(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信出力を変化させる機能を持った送信機に設けられ、当該送信機が送信しようとする信号を増幅する増幅装置であって、
前記信号には、振幅および角度の両変調成分が含まれており、
前記送信機は、当該増幅装置の前段において予め前記信号または当該信号中の振幅変調成分のレベルを調整することにより送信出力を変化させるように構成されており、
前記信号を振幅変調成分と角度変調成分とに分離する分離手段、
前記分離手段が分離して得られた振幅変調成分を増幅する第１の増幅器、
前記第１の増幅器から出力される増幅後の振幅変調成分が電源電圧として印加され、前記分離手段が分離して得られた角度変調成分を増幅すると同時に、振幅変調成分と角度変調成分とを合成する第２の増幅器、
前記第２の増幅器から出力される増幅後の信号の電力を計測する出力電力計測回路、および、
前記出力電力計測回路の計測結果が所定のしきい値を跨いで変化したときに、前記第２の増幅器に電源電圧として印加している増幅後の振幅変調成分を直流電圧に切り替え、かつ前記第１の増幅器に入力されている角度変調成分を前記信号に切り替える切替手段を備え、
前記切替手段は、前記しきい値を跨ぐような出力電力変化か一定期間以上起こらない場合、当該しきい値を変更する、送信機用増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅装置に関し、より特定的には、送信出力を変化させる機能を持った無線送信機（例えばＷ−ＣＤＭＡ方式による移動体通信システムの端末側に設けられる無線送信機）に用いられ、その送信機が送信しようとする信号を増幅する増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話などの移動体通信システムの端末側に設けられる無線送信機には、低歪みで高効率な増幅装置が求められる。従来、このような増幅装置としては、ＥＥ＆Ｒ（Ｅｎｖｅｌｏｐｅ  Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる増幅方法を用いたものが知られている。ＥＥ＆Ｒ増幅の原理は、要するに、信号を振幅変調成分と角度変調成分とに分離して２つの増幅器で別々に増幅し、振幅変調成分と、角度変調成分とを合成することにより、増幅された信号を得るというものである。以下、従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置について詳しく説明する。
【０００３】
図９は、従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成例を示すブロック図である。図９において、従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置は、入力端子７０１と、包絡線検波回路７０２と、振幅制限回路７０３と、２つの増幅器７０４および７０５と、出力端子７０７とを備えている。入力端子７０１は、包絡線検波回路７０２を介して増幅器７０４の入力側と接続され、また振幅制限回路７０３を介して増幅器７０５と接続される。増幅器７０４の出力側は、増幅器７０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）と接続され、増幅器７０５の出力側が出力端子７０７と接続される。増幅器７０４（のコレクタまたはドレイン）には、常時一定の電源電圧が印加されている。
【０００４】
ここで、入力端子７０１に入力される信号は、振幅および角度の両変調成分を含むような信号である。増幅器７０４としては、振幅変調成分を増幅するのに適したスイッチングアンプ（例えばＤ級やＳ級などのアンプ）が用いられる。増幅器７０４には、角度変調成分をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に変換するためのＰＷＭ回路と、スイッチング増幅時に発生する不要高調波成分をカットするためのフィルタとが含まれている。一方、増幅器７０５としては、角度変調成分を増幅するのに適したＢ級またはＣ級アンプが用いられる。
【０００５】
上記のように構成されたＥＥ＆Ｒ増幅装置では、入力端子７０１に信号が入力されると、その信号が２分岐されて、包絡線検波回路７０２と、振幅制限回路７０３とに与えられる。すると包絡線検波回路７０２からは、振幅変調成分（すなわち信号の包絡線）だけが出力され、振幅制限回路７０３からは、角度変調成分（すなわち振幅を一定化した信号）だけが出力される。
【０００６】
振幅変調成分は、増幅器７０４に入力され、そこでＰＷＭ信号に変換されてスイッチング増幅された後、フィルタを経て増幅器７０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）に電源電圧として与えられる。このとき増幅器７０５に角度変調成分が入力され、増幅器７０５において角度変調成分のＢ級またはＣ級増幅動作、および振幅変調成分と角度変調成分との乗算処理が同時的に行われる。こうして、増幅器７０５からは、増幅された信号、すなわち増幅された振幅変調成分および増幅された角度変調成分を含んだ信号が出力される。
