(57)【要約】【課題】簡単な構成で増幅器の発熱を抑制する。【解決手段】入力信号を増幅する増幅器を備えた増幅装置であって、前記増幅器の発熱を検知する温度センサと、前記温度センサの検知出力に基づいて、前記増幅器の発熱を低下させる必要があると判定した場合、前記増幅器の効率を高める第１制御を行うとともに、前記入力信号のピーク対平均電力比を低減する第２制御を行う制御部と、を備える増幅装置。【選択図】図１
2017046307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅する増幅器を備えた増幅装置であって、
前記増幅器の発熱を検知する温度センサと、
前記温度センサの検知出力に基づいて、前記増幅器の発熱を低下させる必要があると判定した場合、前記増幅器の効率を高める第１制御を行うとともに、前記入力信号のピーク対平均電力比を低減する第２制御を行う制御部と、を備える増幅装置。
【請求項２】
前記第１制御は、前記増幅器のドレイン電圧を下げる制御を含む、請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記第１制御は、前記増幅器の負荷インピーダンスを高める制御を含む、請求項１又は請求項２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記増幅器は、メインアンプとピークアンプとを有するドハティ増幅器であり、
前記第１制御は、前記入力信号の前記ピークアンプへの分配比を高める制御を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１制御に起因して低下する前記増幅器の出力電力を増加させる第３制御をさらに行う、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の増幅装置。
【請求項６】
前記第３制御は、前記増幅器の入力電力を増加させる制御を含む、請求項５に記載の増幅装置。
【請求項７】
前記第３制御は、前記増幅器のゲートバイアス電圧を上げる制御を含む、請求項５又は請求項６に記載の増幅装置。
【請求項８】
請求項１に記載の増幅装置を通信信号の増幅のために備えている無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅装置及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等に用いられる無線通信システムにおいては、スマートフォン等の普及により通信容量が急激に増加しているため、通信の混雑を解消する目的でスモールセルが積極的に導入されている。このため、このスモールセルに対応した小型基地局装置に用いられる増幅装置として、小型で軽量な増幅装置が求められている。
【０００３】
増幅装置を小型化するためには、その構成部品の中でも大きな部品であるヒートシンクを小型化するのが有効である。ヒートシンクは、増幅器の発熱を外部に放熱するものであるため、増幅器の発熱を抑制することでヒートシンクを小型化することができる。
増幅器の発熱を抑制するための対策としては、入力電力を下げることで帯域全体の出力電力を下げたり（例えば特許文献１及び２参照）、ＭＡＣスケジューラ（Media Access Control scheduler）によりリソース割り当てを削減して入力電力を下げることで出力電力を下げたり（例えば特許文献３参照）することが一般的に行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５３１０２３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３９４９４号公報
【特許文献３】特表２０１２−５２６４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように増幅器の発熱を抑制するための対策として、入力電力を下げることで帯域全体の出力電力を下げると、通信エリアが小さくなるという問題がある。また、上記対策として、ＭＡＣスケジューラでリソース割り当てを削減して出力電力を下げる場合には、ＭＡＣと連携する必要があるため構成が複雑になるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で増幅器の発熱を抑制することができる新たな技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る増幅装置は、入力信号を増幅する増幅器を備えた増幅装置であって、前記増幅器の発熱を検知する温度センサと、前記温度センサの検知出力に基づいて、前記増幅器の発熱を低下させる必要があると判定した場合、前記増幅器の効率を高める第１制御を行うとともに、前記入力信号のピーク対平均電力比を低減する第２制御を行う制御部と、を備える増幅装置である。
【０００７】
