(57)【要約】【課題】携帯無線機の出力スペクトルの妨害を回避すること。【解決手段】高周波駆動増幅器の利得を制御するための制御入力側を有しており、高周波電力出力段の入力側は、出力側が帰還制御の目的のための信号取り出し用の手段を何ら有していない、電力の一部分が流される結合手段を介してアンテナに接続された高周波駆動増幅器の信号出力側に接続されており、高周波駆動増幅器の信号出力側に接続された高周波整流回路は、高周波駆動増幅器によって出力された高周波信号の振幅を示す制御信号を形成し、制御増幅器は、高周波電力出力段の入力信号レベルを変えるための高周波駆動増幅器に供給される制御信号を生成するために、高周波整流回路の出力信号、及び、所定の制御電圧を受信し、少なくとも高周波電力出力段及び高周波整流回路は、単一の集積化回路内に構成されている。【選択図】図１
2007110763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線トランシーバにおいて、
利得が制御される高周波駆動増幅器（１０）を有しており、前記高周波駆動増幅器（１０）は、信号出力側及び当該高周波駆動増幅器（１０）の前記利得を制御するための制御入力側を有しており、
ほぼ一定利得の高周波（ＨＦ）電力出力段（１１）を有しており、当該高周波（ＨＦ）電力出力段（１１）の入力側は、前記高周波駆動増幅器（１０）の信号出力側に接続されており、前記高周波（ＨＦ）電力出力段（１１）の出力側は、帰還制御の目的のための信号取り出し用の手段を何ら有していない結合手段（１３）を介してアンテナに接続されており、前記結合手段には電力の一部分が流され、
前記高周波駆動増幅器（１０）の信号出力側に接続された高周波整流回路（１６）を有しており、当該高周波整流回路（１６）は、前記高周波駆動増幅器（１０）によって出力された高周波信号の振幅を示す制御信号を形成し、
制御増幅器（１７）を有しており、当該制御増幅器（１７）は、前記高周波電力出力段（１１）の入力信号レベルを変えるための前記高周波駆動増幅器（１０）に供給される制御信号を生成するために、前記高周波整流回路（１６）の出力信号、及び、所定の制御電圧（Ｕｐ）を受信し、
少なくとも前記高周波電力出力段（１１）及び前記高周波整流回路（１６）は、単一の集積化回路内に構成されていることを特徴とする無線トランシーバ。
【請求項２】
無線トランシーバにおいて、
利得が制御される高周波駆動増幅器（１０）を有しており、前記高周波駆動増幅器（１０）は、信号出力側及び当該高周波駆動増幅器（１０）の前記利得を制御するための制御入力側を有しており、
ほぼ一定利得の高周波（ＨＦ）電力出力段（１１）を有しており、当該高周波（ＨＦ）電力出力段（１１）の入力側は、前記高周波駆動増幅器（１０）の信号出力側に接続されており、前記高周波（ＨＦ）電力出力段（１１）の出力側は、帰還制御の目的のための信号取り出し用の手段を何ら有していない結合手段（１３）を介してアンテナに接続されており、前記結合手段には電力の一部分が流され、
分配増幅器（１５）を介して前記高周波駆動増幅器（１０）の信号出力側に接続された高周波整流回路（１６）を有しており、当該高周波整流回路（１６）は、前記高周波駆動増幅器（１０）によって出力された高周波信号の振幅を示す制御信号を形成し、
制御増幅器（１７）を有しており、当該制御増幅器（１７）は、前記高周波電力出力段（１１）の入力信号レベルを変えるための前記高周波駆動増幅器（１０）に供給される制御信号を生成するために、前記高周波整流回路（１６）の出力信号、及び、所定の制御電圧（Ｕｐ）を受信し、
前記高周波整流回路（１６）の利得は、前記電力出力段（１１）の利得のどんな変化も、前記分配増幅器（１５）の相応の変化により厳密に整合されるようにして、前記高周波電力出力段（１１）の利得に厳密に整合され、
該整合により、前記高周波駆動増幅器（１０）の利得は、前記制御増幅器（１７）によって制御され、該制御により、前記電力出力段（１１）の出力電力が制御される
請求項１記載の無線トランシーバ。
【請求項３】
無線トランシーバは、ＴＤＭＡ作動用移動無線トランシーバである請求項１又は２記載の無線トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線トランシーバに関する。
【背景技術】
【０００２】
送信電力を制御するための装置を有する無線トランシーバは、当該無線トランシーバから放射される電力を非常に精確に維持する必要がある場合には、常に必要である。これは、例えば、最近のセルラー式移動無線装置の場合であり、その場合、中央規準局により、移動局用の特定の送信電力が決められ、その送信電力は、個別移動局が受信し得る電力に依存している。このようにして、移動局により送信された個別信号が、移動局と規準局との距離に関係なく、実質的に同じ信号強度で、規準局に達するようにすることができる。このようにして、過度に強い信号の結果として生じ得る相互の妨害を回避することができ、従って、セルラー式移動無線網の容量を最適化することができる。
