特開 2024-145801 線形増幅器および無線システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145801

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】線形増幅器および無線システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/04 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

H04B1/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058313

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000100746

【氏名又は名称】アイコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100174573

【弁理士】

【氏名又は名称】大坂 知美

(74)【代理人】

【識別番号】100173462

【弁理士】

【氏名又は名称】宮本 一浩

(72)【発明者】

【氏名】福有 啓史

(72)【発明者】

【氏名】難波 正憲

(72)【発明者】

【氏名】森下 雄太

【テーマコード（参考）】

5K060

【Ｆターム（参考）】

5K060BB07

5K060HH01

5K060HH06

5K060JJ06

5K060JJ21

5K060JJ23

(57)【要約】

【課題】前段の無線局の動作特性に応じて、送信信号の電力を維持可能な線形増幅器および無線システムを提供する。
【解決手段】線形増幅器２０は、経路切替回路２１ａ，２１ｂと、減衰器２２と、第２増幅回路２３と、検出器２４と、ＡＬＣ（Automatic Level Control：自動レベル制御）回路２５と、ゲイン調節器２６と、制限回路２７と、ループゲイン調節部２９と、を備える。ＡＬＣ回路２５は、検出器２４で検出された第２送信信号Ｓ２の電力と線形増幅器２０の出力電力の目標値である電力目標値Ｗ１との差を低減させる第２調節値Ｍ２を求める。ゲイン調節器２６は、ゲイン調節量ＤＰＯＴに応じて、第２調節値Ｍ２を無線局１０ごとに定められた調節値の目標範囲内の値に調節し、調節した第２調節値Ｍ２’を第１調節値Ｍ１として出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信用データを変調することで生成された変調信号の振幅を、供給される第１調節値に応じて調節する第１調節器と、前記第１調節器で振幅が調節された前記変調信号を増幅して第１送信信号を生成する第１増幅回路と、を有し、前記第１送信信号を出力する無線局の後段に接続される線形増幅器であって、
前記無線局が出力する前記第１送信信号を減衰させる減衰器と、
前記減衰器で減衰された前記第１送信信号を増幅して第２送信信号を生成し、前記第２送信信号をアンテナに出力する第２増幅回路と、
前記第２送信信号の電力と前記第２送信信号の電力の目標値との差を低減させる第２調節値を求めるＡＬＣ回路と、
前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、ゲイン調節量に応じて、前記無線局ごとに定められた調節値の目標範囲内の値に調節し、調節した前記第２調節値を、前記第１調節値として出力するゲイン調節器と、
を備える線形増幅器。

【請求項2】

前記減衰器は、前記第１調節器における調節量の絶対値が最小であるときの前記第１送信信号の電力に応じて定められた減衰量に基づいて、前記第１送信信号を減衰させる可変減衰器で構成される、
請求項１に記載の線形増幅器。

【請求項3】

前記第１送信信号の電力に応じて定められたＡＬＣ下限値を用いて、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値未満のときは、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力し、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値以上であるときは、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する制限回路をさらに備える、
請求項１または２に記載の線形増幅器。

【請求項4】

前記制限回路は、前記第１送信信号の電力が最小であるときの前記第１調節値に応じた値である前記ＡＬＣ下限値を用いる、
請求項３に記載の線形増幅器。

【請求項5】

前記制限回路は、前記無線局の出力の低減を指示する低減指示信号を取得すると、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する、
請求項４に記載の線形増幅器。

【請求項6】

前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、該第２調節値を前記目標範囲の中央値に近づけるための前記ゲイン調節量に応じて調節し、調節した前記第２調節値を出力する、
請求項１または２に記載の線形増幅器。

【請求項7】

前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、操作部の操作量に応じた前記ゲイン調節量に基づいて調節し、調節した前記第２調節値を出力する、
請求項１または２に記載の線形増幅器。

【請求項8】

送信用データを変調することで生成された変調信号の振幅を、供給される第１調節値に応じて調節する第１調節器と、前記第１調節器で振幅が調節された前記変調信号を増幅して第１送信信号を生成する第１増幅回路と、を有し、前記第１送信信号を出力する無線局と、
前記無線局の後段に接続される請求項１または２に記載の線形増幅器と、
を備える無線システム。

【請求項9】

前記線形増幅器は、前記第１送信信号の電力に応じて定められたＡＬＣ下限値を用いて、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値未満のときは、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力し、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値以上であるときは、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する制限回路をさらに備える、
請求項８に記載の無線システム。

