(57)【要約】  【課題】  既存の方向性結合器で、アンテナの負荷状態を常時監視することが可能な送信機を提供する。  【解決手段】  アンテナ入力端に接続される送信出力用方向性結合器１１の送信信号入力端子に対するアイソレーション端子に検出器２１を接続して、アンテナ側からの反射電力を検出することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ入力端に接続される電力送信出力用方向性結合器の送信信号入力端子に対するアイソレーション端子に検出器を接続して、アンテナ側からの反射電力を検出することを特徴とする送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力送信を方向性結合器を用いてアンテナより送信する送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術を、デジタル無線機で、特にカーテシアンループ歪補償方式の場合を例に挙げて説明する。線形デジタル変調方式、例えば１６ＱＡＭやπ／４シフトＱＰＳＫ等を利用した無線システムにおいては電力増幅器の非線形歪み補償が必須であり、各種の非線形歪み補償方式（リニアライザ）が用いられている。その中でもカーテシアンループによる負帰還リニアライザは古くから利用されている方式である。
【０００３】
図５は従来のカーテシアンループによる負帰還リニアライザを使ったデジタル無線機の送信部の構成を示すブロック図である（文献公知発明に係るものではない）。
【０００４】
ベースバンド信号発生器１により、ベースバンド信号の同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）は出力される。Ｉ成分は加算器２で帰還信号と加算された後出力される。Ｑ成分は加算器３で帰還信号と加算された後出力され、それぞれ直交変調器４に入力される。
【０００５】
基準信号発生器１５により発生した基準周波数信号は、周波数シンセサイザ１３と周波数シンセサイザ１６の基準信号となり入力される。入力した基準信号をもとに、周波数シンセサイザ１３は第１の局部発振信号（ＬＯ信号）を発生させ、第１のＬＯ信号は直交変調器４と移相器１４に与えられる。
【０００６】
移相器１４に入力した第１のＬＯ信号は、移相器１４で位相の調整が行われ、直交復調器１７に与えられる。また、周波数シンセサイザ１６は基準信号をもとに第２のＬＯ信号を発生させ、第２のＬＯ信号はミキサ６とミキサ１８に与えられる。
【０００７】
ベースバンド信号のＩ成分とＱ成分は、直交変調器４で、第１のＬＯ信号によって、中間周波数帯（ＩＦ帯）の信号に変調される。変調された被変調波信号はバンドパスフィルタ５により、不要成分が取り除かれ、ミキサ６に入力される。ミキサ６に入力した被変調波信号は、周波数シンセサイザ１６から出力される第２のＬＯ信号によって所望の周波数に変換され、バンドパスフィルタ７に入力される。バンドパスフィルタ７により、不要なスプリアス成分を取り除かれた信号は、電力増幅器９に入力される。
【０００８】
電力増幅器９に入力された信号は、規定の出力レベルまで増幅されローパスフィルタ１０に入力される。ローパスフィルタ１０に入力した信号は、電力増幅器９で生じた高調波成分がカットされ、方向性結合器１１を介しアンテナ１２より送信される。
【０００９】
カーテシアンループによる負帰還リニアライザの構成をとっているため、電力増幅器９の出力信号の一部は、方向性結合器１１で帰還して、可変減衰器１９に入力される。なお、方向性結合器１１の、送信信号入力端子に対するアイソレーション端子は終端器２２により終端されている。
【００１０】
減衰器１９に入力した帰還信号は、適正な値にレベル調整され、ミキサ１８に入力される。帰還信号はミキサ１８によりＩＦ帯に周波数変換され直交復調器に入力される。直交復調器１７に入力した信号は、移相器１４より入力した第１のＬＯ信号により、Ｉ成分、Ｑ成分に復調される。Ｉ成分は加算器２に、Ｑ成分は加算器３に、帰還信号として入力される。
【００１１】
このような負帰還においては、系を安定させるために、加算器２と加算器３の入力側で、入力信号のＩ成分とＱ成分、帰還信号のＩ成分とＱ成分の位相が同位相となっている必要があり、その位相調整を移相器１４を用いて行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述した従来の送信機では、送信中に地震、風力等でアンテナが折れた場合、それを認識しないまま送信信号を出力し続けてしまうため、電力増幅器の破損、または特性劣化の可能性がある。