【０００７】
このように、従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置では、入力信号中の振幅変調成分をＰＷＭ信号に変換してスイッチングアンプで、入力信号中の角度変調成分をＢ級またはＣ級アンプで別々に増幅し、低歪みで高効率な増幅動作が可能となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、移動体通信システムの次世代標準方式として、同じ帯域により多くのチャンネルを収容可能なＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式が注目されている。Ｗ−ＣＤＭＡ方式では、送信機が無線基地局までの距離に応じて送信出力を変化させるような制御が行われる。
【０００９】
従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置をＷ−ＣＤＭＡ方式に対応させて上記のような送信出力制御を行う場合、例えば、入力端子７０１の前段に入力信号のレベルを予め調整するための回路が設けられる。または、包絡線検波回路７０２と増幅器７０４との間に振幅変調成分のレベル調整回路を設けたり、振幅制限回路７０３と増幅器７０５との間に角度変調成分のレベル調整回路を設けても、上記のような送信出力制御を行うことができる。
【００１０】
しかしながら、増幅器７０４への角度変調成分だけをレベル調整する場合はよいが、増幅器７０４への振幅変調成分がレベル調整の対象に含まれている（すなわち振幅変調成分および角度変調成分を含んだ原信号をレベル調整するか、あるいは振幅変調成分だけをレベル調整する）場合には、送信出力を低下させた時、増幅器７０４で無駄に電力が消費される結果となる。つまり、従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置では、送信機の送信出力が変化するのに伴って増幅器７０４の効率が低下する問題があった。
【００１１】
ここで、上記の問題について詳しく説明する。増幅器７０４がスイッチングアンプである場合、入力信号のレベルによらずほぼ１００％の高効率増幅が可能であるものと従来は考えられていた。ところが最近、スイッチングアンプの動作が飛躍的に高速化されてきており、そのためスイッチングアンプにおいても同様に増幅効率の低下が問題となっている。スイッチング周波数が高速になると効率が低下してくるのは、増幅対象であるＰＷＭ信号が完全な方形波でない（つまり所定の立ち上がり時間および立ち下がり時間が存在する）ことによる。
【００１２】
加えて、従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置には、次のような別の問題点もあった。すなわち、送信出力が低下した時、増幅器７０５への電源電圧が不足するために、増幅器７０５において角度変調成分に十分な変化幅を持った振幅変調成分を付加することができなくなり、その結果、増幅後の信号のダイナミックレンジが狭くなって歪みが増えるという問題点である。
【００１３】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、送信出力を変化させる機能を持った送信機に設けられ、その送信機が送信しようとする信号を低歪みで高効率に増幅できるような増幅装置を提供することである。
【００３６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、送信出力を変化させる機能を持った送信機に設けられ、当該送信機が送信しようとする信号を増幅する増幅装置であって、
信号には、振幅および角度の両変調成分が含まれており、
送信機は、当該増幅装置の前段において予め信号または当該信号中の振幅変調成分のレベルを調整することにより送信出力を変化させるように構成されており、
信号を振幅変調成分と角度変調成分とに分離する分離手段、
分離手段が分離して得られた振幅変調成分を増幅する第１の増幅器、
第１の増幅器から出力される増幅後の振幅変調成分が電源電圧として印加され、分離手段が分離して得られた角度変調成分を増幅すると同時に、振幅変調成分と角度変調成分とを合成する第２の増幅器、
第２の増幅器から出力される増幅後の信号の電力を計測する出力電力計測回路、および、
出力電力計測回路の計測結果が所定のしきい値を跨いで変化したときに、第２の増幅器に電源電圧として印加している増幅後の振幅変調成分を直流電圧に切り替え、かつ第１の増幅器に入力されている角度変調成分を信号に切り替える切替手段を備え、
切替手段は、しきい値を跨ぐような出力電力変化か一定期間以上起こらない場合、当該しきい値を変更する。
【００３７】