本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記増幅装置を通信信号の増幅のために備えている無線通信装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡単な構成で増幅器の発熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る増幅装置を備えた無線通信装置の要部を示すブロック図である。
【図２】増幅器に取り付けられたヒートシンクを示す斜視図である。
【図３】制御部が実行する制御手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る増幅装置を備えた無線通信装置の要部を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態の制御部が実行する制御手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る増幅装置を備えた無線通信装置の要部を示すブロック図である。
【図７】第３実施形態の制御部が実行する制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る増幅装置は、入力信号を増幅する増幅器を備えた増幅装置であって、前記増幅器の発熱を検知する温度センサと、前記温度センサの検知出力に基づいて、前記増幅器の発熱を低下させる必要があると判定した場合、前記増幅器の効率を高める第１制御を行うとともに、前記入力信号のピーク対平均電力比を低減する第２制御を行う制御部と、を備える。
【００１１】
上記増幅装置によれば、制御部は、温度センサの検知出力に基づいて増幅器の発熱を低下させる必要がある場合、増幅器の効率を高める第１制御を行うので、増幅器で浪費される電力を低減することができる。したがって、従来のＭＡＣと連携する場合に比べて、簡単な構成で増幅器の発熱を抑制することができる。また、増幅器の効率が高くなると入力信号に歪が生じ易くなるが、制御部は、入力信号のピーク対平均電力比を低減する第２制御を行うので、入力信号に歪が生じるのも抑制することもできる。
【００１２】
（２）前記増幅装置において、前記第１制御は、前記増幅器のドレイン電圧を下げる制御を含むのが好ましい。
この場合、制御部が、第１制御として増幅器のドレイン電圧を下げることで、増幅器の飽和電力が下がるので、増幅器の効率を高めることができる。その結果、増幅器で浪費される電力を低減することができるので、増幅器の発熱を抑制することができる。
【００１３】
（３）前記増幅装置において、第１制御は、前記増幅器の負荷インピーダンスを高める制御を含んでいてもよい。
この場合、制御部が、第１制御として増幅器の負荷インピーダンスを高めることで、増幅器の飽和電力が下がるので、増幅器の効率を高めることができる。その結果、増幅器で浪費される電力を低減することができるので、増幅器の発熱を抑制することができる。
【００１４】
（４）前記増幅装置において、前記増幅器は、メインアンプとピークアンプとを有するドハティ増幅器であり、前記第１制御は、前記入力信号の前記ピークアンプへの分配比を高める制御を含んでいてもよい。
この場合、制御部が、第１制御としてドハティ増幅器のピークアンプへの入力信号の分配比を高めることで、ピークアンプは飽和電力に近いところで動作するので、増幅器の効率を高めることができる。その結果、増幅器で浪費される電力を低減することができるので、増幅器の発熱を抑制することができる。
【００１５】
（５）前記増幅装置において、前記制御部は、前記第１制御に起因して低下する前記増幅器の出力電力を増加させる第３制御をさらに行うのが好ましい。
この場合、制御部が増幅器の出力電力を増加させる第３制御を行うことで、増幅器の効率を高める第１制御に起因して、増幅器の出力電力が低下するのを抑制することができる。
【００１６】
（６）前記増幅装置において、前記第３制御は、前記増幅器の入力電力を増加させる制御を含むのが好ましい。
この場合、制御部が、第３制御として増幅器の入力電力を増加させることで、増幅器の出力電力を増加させることができる。これにより、増幅器の効率を高める第１制御に起因して、増幅器の出力電力が低下するのを抑制することができる。
【００１７】
（７）前記増幅装置において、前記第３制御は、前記増幅器のゲートバイアス電圧を上げる制御を含んでいてもよい。
この場合、制御部が、第３制御として増幅器のゲートバイアス電圧を上げることで、増幅器の入力電力を増加させることができ、その結果、増幅器の出力電力を増加させることができる。これにより、増幅器の効率を高める第１制御に起因して、増幅器の出力電力が低下するのを抑制することができる。
【００１８】
（８）本発明の実施形態に係る無線通信装置は、上記（１）の増幅装置を通信信号の増幅のために備えている。上記無線通信装置によれば、上記（１）の増幅装置と同様の作用効果を奏する。
【００１９】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
