(57)【要約】【目的】環境温度が大きく変動しても、高周波増幅回路の利得変動を適正に監視できることを課題とする。【構成】基準信号発振器２０の出力である基準信号ＰＳを温度可変型減衰器１４を備える高周波増幅回路１３に注入して入力の主信号ＲＦｉｎと共に増幅し、その増幅出力ＲＦｏｕｔから抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路１３の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、前記温度可変型減衰器１４の一方の端子に直流電圧ＶＤＣを印加し、該減衰器を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器２０の利得制御端子（及び又は周波数制御端子）にフィードバックして、基準信号発振器２０の利得安定度（及び又は発振周波数安定度）を向上させた。【選択図】    図１
2005045306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準信号発振器の出力である基準信号を温度可変型減衰器を備える高周波増幅回路に注入して入力の主信号と共に増幅し、その増幅出力から抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、
前記温度可変型減衰器の一方の端子に直流電圧を印加し、該減衰器を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器の利得制御端子にフィードバックしたことを特徴とする高周波増幅回路。
【請求項２】
基準信号発振器の出力である基準信号を温度可変型減衰器を備える高周波増幅回路に注入して入力の主信号と共に増幅し、その増幅出力から抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、
前記温度可変型減衰器の一方の端子に直流電圧を印加し、該減衰器を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器の周波数制御端子にフィードバックしたことを特徴とする高周波増幅回路。
【請求項３】
基準信号発振器の後段にＰＬＬ回路を備え、基準信号の周波数を可変に構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の高周波増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波増幅回路に関し、更に詳しくは、基準信号発振器の出力である基準信号を温度可変型減衰器を備える高周波増幅回路に注入して入力の主信号と共に増幅し、その増幅出力から抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の高周波増幅回路は移動通信システムにおける基地局の受信回路に使用されるが、基地局が設置されるような屋外では環境温度が広範囲に変化するため、増幅回路に温度可変型減衰器を挿入して温度による利得の変動を抑制している。図４に従来の典型的な高周波増幅回路の構成を示す。
【０００３】
図において、５６は高周波増幅回路、Ａは３段に設けられたアンプ、５７は温度に応じて減衰量が変化する温度可変型減衰器（ＴＨＰ）、５１ａ，５１ｂは増幅回路５６のインピーダンス特性を改善するためのアイソレータ（ＩＳＯ）、５３は増幅回路５６の利得変動を環視するための基準信号ＰＳを発生する基準信号発生部、５４は所定周波数の高周波信号を発生する発振器、５５は発振器５４の出力信号を所定の振幅に増幅して基準信号ＰＳとなす増幅器、５２は受信信号ＲＦｉｎに基準信号ＰＳを注入するための方向性結合器（ＣＵＰ）、５８は高周波増幅器５６の出力から基準信号成分を抽出する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）、５９は基準信号成分の電力を検出する検出回路（ＤＥＴ）である。なお、挿入図（ａ）に受信信号ＲＦと基準信号ＰＳの一例の周波数帯域を示す。
【０００４】
受信信号ＲＦｉｎと基準信号ＰＳとは共通の高周波増幅回路５６で増幅されると共に、アンプＡの利得−温度特性を温度可変型減衰器５７で相殺することにより、環境温度の変動によらず、利得一定制御を実現している。
【０００５】
なお、上記以外にも、基地局ではフィードフォワード増幅器が使用されておれ、該増幅器では、主信号にパイロット信号を注入して増幅すると共に、主増幅器で生じる非線形歪成分を抽出し、これを主増幅器の出力に再注入して該歪成分を除去することにより、広帯域に渡る良好な線形性を実現している（例えば特許文献１）。