上記第１の発明では、入力信号中の振幅変調成分は第１の増幅器で、角度変調成分は第２の増幅器で、それぞれ別々に低歪みかつ高効率に増幅する（すなわちＥＥ＆Ｒ増幅する）。その際、送信機の送信出力が低下すると、第２の増幅器に電源電圧として印加されている増幅後の振幅変調成分が直流電圧に、第２の増幅器に入力されている角度変調成分が分離前の原信号（振幅および角度の両変調成分を含む）に、それぞれ切り替わる。つまり、送信機の送信出力が大きい場合には、幅変調成分および角度変調成分を第１および第２の増幅器で別々に増幅するＥＥ＆Ｒモードで動作するが、送信出力が低下した場合には、原信号を（２成分に分離せずに）第２の増幅器で線形増幅する線形モードで動作する。これにより、送信出力低下時に増幅後の信号のダイナミックレンジが狭くなって歪みが増える問題が解消される。
なお、上記のモード切替は、第２の増幅器から出力される増幅後の信号の電力を計測する出力電力計測回路により送信出力をモニタして、第２の増幅器の出力電力が低下して所定のしきい値を下回った瞬間、ＥＥ＆Ｒモードから線形モードへの移行が実行される。
なお、上記切替手段は、しきい値を跨ぐような出力電力変化か一定期間以上起こらない場合、当該しきい値を変更する。
例えば、比較的低レベルの信号が長時間続く場合、線形増幅だけが行われる状態となるが、上記第１の発明によれば、そのような状態が解消され、線形増幅とＥＥ＆Ｒ増幅とをバランスよく行わせることが可能となる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。全ての実施形態（およびそこで参照される全図面）を通じ、同様の構成要素には同一の参照番号を付与して、重複する説明を適宜省略している。各実施の形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置について詳細な説明を始める前に、ＥＥ＆Ｒ増幅装置が用いられる共通の環境を説明しておく。
【００５１】
各実施の形態に共通して、ＥＥ＆Ｒ増幅装置は、移動体通信システムの端末（移動体）側送信機（以下、単に送信機と呼ぶ）に設けられ、送信機が無線基地局へ送信しようとする信号の増幅を行う。信号には、振幅変調成分と角度変調成分とが含まれている。送信機は、無線基地局までの距離（あるいは伝搬状態）に応じて送信出力を制御する（具体的には無線基地局が近ければ出力を下げ、遠ければ出力を上げる）機能を持っている。この送信出力制御は、ＥＥ＆Ｒ増幅装置の前段において、同装置に入力されようとする信号のレベルを予め調節することにより行われる。
【００５２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成を示すブロック図である。図１において、第１の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置は、入力端子１０１と、包絡線検波回路１０２と、振幅制限回路１０３と、２つの増幅器１０４および１０５と、出力端子１０７と、出力電力計測部１０８と、電源電圧制御部１０９とを備えている。
【００５３】
入力端子１０１は、包絡線検波回路１０２を介して増幅器１０４の入力側と接続され、また振幅制限回路１０３を介して増幅器１０５と接続される。増幅器１０４の出力側は、増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）と接続され、増幅器１０５の出力側が出力端子１０７と接続される。増幅器１０４のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には、当初一定の電源電圧が印加され、以降電源電圧制御部１０９を通じ、送信機の送信出力に応じた電源電圧が印加される。
【００５４】
出力電力計測部１０８は、増幅器１０５の出力側と接続されており、増幅器１０５から出力される信号の電力を計測する。電源電圧制御部１０９は、出力電力計測部１０８の計測結果を受け、増幅器１０４に印加されている電源電圧を、出力電力の変動に追従させるように制御する。
【００５５】
ここで、入力端子１０１に入力される信号には、振幅および角度の両変調成分が含まれており、増幅器１０４は、例えば図２（ａ）に示すように、振幅変調成分をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ回路１０４ａと、ＰＷＭ信号を増幅するのに適したスイッチングアンプ（例えばＤ級やＳ級などのアンプなど）１０４ｂと、スイッチング増幅時に発生する不要高調波成分をカットするためのフィルタ１０４ｃとを含んでいる。一方、増幅器１０５は、例えば図２（ｂ）に示すように、角度変調成分を増幅するのに適したＣ級（またはＢ級）アンプ１０５ａを含んでいる。
【００５６】
上記のように構成されたＥＥ＆Ｒ増幅装置では、送信出力が一定に保たれている場合、以下のような増幅動作が行われる。入力端子１０１に信号が入力されると、その信号が２分岐されて、包絡線検波回路１０２と、振幅制限回路１０３とに与えられる。すると包絡線検波回路１０２からは、振幅変調成分（すなわち信号の包絡線）だけが出力され、振幅制限回路１０３からは、角度変調成分（すなわち振幅を一定化した信号）だけが出力される。
