(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦエネルギを受信するための入力ノードと出力ノードとを有する無線周波数（ＲＦ）信号電力検出器を操作する方法において：
直列に結合された第１キャパシタンスと、ダイオードと、第２キャパシタンスとから成り、前記第１キャパシタンスの第１端子が前記入力ノードに結合され、第１キャパシタンスの第２端子が前記ダイオードの第１端子に結合され、前記ダイオードの第２端子が前記第２キャパシタンスの第１端子に結合され、前記第２キャパシタンスの第２端子が基準電位に結合され、前記エンベロープ検出器の出力が前記ダイオードの前記第２端子と前記第２キャパシタンスの前記第１ノードとの間でとられ、前記エンベロープ検出器の前記出力が第３キャパシタンスを介して前記ＲＦ信号電力検出器の前記出力ノードに結合されるエンベロープ検出器を供給するステップと；
ＲＦ信号が現われていないときには、前記ダイオードを介して電流路を形成し、前記第３キャパシタンスの前記エンベロープ検出器の前記出力に現われる電圧電位を記憶するステップと；
ＲＦ信号が現われているときには、前記電流路を遮断し、前記ダイオードでＲＦ信号を検出し、前記ＲＦ信号電力検出器の前記出力ノードに現われる電圧は検出された前記ＲＦ信号値から前記第３キャパシタンスに現われる電圧電位を差し引いたピーク値を表すステップとから成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電流路を形成するステップはＲＦバースト同士の間で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電流路を形成するステップはＴＤＭＡ移動局においてＲＦバースト同士の間で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記電流路を形成するステップは、ＲＦ信号が前記ＲＦ検出回路の前記入力ノードに到達するのを阻止する予備的ステップを含み、前記遮断するステップは、ＲＦ信号が前記ＲＦ検出回路の入力ノードに到達するのを許すステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
無線周波数（ＲＦ）信号電力検出器を操作する方法において：
ＲＦ信号がＲＦ検出回路に入力されていないときに前記ＲＦ検出回路の出力を標本化して前記出力の値の測定値を得る標本化ステップと；
前記測定値を記憶するステップと；
ＲＦ信号が前記ＲＦ検出回路に入力されているときに、前記記憶された測定値を前記ＲＦ検出回路の出力から差し引いて差し引き出力信号を供給するステップとから成り、
２つのＲＦ検出回路があり、前記標本化ステップ及び前記記憶するステップが一方のＲＦ検出回路で行われると同時に他方のＲＦ検出回路で前記差し引くステップが行われることを特徴とする方法。
【請求項６】
無線周波数（ＲＦ）信号電力検出器において：
ＲＦ電力源に結合された入力と出力とを有するＲＦ検出回路と；
ＲＦ信号が前記ＲＦ検出回路に入力されていないときに前記ＲＦ検出回路の出力を標本化して前記出力の値の測定値を得るための手段を含む回路機構とから成り、前記回路機構は、前記測定値を記憶するための手段と、ＲＦ信号が前記ＲＦ検出回路に入力されているときに前記記憶された測定値を前記ＲＦ検出回路の出力から差し引いて差し引き出力信号を供給するための手段とを含み、
２つのＲＦ検出回路があり、これら２つのＲＦ検出回路は、前記ＲＦ電力線と、現在結合されている方のＲＦ検出回路の出力をＲＦ増幅器電力設定信号から差し引く回路との間に交互に結合されるようになっていることを特徴とする検出器。
【請求項７】
無線周波数（ＲＦ）信号電力検出器において：
ＲＦ電力源に結合された入力と出力とを有するＲＦエンベロープ検出器と；
前記ＲＦエンベロープ検出器の前記出力と出力ノードとの間に直列に接続されたｄｃ遮断コンデンサと；
前記出力ノードと基準電位との間に接続されたスイッチとから成っており；
前記ＲＦ電力源はＲＦ電力のバーストを出力するようになっており、前記スイッチは２つのバースト同士の間は閉じられていてバースト中は開かれていることを特徴とする検出器。
【請求項８】
無線周波数（ＲＦ）エネルギ電力検出器において：
ＲＦエネルギ源に結合された入力と出力とを有するＲＦエンベロープ検出器と；
前記ＲＦエンベロープ検出器の前記出力と出力ノードとの間に直列に接続されたｄｃ遮断コンデンサと；
前記出力ノードと基準電位との間に接続されたスイッチとから成っており；
前記ＲＦエネルギ源はＲＦエネルギのバーストを出力するようになっており、前記スイッチはバースト同士の間は閉じられていてバーストの開始直前に開かれることを特徴とする検出器。
