(57)【要約】【課題】ＥＸＣＩＴＥＲユニットの簡素化、コスト削減の実現を可能にする。【解決手段】送信装置は、電力増幅部１３と、送出部１５と、冷却部２７と、温度検出手段１８１と、出力電力検出手段１８２と、冷却制御手段１８３とを備えている。電力増幅部１３は、伝送信号を電力増幅する。送出部１５は、電力増幅部１３の出力を伝送路へ送出する。冷却部１７は、電力増幅部１３を冷却する。温度検出手段１８１は、電力増幅部１３の温度を検出する。出力電力検出手段１８２は、電力増幅部１３の出力電力を検出する。冷却制御手段１８３は、温度検出手段１８１の検出結果及び出力電力検出手段１８２の検出結果に基づいて、冷却部１７の冷却処理を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送信号を電力増幅する電力増幅部と、
この電力増幅部の出力を伝送路へ送出する送出部と、
前記電力増幅部を冷却する冷却部と、
前記電力増幅部の温度を検出する温度検出手段と、
前記電力増幅部の出力電力を検出する出力電力検出手段と、
前記温度検出手段の検出結果及び前記出力電力検出手段の検出結果に基づいて、前記冷却部の冷却処理を制御する冷却制御手段とを具備することを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記冷却制御手段は、前記温度検出手段で検出される温度が予め決められた値を下回った場合、前記冷却部の動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項３】
前記送出部は、前記電力増幅部の出力を帯域制限して伝送路へ送出するバンドパスフィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の送信装置。
【請求項４】
伝送信号を電力増幅する電力増幅部と、
この電力増幅部の出力を伝送路へ送出する送出部と、
前記電力増幅部を冷却する冷却部と、
前記電力増幅部の温度を検出する温度検出手段と、
温度と、前記冷却部の冷却処理を制御するための駆動値とを対応付けたテーブルを記憶する記憶手段と、
前記温度検出手段による検出結果に基づいて、前記テーブルを参照し、この参照結果に基づき検出された温度に対応する駆動値を読み出して、この読み出した駆動値で前記冷却部の冷却処理を制御する冷却制御手段とを具備することを特徴とする送信装置。
【請求項５】
前記冷却制御手段は、前記温度検出手段で検出される温度が予め決められた値を下回った場合、前記冷却部の動作を停止させることを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項６】
前記送出部は、前記電力増幅部の出力を帯域制限して伝送路へ送出するバンドパスフィルタを備えることを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記温度検出手段により検出される全温度範囲に亘る複数の温度それぞれと、前記駆動値とを対応付けたテーブルを記憶することを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項８】
前記記憶手段は、前記温度検出手段により検出される全温度範囲を複数の温度範囲に分割し、これら分割温度範囲ごとにそれぞれ１つの代表温度と、前記駆動値とを対応付けたテーブルを記憶することを特徴とする請求項４記載の送信装置。
【請求項９】
伝送信号を電力増幅する電力増幅部と、この電力増幅部の出力を伝送路へ送出する送出部と、前記電力増幅部を冷却する冷却部とを備える送信装置で使用される制御方法において、
前記電力増幅部の温度を検出し、
前記電力増幅部の出力電力を検出し、
前記検出した温度及び前記検出した出力電力に基づいて、前記冷却部の冷却処理を制御することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
伝送信号を電力増幅する電力増幅部と、この電力増幅部の出力を伝送路へ送出する送出部と、前記電力増幅部を冷却する冷却部とを備える送信装置で使用される制御方法において、
前記電力増幅部の温度を検出し、
温度と、前記冷却部の冷却処理を制御するための駆動値とを対応付けたテーブルをメモリに記憶し、
前記検出した温度に基づいて、前記テーブルを参照し、この参照結果に基づき検出された温度に対応する駆動値を読み出して、この読み出した駆動値で前記冷却部の冷却処理を制御することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信・放送システムの送信装置及びこの送信装置で使用される制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信・放送システムで使用される送信装置は、その内部に電力増幅器を設けた構成である。
【０００３】
ところで、上記送信装置から送出されるＲＦ(Radio Frequency)信号は、電力増幅器の動作温度等により変化する出力電力の劣化の影響を受ける。この場合、出力系の方向性結合器でＲＦ信号をピックアップし、このＲＦ信号を電力増幅器の前段に設けられる励振器（EXCITER）へ入力し、ＥＸＣＩＴＥＲ内に設けているＡＧＣ（自動利得制御）回路を使用し出力電力を制御している。例えば、方向性結合器でピックアップしたＲＦ信号が小さくなればＥＸＣＩＴＥＲのＲＦ出力を大きくし、出力電力を上げる方向に制御を行い、逆に方向性結合器でピックアップしたＲＦ信号が大きくなればＥＸＣＩＴＥＲのＲＦ出力を小さくし、出力電力を下げる方向に制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４８８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＥＸＣＩＴＥＲ内にＡＧＣ回路を設けることは、ＥＸＣＩＴＥＲ内の回路規模が大きくなり、複雑となる。
