２ｄ、６２、７２ａ〜７２ｄ・・可変増幅器、  ３ａ〜３ｄ、２４、６３、７３ａ〜７３ｄ、９３、１０３・・電力増幅器（ＰＡ）、  ４ａ〜４ｄ、９ａ〜９ｄ、７７ａ〜７７ｄ・・可変フィルタ、  ５、７８・・結合回路（直列共振回路）、  ６、６５、７９・・アンテナ、  ７、２２、２５、６６、７４ａ〜７４ｄ、９４、１０４・・方向性結合器、  ８・・４分配器、  １０ａ〜１０ｄ、２６、３２、６７、７５ａ〜７５ｄ、９５、１０５・・検波器、  １１、７６・・制御部、  １２ａ〜１２ｄ、８０ａ〜８０ｄ・・コイル、  １３ａ〜１３ｄ、４４、８１ａ〜８１ｄ・・コンデンサ、  ２１、９１、１０１・・変調信号発生器、  ２３、９２、１０２・・電圧可変利得制御器、  ２７、６４、６９・・フィルタ、  ２８、３０、１０６・・リファレンス電圧源、  ２９、３１・・加算器、  ３３、４１、４２、９６、１０７・・差動増幅器、  ３４、９７、１０８・・積分器、  ４３、４５・・抵抗、  ４６、５２・・スイッチ、  ５１・・レベル・傾斜変換回路、  ６８・・コンパレータ、
【図１】
2005318212.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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