＜無線通信装置の要部構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る増幅装置を備えた無線通信装置の要部を示すブロック図である。図中、無線通信装置は、無線通信信号として送信される送信信号の増幅を行うための増幅装置１を備えている。なお、この増幅装置１は、受信信号の増幅に用いても良い。
【００２０】
増幅装置１は、信号処理部２と、ＣＦＲ処理部３と、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）４と、アップコンバータ５と、発振器６と、前置増幅器７と、増幅器８と、電源９と、調整処理部１０と、負荷部１１とを備えている。増幅装置１においては、デジタル信号およびアナログ信号が処理される。
【００２１】
信号処理部２は、デジタルのベースバンド信号として与えられる送信信号についてデジタル信号処理を行う機能を有している。また、信号処理部２は、自装置１が送信すべき送信信号に対して割り当てるリソースについての割当制御や、増幅器８の入力電力となる送信電力についての制御等を行う機能を有している。
【００２２】
ＣＦＲ処理部３は、信号処理部２から入力されるベースバンド信号のピーク電力を抑制する機能を有している。具体的には、ＣＦＲ処理部３は、ベースバンド信号の電力（振幅）が、予め設定された閾値よりも大きい場合に、その閾値を超える部分について振幅を抑制する処理を行う。本実施形態のＣＦＲ処理部３は、前記閾値を変更できるようになっている。
【００２３】
Ｄ／Ａ変換器４は、ＣＦＲ処理部３から与えられるデジタルのベースバンド信号をアナログに変換する機能を有している。Ｄ／Ａ変換器４は、アナログに変換したベースバンド信号をアップコンバータ５に与える。
【００２４】
アップコンバータ５は、発振器６が生成する無線周波数の局部発振信号をベースバンド信号に乗算することで、当該ベースバンド信号を無線周波数の信号に変換（アップコンバート）する機能を有している。アップコンバータ５は、ベースバンド信号を周波数変換することにより得た無線周波数信号を前置増幅器７に与える。
【００２５】
前置増幅器７は、アップコンバータ５から与えられた無線周波数信号の電力を、増幅器８に入力可能なレベルまで増幅する機能を有している。前置増幅器７は、増幅した無線周波数信号を増幅器８に与える。
増幅器（ＰＡ；Power Amplifier）８は、前置増幅器７で増幅された無線周波数信号の電力を増幅する機能を有している。増幅器８には、図２に示すように、その発熱を外部に放熱するために、放熱板３１を介してヒートシンク３２が取り付けられている。ヒートシンク３２は、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、複数の放熱フィン３２ａを有している。
【００２６】
図１に戻り、電源９は、ドレイン電圧Ｖｄを増幅器８へ与える。電源９と増幅器８との間には、電圧調整部１０が接続されている。電圧調整部１０は、電源９の電源電圧に対してドレイン電圧Ｖｄを調整する機能を有している。増幅器８は、電圧調整部１０で調整された電圧に基づいて動作する。増幅器８は、増幅した無線周波数信号を負荷部１１を介してアンテナ２０に与える。負荷部１１は、例えば、インピーダンス変換器によって構成することができる。
【００２７】
＜増幅装置の制御構成について＞
増幅装置１は、信号処理部２、ＣＲＦ処理部３、および電圧調整部１０を制御する制御部１３と、増幅器８に近接して配置され当該増幅器８の発熱を検知する温度センサ１２とを備えている。
制御部１３は、ＣＰＵや、記憶部等を含んでいるコンピュータによって構成されており、記憶部に記憶されたプログラム等を読み出して、以下に説明する当該制御部１３が各種処理を実行する機能を有している。
【００２８】
制御部１３は、温度センサ１２の検知出力に基づいて、増幅器８の発熱を低下させる必要があると判定した場合、以下の第１〜第３制御を行う。
第１制御：増幅器８の効率を高める制御
第２制御：増幅器８の入力信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ；Peak to Average Power Ratio）を低減する制御
第３制御：上記第１制御に起因して低下する増幅器８の出力電力を増加させる制御
【００２９】
本実施形態では、制御部１３は、上記第１制御として、増幅器８のドレイン電圧Ｖｄを下げるように電圧調整部１０を制御する。また、制御部１３は、上記第２制御として、ＰＡＰＲを低減するようにＣＦＲ処理部３を制御する。さらに、制御部１３は、上記第３制御として、増幅器８の入力電力を増加させるように信号処理部２を制御する。
【００３０】
制御部１３は、例えば予め記憶部に記憶されているルックアップテーブルを用いて、増幅器８の上昇した温度（発熱）に対応する、ドレイン電圧Ｖｄ、ＰＡＰＲ、および上記入力電力をそれぞれ決定する。