【０００３】
例えば、ドイツ連邦共和国特許公開第３９４０２９５号公報には、出力電力が制御される高周波（ＨＦ）送信機が開示されており、その送信機では、電力増幅器の出力電力の一部が、高周波増幅器の出力側に設けられた方向性結合器により取り出されている。取り出された高周波電力は、高周波整流回路により整流され、反転増幅器で反転されてから、実際値として差動増幅器に供給される。設定値発生器により、差動増幅器用の電圧が、所望の出力電力に依存して決められる。設定電圧と実際電圧との間の電圧差は、差動増幅器により、制御電圧を発生するのに使用され、この制御電圧は、制御入力側を介して高周波駆動増幅器に供給される。高周波駆動増幅器の出力側は、高周波電力出力段の入力側に接続されており、その結果、このようにして、制御ループが閉じられる。
【０００４】
高周波電力出力段の非直線性を補償するために、実際電圧が電力出力増幅器の出力側から取り出されており、各構成素子の小型化及び集積化が日進月歩に進み続けているが、その結果、移動無線での傾向としては、ユーザが片手で容易に持つことができる携帯無線機に進みつつある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
携帯無線機に進みつつあるという移動無線での傾向の結果、ユーザのモビリティは向上するが、しかし、そのために、送信電力を制御しているにも拘らず、突然、大きな妨害が生じることがある。
【０００６】
軽量かつ小型のハンディな構成のために、ユーザは、携帯無線機をひっきりなしに種々の位置で保持することになる。アンテナは、携帯無線機に取り付けられているので、アンテナの周囲環境は、必然的にひっきりなしに変化し、その結果、アンテナの整合誤りがひっきりなしに生じる。このような整合誤りのために、方向性結合器の出力側に接続された測定センサの電圧が降下することがある。高周波電力出力段の見掛け上の電力降下を補償するために、制御回路により、電力増幅器の利得を増大させて、高周波電力出力段を飽和させるが、制御路及び高周波電力出力段夫々の飽和により、信号バーストの上昇縁又は下降縁の間、ＴＤＭＡ（時分割多重接続）送信機の出力スペクトルが、スプリアス輻射により隣接チャンネル妨害が生じる程強く劣化する。
【０００７】
本発明の目的は、冒頭に記載した形式の無線トランシーバ、特に、携帯無線機の出力スペクトルの妨害を回避することにある。
【０００８】
本発明のもう一つの観点は、携帯無線機の嵩を低減させ、電力消費を低減してバッテリの作動時間を増大させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、本発明によると、利得が制御される高周波駆動増幅器を有しており、当該高周波駆動増幅器の利得を制御するための制御入力側を有しており、ほぼ一定利得の高周波（ＨＦ）電力出力段を有しており、当該高周波（ＨＦ）電力出力段の入力側は、高周波駆動増幅器の信号出力側に接続されており、高周波（ＨＦ）電力出力段の出力側は、帰還制御の目的のための信号取り出し用の手段を何ら有していない結合手段を介してアンテナに接続されており、結合手段には電力の一部分が流され、高周波駆動増幅器の信号出力側に接続された高周波整流回路を有しており、当該高周波整流回路は、高周波駆動増幅器によって出力された高周波信号の振幅を示す制御信号を形成し、制御増幅器を有しており、当該制御増幅器は、高周波電力出力段の入力信号レベルを変えるための高周波駆動増幅器に供給される制御信号を生成するために、高周波整流回路の出力信号、及び、所定の制御電圧を受信し、少なくとも高周波電力出力段及び高周波整流回路は、単一の集積化回路内に構成されていることにより解決される。