【０００６】
以上において、従来は、高周波増幅回路５６そのものの温度依存性は補償するように考慮されているが、基準信号発生部５３の温度依存性については別段の考慮がされていなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３５０３４５号公報（要約，図）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際上、屋外の環境温度は極めて広範囲（−１０〜８０°Ｃ等）に変化するため、基準信号発生部５３の温度依存性を無視できない。即ち、温度変動によりもし発信器５４の発振周波数が変化すると、ＢＰＦ５８で抽出される基準信号成分が変化するため、高周波増幅回路５６の利得変動と区別がつかなくなり、正しく監視できない。また、温度変動により増幅器５５の利得が変化すると、ＣＵＰ５２に注入される基準信号ＰＳのパワーが変化するため、高周波増幅回路５６の利得変動と区別がつかなくなり、正しく監視できない。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、環境温度が大きく変動しても、利得の変動を適正に監視できる高周波増幅回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）の高周波増幅回路は、基準信号発振器２０の出力である基準信号ＰＳを温度可変型減衰器１４を備える高周波増幅回路１３に注入して入力の主信号ＲＦｉｎと共に増幅し、その増幅出力ＲＦｏｕｔから抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路１３の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、前記温度可変型減衰器１４の一方の端子に直流電圧ＶＤＣを印加し、該減衰器を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器２０の利得制御端子にフィードバックしたものである。
【００１１】
本発明（１）によれば、高周波増幅回路１３の環境温度が大幅に変化しても、基準信号発振器２０の利得を一定に維持できるため、高周波増幅回路１３の温度による利得変動を適正に監視できる。また、既存の温度可変型減衰器１４を有効利用することにより、利得変動補償用のフィードバック回路を廉価に構成できる。
【００１２】
また、本発明（２）の高周波増幅回路は、基準信号発振器２０の出力である基準信号ＰＳを温度可変型減衰器１４を備える高周波増幅回路１３に注入して入力の主信号ＲＦｉｎと共に増幅し、その増幅出力ＲＦｏｕｔから抽出した基準信号レベルをモニタして前記高周波増幅回路１３の温度による利得変動を監視する高周波増幅回路において、前記温度可変型減衰器１４の一方の端子に直流電圧ＶＤＣを印加し、該減衰器１４を経由したもう一方の端子から出力される直流電圧を前記基準信号発振器２０の周波数制御端子にフィードバックしたものである。
【００１３】
本発明（２）によれば、高周波増幅回路１３の環境温度が大幅に変化しても、基準信号発振器２０の発振周波数を一定に維持できるため、高周波増幅回路１３の温度による利得変動を適正に監視できる。また、既存の温度可変型減衰器１４を有効利用することにより、周波数変動補償用のフィードバック回路を廉価に構成できる。
【００１４】
本発明（３）では、上記本発明（１）又は（２）において、基準信号発振器の後段にＰＬＬ回路を備え、基準信号の周波数を可変に構成したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。
【００１６】
図２は第１の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図で、本発明の移動通信システムにおける基地局受信回路への適用例を示している。図において、１３は高周波増幅回路、Ａは例えば３段に設けられたアンプ、１４は温度に応じて減衰量が変化する温度可変型減衰器（ＴＨＰ）、ＴＨはその感温素子（サーミスタ等）、１１ａ，１１ｂは増幅回路１３のインピーダンス特性を改善するためのアイソレータ（ＩＳＯ）、２０ａは高周波増幅回路１３の利得変動を環視するための基準信号ＰＳを発生する基準信号発生部、２１は所定周波数（例えば２ＧＨｚ）の高周波信号を発生する周波数可変な発振器、２４は発振器２１の出力信号を所定の振幅に増幅して基準信号ＰＳとなす利得可変な増幅器、Ａは２段に設けられたアンプ、ＡＴＴは可変減衰器、１２は主信号である受信信号ＲＦｉｎ（例えば１９４０〜１９６０ＭＨｚ）に基準信号ＰＳを注入する方向性結合器（ＣＵＰ）である。なお、図示しないが、高周波増幅器１３の出力から基準信号成分を抽出して該基準信号成分の電力（レベル）を検出するための検出回路（ＤＥＴ）を備える。