なお、制御部１３は、第１〜第３制御を行う際、ルックアップテーブル以外に、温度センサが検知した温度に基づいて、ドレイン電圧Ｖｄ、ＰＡＰＲ、および入力電力を所定の演算式を用いて算出するようにしても良い。また、制御部１３は、第１〜第３制御を行う際、増幅器８の入力信号の歪み特性が一定となるように制御するのが好ましい。
【００３１】
制御部１３は、決定したドレイン電圧Ｖｄを含む第１制御情報Ｓ１を電圧調整部１０に出力する。電圧調整部１０は、第１制御情報Ｓ１に含まれるドレイン電圧Ｖｄとなるように電圧を調整する。
また、制御部１３は、決定したＰＡＰＲを含む第２制御情報Ｓ２をＣＦＲ処理部３に出力する。ＣＦＲ処理部３は、第２制御情報Ｓ２に含まれるＰＡＰＲとなるように、閾値を調整してベースバンド信号のピーク電力を抑制する。
【００３２】
さらに、制御部１３は、決定した入力電力を含む第３制御情報Ｓ３を信号処理部２に出力する。信号処理部２は、増幅器８の入力電力が第３制御情報Ｓ３に含まれる入力電力となるように送信電力を制御する。
【００３３】
制御部１３は、上記第１〜第３制御を行った後、温度センサ１２の検知出力に基づいて、増幅器８の発熱を低下させる必要がないと判定した場合、元の状態に戻すように、上記第１〜第３制御と逆の制御となる以下の第４〜第６制御を行う。
第４制御：増幅器８の効率を落とす制御
第５制御：増幅器８の入力信号のＰＡＰＲを増加させる制御
第６制御：上記第４制御に起因して増加する増幅器８の出力電力を低下させる制御
【００３４】
本実施形態では、制御部１３は、上記第４制御として、増幅器８のドレイン電圧Ｖｄを上げるように電圧調整部１０を制御する。また、制御部１３は、上記第５制御として、ＰＡＰＲを増加させるようにＣＦＲ処理部３を制御する。さらに、制御部１３は、上記第６制御として、増幅器８の入力電力を低下させるように信号処理部２を制御する。
【００３５】
制御部１３は、例えば、上記ルックアップテーブルを用いて、増幅器８の低下した温度に対応する、ドレイン電圧Ｖｄ、ＰＡＰＲ、および上記入力電力をそれぞれ決定する。
なお、制御部１３は、第４〜第６制御を行う際、ルックアップテーブル以外に、温度センサが検知した温度に基づいて、ドレイン電圧Ｖｄ、ＰＡＰＲ、および入力電力を所定の演算式を用いて算出するようにしても良い。また、制御部１３は、第４〜第６制御を行う際、増幅器８の入力信号の歪み特性が一定となるように制御するのが好ましい。
【００３６】
制御部１３は、決定したドレイン電圧Ｖｄを含む第４制御情報Ｓ４を電圧調整部１０に出力する。電圧調整部１０は、第４制御情報Ｓ４に含まれるドレイン電圧Ｖｄとなるように電圧を上げる。
また、制御部１３は、決定したＰＡＰＲを含む第５制御情報Ｓ５をＣＦＲ処理部３に出力する。ＣＦＲ処理部３は、第５制御情報Ｓ５に含まれるＰＡＰＲとなるように、閾値を調整してベースバンド信号のピーク電力を増加させる。
【００３７】
さらに、制御部１３は、決定した入力電力を含む第６制御情報Ｓ６を信号処理部２に出力する。信号処理部２は、増幅器８の入力電力が第６制御情報Ｓ６に含まれる入力電力となるように送信電力を制御する。
【００３８】
図３は、制御部１３が実行する第１〜第６制御の制御手順を示すフローチャートである。以下、この図を参照して、上記制御手順について説明する。
なお、以下の説明において、Ｆは、制御部１３が第１〜第３制御を行ったか否かを示すフラグであり、ここでは、第１〜第３制御を行った場合は「１」、第１〜第３制御を行っていない場合又は第４〜第６制御を行った場合は「０」となる。
【００３９】
まず、制御部１３は、フラグＦを「０」に設定する（ステップＳＴ１）。次に、制御部１３は、温度センサ１２が検知した増幅器８の温度Ｔを取得する（ステップＳＴ２）。そして、制御部１３は、取得した温度Ｔが第１閾値Ｔ１を上回っているか否かを判定する（ステップＳＴ３）。
【００４０】
ステップＳＴ３の判定結果が肯定的である場合、制御部１３は、電圧調整部１０に対してドレイン電圧Ｖｄを下げるように第１制御を行うとともに、ＣＦＲ処理部３に対してＰＡＰＲを低減するように第２制御を行う（ステップＳＴ４）。
【００４１】
次いで、制御部１３は、信号処理部２に対して増幅器８の入力電力を増加させるように第３制御を行う（ステップＳＴ５）。その後、制御部１３は、フラグＦを「１」に設定し（ステップＳＴ６）、ステップＳＴ２に戻る。
なお、本実施形態では、第１閾値Ｔ１を上回った場合に第１〜第３制御を行っているが、複数の閾値ごとにルックアップテーブルに予め設定されたドレイン電圧Ｖｄ、ＰＡＰＲ、および入力電力となるように第１〜第３制御を行うようにしてもよい。
【００４２】
一方、ステップＳＴ３の判定結果が否定的である場合、制御部１３は、取得した温度Ｔが第２閾値Ｔ２を下回っているか否かを判定する（ステップＳＴ７）。なお、第２閾値Ｔ２は第１閾値Ｔ１よりも小さい値に設定されており、温度Ｔの変化にヒステリシスが設けられている。したがって、いずれかの閾値Ｔ１（Ｔ２）付近で温度Ｔの小幅な変動があっても、制御のハンチングを防止することができる。