【請求項10】

前記制限回路は、前記第１送信信号の電力が最小となるときの前記第１調節値に応じた値である前記ＡＬＣ下限値を用いる、
請求項９に記載の無線システム。

【請求項11】

前記制限回路は、前記無線局の出力の低減を指示する低減指示信号を取得すると、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する、
請求項１０に記載の無線システム。

【請求項12】

前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、該第２調節値を前記目標範囲の中央値に近づけるための前記ゲイン調節量に応じて調節し、調節した前記第２調節値を出力する、
請求項８に記載の無線システム。

【請求項13】

前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、操作部の操作量に応じた前記ゲイン調節量に基づいて調節し、調節した前記第２調節値を出力する、
請求項８に記載の無線システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、線形増幅器および無線システムに関する。

【背景技術】

【0002】

無線局の後段には、アンテナに供給される送信信号の電力を所望のレベルにするために線形増幅器が接続される。線形増幅器には、出力を一定のレベルに維持するために、ＡＬＣ（Automatic Level Control：自動レベル制御）回路を備えるものがある。この種の線形増幅器の一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される線形増幅器は、前段の無線局が備えるＡＬＣ回路に制御信号を出力することで、無線局が備える前段増幅器のゲインを調節する。この結果、送信信号の電力が一定に保たれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０９３５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

線形増幅器は、動作特性が異なる種々の無線局の後段に取り付けられる。特許文献１に開示される線形増幅器のように、無線局が備えるＡＬＣ回路によって前段増幅器のゲインを調節するだけでは、送信信号の電力を一定に保つことはできるが、例えばオーバーシュートのように過渡的な動作特性に応じて送信電力を一定に保つことが難しいことがある。

【0005】

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、前段の無線局の動作特性に応じて、送信信号の電力を維持可能な線形増幅器および無線システムを提供することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る線形増幅器は、
送信用データを変調することで生成された変調信号の振幅を、供給される第１調節値に応じて調節する第１調節器と、前記第１調節器で振幅が調節された前記変調信号を増幅して第１送信信号を生成する第１増幅回路と、を有し、前記第１送信信号を出力する無線局の後段に接続される線形増幅器であって、
前記無線局が出力する前記第１送信信号を減衰させる減衰器と、
前記減衰器で減衰された前記第１送信信号を増幅して第２送信信号を生成し、前記第２送信信号をアンテナに出力する第２増幅回路と、
前記第２送信信号の電力と前記第２送信信号の電力の目標値との差を低減させる第２調節値を求めるＡＬＣ回路と、
前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、ゲイン調節量に応じて、前記無線局ごとに定められた調節値の目標範囲内の値に調節し、調節した前記第２調節値を、前記第１調節値として出力するゲイン調節器と、
を備える。

【0007】

好ましくは、前記減衰器は、前記第１調節器における調節量の絶対値が最小であるときの前記第１送信信号の電力に応じて定められた減衰量に基づいて、前記第１送信信号を減衰させる可変減衰器で構成される。

【0008】

好ましくは、前記第１送信信号の電力に応じて定められたＡＬＣ下限値を用いて、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値未満のときは、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力し、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値以上であるときは、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する制限回路をさらに備える。

【0009】

好ましくは、前記制限回路は、前記第１送信信号の電力が最小であるときの前記第１調節値に応じた値である前記ＡＬＣ下限値を用いる。

【0010】

好ましくは、前記制限回路は、前記無線局の出力の低減を指示する低減指示信号を取得すると、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する。

【0011】

好ましくは、前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、該第２調節値を前記目標範囲の中央値に近づけるための前記ゲイン調節量に応じて調節し、調節した前記第２調節値を出力する。

【0012】

好ましくは、前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、操作部の操作量に応じた前記ゲイン調節量に基づいて調節し、調節した前記第２調節値を出力する。

【0013】

本発明の第２の観点に係る無線システムは、
送信用データを変調することで生成された変調信号の振幅を、供給される第１調節値に応じて調節する第１調節器と、前記第１調節器で振幅が調節された前記変調信号を増幅して第１送信信号を生成する第１増幅回路と、を有し、前記第１送信信号を出力する無線局と、
前記無線局の後段に接続される上述の線形増幅器と、
を備える。

【0014】

好ましくは、前記線形増幅器は、前記第１送信信号の電力に応じて定められたＡＬＣ下限値を用いて、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値未満のときは、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力し、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値が前記ＡＬＣ下限値以上であるときは、前記ゲイン調節器が出力する調節された前記第２調節値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する制限回路をさらに備える。