【請求項９】
時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）エアインタフェースに従って動作する無線電話機において、前記無線電話器は受信装置回路及び送信装置回路を備え、前記送信装置回路は無線周波数（ＲＦ）エネルギ検出器を含み、前記ＲＦエネルギ検出器は：
出力とＲＦエネルギのバースト源に結合された入力とを有するＲＦエネルギエンベロープ検出器と；
前記ＲＦエンベロープ検出器の前記出力と出力ノードとの間に直列に結合されたｄｃ遮断コンデンサと；
前記出力ノードと基準電位との間に結合されたスイッチとを備え；
前記ＲＦエネルギ源はＲＦエネルギのバーストを出力し、前記スイッチはＲＦエネルギのバースト同士の間では閉じており、ＲＦエネルギのバーストの開始直前に開くように制御されることを特徴とする無線電話機。
【請求項１０】
無線周波数（ＲＦ）信号を受信するための入力ノードと出力ノードとを有するＲＦ信号電力検出器において、直列に結合された第１キャパシタンスと、ダイオードと、第２キャパシタンスとからなるエンベロープ検出器を備え、前記第１キャパシタンスの第１端子が前記入力ノードに結合され、前記第１キャパシタンスの第２端子が前記ダイオードの第１端子に結合され、前記ダイオードの第２端子が前記第２キャパシタンスの第１端子に結合され、前記第２キャパシタンスの第２端子が基準電位に結合され、前記エンベロープ検出器の出力が前記ダイオードの前記第２ノードと前記第２キャパシタンスの前記第１ノードとの間でとられ、前記エンベロープ検出器の前記出力が第３キャパシタンスを介して前記ＲＦ信号電力検出器の前記出力ノードに結合され；前記ＲＦ信号電力検出器はさらに、前記ＲＦ信号が現われていないときには前記第３キャパシタンスで前記エンベロープ検出器の前記出力に現われる電圧電位を記憶するための前記ダイオードを介して電流路を形成するために閉じられるスイッチを備え、前記スイッチは前記ＲＦ信号が現われているときには前記電流路を遮断するために開かれ、前記ダイオードは前記ＲＦ信号が現われているときには前記ＲＦ信号を検出して前記ＲＦ信号電力検出器の前記出力ノードに現われた電圧を出力し、前記電圧は前記検出されたＲＦ信号から前記第３キャパシタンスに記憶された前記電圧電位を差し引いた大きさを表すことを特徴とする検出器。
【請求項１１】
前記ＲＦ信号はバーストにおいて発生することを特徴とする請求項１０に記載の検出器。
【請求項１２】
前記ＲＦ信号は無線ユーザー端末によって送信されるバーストの間現われることを特徴とする請求項１０に記載の検出器。
【請求項１３】
前記ＲＦ信号は無線ユーザー端末による送信の間定期的に現われることを特徴とする請求項１０に記載の検出器。
【請求項１４】
前記ＲＦ信号電力検出器はさらに前記ダイオードに対するバイアス電位を生成するための手段を備え、前記記憶された電位は前記バイアス電位を含むことを特徴とする請求項１０に記載の検出器。
【請求項１５】
前記ＲＦ信号電力検出器はＲＦ送信装置増幅器と閉ループフィードバック構成における前記ＲＦ送信装置増幅器の利得制御入力との間に結合されることを特徴とする請求項１０に記載の検出器。
【請求項１６】
前記ＲＦ信号電力検出器及び前記ＲＦ送信装置増幅器が無線個人通信装置の一部を形成することを特徴する請求項１５に記載の検出器。
【請求項１７】
前記ＲＦ信号電力検出器及び前記ＲＦ送信装置増幅器がＲＦエネルギのバーストを送信する無線個人通信装置の一部を形成し、前記記憶された電圧電位は望ましくないバイアス電圧電位を含むことを特徴とする請求項１５に記載の検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力検出回路及び方法に係り、特にパルス信号の電力を検出する方法及び回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路において印加された信号電力を監視するためにいわゆるピーク検出器が使用されている。ピーク検出器の主出力は、電力レベルに関連する大きさを有する電圧である。しかし、電力レベルが低いときには出力電圧の大きさは小さく、その結果としてピーク検出器の出力はバイアス電位、電源電圧、及び検出装置自体（例えば、ダイオード）のドリフトの強い影響を受ける。検出装置の温度依存性のみが出力電圧の精度に顕著な影響を及ぼすということが分かっている。
【０００３】
温度ドリフトに起因する問題に対して、従来技術では追加の温度依存性装置を使用して検出装置のドリフトを補償することによって対処している。従って、その補償の精度は、検出装置及び補償装置の温度特性の均一性と、これらの装置の間の温度の変動を防止するためにこれら２つの装置の間の物理的距離を非常に小さくすることとに依存する。