【００５７】
振幅変調成分は、増幅器１０４に入力され、そこでＰＷＭ信号に変換されてスイッチング増幅された後、フィルタを経て増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）に与えられる（すなわち電源電圧として印加される）。このとき増幅器１０５に角度変調成分が入力され、増幅器１０５において、角度変調成分のＣ級（またはＢ級）増幅動作、および振幅変調成分と角度変調成分との乗算処理が同時的に行われる。こうして、増幅器１０５からは、増幅された信号、すなわち増幅された振幅変調成分および増幅された角度変調成分を含んだ信号が出力される。
【００５８】
以上のような増幅動作を行っている状態において、送信機の送信出力に変化があった場合には、増幅器１０４に対し、以下のような電源電圧制御が実行される。すなわち、増幅動作中、出力電力計測部１０８は、増幅器１０５の出力電力を計測しており、この計測結果が電源電圧制御部１０９へと伝えられる。電源電圧制御部１０９は、出力電力が変化すると、それに応じて電源電圧を制御する。この電源電圧制御は、出力電力が小さくなると電源電圧を降下させ、出力電力が大きくなると電源電圧を上昇させるような制御である。
【００５９】
ここで、電源電圧制御の具体例を説明する。図３は、図１の電源電圧制御部１０９の構成例を示す図である。図３において、電源電圧制御部１０９は、制御回路１０９ａと、テーブル１０９ｂとで構成される。制御回路１０９ａは、ＣＰＵとメモリとを含み、メモリには、制御手順を記述したプログラムが格納されている。テーブル１０９ｂには、ｎ個（ｎは２以上の任意の整数）の異なる出力電力値と、それぞれに最適な電源電圧値とが対応付けて記載されている。テーブル１０９ｂに記載される最適電源電圧値は、増幅器１０４および１０５の特性をもとに算出するか、あるいは実験により求められる。
【００６０】
図４は、図１の電源電圧制御部１０９の動作例を示すフローチャートである。図４において、動作が開始されると、出力電力計測部１０８から電源電圧制御部１０９（の制御回路１０９ａ）へ、計測された出力電力値が定期的に通知される。制御回路１０９ａは、出力電力値の通知を受け（ステップＳ１０１）、その値を前回の値と比較することにより、増幅器１０５の出力電力に変化があるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００６１】
ステップＳ１０２の判定の結果、出力電力に変化がなければ、増幅器１０４の電源電圧値を現在の値のまま保持させ（ステップＳ１０３）、その後ステップＳ１０６に進む。一方、出力電力に変化があれば、テーブル１０９ｂを参照して、ステップＳ１０１で通知された出力電力値と対応する電源電圧値をそこから読み出す（ステップＳ１０４）。そして、増幅器１０４の電源電圧を、読み出した値へと変化させ（ステップＳ１０５）、その後ステップＳ１０６に進む。
【００６２】
ステップＳ１０６では、動作を継続するか否かの判断が行われ、継続する場合はステップＳ１０１へ戻って、上記と同様の処理が繰り返される。継続しない場合は、動作が終了される。
【００６３】
なお、ここではテーブルを参照して精密な制御を行う例を説明したが、これに限らず、例えばただ１個のしきい値を決めておき、電源電圧を２段階に切り換えるといった、より簡易な制御を行うこともできる。
【００６４】
このように、第１の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置では、入力信号中の振幅変調成分はＰＷＭ信号に変換してスイッチングアンプで、角度変調成分はＢ級またはＣ級アンプで、それぞれ低歪みかつ高効率に増幅する。その際、増幅器１０５の出力電力を計測して、計測結果に応じて増幅器１０４の電源電圧を制御するので、送信機の送信出力が低下するのに伴って生じるスイッチングアンプの効率低下を回避することが可能となる。
【００６５】
なお、第１の実施形態では、増幅器１０５の出力電力をモニタしながら増幅器１０４の電源電圧制御を行っているが、モニタの対象は、送信機の送信出力の変化が反映される物理量や情報であれば何でもよい。例えば、増幅器１０４の出力電力をモニタしたり、送信機の送信出力を変化させるための制御信号をモニタするなどの方法がある。制御信号のモニタは、例えば次のようにして行う。送信機において、本ＥＥ＆Ｒ増幅装置の前段には、送信機の出力を変化させるための可変利得アンプと、この可変利得アンプに制御信号を送るベースバンド部とが設けられており、電源電圧制御部１０９は、ベースバンド部から可変利得アンプに送られる制御信号を参照する。あるいは、電源電圧制御部１０９がベースバンド部から振幅データを取得することも考えられる。
【００６６】