【０００６】
本発明の目的は、伝送信号の出力電力の劣化を補償でき、ＥＸＣＩＴＥＲユニットの簡素化、コスト削減の実現が可能な送信装置及びこの送信装置で使用される制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、送信装置は、電力増幅部と、送出部と、冷却部と、温度検出手段と、出力電力検出手段と、冷却制御手段とを備えている。電力増幅部は、伝送信号を電力増幅する。送出部は、電力増幅部の出力を伝送路へ送出する。冷却部は、電力増幅部を冷却する。温度検出手段は、電力増幅部の温度を検出する。出力電力検出手段は、電力増幅部の出力電力を検出する。冷却制御手段は、温度検出手段の検出結果及び出力電力検出手段の検出結果に基づいて、冷却部の冷却処理を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態における電力増幅器の温度−出力電力特性を示す図。
【図３】第１の実施形態におけるＴＸ  ＣＯＮＴの制御処理手順を示すフローチャート。
【図４】第２の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【図５】第２の実施形態における温度−駆動テーブルの記憶内容の一例を示す図。
【図６】第２の実施形態におけるＴＸ  ＣＯＮＴの制御処理手順を示すフローチャート。
【図７】第３の実施形態における温度−駆動テーブルの記憶内容の一例を示す図。
【図８】その他の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示す送信装置は、入力されたＲＦ信号をＥＸＣＩＴＥＲ１１において指定のチャンネルに周波数変換する。そして、ＥＸＣＩＴＥＲ１１の出力信号は、ＰＡ  ＩＦ１２を介して電力増幅部１３内のｎ個の電力増幅器１３１〜１３ｎにそれぞれ供給される。ｎ個の電力増幅器１３１〜１３ｎは、互いに並列に接続され、かつ互いに独立して電源のオン／オフ切替が可能であり、ＲＦ信号を同一利得で電力増幅した後、合成部（ＣＯＭＢ）１４に出力する。
【００１２】
電力増幅器１３１〜１３ｎの各出力は合成部１４で合成され、バンドパスフィルタ１５で指定チャンネルに帯域制限された後、アンテナ１６を介して送信される。
【００１３】
ところで、第１の実施形態では、電力増幅器１３１〜１３ｎを冷却する冷却装置（cooling system）１７と、冷却装置１７の動作を制御するＴＸ  ＣＯＮＴ（送信制御部）１８とを備えている。
【００１４】
ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、温度検出部１８１と、出力電力検出部１８２と、冷却制御部１８３とを備えている。温度検出部１８１は、ＰＡ  ＩＦ１２とのインタフェース処理により各電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度を検出する。
【００１５】
出力電力検出部１８２は、方向性結合器１９を介して入力される合成部１４の出力信号を取り込み、各電力増幅器１３１〜１３ｎの出力電力を検出する。冷却制御部１８３は、上記温度検出部１８１による検出結果及び上記出力電力検出部１８２による検出結果に基づいて、冷却装置１７の動作を制御する。
【００１６】
次に、上記構成における動作について説明する。
【００１７】
図２は、電力増幅器１３１〜１３ｎの温度−出力電力特性を示している。すなわち、電力増幅器１３１〜１３ｎの温度が高くなるほど出力電力は劣化することを示している。電力増幅器１３１〜１３ｎは動作開始時に自らの発熱により温度上昇し、図２に示すように出力電力値は劣化する。
【００１８】
そこで、第１の実施形態では、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８により出力電力を決める制御を実行する。図３は、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８の制御処理手順を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、温度検出部１８１により検出した電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が上昇するか否かを監視し（ステップＳＴ３ａ）、動作温度が上昇している場合（Ｙｅｓ）、出力電力検出部１８２により検出した合成部１４の出力電力が下降しているか否かの判断を行う（ステップＳＴ３ｂ）。ここで、合成部１４の出力電力が下降しているならば（Ｙｅｓ）、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は冷却装置１７の冷却能力を上げる制御を行う（ステップＳＴ３ｃ）。なお、冷却装置１７が停止している状態であれば、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は冷却装置１７を起動させて冷却装置１７の冷却能力を上げる制御を行う。
【００２０】
冷却装置１７の冷却能力を上げる制御を行ってから所定時間経過後、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は温度検出部１８１により検出した電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が下降するか否かを監視し（ステップＳＴ３ｃ）、下降していなければ（Ｎｏ）、冷却装置１７の冷却能力をさらに上げる制御を行う。一方、電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が下降しているならば（Ｙｅｓ）、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は出力電力検出部１８２により検出した合成部１４の出力電力が上昇しているか否かの判断を行う（ステップＳＴ３ｅ）。ここで、合成部１４の出力電力が上昇していなければ（Ｎｏ）、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は冷却装置１７の冷却能力をさらに上げる制御を行う。