【０００４】
また、コンポーネントの老化が補償作用を劣化させることがあることも分かっており、従って或る従来技術の回路では試験と調整とが必要である。
【０００５】
種々の在来の電力制御回路装置及び検出器を示す米国特許第４，５２３，１５５号、第４，９７０，４５６号、第５，２２２，１０４号、及び第５，２８７，５５５号を参照することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の第１の目的は、温度及びその他の外乱に起因するドリフトの影響を余り受けない電力レベルを検出する改良された方法を提供することにより、正確に電力を監視或いは制御できるようにすることである。
【０００７】
本発明の他の目的は、改良された電力検出器の回路実施例を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施例である方法及び装置によって上記の問題及びその他の問題が解決され、本発明の目的が実現される。
【０００９】
本発明は、パルス信号の“オン”状態時の該パルス信号の電力の正確な示度を提供するために該パルス信号の“オフ”状態及び“オン”状態の差を検出するようになっている方法を教示する。“オフ”期間中には検出器の入力に顕著な信号電力は存在しないということが仮定される。更に、“オン”期間は十分に短くて、“オン”期間測定中には顕著なドリフトは生じないということも仮定される。
【００１０】
本発明の利点は、例えば検出装置のピーク・エンベロープ感度などの、動的特性に基づいて電力検出が行われるという事実から生じる。従って、検出される電圧は、検出装置の静的特性（例えば、検出ダイオードの障壁電圧）より優れている動的特性により決定される。電力レベルを表わす検出される電圧は、検出装置の電源電圧、バイアス電位、或いは障壁電圧の長時間変化の影響を余り受けない。
【００１１】
更に、本発明の実施例は検出装置のバイアス回路網の設計により多くの自由度を許容するものであり、このことは低電力レベルでの検出装置の動的感度を安定させるために有利に作用する可能性がある。検出されるＲＦ電力レベルが正確にゼロレベルから始まることとなるように本発明を実施することが可能であり、これは低電源電圧を使用するシステムでは有利である。また、もし適当な基準電位（例えば、グランド）を利用できるならば、検出装置の出力電圧のゼロレベルは所望の任意のレベルから始まることができる。
【００１２】
本発明を適用対象に応じていろいろに実施することができる。アナログ装置に使用される回路は非常に単純で且つ安価であり得る。デジタル装置は、Ａ／Ｄ変換器及びＤ／Ａ変換器を使用し、アナログ実施例より複雑ではあるけれども、デジタル信号処理の長所を提供する。
【００１３】
本発明の電力検出・送信電力コントローラは、基準検出装置の別々の測定を行う必要を無くするとともに、電力検出装置のために温度補償装置を設ける必要を無くする。
【００１４】
本発明の方法と、この方法を実行するための回路とにより、無線周波数（ＲＦ）信号電力検出器を操作するプロセスが開示される。この方法は、（ａ）ＲＦ信号がＲＦ検出回路に入力されていないときに該ＲＦ検出回路の出力を標本化して該出力の値の測定値を得；（ｂ）その測定値を記憶し；（ｃ）ＲＦ信号がＲＦ検出回路に入力されているときに、記憶された測定値を該ＲＦ検出回路の出力から差し引いて差し引き出力信号を設けるステップを含む。本発明のパルス（例えば、ＴＤＭＡ）実施例では標本化のステップはＲＦバースト同士の間で実行され、連続波（continuous wave （cw））実施例では、ＲＦ検出回路の入力とＲＦ信号の発生源との接続を開放することなどによりＲＦ信号が前記ＲＦ検出回路に入れなくされている間に標本化のステップが実行される。ＲＦ検出回路の入力が開放されている間に前記差し引き出力信号を標本化して保持するサンプル及びホールド機能を設けることができる。
【００１５】
本発明の１実施例では、差し引くステップは、測定値を送信装置電力設定信号と組み合わせて補正済み送信装置電力設定信号を得るステップと；ＲＦ信号がＲＦ検出回路に入力されるときにＲＦ検出回路の出力をその補正済み送信装置電力設定信号から差し引くステップとを含む。
【００１６】
ｃｗ回路の１実施例では、２つのＲＦ検出回路が並列に設けられ、標本化して記憶するステップは、一方のＲＦ検出回路において、他方のＲＦ検出回路での差し引くステップと同時に行われる。他の実施例ではサンプル及びホールド回路が単一のＲＦ検出回路の出力に配置され、更に別の実施例では閉ループ送信装置電力制御回路の一部分を形成するループ増幅器の出力でサンプル及びホールド回路が使用される。