これに関連して、無線ＬＡＮでは、信号の伝搬状態によって、使用する変調方式が変更される。例えば、伝搬状態が良好な場合には、高速伝送が可能な１６ＱＡＭが、そうでない場合には、エラーの起こりにくいＱＰＳＫが、変調方式として用いられる。１６ＱＡＭとＱＰＳＫとでは、前者の方がピークファクタ（ピーク電力／平均電力）が大きく、そのため出力を一定とすると１６ＱＡＭを用いているときの方が、送信機のピーク時の送信出力は大きくなる。そこで、例えば入力信号や、変調方式を変更するための制御信号などをモニタして、使用されている変調方式を検出し、変調方式によって増幅器１０４の電源電圧を変更するような制御を行うことも考えられる。
【００６７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成を示すブロック図である。図５において、第２の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置は、入力端子１０１と、包絡線検波回路１０２と、振幅制限回路１０３と、２つの増幅器１０４および１０５と、出力端子１０７と、出力電力計測部１０８と、増幅モード切替部１１０とを備えている。
【００６８】
増幅モード切替部１１０は、２つのスイッチ１１０ａおよび１１０ｂと、制御回路１１０ｃとで構成される。制御回路１１０ｃには、出力電力計測部１０８の計測結果が与えられる。制御回路１１０ｃは、与えられた測定結果（増幅器１０５の出力電力）に基づいてＥＥ＆Ｒモードおよび線形モードの２種類の増幅モードのどちらかを選択し、選択したモードで増幅が行われるようにスイッチ１１０ａおよび１１０ｂを制御する。
【００６９】
スイッチ１１０ａは、ＥＥ＆Ｒモード時、入力端子１０１を包絡線検波回路１０２および振幅制限回路１０３の両回路に接続し、線形モード時、入力端子１０１を増幅器１０５に接続する。スイッチ１１０ｂは、ＥＥ＆Ｒモード時、増幅器１０４の出力を増幅器１０５に接続し、線形モード時、直流電源を増幅器１０５に接続する。
【００７０】
従って、ＥＥ＆Ｒモード時には、第１の実施形態と同様、入力端子１０１は、包絡線検波回路１０２を介して増幅器１０４の入力側と接続され、また振幅制限回路１０３を介して増幅器１０５と接続される。増幅器１０４の出力側は、増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）と接続され、増幅器１０５の出力側が出力端子１０７と接続される。ただし、第１の実施形態とは異なり、増幅器１０４のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には、常時一定の電源電圧が印加される。
【００７１】
一方、線形モード時には、入力端子１０１は、増幅器１０５の入力側と直接接続され、増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には直流電源が接続されることになる。
【００７２】
入力端子１０１に入力される信号には、振幅および角度の両変調成分が含まれており、各増幅器１０４，１０５は、第１の実施形態と同様の構成を有する（図２（ａ），（ｂ）を参照）。
【００７３】
上記のように構成されたＥＥ＆Ｒ増幅装置では、ＥＥ＆Ｒモード時、以下のような増幅動作が行われる。入力端子１０１に信号が入力されると、その信号が２分岐されて、包絡線検波回路１０２と、振幅制限回路１０３とに与えられる。すると包絡線検波回路１０２からは、振幅変調成分（すなわち信号の包絡線）だけが出力され、振幅制限回路１０３からは、角度変調成分（すなわち振幅を一定化した信号）だけが出力される。
【００７４】
振幅変調成分は、増幅器１０４に入力され、そこでＰＷＭ信号に変換されてスイッチング増幅された後、フィルタを経て増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）に与えられる（すなわち電源電圧として印加される）。このとき増幅器１０５に角度変調成分が入力され、増幅器１０５において、角度変調成分のＣ級（またはＢ級）増幅動作、および振幅変調成分と角度変調成分との乗算処理が同時的に行われる。こうして、増幅器１０５からは、増幅された信号、すなわち増幅された振幅変調成分および増幅された角度変調成分を含んだ信号が出力される。
【００７５】
一方、線形モード時には、以下のような増幅動作が行われる。入力端子１０１に信号が入力されると、その信号が直接（つまり振幅変調成分と角度変調成分とを含んだ状態で）、増幅器１０５に入力される。このとき増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には直流電圧が印加されており、増幅器１０５では、入力された信号を線形増幅する動作が行われる。こうして、増幅器１０５からは、増幅された信号、すなわち増幅された振幅変調成分および増幅された角度変調成分を含んだ信号が出力される。
【００７６】