【0015】

好ましくは、前記制限回路は、前記第１送信信号の電力が最小となるときの前記第１調節値に応じた値である前記ＡＬＣ下限値を用いる。

【0016】

好ましくは、前記制限回路は、前記無線局の出力の低減を指示する低減指示信号を取得すると、前記ＡＬＣ下限値を前記第１調節値として前記第１調節器に出力する。

【0017】

好ましくは、前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、該第２調節値を前記目標範囲の中央値に近づけるための前記ゲイン調節量に応じて調節し、調節した前記第２調節値を出力する。

【0018】

好ましくは、前記ゲイン調節器は、前記ＡＬＣ回路で求められた前記第２調節値を、操作部の操作量に応じた前記ゲイン調節量に基づいて調節し、調節した前記第２調節値を出力する。

【発明の効果】

【0019】

本発明に係る線形増幅器は、供給される第１調節値に応じて変調信号の振幅を調節する第１調節器を備える無線局の後段に接続される。線形増幅器は、アンテナに出力される第２送信信号の電力と目標値との差を低減させる第２調節値を、無線局ごとに定められた調節値の目標範囲内の値に調節し、調節した第２調節値を、第１調節値として出力する。これにより、前段の無線局の動作特性に応じて、送信信号の電力を維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施の形態に係る無線システムの構成を示すブロック図

【図2】実施の形態に係る線形増幅器が行う減衰量の調節処理の動作の一例を示すフローチャート

【図3】実施の形態に係る線形増幅器が行うＡＬＣ下限値の調節処理の動作の一例を示すフローチャート

【図4】実施の形態に係る線形増幅器が行うＡＬＣゲインの調節処理の動作の一例を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施の形態に係る線形増幅器および無線システムについて図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

【0022】

図１に示す無線システム１は、無線局１０と、無線局１０の後段に接続される、具体的には、無線局１０よりアンテナ４１に近い位置に設けられて無線局１０に接続される線形増幅器２０と、アンテナ４１と、を備える。無線局１０は、送信用データから第１送信信号Ｓ１を生成し、第１送信信号Ｓ１を線形増幅器２０に送信する。線形増幅器２０は、無線局１０で生成された第１送信信号Ｓ１を増幅することで第２送信信号Ｓ２を生成する。第２送信信号Ｓ２は、アンテナ４１から他の無線局に送信される。他の無線局は、無線局に限られず、中継装置を含むものとする。線形増幅器２０は、第２送信信号Ｓ２の電力を一定に維持するために、無線局１０にＡＬＣ電圧を出力する。無線局１０は、ＡＬＣ電圧に応じて第１送信信号Ｓ１の電力を調節する。

【0023】

無線局１０は、変調部１１と、第１調節器１２と、第１増幅回路１３と、保護回路１４と、を備える。保護回路１４は、固定増幅回路１５と、第１調節器１２と固定増幅回路１５との間に設けられるダイオードＤ１と、を有する。

【0024】

上述の各部を制御するため、無線局１０はコントローラ５０を備える。コントローラ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）５１と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）５２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３と、ＲＯＭ（Read-Only Memory）５４と、を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ５０から無線局１０の各部への信号線が省略されている。コントローラ５０は無線局１０の各部にＩ／Ｏ５２を介して接続され、各部の処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５４に記憶されている制御プログラムを実行して、無線局１０の制御を行う。またＩ／Ｏ５２を介して入力されるコマンド、データ等は、処理され、ＲＡＭ５３に一時的に記憶される。ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３に記憶されたコマンド、データ等を必要に応じて読み出し、無線局１０の制御を行う。

【0025】

線形増幅器２０は、経路切替回路２１ａ，２１ｂと、減衰器２２と、第２増幅回路２３と、検出器２４と、ＡＬＣ（Automatic Level Control：自動レベル制御）回路２５と、ゲイン調節器２６と、制限回路２７と、ループゲイン調節部２９と、ＡＬＣ回路２５とゲイン調節器２６との間に設けられるダイオードＤ２と、ゲイン調節器２６と制限回路２７との間に設けられるダイオードＤ３と、を備える。制限回路２７は、第３増幅回路２８と、制限スイッチＳＷ１と、制限スイッチＳＷ１に並列に接続されるダイオードＤ４と、を備える。

【0026】

上述の各部の制御を行うため、線形増幅器２０は、コントローラ６０を備える。コントローラ６０は、ＣＰＵ６１と、Ｉ／Ｏ６２と、ＲＡＭ６３と、ＲＯＭ６４と、を備える。複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ６０から線形増幅器２０の各部への信号線が省略されている。コントローラ６０は線形増幅器２０の各部にＩ／Ｏ６２を介して接続され、各部の処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。ＣＰＵ６１は、ＲＯＭ６４に記憶されている制御プログラムを実行して、線形増幅器２０の制御を行う。またＩ／Ｏ６２を介して入力されるコマンド、データ等は、処理され、ＲＡＭ６３に一時的に記憶される。ＣＰＵ６１は、ＲＡＭ６３に記憶されたコマンド、データ等を必要に応じて読み出し、線形増幅器２０の制御、パラメータの設定等を行う。