【００１７】
本発明の上記の特徴及びその他の特徴は添付図面と関連させて本発明についての以下の詳しい解説を読めば一層明かとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明を実施するのに適する、セルラー無線電話や個人通信装置等の（これらに限定されない）無線ユーザー端末或いは移動局１０を説明するために図１及び図２を参照する。移動局１０は、ベースサイト即ち基地局３０と信号をやりとりするためのアンテナ１２を包含している。基地局３０は、移動交換センター（ＭＳＣ）３４を含む基地局／移動交換センター／共同機能（ＢＭＩ）３２から成るセルラー通信網の一部分であることができる。ＭＳＣ３４は、移動局１０が通話をするときに陸線トランクへの接続を提供する。
【００１９】
移動局は、変調器（ＭＯＤ）１４Ａ、送信装置１４、受信装置１６、復調器（ＤＥＭＯＤ）１６Ａ、及び、信号を送信装置１４に供給するとともに受信装置１６から信号を受け取るコントローラ１８を包含している。それらの信号は、使用可能なセルラーシステムのエアインターフェース規格に従う信号伝送情報と、ユーザーの音声及び／又はユーザーが作成したデータを含む。エアインターフェース規格は、本発明に関しては、スロット付きフレーム構造を包含し、移動局１０は与えられたフレーム期間中にＲＦ電力の１つ以上のバーストを送信するということが仮定される。適当なエアインターフェース規格はＩＳ−１３６、ＧＳＭ及びＤＣＳ１９００を含むが、本発明の教示はこれらの特別のフレーム構造には限定されないし、またＴＤＭＡ型のシステムでの使用のみに限定されるものでもない。例えば、後に明らかにするように、本発明の教示はｃｗＲＦ信号を送信する移動局にも当てはまる。
【００２０】
送信装置電力検出器（ＰＤ）１５も設けられており、次にその実施例の幾つかについて詳しく説明する。
【００２１】
コントローラ１８が移動局のオーディオ機能及び論理機能を実現するために必要な回路も含んでいることが分かる。例えば、コントローラ１８は、デジタル信号処理装置、マイクロプロセッサ装置、種々のＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、及びその他の支援回路から構成され得るものである。移動局の制御機能及び信号処理機能は、これらの装置にそのそれぞれの能力に応じて割り振られる。
【００２２】
ユーザーインターフェースは、普通のイヤホン或いはスピーカ１７、普通のマイクロホン１９、ディスプレイ２０、及びユーザー入力装置（通常はキーパッド２２）を含んでおり、これらは全てコントローラ１８に結合されている。キーパッド２２は、普通の数字（０−９）及び関連キー（＃、＊）２２ａと、移動局１０を操作するために使用される他のキー２２ｂとを含んでいる。これらの他のキー２２ｂは、例えば、ＳＥＮＤ（送る）キー、種々のメニュースクロールキー及びソフトキー、及びＰＷＲキーを含むことができる。移動局１０は、移動局を操作するために必要な種々の回路に給電するための電池２６も含んでいる。
【００２３】
移動局１０は、一括してメモリ２４として示されている種々のメモリも含んでおり、移動局の動作中にコントローラ１８により使用される複数の定数及び変数がこれに記憶される。例えば、メモリ２４は、種々のセルラーシステム・パラメータの値と番号割り当てモジュール（number assignment module (ＮＡＭ））とを記憶する。コントローラ１８の動作を制御するための操作プログラムもメモリ２４に（通常はＲＯＭ装置に）記憶される。メモリ２４は、ＢＭＩ３２から受信されたユーザー・メッセージを含むデータも、そのメッセージがユーザーに対して表示される前に、記憶することができる。
【００２４】
移動局１０は車載装置或いは携帯装置であることができるということが理解されるべきである。更に、移動局１０は、１種類以上のエアインターフェース規格、変調形式、及びアクセス形式で動作し得ることも理解されるべきである。例えば、移動局は、ＧＳＭ及びＩＳ−９５（ＣＤＭＡ）等の幾種類もの規格のうちのいずれで動作してもよい。ＡＭＰＳ、狭帯域ＡＭＰＳ（ＮＡＭＰＳ）、ＴＡＣＳ移動局も、デュアルモード或いはそれ以上の高次のモードの電話（例えば、デジタル／アナログ（ＩＳ−４１）或いはＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ／アナログ電話）と同じく本発明の教示から利益を得ることができる。従って本発明の教示は特定の１種類の移動局やエアインターフェース規格に限定されるものと解されてはならない。
【００２５】