更に、利得が制御される高周波駆動増幅器を有しており、高周波駆動増幅器は、信号出力側及び当該高周波駆動増幅器の前記利得を制御するための制御入力側を有しており、ほぼ一定利得の高周波（ＨＦ）電力出力段を有しており、当該高周波（ＨＦ）電力出力段の入力側は、前記高周波駆動増幅器の信号出力側に接続されており、前記高周波（ＨＦ）電力出力段の出力側は、帰還制御の目的のための信号取り出し用の手段を何ら有していない結合手段を介してアンテナに接続されており、前記結合手段には電力の一部分が流され、分配増幅器を介して前記高周波駆動増幅器の信号出力側に接続された高周波整流回路を有しており、当該高周波整流回路は、高周波駆動増幅器によって出力された高周波信号の振幅を示す制御信号を形成し、制御増幅器を有しており、当該制御増幅器は、高周波電力出力段の入力信号レベルを変えるための高周波駆動増幅器に供給される制御信号を生成するために、高周波整流回路の出力信号、及び、所定の制御電圧を受信し、高周波整流回路の利得は、電力出力段の利得のどんな変化も、分配増幅器の相応の変化により厳密に整合されるようにして、高周波電力出力段の利得に厳密に整合され、該整合により、高周波駆動増幅器の利得は、制御増幅器によって制御され、該制御により、電力出力段の出力電力が制御されることにより解決される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の新規な回路技術思想によると、電力制御を、送信出力段とアンテナとの整合と無関係にすることができる。このようにして、妨害スペクトルを常に許容範囲内に保持し続けることができるようになる。電力取り出しに必要な絶縁増幅器は、従来慣用技術の方向性結合器よりも占有スペースが著しく少なくてよい。更に、方向性結合器の挿入損（約１〜３ｄＢ）がないので、挿入損を等化するのに必要な出力段の電力増大もなく、従って、送信モードでの電力消費を低減することができる。従って、本発明の回路は、特に携帯無線機に適しているのである。
【実施例】
【００１１】
図１は、無線トランシーバの一般的ブロック図を示し、図２は、無線トランシーバの送信機出力段のブロック部分を示す。
【００１２】
実施例に示す移動無線トランシーバは、時分割多重接続方式（ＴＤＭＡ）であり、その際、送信および受信信号は、データパケットに時間圧縮されて、種々の時点で送信および受信される。共通アンテナ１は、アンテナスイッチ２を介して、無線トランシーバの受信部３または送信部４に択一的に接続される。制御回路５は、アンテナスイッチ２、受信部３、送信部４の制御のために設けられている。受信された信号３は、通常のように処理されて、スピーカを介して再生される。通話信号は、マイクロフォン７により受け取られて、送信部４により、公知のようにして処理される。送信部は、特に、マイクロフォン信号を増幅するために低周波部を有しており、マイクロフォン信号のデータを圧縮するために符号化部を有しており、搬送波信号を発生するために１つ以上の発信器を有しており、更に、変調器および送信機出力段を有しており、変調器により、時間圧縮された音声信号が搬送波信号に重畳され、送信機出力段は、電力出力増幅および被送信信号の出力制御のために使用される。
【００１３】
図２には、有利な実施例として、本発明に含まれる送信機電力出力段のみが示されている。変調信号Ｕｍｏｄは、制御可能な高周波駆動増幅器１０に供給される。制御可能な高周波駆動増幅器１０は、制御入力側を有している。制御可能な高周波駆動増幅器の出力増幅度は、その制御入力側で利用可能な制御電圧に依存して設定される。
【００１４】
制御可能な高周波駆動増幅器１０の出力側は、実質的に一定電力利得を有する高周波電力出力段１１に接続されている。高周波電力出力段１１の出力信号は、高周波出力フィルタ１２およびアンテナスイッチ１３のスイッチ接点を介してアンテナ１４に供給される。アンテナスイッチ１３は、図２では、送信モードの切換え位置で示されている。受信モードでは、アンテナスイッチ１３は、他のスイッチ位置であり、従って、アンテナ入力信号は、受信部ＲＸに供給される。
【００１５】
電力レベルを制御するために、高周波電力出力段１１の入力信号は、更に、減衰されずに、分配増幅器を介して導出される。この分配増幅器は、以下では、センサ駆動増幅器１５と呼ぶが、その理由は、高周波電力に比例する値を導出して、それと同時に、後続の高周波整流装置１６用の充分な電力を給電するという機能のためである。センサ駆動増幅器１５により増幅される高周波信号は、結合コンデンサ２０により高周波整流ダイオード１６１のカソードに供給される。高周波整流ダイオード１６１のアノードとアースとの間に、第２コンデンサ１６４が設けられている。整流された高周波信号は、第１の結合抵抗２１を介して加算増幅器３２に供給される。ＤＣバイアス電圧を形成するために、整流ダイオード１６１は、高周波コイル１６３を介して規準電圧Ｕｒｅｆに接続されている。ＤＣ電流は、整流ダイオード１６１および第２抵抗２２を通って第１電流源３０に流れる。ダイオードバイアス電圧の補償のために、高周波信号の印加を除いて、同一ダイオード分岐が設けられており、この同一ダイオード分岐の出力電圧は、加算増幅器３２において、整流ダイオード１６１の出力電圧から減算され、従って、整流された高周波電圧だけが、加算増幅器３２の出力信号として残される。有利には、高周波整流ダイオード１６１と同じダイオードが、補償ダイオード１６２として選択される。補償ダイオード１６２も、そのアノードが、規準電圧Ｕｒｅｆに接続されている。補償ダイオード１６２のカソードは、第３抵抗２３を介して加算増幅器の反転入力側に接続されている。更に、補償ダイオード１６２のカソードは、第４抵抗２４を介して第２定電流源３１に接続されている。理想的なＤＣ電圧補償のためには、第１抵抗２１の抵抗値と第３抵抗２３抵抗値とが、同じ対に選択され、第２抵抗２２の抵抗値と第４抵抗２４の抵抗値とが、同じ対に選択されている。更に、また、２つの電流源３０及び３１は、当然、同じ定電流値であるように選択されている。