【００４３】
ステップＳＴ７の判定結果が否定的である場合、制御部１３はステップＳＴ２に戻る。
ステップＳＴ７の判定結果が肯定的である場合、制御部１３は、次にフラグＦが「１」であるか否か、すなわち第１〜第３制御が行われたか否かを判定する（ステップＳＴ８）。
【００４４】
ステップＳＴ８の判定結果が否定的である場合、制御部１３はステップＳＴ２に戻る。
ステップＳＴ８の判定結果が肯定的である場合、制御部１３は、電圧調整部１０に対してドレイン電圧Ｖｄを上げるように第４制御を行うとともに、ＣＦＲ処理部３に対してＰＡＰＲを増加させるように第５制御を行う（ステップＳＴ９）。
【００４５】
次いで、制御部１３は、信号処理部２に対して増幅器８の入力電力を低下させるように第６制御を行う（ステップＳＴ１０）。その後、制御部１３は、フラグＦを「０」に設定し（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ２に戻る。
なお、本実施形態では、温度Ｔが第２閾値Ｔ２を下回った場合に第４〜第６制御を行っているが、複数の閾値ごとにルックアップテーブルに予め設定されたドレイン電圧Ｖｄ、ＰＡＰＲ、および入力電力となるように第４〜第６制御を行うようにしてもよい。
【００４６】
＜効果について＞
以上、本実施形態の無線通信装置および増幅装置１によれば、制御部１３は、温度センサ１２の検知出力に基づいて増幅器８の発熱を低下させる必要がある場合、増幅器８の効率を高める第１制御を行うので、増幅器８で浪費される電力を低減することができる。したがって、従来のＭＡＣと連携する場合に比べて、簡単な構成で増幅器８の発熱を抑制することができ、ひいてはヒートシンク３２を小型化することができる。また、増幅器８の効率が高くなると入力信号に歪が生じ易くなるが、制御部１３は、入力信号のピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を低減する第２制御を行うので、入力信号に歪が生じるのも抑制することもできる。
【００４７】
また、制御部１３が、第１制御として増幅器８のドレイン電圧を下げることで、増幅器８の飽和電力が下がるので、増幅器８の効率を高めることができる。その結果、増幅器８で浪費される電力を低減することができるので、増幅器８の発熱を抑制することができ、ひいてはヒートシンク３２を小型化することができる。
【００４８】
また、制御部１３が、第３制御として、増幅器８の入力電力を増加させる制御を行うので、増幅器８の出力電力を増加させることができる。これにより、増幅器８の効率を高める第１制御に起因して、増幅器８の出力電力が低下するのを抑制することができる。
【００４９】
＜第２実施形態について＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る増幅装置を備えた無線通信装置の要部を示すブロック図である。
本実施形態の増幅装置１は、増幅器８の効率を高める第１制御として、増幅器８のドレイン電圧を下げる制御を行う替わりに、増幅器８の負荷インピーダンスを高める制御を行う点で、第１実施形態と相違する。
本実施形態の増幅装置１は、増幅器８の出力側に負荷変動部１４を備えている。負荷変動部１４は、制御部１３からの制御情報に基づいて、増幅器８の負荷インピーダンスを変化させるように構成されている。
【００５０】
制御部１３は、上記第１制御として、増幅器８の負荷インピーダンスＺＬを高めるように負荷変動部１４を制御する。制御部１３は、例えば予め記憶部に記憶されているルックアップテーブルを用いて、増幅器８の上昇した温度に対応する負荷インピーダンスＺＬを決定する。
制御部１３は、決定した負荷インピーダンスＺＬを含む第７制御情報Ｓ７を負荷変動部１４に出力する。負荷変動部１４は、第７制御情報Ｓ７に含まれる負荷インピーダンスＺＬとなるように増幅器８の負荷インピーダンスを変化させる。
【００５１】
また、制御部１３は、増幅器８の効率を落とす第４制御として、増幅器８の負荷インピーダンスＺＬを低下させるように負荷変動部１４を制御する。制御部１３は、例えば上記ルックアップテーブルを用いて、増幅器８の低下した温度に対応する負荷インピーダンスＺＬを決定する。
制御部１３は、決定した負荷インピーダンスＺＬを含む第８制御情報Ｓ８を負荷変動部１４に出力する。負荷変動部１４は、第８制御情報Ｓ８に含まれる負荷インピーダンスＺＬとなるように増幅器８の負荷インピーダンスを変化させる。
【００５２】
なお、制御部１３は、第１及び第４制御を行う際、ルックアップテーブル以外に、温度センサが検知した温度に基づいて、負荷インピーダンスＺＬを所定の演算式を用いて算出するようにしても良い。
【００５３】
本実施形態の増幅装置１は、増幅器８の出力電力を増加させる第３制御として、増幅器８の入力電力を低下させる制御を行う替わりに、増幅器８のゲートバイアス電圧を上げる制御を行う点においても、第１実施形態と相違する。