【００１７】
係る構成により、入力の主信号ＲＦｉｎに基準信号ＰＳを注入して共通の高周波増幅回路１３により増幅すると共に、アンプＡの利得温度特性をＴＨＰ１４の減衰温度特性で相殺することにより、環境温度によらず所要の増幅特性を維持可能としている。但し、そのためには基準信号ＰＳの周波数や利得の温度による変動を十分に抑制する必要がある。
【００１８】
挿入図（ａ）に発信器２１の典型的な温度−発振周波数特性を点線で示す。この発信器２１の発振周波数ｆＰＳは、環境温度が上がると低くなり、環境温度が下がると高くなる傾向にある。これは、発信器の一般的な特性でもある。挿入図（ｂ）に増幅器２４を構成するアンプＡの典型的な温度−利得特性を点線で示す。このアンプＡの利得ＰＷＰＳは、環境温度が上がると低くなり、環境温度が下がると高くなる傾向にある。これは、アンプの一般的な特性でもある。
【００１９】
本実施の形態では、基準信号ＰＳの温度による変動を抑制するためにＴＨＰ１４の感温特性を有効に利用する。即ち、ＴＨＰ１４の一方の端子に一定の直流電圧ＶＤＣを印加し、もう一方の端子からは感温度素ＴＨを経由した直流電圧ＤＣｏｕｔを抽出する。ここで、Ｌ，Ｃは高周波信号を阻止するために設けられる。
【００２０】
挿入図（ｃ）にＤＣｏｕｔの温度特性を示す。このＤＣｏｕｔは、環境温度が上がると高くなり、環境温度が下がると低くなる傾向にある。このＤＣｏｕｔをオフセット調整及び増幅して基準信号発生部２０ａにフィードバックすることにより、基準信号ＰＳを温度によらず一定に維持する。
【００２１】
即ち、利得補償回路３０では、ＤＣｏｕｔをオフセット調整回路３１でオフセット調整し、その出力を利得調整回路３２で利得調整すると共に、得られた利得制御用信号ＰＷｃｏｎｔで減衰器ＡＴＴの減衰量を制御することにより、広範囲な温度環境下でも増幅器２４の温度−利得特性がフラットになるように補償する。これを挿入図（ｂ）の実線で示す。
【００２２】
一方、周波数補償回路４０では、ＤＣｏｕｔをオフセット調整回路４１でオフセット調整し、その出力を利得調整回路４２で利得調整すると共に、得られた周波数制御用信号ｆｃｏｎｔで発振器２１の発振周波数ｆＰＳを制御することにより、広範囲な温度環境下でも発振器２１の温度−周波数特性がフラットになるように補償する。これを挿入図（ａ）の実線で示す。以上により、屋外環境においても基準信号発生部２０ａの発振周波数及び出力電力の温度補償が可能となる。
【００２３】
図３は第２の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図で、基準信号発生部２０の発振周波数を所望に変更可能な場合を示している。図において、２０ｂは第２の実施の形態による基準信号発生部、２２は位相同期ループ（ＰＬＬ）、２３は電圧制御発振器（ＶＣＯ）である。その他の構成については、上記図２で述べたものと同様でよい。本第２の実施の形態では、ＰＬＬ回路の併用により外部からの周波数選択制御に従って各種周波数の基準信号ＰＳが極めて高安定に得られる。
【００２４】
なお、上記実施の形態では本発明の基地局における高周波受信回路への適用例を示したが、これに限らない。本発明はフィードフォワード増幅器に注入するパイロット信号の温度安定化にも利用できることは言うまでもない。
【００２５】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、温度変化の激しい屋外環境下でも高周波増幅器の利得変動を監視するための基準信号を、正常に精度よく動作させる事が可能となるため、移動体通信システムの信頼性向上に寄与する所が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図である。
【図３】第２の実施の形態による高周波受信回路の構成を示す図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１１  アイソレータ（ＩＳＯ）
１２  方向性結合器（ＣＵＰ）
１３  高周波増幅回路
１４  温度可変型減衰器（ＴＨＰ）
２０  基準信号発生部
２１  発振器
２４  増幅器
３０  利得補償回路
３１  オフセット調整回路
３２  利得調整回路
４０  周波数補償回路
４１  オフセット調整回路
４２  利得調整回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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