ＥＥ＆Ｒモードと線形モードとの切り替えは、例えば以下のようにして行われる。図５の増幅モード切替部１１０の制御回路１１０ｃは、ＣＰＵとメモリと含み、メモリには、制御手順を記述したプログラムと、所定のしきい値とが格納されている。しきい値は、増幅器１０４および１０５の特性をもとに算出するか、あるいは実験により求められる。
【００７７】
図６は、図５の増幅モード切替部１１０の動作例を示すフローチャートである。図６において、動作が開始されると、出力電力計測部１０８から増幅モード切替部１１０（の制御回路１１０ｃ）へ、計測された出力電力が定期的に通知される。制御回路１１０ｃは、初回の出力電力値の通知を受け（ステップＳ２０１）、その値がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００７８】
ステップＳ２０２の判定結果が肯定の場合、制御回路１１０ｃは、スイッチ１１０ａ，１１０ｂへ制御信号を送ることによりＥＥ＆Ｒモード側に初期設定して（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０５に進む。一方、否定の場合には、スイッチ１１０ａ，１１０ｂへ制御信号を送ることにより線形モード側に初期設定して（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５に進む。
【００７９】
次いで、制御回路１１０ｃは、次の出力電力値の通知を受け（ステップＳ２０５）、その値を、前回の値およびしきい値と比較することにより、増幅器１０５の出力電力がしきい値を跨いで変化したか否かを判定する（ステップＳ２０６）。
【００８０】
ステップＳ２０６の判定の結果、出力電力にしきい値を跨ぐような変化がなければ、現在の増幅モードを維持し（ステップＳ２０７）、その後ステップＳ２１１に進む。一方、もしそのような変化があれば、それが低下方向への変化であるか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の判定結果が肯定の場合、制御回路１１０ｃは、スイッチ１１０ａ，１１０ｂへ制御信号を送ることにより、ＥＥ＆Ｒモードから線形モードへの切り替えを指示し（ステップＳ２０９）、その後ステップＳ２１１へ進む。
【００８１】
ステップＳ２０８の判定結果が否定の場合、制御回路１１０ｃは、スイッチ１１０ａ，１１０ｂへ制御信号を送ることにより、線形モードからＥＥ＆Ｒモードへの切り替えを指示し（ステップＳ２１０）、その後ステップＳ２１１へ進む。
ステップＳ２１１では、動作を継続するか否かの判断が行われ、継続する場合はステップＳ２０５へ戻って、上記と同様の処理が繰り返される。継続しない場合は、動作が終了される。
【００８２】
なお、ここでは出力電力が小さくなると直流電源を増幅器１０５に接続したが、これに限らず、例えば図７に示すように、増幅器１０４の後段にスイッチ１１０ｄを介して時定数の大きなキャパシタを設け、出力電力が小さくなるとこのスイッチ１１０ｄをＯＮにすることによっても、増幅器１０５に直流電圧（すなわち振幅変動の十分小さな電圧）が印加されるようにすることができる。
【００８３】
このように、第２の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置では、送信機の送信出力が大きい場合（例えば増幅器１０５の出力電力を計測して、計測結果がしきい値以上であるとき）、入力信号中の振幅変調成分はＰＷＭ信号に変換してスイッチングアンプで、角度変調成分はＢ級またはＣ級アンプで、それぞれ低歪みかつ高効率に増幅（すなわちＥＥ＆Ｒ増幅）する。一方、送信機の送信出力が小さい場合（上記の計測結果がしきい値より小さいとき）には、上記のようなＥＥ＆Ｒ増幅を止めて入力信号を線形増幅するので、低出力時であっても広いダイナミックレンジを保った低歪みの増幅動作が可能となる。
【００８４】
なお、第２の実施形態では、増幅器１０５の出力電力をモニタしながら増幅モードの切り替えを行っているが、モニタの対象は、送信機の送信出力の変化が反映される物理量や情報であれば何でもよい。例えば、増幅器１０４の出力電力をモニタしたり、送信機の送信出力を変化させるための制御信号をモニタする（第１の実施形態を参照）などの方法がある。
【００８５】
また、第２の実施形態では、増幅器１０５の出力電力が所定のしきい値を跨いで変化するとき増幅モードの切り替えを実行しているが、このしきい値が固定でなく変更可能であってもよい。例えば、図５のＥＥ＆Ｒ増幅装置において、増幅モード切替用しきい値の変更を行う場合、モード切替制御部は、増幅器１０５の出力電力をモニタして、しきい値を跨ぐような出力電力変化が一定期間以上起こらなければ、そのしきい値を変更する。比較的低レベルの信号が長時間続く場合、線形増幅だけが行われる状態となるが、しきい値をより小さな値に変更することによってその状態が解消され、ＥＥ＆Ｒ増幅と線形増幅とをバランスよく行わせることが可能となる。なお、しきい値を変更する方法としては、異なる複数のしきい値を予め準備しておいてその中から１つを選択する方法と、値を連続的に変化させる方法とがある。