本実施形態の増幅器８は、当該増幅器８のゲートバイアス電圧を可変とする可変ゲート抵抗８ｃを有している。可変ゲート抵抗８ｃは、制御部１３からの制御情報に基づいて、増幅器８のゲートバイアス電圧を変化させるように構成されている。
【００５４】
制御部１３は、上記第３制御として、増幅器８のゲートバイアス電圧を上げるように可変ゲート抵抗８ｃを制御する。制御部１３は、例えば予め記憶部に記憶されているルックアップテーブルを用いて、増幅器８の上昇した温度に対応するゲートバイアス電圧を決定する。
制御部１３は、決定したゲートバイアス電圧を含む第９制御情報Ｓ９を可変ゲート抵抗８ｃに出力する。可変ゲート抵抗８ｃは、第９制御情報Ｓ９に含まれるゲートバイアス電圧となるように増幅器８のゲートバイアス電圧を上げる。
【００５５】
また、制御部１３は、増幅器８の出力電力を低下させる第６制御として、増幅器８のゲートバイアス電圧を下げるように可変ゲート抵抗８ｃを制御する。制御部１３は、例えば上記ルックアップテーブルを用いて、増幅器８の低下した温度に対応するゲートバイアス電圧を決定する。
制御部１３は、決定したゲートバイアス電圧を含む第１０制御情報Ｓ１０を可変ゲート抵抗８ｃに出力する。可変ゲート抵抗８ｃは、第１０制御情報Ｓ１０に含まれるゲートバイアス電圧となるように増幅器８のゲートバイアス電圧を変化させる。
【００５６】
なお、制御部１３は、第３及び第６制御を行う際、ルックアップテーブル以外に、温度センサが検知した温度に基づいて、ゲートバイアス電圧を所定の演算式を用いて算出するようにしても良い。
【００５７】
図５は、第２実施形態の制御部１３が実行する第１〜第６制御の制御手順を示すフローチャートである。以下、この図を参照して、上記制御手順について説明する。
なお、図５のフローチャートでは、第１実施形態と相違するステップについてのみ説明し、第１実施形態と同じ内容のステップについては説明を省略する。
【００５８】
ステップＳＴ２３において、温度センサ１２が検知した増幅器８の温度Ｔが第１閾値Ｔ１を上回った場合、制御部１３は、負荷変動部１４に対して負荷インピーダンスＺＬを高めるように第１制御を行うとともに、ＣＦＲ処理部３に対してＰＡＰＲを低減するように第２制御を行う（ステップＳＴ２４）。
【００５９】
次いで、制御部１３は、増幅器８の可変ゲート抵抗８ｃに対して増幅器８のゲートバイアス電圧を上げるように第３制御を行う（ステップＳＴ２５）。
なお、本実施形態では、第１閾値Ｔ１を上回った場合に第１〜第３制御を行っているが、複数の閾値ごとにルックアップテーブルに予め設定された負荷インピーダンスＺＬ、ＰＡＰＲ、およびゲートバイアス電圧となるように第１〜第３制御を行うようにしてもよい。
【００６０】
ステップＳＴ２７において、温度センサ１２が検知した増幅器８の温度Ｔが第２閾値Ｔ２を下回った場合であり、かつステップＳＴ２８においてフラグＦが「１」である場合、制御部１３は、負荷変動部１４に対して負荷インピーダンスＺＬを低下させるように第４制御を行うとともに、ＣＦＲ処理部３に対してＰＡＰＲを増加させるように第５制御を行う（ステップＳＴ２９）。
【００６１】
次いで、制御部１３は、増幅器８の可変ゲート抵抗８ｃに対して増幅器８のゲートバイアス電圧を下げるように第６制御を行う（ステップＳＴ３０）。
なお、本実施形態では、温度Ｔが第２閾値Ｔ２を下回った場合に第４〜第６制御を行っているが、複数の閾値ごとにルックアップテーブルに予め設定された負荷インピーダンスＺＬ、ＰＡＰＲ、およびゲートバイアス電圧となるように第４〜第６制御を行うようにしてもよい。また、第２実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
【００６２】
以上、第２実施形態の増幅装置１によれば、制御部１３は、温度センサ１２の検知出力に基づいて増幅器８の発熱を低下させる必要がある場合、第１制御として増幅器８の負荷インピーダンスＺＬを高める制御を行う。これにより、増幅器８の飽和電力が下がるので、増幅器８の効率を高めることができる。その結果、増幅器８で浪費される電力を低減することができるので、増幅器８の発熱を抑制することができ、ひいてはヒートシンク３２を小型化することができる。
【００６３】
また、制御部１３は、第３制御として、増幅器８のゲートバイアス電圧を上げる制御を行うので、増幅器８の入力電力を増加させることができ、その結果、増幅器８の出力電力を増加させることができる。これにより、増幅器８の効率を高める第１制御に起因して、増幅器８の出力電力が低下するのを抑制することができる。
【００６４】
＜第３実施形態について＞
図６は、第３実施形態に係る増幅装置を備えた無線通信装置の要部を示すブロック図である。
本実施形態の増幅装置１は、増幅器８がドハティ増幅器からなり、増幅器８の効率を高める第１制御として、増幅器８のドレイン電圧を下げる制御を行う替わりに、入力信号のピークアンプ８Ｂ（後述）への分配比を高める制御を行う点で、第１実施形態と相違する。