図３は、図１に示されている電力検出器（ＰＤ）１５の第１のアナログ実施例を示す。入力ノードは、送信装置１４から送られた信号（ＲＦIN）のサンプルを受け取る。抵抗器Ｒ１−Ｒ３は、検出ダイオードＤ１にバイアス電位を供給する。Ｄ１はショットキー・ダイオードであるのが好ましいけれども、本発明はこのタイプのダイオードのみには限定されない。当業者はダイオードＤ１及びコンデンサＣ１及びＣ２がエンベロープ検出器を形成することを理解するであろう。
【００２６】
ＲＦINが“オフ”であるとき、即ち送信装置１４がバーストを送信していないときには、スイッチＳ１は閉じられている（“オン”）。スイッチＳ１が閉じていると、スイッチＳ１を通して基準電位（例えば、グランド）に短絡されている電力検出器１５の出力（検出器出力）はゼロになる。このときにもダイオードＤ１のカソードに現われる電位はコンデンサＣ３に記憶されるが、これは割合に大きなキャパシタンスである（例えば、４．７−１０μＦ）。即ち、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ３を通してグランドに流れる順方向電流に起因するＶBIASと、随意に印加されるオフセット電圧との和がコンデンサＣ３に記憶される。スイッチＳ１は、例えば、ＮＰＮトランジスタ又はＦＥＴである。図１のコントローラ１８からスイッチＳ１を制御することができる。
【００２７】
ＲＦINが“オン”になる直前に、 即ち送信装置１４がＲＦバーストを送信し始める直前に、スイッチＳ１は開放される、即ち“オフ”にされる。このときダイオードＤ１はそのバーストの標本化された部分のＲＦ電力を検出し、検出器出力ノードに現われる電圧は、検出されたＲＦIN信号（ＶDET ）のピーク値にバイアス電位を加え、それからダイオードＤ１のカソードに存在していた前に記憶された電位の値を差し引いた値を表わす。このようにして、望ましくないバイアス電位が検出器出力信号から除かれ、検出器出力信号は所望の結果となる。
【００２８】
ＲＦIN“オフ”期間中は意味のある信号電力は検出回路１５の入力に存在しないと仮定する。更に、ＲＦIN“オン”期間は十分に短くて、“オン”期間測定中に意味のあるドリフトは生じないとも仮定する。
【００２９】
図３の実施例は、コンデンサＣ３がＤＣ遮断コンデンサとして機能するので、ダイオードＤ１のバイアスポイントの選定に大幅な自由度を与えるとともに、バイアス回路網全体の設計にも大幅な自由度を与える。即ち、コンデンサＣ３はダイオードＤ１バイアス電位が検出器出力ノードに現われるのを防止する。
【００３０】
図４（Ａ）を参照すると、ダイオード特性曲線の非線形部分でダイオードＤ１を動作させるためにダイオードＤ１のバイアスポイント（ＢＰ）が確定される。ダイオードのバイアス電流（ＩD ）の適当な値は１５０μＡから２００μＡの範囲にある。図４（Ｂ）も参照すると、バイアスをかけるダイオードＤ１の効果は、与えられた温度についての電圧感度を高めるべく電圧感度（ＶSENS）対温度曲線をシフトさせることであることが分かる。図３においてバイアス抵抗器Ｒ１及びＲ２の値は電源電圧＋Ｖｃｃの関数として、且つ抵抗器Ｒ３の値の関数として選択される。抵抗器Ｒ３の値は、コンデンサＣ２の値と関連して、ＲＦINの期間よりかなり長いＲＣ時定数を与えるべく選択される。例えば、ＲＦバーストでの送信電力の周波数が（例えば、ＤＣＳ１９００実施例において）約２ＧＨｚであるとすると、コンデンサＣ２は２７ｐＦ、抵抗器Ｒ３は２．２ＫΩの値を有することができる。
【００３１】
図８において増幅器５６に関して一般的に示されているように、検出器出力信号を増幅器の入力に接続し、電力設定信号（Ｔｘｃ）とともに使用することができる。
【００３２】
図５は、電力制御ループの全体と関連して図１の電力検出器１５の第２のデジタル実施例を示す。この実施例では、電力検出器Ｄ１’は、可変利得ＲＦ増幅器４２とアンテナ１２との間の、増幅器４２の出力に配置されている電力カップラ４０の出力に接続されている。電力カップラ４０は普通の構成のものでよい。検出器Ｄ１’は、コンデンサＣ３とスイッチＳ１とを除いて（図７を参照）、図３に示されているコンポーネントを包含するものと仮定する。増幅器４２は図１の送信装置１４の一部分を形成する。検出器Ｄ１’の出力（ＶBIAS及びＶDET の両方）は、ループ増幅器４４の反転入力に接続されている。検出器Ｄ１’の出力はＡ／Ｄ変換器４６の入力にも接続されており、この変換器４６の出力は信号処理装置４８（これは図１のコントローラ１８に含まれることができる）の入力に接続されている。処理装置４８の第２入力は、Ｔｘｃと称される電力設定信号である。