【0027】

上記構成を有する無線局１０が備える変調部１１は、図示しない入力部から入力される送信用データ、例えば、音声データに対して、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換を行ってデジタル信号を生成し、定められた変調方式に従ってデジタル信号を変調して変調信号を生成する。変調方式は、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変調）、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying：周波数偏移変調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）等の任意の変調方式である。変調部１１は、変調信号を第１調節器１２に出力する。

【0028】

第１調節器１２は、保護回路１４を介して線形増幅器２０から供給されるＡＬＣ電圧である第１調節値Ｍ１に応じて、変調信号の振幅を調節する。実施の形態では、第１調節器１２は、減衰量が第１調節値Ｍ１に応じて変化する可変減衰器で構成される。第１調節器１２は、減衰された変調信号を第１増幅回路１３に出力する。

【0029】

保護回路１４が有する固定増幅回路１５は、ゲインが１、換言すれば０ｄＢに設定されている固定ゲイン増幅器で構成される。ダイオードＤ１のアノードは第１調節器１２に接続され、ダイオードＤ１のカソードは固定増幅回路１５に接続される。これにより、線形増幅器２０から供給されるＡＬＣ電圧が負値である場合のみ、ＡＬＣ電圧が第１調節値Ｍ１として第１調節器１２に供給される。

【0030】

第１増幅回路１３は、第１調節器１２で減衰された変調信号を増幅して第１送信信号Ｓ１を生成し、第１送信信号Ｓ１を線形増幅器２０に出力する。第１増幅回路１３のゲインは、無線局１０の目標ゲインに応じて予め定められている。

【0031】

上記構成を有する線形増幅器２０が備える経路切替回路２１ａ，２１ｂは、線形増幅器２０の動作モードに応じて、ループゲイン調節部２９によって切り替えられる。経路切替回路２１ａ，２１ｂは連動する。具体的には、線形増幅器２０が通常モードであるとき、すなわち、無線局１０から供給される第１送信信号Ｓ１から第２送信信号Ｓ２を生成して他の無線局に送信するときには、経路切替回路２１ａは、無線局１０の出力を減衰器２２に接続し、経路切替回路２１ｂは、第２増幅回路２３の出力をアンテナ４１および検出器２４に接続する。線形増幅器２０が調節モードになると、すなわち、無線システム１全体のループゲインの調節が開始されると、経路切替回路２１ａ，２１ｂは、無線局１０の出力を検出器２４に接続する。

【0032】

減衰器２２は、減衰量が可変である可変減衰器で構成される。詳細には、減衰器２２は、無線局１０から経路切替回路２１ａを介して供給される第１送信信号Ｓ１を減衰量ＡＴＴ１に基づいて減衰させ、減衰させた第１送信信号Ｓ１を第２増幅回路２３に出力する。

【0033】

第２増幅回路２３は、減衰器２２で減衰された第１送信信号Ｓ１を増幅して第２送信信号Ｓ２を生成し、第２送信信号Ｓ２を、経路切替回路２１ｂを介してアンテナ４１および検出器２４に出力する。第２増幅回路２３のゲインは、線形増幅器２０の目標ゲインに応じて予め定められている。第２送信信号Ｓ２は、アンテナ４１から他の無線局に送信される。

【0034】

上述のように生成される第２送信信号Ｓ２の電力を所望の値に近づけるために、線形増幅器２０は、無線局１０が備える第１調節器１２での調節量を制御する。具体的には、無線局１０が出力する第１送信信号Ｓ１の電力の増大にともなって、第２送信信号Ｓ２の電力が増大すると、線形増幅器２０は、負値であるＡＬＣ電圧を無線局１０に送る。無線局１０が負値であるＡＬＣ電圧を第１調節器１２に対する第１調節値Ｍ１として用いることで、無線局１０が出力する第１送信信号Ｓ１の電力が低下し、線形増幅器２０が出力する第２送信信号Ｓ２の電力が一定に維持される。