【００８６】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成を示すブロック図である。図８において、第３の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置は、入力端子１０１と、包絡線検波回路１０２と、振幅制限回路１０３と、２つの増幅器１０４および１０５と、出力端子１０７と、出力電力計測部１０８と、電源電圧制御部１０９と、増幅モード切替部１１０とを備えている。
【００８７】
増幅モード切替部１１０は、２つのスイッチ１１０ａおよび１１０ｂと、制御回路１１０ｃとで構成される。制御回路１１０ｃには、出力電力計測部１０８の計測結果が与えられる。制御回路１１０ｃは、与えられた測定結果（増幅器１０５の出力電力）に基づいてＥＥ＆Ｒモードおよび線形モードの２種類の増幅モードのどちらかを選択し、選択したモードで増幅が行われるようにスイッチ１１０ａおよび１１０ｂを制御する。
【００８８】
スイッチ１１０ａは、ＥＥ＆Ｒモード時、入力端子１０１を包絡線検波回路１０２および振幅制限回路１０３の両回路に接続し、線形モード時、入力端子１０１を増幅器１０５に接続する。スイッチ１１０ｂは、ＥＥ＆Ｒモード時、増幅器１０４の出力を増幅器１０５に接続し、線形モード時、直流電源を増幅器１０５に接続する。
【００８９】
従って、ＥＥ＆Ｒモード時には、第１の実施形態と同様、入力端子１０１は、包絡線検波回路１０２を介して増幅器１０４の入力側と接続され、また振幅制限回路１０３を介して増幅器１０５と接続される。増幅器１０４の出力側は、増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）と接続され、増幅器１０５の出力側が出力端子１０７と接続される。また、第１の実施形態と同様、増幅器１０４のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には、当初一定の電源電圧が印加され、以降電源電圧制御部１０９を通じ、送信機の送信出力に応じた電源電圧が印加される。
【００９０】
一方、線形モード時には、入力端子１０１は、増幅器１０５の入力側と直接接続され、増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には直流電源が接続されることになる。
【００９１】
入力端子１０１に入力される信号には、振幅および角度の両変調成分が含まれており、各増幅器１０４，１０５は、第１の実施形態と同様の構成を有する（図２（ａ），（ｂ）を参照）。
【００９２】
上記のように構成されたＥＥ＆Ｒ増幅装置では、ＥＥ＆Ｒモード時、以下のような増幅動作が行われる。入力端子１０１に信号が入力されると、その信号が２分岐されて、包絡線検波回路１０２と、振幅制限回路１０３とに与えられる。すると包絡線検波回路１０２からは、振幅変調成分（すなわち信号の包絡線）だけが出力され、振幅制限回路１０３からは、角度変調成分（すなわち振幅を一定化した信号）だけが出力される。
【００９３】
振幅変調成分は、増幅器１０４に入力され、そこでＰＷＭ信号に変換されてスイッチング増幅された後、フィルタを経て増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）に与えられる（すなわち電源電圧として印加される）。このとき増幅器１０５に角度変調成分が入力され、増幅器１０５において、角度変調成分のＣ級（またはＢ級）増幅動作、および振幅変調成分と角度変調成分との乗算処理が同時的に行われる。こうして、増幅器１０５からは、増幅された信号、すなわち増幅された振幅変調成分および増幅された角度変調成分を含んだ信号が出力される。
【００９４】
以上のようなＥＥ＆Ｒ増幅動作を行っている状態において、送信機の送信出力に変化があった場合には、増幅器１０４に対し、以下のような電源電圧制御が実行される。増幅動作中、出力電力計測部１０８は、増幅器１０５の出力電力を計測しており、この計測結果が電源電圧制御部１０９へと伝えられる。電源電圧制御部１０９は、出力電力が変化すると、それに応じて電源電圧を制御する。この電源電圧制御は、出力電力が小さくなると電源電圧を降下させ、出力電力が大きくなると電源電圧を上昇させるような制御である。この電源電圧制御の具体例については、先に図３，図４を用いて説明した（第１の実施形態を参照）。
【００９５】
一方、線形モード時には、以下のような増幅動作が行われる。入力端子１０１に信号が入力されると、その信号が直接（つまり振幅変調成分と角度変調成分とを含んだ状態で）、増幅器１０５に入力される。このとき増幅器１０５のコレクタまたはドレイン（ＣorＤ）には直流電圧が印加されており、増幅器１０５では、入力された信号を線形増幅する動作が行われる。こうして、増幅器１０５からは、増幅された信号、すなわち増幅された振幅変調成分および増幅された角度変調成分を含んだ信号が出力される。
【００９６】