【００６５】
本実施形態のドハティ増幅器８は、メインアンプ８Ａとピークアンプ８Ｂとを有している。メインアンプ８Ａおよびピークアンプ８Ｂには、それぞれドレイン電圧Ｖｄａ，Ｖｄｂが与えられる。メインアンプ８Ａは、ＡＢ級アンプ又はＢ級アンプとして構成されており、常時ＯＮ状態である。一方、ピークアンプ８Ｂは、Ｃ級アンプとして構成されており、入力信号が小信号である時にはＯＦＦ状態となり電力を消費せず、入力信号が大信号になるとＯＮ状態となる。
そして、入力信号が大信号になると、ピークアンプ８ＢがＯＮ状態となることで、メインアンプ８Ａの負荷インピーダンスが低下することにより、飽和電力が向上し、かつピークアンプ８Ｂの出力が合成され、全体の飽和電力が向上する。
【００６６】
本実施形態の増幅装置１は、分配器１５と、第１のλ／４線路１６と、第２のλ／４線路１７とをさらに備えている。
分配器１５は、ＣＦＲ処理部３の出力側に配置されており、ＣＦＲ処理部３から与えらえるデジタルのベースバンド信号を、メインアンプ８Ａとピークアンプ８Ｂとに分配する機能を有している。また、分配器１５は、制御部１３からの制御情報に基づいてベースバンド信号をメインアンプ８Ａとピークアンプ８Ｂとに分配する分配比を変化させるように構成されている。
【００６７】
分配器１５から分配された各ベースバンド信号は、Ｄ／Ａ変換器４Ａ，４Ｂにおいてアナログのベースバンド信号に変換された後、アップコンバータ５Ａ，５Ｂにおいて無線周波数信号に変換される。そして、変換された各無線周波数信号は、前置増幅器７Ａ，７Ｂにおいて増幅された後、メインアンプ８Ａ及びピークアンプ８Ｂにそれぞれ与えられる。
【００６８】
なお、分配器１５とＤ／Ａ変換器４Ｂとの間には、第１のλ／４線路１６が設けられている。また、メインアンプ８Ａ及びピークアンプ８Ｂの出力合成点Ｃと、メインアンプ８Ａとの間には、第２のλ／４線路１７が設けられている。また、メインアンプ８Ａとピークアンプ８Ｂとの近接位置には、温度センサ１２が配置されている。
【００６９】
制御部１３は、上記第１制御として、無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を高めるように分配器１５を制御する。制御部１３は、例えば予め記憶部に記憶されているルックアップテーブルを用いて、増幅器８の上昇した温度に対応する上記分配比を決定する。
例えば、第１制御を行う前において、無線周波数信号をメインアンプ８Ａとピークアンプ８Ｂとに分配する比率が１：２の場合、制御部１３は、当該比率を１：３に変更する。これにより、無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を、２／３から３／４に高めることができる。
【００７０】
制御部１３は、決定した上記分配比を含む第１１制御情報Ｓ１１を分配器１５に出力する。分配器１５は、第１１制御情報Ｓ１１に含まれる分配比となるように、無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を変化させる。
【００７１】
また、制御部１３は、増幅器８の効率を落とす第４制御として、無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を低下させるように分配器１５を制御する。制御部１３は、例えば上記ルックアップテーブルを用いて、増幅器８の低下した温度に対応する上記分配比を決定する。
例えば、第４制御を行う前において、無線周波数信号をメインアンプ８Ａとピークアンプ８Ｂとに分配する比率が１：３の場合、制御部１３は、当該比率を１：２に変更する。これにより、無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を、３／４から２／３に低下させることができる。
【００７２】
制御部１３は、決定した上記分配比を含む第１２制御情報Ｓ１２を分配器１５に出力する。分配器１５は、第１２制御情報Ｓ１２に含まれる分配比となるように、無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を変化させる。
なお、制御部１３は、第１及び第４制御を行う際、ルックアップテーブル以外に、温度センサが検知した温度に基づいて、上記分配比を所定の演算式を用いて算出するようにしても良い。
【００７３】
図７は、第３実施形態の制御部１３が実行する第１〜第６制御の制御手順を示すフローチャートである。以下、この図を参照して、上記制御手順について説明する。
なお、図７のフローチャートでは、第１実施形態と相違するステップについてのみ説明し、第１実施形態と同じ内容のステップについては説明を省略する。
【００７４】
ステップＳＴ４３において、温度センサ１２が検知したドハティ増幅器８の温度Ｔが第１閾値Ｔ１を上回った場合、制御部１３は、分配器１５に対して無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を高めるように第１制御を行うとともに、ＣＦＲ処理部３に対してＰＡＰＲを低減するように第２制御を行う（ステップＳＴ４４）。