【００１６】
加算増幅器３２の出力側は、制御増幅器１７の反転入力側に接続されている。制御増幅器１７の非反転入力側には、制御電圧Ｕｐが供給されている。２つの電圧間の差により、制御可能な高周波プリアンプ１０を駆動するのに必要な制御電圧が供給される。このようにして、制御ループが閉じられる。当業者に公知の、その他の、例えば、フィルタ及びオフセット補償回路のような、各制御ループ素子は、明瞭にするために、図２には示していない。
【００１７】
制御電圧Ｕｐにより、所望の出力電圧が設定される。特に、ＴＤＭＡ信号の上昇縁及び下降縁が形成された場合、制御回路５は、縁の信号変化を設定することができる。高周波電力出力段１１の出力側は、センサ駆動増幅器１５の出力信号から大部分減結合（分離）されているので、アンテナの整合エラーによって、駆動増幅器１０の制御電圧Ｕｐに何らかの反作用的影響を及ぼすことがないようにすることができる。こうすることにより、ＴＤＭＡ信号のスペクトルが、送信出力段の整合に拘らず、均一な質を維持し続けることができる。
【００１８】
方向性結合器がないので、本発明の回路は、モノリシックマイクロ波集積回路（ＭＭＩＣ）、例えば、ガリウム砒化物ベース上に完全に集積化することができる。このようにして、従来技術では通常用いられている方向性結合器の構成の４ｃｍ〜５ｃｍの長さ寸法のための所要スペースを完全に節減することができる。
【００１９】
例えば、温度電力レベル、給電電圧及び製造偏差等における変化を越える程の良好な制御精度を達成するのに重要な観点は、電力出力段の利得のどんな変化も、分配増幅器の相応の変化により厳密に整合されるべきであるということである。その際、主増幅器及び分配増幅器の出力電力は、充分良好に相関付けられて、分配増幅器出力の制御により、主出力を精確に制御することができるようになる。
【００２０】
主増幅器及び分配増幅器の厳密な整合は、単一の集積化された回路（シリコン又はガリウム砒化物のどちらか）において両者を一緒に行ない、この技術により設けられた各構成要素の優れた整合を利用することによって達成することができる。要するに、利得が制御される高周波駆動増幅器を有しており、当該高周波駆動増幅器の利得を制御するための制御入力側を有しており、ほぼ一定利得の高周波（ＨＦ）電力出力段を有しており、当該高周波（ＨＦ）電力出力段の入力側は、高周波駆動増幅器の信号出力側に接続されており、高周波（ＨＦ）電力出力段の出力側は、帰還制御の目的のための信号取り出し用の手段を何ら有していない結合手段を介してアンテナに接続されており、結合手段には電力の一部分が流され、高周波駆動増幅器の信号出力側に接続された高周波整流回路を有しており、当該高周波整流回路は、高周波駆動増幅器によって出力された高周波信号の振幅を示す制御信号を形成し、制御増幅器を有しており、当該制御増幅器は、高周波電力出力段の入力信号レベルを変えるための高周波駆動増幅器に供給される制御信号を生成するために、高周波整流回路の出力信号、及び、所定の制御電圧を受信し、少なくとも高周波電力出力段及び高周波整流回路は、単一の集積化回路内に構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】無線トランシーバの一般的ブロック図。
【図２】無線トランシーバの送信機出力段のブロック部分を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１，１４  アンテナ
２，１３  アンテナスイッチ
３  受信部
４  送信部
５  制御回路
６  スピーカ
７  マイクロフォン
１０  駆動増幅器
１１  高周波電力増幅器
１２  高周波出力フィルタ
１５  センサ駆動増幅器
１６  整流装置
３２  加算増幅器
１６１  高周波整流ダイオード
１６２  補償ダイオード
１６３  高周波コイル
Ｕｍｏｄ  変調信号
Ｕｐ  制御電圧
Ｕｒｅｆ  規準電圧
【図１】
2007110763.tif 000003
【図２】
2007110763.tif 000004