【００２１】
一方、合成部１４の出力電力が上昇していれば（Ｙｅｓ）、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は冷却装置１７の冷却能力を下げる制御を行う（ステップＳＴ３ｆ）。
【００２２】
また、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、冷却装置１７により冷却された電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が例えば５℃未満になるか否かを監視し（ステップＳＴ３ｇ）、５℃未満になるまでは上記ステップＳＴ３ａ乃至ステップＳＴ３ｇの処理を繰り返し実行し、５℃未満になった場合に（Ｙｅｓ）、冷却装置１７の動作を停止させる（ステップＳＴ３ｈ）。
【００２３】
一方、上記ステップＳＴ３ａにおいて、電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が上昇せず、また、上記ステップＳＴ３ｂにおいて、電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が上昇しても合成部１４の出力電力が下降しなければ、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、冷却装置１７の冷却能力を現状維持する（ステップＳＴ３ｉ）。
【００２４】
以上のように上記第１の実施形態によれば、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８において、温度検出部１８１により検出した電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度と、出力電力検出部１８２により検出した合成部１４の出力電力とに基づいて、電力増幅器１３１〜１３ｎを冷却する冷却装置１７の冷却処理を制御するようにしているので、ＥＸＣＩＴＥＲ１１内にＡＧＣ回路を設ける必要がなく、これによりＥＸＣＩＴＥＲ１１の簡素化を図ることができるとともに、冷却装置１７の動作を制御することで消費電力を下げることもでき、コスト削減を図ることもできる。
【００２５】
また、上記第１の実施形態によれば、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８において、電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が閾値を下回った場合に、比較的消費電力の大きい冷却装置１７を停止させることにより、システム全体の消費電力を抑えることができる。
【００２６】
（第２の実施形態）  
第２の実施形態では、電力増幅器１３１〜１３ｎの温度−出力電力特性が予めわかっているものとし、電力増幅器１３１〜１３ｎの全温度変化範囲に亘る複数の温度それぞれと、冷却装置１７の動作を制御する駆動値とを対応付けた温度−駆動テーブルを利用して、冷却装置１７の動作を制御するようにしている。
【００２７】
図４は、第２の実施形態に係る送信装置の構成を示すブロック図である。図４において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
第２の実施形態では、合成部１４の出力ＲＦ信号をＴＸ  ＣＯＮＴ１８へ出力するための方向性結合器１９及び信号線路をなくし、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８に電力増幅器１３１〜１３ｎの全温度変化範囲に亘る複数の温度それぞれと、冷却装置１７の動作を制御する駆動値とを対応付けた温度−駆動テーブル１８４を設けるようにした。
【００２９】
温度−駆動テーブル１８４には、図５に示すように、電力増幅器１３１〜１３ｎの変化範囲（例えば０℃〜４５℃）において、１℃間隔の各温度値に対応付けて冷却装置１７の駆動値が記憶してある。
【００３０】
次に、上記第２の実施形態の構成における動作について説明する。  
図６は、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８の制御処理手順を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、温度検出部１８１により電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度を検出し（ステップＳＴ６ａ）、動作温度が例えば７℃である場合に、温度−駆動テーブル１８４から７℃に対応する駆動値（ａｃ）を読み出し（ステップＳＴ６ｂ）、この読み出した駆動値（ａｃ）で冷却装置１７の動作を制御する（ステップＳＴ６ｃ）。
【００３２】
そして、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、冷却装置１７により冷却された電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が例えば５℃未満になるか否かを監視し（ステップＳＴ６ｄ）、５℃未満になるまでは上記ステップＳＴ６ａ乃至ステップＳＴ６ｄの処理を繰り返し実行し、５℃未満になった場合に（Ｙｅｓ）、冷却装置１７の動作を停止させる（ステップＳＴ６ｅ）。
【００３３】
また、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、温度検出部１８１により検出した電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が例えば４５℃である場合に、温度−駆動テーブル１８４から４５℃に対応する駆動値（ｙｙ）を読み出し、この読み出した駆動値（ｙｙ）で冷却装置１７の動作を制御する。このとき、冷却装置１７は、最大の冷却能力で動作することになる。