【００１３】
また、アンテナ監視用に新たに方向性結合器を追加した場合、送信機が大型化してしまうという課題がある。
【００１４】
本発明の目的は、既存の方向性結合器で、アンテナの負荷状態を常時監視することが可能な送信機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記の目的を達成するために、アンテナ入力端に接続される送信出力用方向性結合器の送信信号入力端子に対するアイソレーション端子に検出器を接続して、アンテナ側からの反射電力を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、既存の方向性結合器で、アンテナの負荷状態を常時監視することが可能な送信機を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例を図１に示し、以下これを用いて説明する。ベースバンド信号発生器１は加算器２、加算器３に接続され、加算器２と加算器３は直交変調器４に接続される。直交変調器４はバンドパスフィルタ５を介してミキサ６と接続される。ミキサ６はバンドパスフィルタ７、可変減衰器８、電力増幅器９、ローパスフィルタ１０を介して方向性結合器１１に接続される。
【００１８】
方向性結合器１１はアンテナ１２に接続される一方、可変減衰器１９、反射レベル検出器２１にそれぞれ接続される。可変減衰器１９はミキサ１８を介し、直交復調器１７に接続される。直交復調器１７は加算器２と加算器３にそれぞれ接続される。反射レベル検出器２１は制御部２０を介し、可変減衰器８と接続される。
【００１９】
基準信号発生器１５は周波数シンセサイザ１３、周波数シンセサイザ１６に接続される。周波数シンセサイザ１３は直交変調器４と、また、移相器１４を介して直交復調器１７と接続され、周波数シンセサイザ１６はミキサ６とミキサ１８に接続される。
【００２０】
以下、この動作について説明する。ベースバンド信号発生器１により、ベースバンド信号の同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）が出力される。Ｉ成分は、加算器２で帰還信号と加算された後出力される。Ｑ成分は加算器３で帰還信号と加算された後出力され、それぞれ直交変調器４に入力される。
【００２１】
基準信号発生器１５により発生した基準周波数信号は、周波数シンセサイザ１３と周波数シンセサイザ１６の基準信号となり入力される。入力した基準信号をもとに、周波数シンセサイザ１３は第１の局部発振信号（ＬＯ信号）を発生させ、第１のＬＯ信号は直交変調器４と移相器１４に与えられる。
【００２２】
移相器１４に入力した第１のＬＯ信号は、移相器１４で位相の調整を行われ、直交復調器１７に与えられる。また、周波数シンセサイザ１６は基準信号をもとに第２のＬＯ信号を発生させ、第２のＬＯ信号はミキサ６とミキサ１８に与えられる。
【００２３】
ベースバンド信号のＩ成分とＱ成分は、直交変調器４で、第１のＬＯ信号によって、中間周波数帯（ＩＦ帯）の信号に変調される。変調された被変調波信号はバンドパスフィルタ５により、不要成分が取り除かれ、ミキサ６に入力される。ミキサ６に入力した被変調波信号は、周波数シンセサイザ１６から出力される第２のＬＯ信号によって所望の周波数帯（ＲＦ帯）に変換され、バンドパスフィルタ７に入力される。バンドパスフィルタ７により、不要なスプリアス成分を取り除かれた信号は、可変減衰器８に入力され適切なレベルに調整され、電力増幅器９に入力される。
【００２４】
電力増幅器９に入力された信号は、規定の出力レベルまで増幅され、ローパスフィルタ１０に入力される。ローパスフィルタ１０に入力した信号は、電力増幅器９で生じた高調波成分をカットされ、方向性結合器１１を介し、アンテナ１２より送信される。
【００２５】
カーテシアンループによる負帰還リニアライザの構成をとっているため、電力増幅器９の出力信号の一部は、方向性結合器１１で帰還される。方向性結合器１１より出力された帰還信号は、可変減衰器１９により適正な値にレベル調整され、ミキサ１８に入力される。ミキサ１８により、ＩＦ帯に周波数変換され直交復調器１７に入力し、直交復調器１７に入力した信号は、移相器１４より入力した第１のＬＯ信号により、Ｉ成分、Ｑ成分に復調される。復調されたＩ成分、Ｑ成分は、それぞれ加算器２と加算器３に入力される。
【００２６】