Ｔｘｃは、ＲＦ増幅器４２についての所望の電力レベル設定値を表わす信号（アナログ又はデジタル）であって、図１のコントローラ１８から供給されることができる。信号処理装置４８の出力はＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）５０の入力に接続されており、ＤＡＣ５０の出力はループ増幅器４４の非反転入力に接続されている。随意のスイッチＳ２は、増幅されるべきＲＦ信号と直列に接続されていて、Ａ／Ｄ変換器４６にも印加されるタイミング信号によって制御される。スイッチＳ２は、随意のものであって、移動局１０が送信を行っていないときにはＲＦ増幅器４２がＲＦ信号を遮断するように作用する。もしアンテナ１２の出力においてＲＦ増幅器４２の制御範囲内の許容可能な低いＲＦ漏れレベルが得られるならば、スイッチＳ２は無くてもよい。
【００３３】
作動時には、ＲＦバーストが“オフ”であるときにのみＡ／Ｄ変換器４６によって標本が取られることとなるようにスイッチＳ２の状態とＡ／Ｄ変換器４６の標本化時間とのタイミングが設定される。この標本化された値は記憶され、ダイオードＤ１からのＶBIAS出力の大きさを表わす。処理装置４８は、Ｔｘｃの大きさと、Ａ／Ｄ変換器４６からの前に測定されたＲＦ“オフ”標本とに応じてデジタル制御信号を作り、補正済みＴｘｃ信号（Ｔｘｃ  ＣＯＲＲ）を供給する。補正済みＴｘｃ信号はループ増幅器４４の非反転入力に印加され、この増幅器はＲＦバースト時にＴｘｃ  ＣＯＲＲから（ＶBIAS＋ＶDET ）の大きさを差し引く。
【００３４】
最初はＲＦ増幅器４２の利得は最小であり、入力されたＲＦ信号を遮断する働きをする。Ｔｘｃ  ＣＯＲＲの大きさが増大し始めると、ループ増幅器４４の出力が上昇して電力制御ループを平衡状態に維持する。このように、ループ増幅４４の出力電圧はＲＦ増幅器４２の利得制御特性に依存し、従ってゼロでないかも知れない。もしＲＦ増幅器４２の利得がＴｘｃにより指定されている利得より大きいか或いは小さいならば、ループ増幅器４４の出力は、増幅器４２の利得を閉ループ的に補正することになる何らかの値をとる。一般に、ループ増幅器４４の出力は、ＲＦ増幅器４２の利得を制御してほぼゼロの出力電力から最大出力電力までを供給するべく予め決められている或る範囲（例えば、０Ｖ〜＋５Ｖ、−２．５Ｖ〜＋２．５Ｖ、等）の中にある。最終結果として、ＲＦ検出器Ｄ１’の入力で検出されたＲＦ信号と、検出器バイアス信号（この場合には電圧）と、オフセット信号とによりもたらされる総検出器出力信号がＴｘｃ  ＣＯＲＲの値と実質的に等しくなるようにループ増幅器４４がＲＦ増幅器４２からのＲＦ信号出力を制御することになる。
【００３５】
本発明のこの特徴に従って、処理装置４８は、Ａ／Ｄ変換器４６と関連して、ＶBIASの大きさに配慮するためにＴｘｃの値を修正する。温度が変化しダイオードＤ１のバイアス電位が変化し、且つ／又はダイオードＤ１及びこれと関連するコンポーネントが老化するとき、これらのエラー発生源は自動的に考慮されて補償される。処理装置４８及びＡ／Ｄ変換器４６の動作は、ＲＦ信号が検出器Ｄ１’に入力されていないときに検出器Ｄ１’の出力のためにデジタル的に実施されるサンプル及びホールド機能と見なすことのできるものである。
【００３６】
図６を参照すると、ＲＦバーストの前に、例えばスイッチＳ２が随意的に開かれていてＡ／Ｄ変換器４６が検出器Ｄ１’の出力を標本化するように指令されている期間があることが分かる。このとき、処理装置４８は検出器Ｄ１’の出力に現われるＶBIASのデジタル化された値を記憶する。スイッチＳ２はＲＦバーストが始まる前に閉じられる。ＲＦバーストの開始時に、送信されるバースト電力の指定された昇り傾斜を生じさせるためにＤ／Ａ変換器５０に一連の（例えば３２個）値を与えることによって、Ｔｘｃ  ＣＯＲＲの値が指令されたレベルに至るまでＴｘｃＣＯＲＲの値に緩やかな昇り傾斜が付けられる。
【００３７】
ＲＦバーストの最大の大きさは、結局、Ｔｘｃの値により設定される所望の大きさから或る許容誤差の範囲（例えば１ｄＢ）内で確立される。ＲＦバーストの終わりに、被制御ＲＦバースト下り傾斜期間を設けるために他の一連の（例えば、３２個）値がＤ／Ａ５０に供給される。バースト時にＴｘｃ  ＣＯＲＲの値は、ＶBIASの前に測定された値を収容する。
【００３８】
各ＲＦバースト間で検出器Ｄ１’の出力を標本化する必要はないかも知れないことに注意するべきである。例えば、ＧＳＭ実施例では、ＲＦバーストは通常は４．６ミリ秒毎に１回生じるけれども、検出器Ｄ１’は例えば５〜１０秒毎に標本化されることができる。即ち、検出器Ｄ１’の出力のドリフトの通常長時間性の故に、検出器Ｄ１’の出力の標本化を全てのＲＦバーストの前に行う必要はない。随意のスイッチＳ２が設けられる場合には、検出器Ｄ１’が標本化されるときに（例えば５−１０秒毎に）スイッチＳ２を開くだけでよい。実際の標本時は、所要の設定時間を含めてＶBIAS' の電位を測定するのに必要な長さであればよい。