ＥＥ＆Ｒモードと線形モードとの切り替えは、第２の実施形態と同様にして行われる。すなわち、図８の増幅モード切替部１１０の制御回路１１０ｃは、図５の増幅モード切替部１１０の制御回路１１０ｃと同様、ＣＰＵとメモリと含み、メモリには、制御手順を記述したプログラムと、所定のしきい値とが格納されている。しきい値は、増幅器１０４および１０５の特性をもとに算出するか、あるいは実験により求められる。増幅モード切替部１１０の動作例については、先に図６を用いて説明した（第２の実施形態を参照）。
【００９７】
なお、ここでは出力電力が小さくなると直流電源を増幅器１０５に接続したが、これに限らず、例えば図７に示すように、増幅器１０４の後段にスイッチ１１０ｄを介して時定数の大きなキャパシタを設け、出力電力が小さくなるとこのスイッチ１１０ｄをＯＮにすることによっても、増幅器１０５に直流電圧が印加されるようにすることができる。
【００９８】
このように、第３の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置では、送信機の送信出力が大きい場合（例えば増幅器１０５の出力電力を計測して、計測結果がしきい値以上であるとき）、入力信号中の振幅変調成分はＰＷＭ信号に変換してスイッチングアンプで、角度変調成分はＢ級またはＣ級アンプで、それぞれ低歪みかつ高効率に増幅（すなわちＥＥ＆Ｒ増幅）する。一方、送信機の送信出力が小さい場合（増幅器１０５の出力電力がしきい値より小さいとき）には、上記のようなＥＥ＆Ｒ増幅を止めて入力信号を線形増幅するので、低出力時であっても広いダイナミックレンジを保った低歪みの増幅動作が可能となる。
【００９９】
また、ＥＥ＆Ｒ増幅時には、増幅器１０５の出力電力を計測して、計測結果に応じて増幅器１０４の電源電圧を制御するので、送信機の送信出力が低下するのに伴って生じるスイッチングアンプの効率低下を回避することが可能となる。
【０１００】
なお、第３の実施形態では、増幅器１０５の出力電力をモニタしながら、増幅器１０４の電源電圧制御と、増幅モードの切り替えとを行っているが、モニタの対象は、送信機の送信出力の変化が反映される物理量や情報であれば何でもよい。例えば、増幅器１０４の出力電力をモニタしたり、送信機の送信出力を変化させるための制御信号をモニタする（第１の実施形態を参照）などの方法がある。
【０１０１】
なお、上記第１〜第３の実施形態では、振幅変調成分と角度変調成分とを含んだ信号が入力端子１０１からＥＥ＆Ｒ増幅装置に入力され、ＥＥ＆Ｒ増幅装置内において包絡線検波回路１０２および振幅制限回路１０３を通じて信号を振幅変調成分と角度変調成分とに分離しているが、これに限らず、例えばＥＥ＆Ｒ増幅装置の前段において予め信号を上記２成分に分離しておき、これら振幅変調成分と角度変調成分とを２つの端子から別々にＥＥ＆Ｒ増幅装置内に入力するようにしてもよい。この場合には、送信機が、ＥＥ＆Ｒ増幅装置の前段において原信号（振幅および角度の両変調成分を含む）のレベルを調整する代わりに、振幅変調成分についてのみレベル調整を行うような構成であっても、第１〜第３の実施形態で述べたものと同様の効果が得られる。
【０１０２】
また、上記第１〜第３の実施形態では、ＥＥ＆Ｒ増幅装置がＷ−ＣＤＭＡ方式による移動体通信システムの端末側送信機に設けられているとしたが、送信出力制御を行う機能を持った送信機であれば、どのような送信機に設けられても、第１〜第３の実施形態で述べたものと同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の増幅器１０４の構成例（ａ）および増幅器１０５の構成例（ｂ）を示す図である。
【図３】図１の電源電圧制御部１０９の構成例を示す図である。
【図４】図１の電源電圧制御部１０９の動作例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の増幅モード切替部１１０の動作例を示すフローチャートである。
【図７】  図５において、直流電源の代わりに、時定数の大きなキャパシタを用いて直流電圧を印加する例を示した図ある。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図９】従来のＥＥ＆Ｒ増幅装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１  入力端子
１０２  包絡線検波回路
１０３  振幅制限回路
１０４  振幅変調成分用の増幅器（第１の増幅器）
１０５  角度変調成分用の増幅器（第２の増幅器）
１０７  出力端子
１０８  出力電力計測部
１０９  電源電圧制御部
１１０  増幅モード切替部
【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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【図９】
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