このような負帰還においては、系を安定させるために、加算器２と加算器３の入力側で、入力信号のＩ成分とＱ成分、帰還信号のＩ成分とＱ成分の位相が同位相となっている必要があり、その位相調整を移相器１４を用いて行っている。
【００２７】
方向性結合器１１は帰還信号を分岐する他に、もう一つの端子によってアンテナ入力端（Ａ点）からの反射信号を出力し、反射レベル検出器２１により反射レベルを検出する。反射レベルが、ある値より大きければアンテナ負荷異常とみなし、可変減衰器８の減衰量を増大させ送信を止め、アンテナ異常アラームを警告する。
【００２８】
ここで、方向性結合器１１の動作について図２を用いて詳しく説明する。入力端子ａに入力した信号は、出力端子ｂに出力する一方、方向性結合器１１の結合度に応じて結合出力端子ｄに出力する。この時、入力端子ａに入力した信号はアイソレーション端子ｃには出力されない。但し、すべての端子が方向性結合器１１の特性インピーダンスで終端されていることが条件である。特に無線系では５０Ωとなる。同様に、ｂに対してｃは結合端子、ｄはアイソレーション端子となる。
【００２９】
ここで、アンテナが折れるなどして、出力端子ｂの負荷状況が変化し、前述したインピーダンス関係が崩れた場合について考える。アンテナが折れて開放状態となった場合、アンテナ側の負荷インピーダンスの変化に伴う不整合により、アンテナ入力で反射が起こる。反射した信号は端子ｂより入力し、端子ａ、端子ｃに出力される。そのため、端子ｃの電力レベルを監視することで、アンテナの負荷状態を知ることができる。
【００３０】
端子ａに対して端子ｃ、端子ｂに対して端子ｄはそれぞれアイソレーションがとられているため、一つの方向性結合器１１により送信信号の分岐と反射電力の監視、それぞれ同時に独立して行うことが可能となる。
【００３１】
図１において、可変減衰器８の代わりにスイッチを用い、反射レベルがあるレベルを超えた場合、送信経路を切断するようにしてもよい。
【００３２】
他の実施例を、図３に示し、以下これを用いて説明する。方向性結合器１１のアイソレーション端子ｃは反射レベル検出器２１を介して、制御部２０に接続され、制御部２０は電力増幅器９に接続される。他の結線については、前述の実施例と同様につき説明は省く。前実施例と同様に、反射レベル検出器２１により、アンテナ端の不整合により生じた反射電力を検出し、検出した反射レベルがある値を超えた場合、電力増幅器９の電源を落として送信を止め、アンテナ異常アラームを警告する。
【００３３】
次に、さらに他の実施例を、図４に示し、以下これを用いて説明する。方向性結合器１１のアイソレーション端子ｃはレベル検出器２１を介して、制御部２０に接続され、制御部２０はベースバンド信号発生器１に接続される。他の結線については、前述の実施例と同様につき説明は省く。前実施例と同様に、反射レベル検出器２１により、アンテナ端の不整合により生じた反射電力を検出し、検出した反射レベルがある値を超えた場合、ベースバンド信号発生器１よりベースバンド信号の出力を止め、アンテナ異常アラームを警告する。以上の実施例は、製品出荷前の調整時でアンテナを未接続で送信してしまった場合についても有効である。
【００３４】
以上、説明した実施例は、カーテシアンループ負帰還方式に限らず、他リニアライザで電力増幅器出力から残留歪みを検出しアダプティブに歪補償を行うようなシステム、またはＡＰＣ（Auto-Power-Control）のような送信出力を監視しレベル制御するシステムで方向性結合器を使用する構成であれば、すべてにおいて適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の方向性結合器の動作を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例を示すブロック図である。
【図５】従来の技術を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：ベースバンド信号発生器、２，３：加算器、４：直交変調器、５，７：バンドパスフィルタ、６，１８：ミキサ、８，１９：可変減衰器、９：電力増幅器、１０：ローパスフィルタ、１１：方向性結合器、１２：アンテナ、１３，１６：周波数シンセサイザ、１４：移相器、１５：基準信号発生器、１７：直交復調器、２０：制御部、２１：反射レベル検出器、２２：終端器。
【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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