【００３９】
図７は、演算増幅器５２を使用して検出器Ｄ１’のｄｃドリフトを解消する電力検出器１５’の実施例を示す。ＲＦバーストが存在しないとき（ＲＦオフ）、スイッチＳ３は検出器Ｄ１’の出力をコンデンサＣ４に切り換える。較正期間と称されるこの動作はＶBIASの値をコンデンサＣ４に記憶させる。ＲＦ信号を検出器Ｄ１’の入力に印加する前に、スイッチＳ３は、増幅器５２の反転入力に接続されている抵抗器Ｒ４に検出器Ｄ１’の出力を接続するように操作される。コンデンサＣ４に電荷が蓄積されているために、演算増幅器５２の非反転入力の電圧は前記の較正期間中に決定された値にとどまっている。従って、演算増幅器５２の出力は、演算増幅器の入力オフセット電圧を無視できるとすれば、ＲＦ入力電力がゼロならばゼロである。即ち、コンデンサＣ４に現われる電位が抵抗器Ｒ４に印加される電位を相殺する。ＲＦバースト信号が検出器Ｄ１’の入力に存在する間はＲＦ電力に対する反応が得られる。この場合、検出された電圧は、反転されて、コンデンサＣ４に現われる電位（即ち、ＶBIASプラス随意のオフセット電圧）を差し引いて、抵抗器Ｒ４及びＲ５の比で増幅される。
【００４０】
図５の実施例の場合と同じく、コンデンサＣ４の漏れ、増幅器５２の入力インピーダンス、増幅器の入力のバイアス或いは漏れ電流、及びＲＦバーストの繰り返し速さによっては、各ＲＦバースト・オフ期間に検出器Ｄ１’の出力を標本化する必要はないかも知れない。
【００４１】
図３、図５及び図７の実施例を、送信されるＲＦ信号が本質的にパルス化されるＩＳ−１３６、ＧＳＭ、ＰＣＮ及びＤＣＳ１９００等のＴＤＭＡに基づくシステムで動作する移動局に有利に使用できることが分かる。
【００４２】
本発明の上記の実施例は、ＴＤＭＡ移動局で見られるようなパルス化ＲＦ信号の文脈で記述されている。しかし、本発明の教示は、北米ＡＭＰＳシステムなどの連続波（ｃｗ）システムで送信される電力の検出にもあてはまる。
【００４３】
連続波ＲＦ信号は、検出器Ｄ１’のバイアス電圧を測定して相殺するために使用し得るオフ期間を本来は含んでいない。しかし、多くの場合に、エンベロープ検出器Ｄ１’に結合される送信ＲＦ信号の部分を、送信される信号を妨害することなく、オン／オフすることができる。この場合には本発明の教示をｃｗ送信システムもカバーするように拡張することができる。
【００４４】
もし検出器Ｄ１’が閉ループ制御システムの一部分であるならば、検出器Ｄ１’に結合されるＲＦ信号のスイッチングはそのループの動作を妨害する可能性がある。較正期間（ＲＦオフ）中は、検出器又はループ増幅器の出力は、制御システムの不定状態を防止するために、一定に保たれるべきである。それは、図７に示されているように、電圧フォロワ（voltage follower）として接続されている増幅器５４と、標本化スイッチＳ４と、ホールド・コンデンサＣ５とから成るアナログのサンプル及びホールド（Ｓ／Ｈ）回路５３を設けることによって達成される。Ｓ／Ｈ機能を電力検出器１５’の出力或いはループ増幅器の出力（図９及び図１０を参照）において実現できることに注意しなければならない。検出器の短い較正期間中に出力が変化しないようにプログラムされるならばデジタル・ループ増幅器を使用することもできる。
【００４５】
この実施例ではスイッチＳ４はＲＦオフ期間中、即ち検出器１５’が較正されているとき、開かれている。このとき、スイッチＳ４が閉じられたときにコンデンサＣ５に記憶（保持）された増幅器５２の出力の前の値が増幅器５４から出力される。このようにして連続的な出力がＳ／Ｈ５３の出力から電力制御ループに供給される。
【００４６】
もし短い検出器較正期間におけるトラッキングの喪失でさえも許容され得ないならば、図８に示されているように並列に接続された２つの検出器を交互に使用することができる。即ち、一方の検出回路１５’が較正されている（スイッチＳ５が入力をＲＦINから切り離している）間、他方がスイッチＳ６及び増幅器５６を通して制御ループに接続される。コンデンサＣF は、スイッチＳ６及びスイッチＳ５の動作から生じるスイッチング過渡現象を減少させ或いは無くするために設けることのできるフィルターコンデンサである。この実施例ではスイッチＳ５及びスイッチＳ６は互いに同相に操作されることに注意しなければならない。
【００４７】