【００３４】
以上のように上記第２の実施形態によれば、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８において、電力増幅器１３１〜１３ｎの全温度変化範囲に亘り、各温度ごとに冷却装置１７の動作を制御する駆動値を温度−駆動テーブル１８４に記憶するようにしている。このため、温度−駆動テーブル１８４を利用することで、電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度を検出するだけで、電力増幅器１３１〜１３ｎの全温度変化範囲に亘って冷却装置１７の動作を正確に制御することができる。
【００３５】
（第３の実施形態）  
第３の実施形態では、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８において、電力増幅器１３１〜１３ｎの全温度変化範囲を複数の温度範囲に分割し、これら分割温度範囲ごとにそれぞれ１つの代表温度と、駆動値とを対応付けた温度−駆動テーブルを利用して、冷却装置１７の動作を制御するようにしている。
【００３６】
図７は、第３の実施形態のＴＸ  ＣＯＮＴ１８に設けられる温度−駆動テーブル１８５の記憶内容を示している。温度−駆動テーブル１８５は、図７に示すように、電力増幅器１３１〜１３ｎの変化範囲（例えば０℃〜４５℃）を分割し、分割温度領域ごとにそれぞれ一つの代表温度と、冷却装置１７の駆動値とを対応付けて記憶してある。
【００３７】
次に、上記第３の実施形態の構成における動作について説明する。  
まず、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、温度検出部１８１により電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度を検出し、動作温度が例えば７℃である場合に、温度−駆動テーブル１８５から７℃に属する分割温度領域の代表温度５℃を求め、この５℃に対応する駆動値（ａａ）を読み出し、この読み出した駆動値（ａａ）で冷却装置１７の動作を制御する。
【００３８】
そして、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、冷却装置１７により冷却された電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が例えば５℃未満になるか否かを監視し、５℃未満になった場合に、冷却装置１７の動作を停止させる。
【００３９】
また、ＴＸ  ＣＯＮＴ１８は、温度検出部１８１により検出した電力増幅器１３１〜１３ｎの動作温度が例えば４５℃である場合に、温度−駆動テーブル１８５から４５℃に属する分割温度領域の代表温度４５℃を求め、この４５℃に対応する駆動値（ｙｙ）を読み出し、この読み出した駆動値（ｙｙ）で冷却装置１７の動作を制御する。このとき、冷却装置１７は、最大の冷却能力で動作することになる。
【００４０】
以上のように第３の実施形態によれば、電力増幅器１３１〜１３ｎの全温度変化範囲を複数の温度範囲に分割し、これら分割温度範囲ごとにそれぞれ１つの代表温度と、冷却装置１７の動作を制御する駆動値とを対応付けた温度−駆動テーブル１８５をＴＸ  ＣＯＮＴ１８に設けるようにしている。このため、代表温度に対応する駆動値で冷却装置１７の動作を制御すればよく、記憶容量を大幅に低減することができ、これによりＴＸ  ＣＯＮＴ１８の小型化を図ることができる。
【００４１】
（その他の実施形態）  
各実施形態では、合成部１４の出力段にバンドパスフィルタ１５を設ける例について説明した。これに限ることなく、光ケーブルや他の有線ケーブルまたは無線ケーブルにＲＦ信号を送出するための送出部であってもよい。
【００４２】
また、上記第１の実施形態では、合成部１４の出力側に方向性結合器１９を設ける例について説明したが、図８に示すように、バンドパスフィルタ１５の出力側に方向性結合器２０を設けるものであってもよい。図８において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
出力電力検出部１８２は、方向性結合器２０を介して入力されるバンドパスフィルタ１５の出力信号を取り込み、各電力増幅器１３１〜１３ｎの出力電力を検出する。すると、冷却制御部１８３は、上記温度検出部１８１による検出結果及び上記出力電力検出部１８２による検出結果に基づいて、冷却装置１７の動作を制御する。なお、上記出力電力検出部１８２は、バンドパスフィルタ１５で帯域制限された各電力増幅器１３１〜１３ｎの出力電力であっても、上記第１の実施形態と同様に、検出できる。
【００４４】
また、合成部１４の出力側に方向性結合器１９を設け、バンドパスフィルタ１５の出力側に方向性結合器２０を設けるものであってもよい。この場合も、上記出力電力検出部１８２は、上記第１の実施形態と同様に、各電力増幅器１３１〜１３ｎの出力電力を検出できる。
【００４５】
その他、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１１…ＥＸＣＩＴＥＲ、１２…ＰＡ  ＩＦ、１３…電力増幅部、１３１〜１３ｎ…電力増幅器、１４…合成部、１５…バンドパスフィルタ、１６…アンテナ、１７…冷却装置、１８…ＴＸ  ＣＯＮＴ、１８１…温度検出部、１８２…出力電力検出部、１８３…冷却制御部、１８４…温度−駆動テーブル、１９，２０…方向性結合器。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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