なお、本実施形態では、第１閾値Ｔ１を上回った場合に第１〜第３制御を行っているが、複数の閾値ごとにルックアップテーブルに予め設定された分配比、ＰＡＰＲ、および入力電力となるように第１〜第３制御を行うようにしてもよい。
【００７５】
ステップＳＴ４７において、温度センサ１２が検知したドハティ増幅器８の温度Ｔが第２閾値Ｔ２を下回った場合であり、かつステップＳＴ４８においてフラグＦが「１」である場合、制御部１３は、分配器１５に対して無線周波数信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を低下させるように第４制御を行うとともに、ＣＦＲ処理部３に対してＰＡＰＲを増加させるように第５制御を行う（ステップＳＴ４９）。
【００７６】
なお、本実施形態では、温度Ｔが第２閾値Ｔ２を下回った場合に第４〜第６制御を行っているが、複数の閾値ごとにルックアップテーブルに予め設定された分配比、ＰＡＰＲ、および入力電力となるように第４〜第６制御を行うようにしてもよい。また、第３実施形態において説明を省略した点は、第１実施形態と同様である。
【００７７】
以上、第３実施形態の増幅装置１によれば、制御部１３は、温度センサ１２の検知出力に基づいて増幅器８の発熱を低下させる必要がある場合、第１制御として入力信号のピークアンプ８Ｂへの分配比を高める制御を行う。これにより、ピークアンプ８Ｂは飽和電力に近いところで動作するので、増幅器８の効率を高めることができる。その結果、増幅器８で浪費される電力を低減することができるので、増幅器８の発熱を抑制することができ、ひいてはヒートシンク３２を小型化することができる。
【００７８】
＜その他＞
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記実施形態の制御部１３は、増幅器８の温度Ｔに基づいて制御しているが、これに加えて増幅器８の温度の変動ΔＴを用いて制御するようにしてもよい。この場合、例えば、増幅器８の温度が閾値よりも低くても、その温度の変動ΔＴが急激に増加し始めた場合には、前記閾値を上回っていなくもドレイン電圧を下げる制御を行うことで、オーバーシュートを抑制することができる。
【００７９】
また、上記実施形態の制御部１３は、第１〜第３制御（第４〜第６制御）を行うか否かのオンオフ制御を行っているが、比例制御やＰＩＤ制御を行ってもよい。
また、第１実施形態〜第３実施形態では、第１制御（第４制御）として、ドレイン電圧、負荷インピーダンス又は分配比のいずれかを変化させているが、これらのうち少なくとも２つを変化させるように制御してもよい。
【００８０】
また、第１実施形態又は第３実施形態では、第３制御（第６制御）として、増幅器８の入力電力を増加（低下）させる制御を行っているが、第２実施形態のように増幅器８のゲートバイアス電圧を上げる（下げる）制御を行ってもよい。また、これとは逆に、第２実施形態において、増幅器８のゲートバイアス電圧を上げる（下げる）制御を行う替わりに、増幅器８の入力電力を増加（低下）させる制御を行ってもよい。
また、第１実施形態〜第３実施形態では、第３制御（第６制御）として、入力電力又はゲートバイアス電圧のいずれかを変化させているが、これら２つを両方変化させるように制御してもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１  増幅装置
２  信号処理部
３  ＣＦＲ処理部
４  Ｄ／Ａ変換器
４Ａ  Ｄ／Ａ変換器
４Ｂ  Ｄ／Ａ変換器
５  アップコンバータ
５Ａ  アップコンバータ
５Ｂ  アップコンバータ
６  発振器
７  前置増幅器
７Ａ  前置増幅器
７Ｂ  前置増幅器
８  増幅器
８Ａ  メインアンプ
８Ｂ  ピークアンプ
８ｃ  可変ゲート抵抗
９  電源
１０  電圧調整部
１１  負荷部
１２  温度センサ
１３  制御部
１４  負荷変動部
１５  分配器
１６  第１のλ／４線路
１７  第２のλ／４線路
２０  アンテナ
３１  放熱板
３２  ヒートシンク
３２ａ  放熱フィン
Ｃ    出力合成点
Ｓ１  第１制御情報
Ｓ２  第２制御情報
Ｓ３  第３制御情報
Ｓ４  第４制御情報
Ｓ５  第５制御情報
Ｓ６  第６制御情報
Ｓ７  第７制御情報
Ｓ８  第８制御情報
Ｓ９  第９制御情報
Ｓ１０  第１０制御情報
Ｓ１１  第１１制御情報
Ｓ１２  第１２制御情報
Ｔ  温度
Ｔ１  第１閾値
Ｔ２  第２閾値
Ｖｄ  ドレイン電圧
Ｖｄａ  メインアンプのドレイン電圧
Ｖｄｂ  ピークアンプのドレイン電圧
ＺＬ  負荷インピーダンス
【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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