図９及び図１０は本発明のｃｗ実施例を詳しく示しており、これらの実施例では、スイッチ（ＳBLOCK ）が、図９の実施例では電力カップラの出力と検出器Ｄ１’との間に、図１０の実施例では電力カップラの出力と検出器／ドリフト補正回路１５（図３を参照）との間に、配置されている。これらの両方の実施例において検出ダイオードＤ１からのＶBIASの大きさを標本化したいときにスイッチＳBLOCK が開かれる。図１０の実施例では上記のスイッチＳ１はスイッチＳBLOCK とは位相外れに操作される、即ちスイッチＳBLOCK が開いているときにはスイッチＳ１が閉じられており、またスイッチＳBLOCK が閉じているときにはスイッチＳ１は開かれている。
【００４８】
もっと詳しく言うと、検出器バイアスレベル標本化期間中、閉制御ループの動作は一時的に停止される。それは、検出器Ｄ１’へのＲＦ入力が遮断されて、出力電力に関するフィードバック指示を使用し得なくなるからである。従って、検出器バイアスレベル標本化期間中は閉ループ制御は作用しない。この期間中は、ＲＦ増幅器４２の利得制御信号を一定の電位に保つためにＳ／Ｈ５３が使用される。この一定の電位は、閉ループ動作中、閉ループ動作が停止される直前に最後に標本化された値を有する。この期間中、ループ増幅器４４ではなくてＳ／Ｈ５３の出力がＲＦ増幅器４２に電力制御信号を供給する。スイッチＳBLOCK が開かれてＳ／Ｈ５３がホールド状態にされた直後に、検出器のＶBIAS標本化が行われ得るようになる。検出器較正期間中は出力電力は閉ループによって制御されないけれども、比較的に短い較正期間中に出力電力は実質的に一定に保たれると考えることができる。較正期間の終わりにスイッチＳBLOCK が始めに閉じられ、その後にＲＦ増幅器利得制御信号が再びループ増幅器４４の出力によって制御され得るようになり、これにより再び通常の閉ループ動作が確立される。
【００４９】
図７の実施例をループ増幅器４４の入力において使用し（即ち、検出器１５’の後にＳ／Ｈ５３が続く）、ループ増幅器の出力をＲＦ増幅器４２の利得制御入力に直接結合させることも本発明の範囲内にある。
【００５０】
現在好ましい数個の実施例の文脈で説明をしたけれども、当業者はそれらの教示の幾つもの変更形に想到し得ることが理解されなければならない。例えば、前述のいろいろなコンポーネントの値、バースト繰り返し速さ等は例示であって、本発明の実施に対する限定と解されてはならない。また、例えばＲＦ検出器の入力にスイッチを設けてＲＦ信号を周期的にグランドに短絡させるなど、いろいろな方法で電力検出器へのＲＦ入力を遮断することができる。
【００５１】
また、ＴＤＭＡ実施例で動作するときには、ＲＦ信号を図１の変調器１４Ａから連続的に供給することが可能であるけれども、そのＲＦ信号はバースト時にのみ変調された情報を含むことになることが理解されるべきである。この場合、実際のＲＦバーストを送信装置の増幅器４２と関連させて形成することができる。
【００５２】
本発明をその好ましい実施例に関して具体的に図示し解説をしたけれども、本発明の範囲内でその形及び細部を変更し得ることを当業者は理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成され操作される移動局のブロック図である。
【図２】図１に示されている移動局の立面図であり、この移動局が無線ＲＦリンクを通して双方向結合されるセルラー通信システムを更に示している。
【図３】本発明の教示に従う電力検出回路の第１実施例の略図である。
【図４】ＲＦ検出ダイオード電流対バイアス電位及びＲＦ検出ダイオード感度対温度の説明グラフである。
【図５】本発明の教示に従う電力検出回路の第２の実施例の回路ブロック図である。
【図６】本発明に従う、ＲＦバースト及び種々の標本化ポイント及び時点を示す説明波形図である。
【図７】本発明の教示に従う第３及び第４の実施例を示す回路ブロック図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示す回路ブロック図である。
【図９】連続波（ｃｗ）ＲＦ信号に使用される本発明の実施例を示す回路ブロック図である。
【図１０】連続波（ｃｗ）ＲＦ信号に使用される本発明の他の実施例を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１０  移動局
１２  アンテナ
１４  送信装置
１５  送信装置電力検出器
１６  受信装置
３０  基地局
【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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【図１０】
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