【0035】

検出器２４は、経路切替回路２１ａ，２１ｂを介して無線局１０から入力される第１送信信号Ｓ１の電力または第２増幅回路２３が出力する第２送信信号Ｓ２の電力を検出する。詳細には、検出器２４は、入力信号、具体的には、第１送信信号Ｓ１または第２送信信号Ｓ２を抽出するＣＭ型方向性結合器と、ＣＭ型方向性結合器の出力を検波することで、検出器２４への入力信号の電力を示す検波電圧信号をＡＬＣ回路２５およびループゲイン調節部２９に出力する検波器と、を有する。

【0036】

線形増幅器２０の図示しない操作部の操作に応じた電力目標値Ｗ１が、ＡＬＣ回路２５に入力される。具体的には、線形増幅器２０の操作部の操作によって、該線形増幅器２０の前段に接続されている無線局１０の周波数帯が選択される。選択された周波数帯に応じた電力目標値Ｗ１がＡＬＣ回路２５に入力される。電力目標値Ｗ１は、線形増幅器２０の出力電力の目標値である。

【0037】

ＡＬＣ回路２５は、検出器２４が有する検波器が出力する検波電圧信号が示す検出器２４への入力信号の電力と電力目標値Ｗ１との差を低減させる第２調節値Ｍ２を求める。詳細には、ＡＬＣ回路２５は、電力目標値Ｗ１に応じた電圧目標値を示す電圧信号を出力する信号生成器と、信号生成器が出力する電圧信号が示す電圧目標値と検出器２４が有する検波器が出力する検波電圧信号との差を増幅して第２調節値Ｍ２として出力する差動増幅回路と、を有する。差動増幅回路の出力は、ダイオードＤ２を介して、ゲイン調節器２６に送られる。差動増幅回路の出力は、ループゲイン調節部２９に送られる。

【0038】

無線局１０の出力が経路切替回路２１ａを介して減衰器２２に接続され、第２増幅回路２３の出力が経路切替回路２１ｂを介して検出器２４に接続されているとき、検出器２４が有する検波器は、第２送信信号Ｓ２の電力を示す検波電圧信号をＡＬＣ回路２５に出力する。このとき、ＡＬＣ回路２５が有する差動増幅回路は、第２送信信号Ｓ２の電力と電力目標値Ｗ１との差を低減させる第２調節値Ｍ２を出力する。

【0039】

ダイオードＤ２のアノードは、ゲイン調節器２６に接続され、ダイオードＤ２のカソードは、ＡＬＣ回路２５に接続される。これによりＡＬＣ回路２５が出力する第２調節値Ｍ２が負値であるときにのみ、第２調節値Ｍ２がゲイン調節器２６に送られる。

【0040】

ゲイン調節器２６は、ゲイン調節量ＤＰＯＴに応じて、第２調節値Ｍ２を無線局１０ごとに定められた調節値の目標範囲内の値に調節し、調節した第２調節値Ｍ２’を、ダイオードＤ３を介して制限回路２７に送る。ゲイン調節量ＤＰＯＴは、ゲイン調節器２６でのゲイン、すなわち、増幅率を示す。

【0041】

ダイオードＤ３のアノードは、制限回路２７に接続され、ダイオードＤ３のカソードは、ゲイン調節器２６に接続される。これによりゲイン調節器２６が出力する第２調節値Ｍ２’が負値であるときにのみ、第２調節値Ｍ２’は、制限回路２７に送られる。

【0042】

制限回路２７が有する第３増幅回路２８は、基準電圧ＶＢ１を増幅してＡＬＣ下限値ＶＬ１として出力する。第３増幅回路２８のゲインは、基準電圧ＶＢ１が取り得る値と線形増幅器２０が接続され得る各無線局１０で許容されるＡＬＣ電圧の下限値に応じて定められている。

【0043】

制限スイッチＳＷ１は、ループゲイン調節部２９によって切り替えられる。制限スイッチＳＷ１がオフであって、第２調節値Ｍ２’がＡＬＣ下限値ＶＬ１未満のときは、制限回路２７は、ＡＬＣ下限値ＶＬ１を無線局１０に出力する。制限スイッチＳＷ１がオフであって、第２調節値Ｍ２’がＡＬＣ下限値ＶＬ１以上のときは、制限回路２７は、第２調節値Ｍ２’を無線局１０に出力する。制限スイッチＳＷ１がオンのときは、制限回路２７は、ゲイン調節器２６の出力によらず、ＡＬＣ下限値ＶＬ１を無線局１０に出力する。換言すれば、ＡＬＣ下限値ＶＬ１を下限として制限される第２調節値Ｍ２’がＡＬＣ電圧として無線局１０に供給される。

【0044】

上述のように、線形増幅器２０が出力する第２調節値Ｍ２’は、ＡＬＣ下限値ＶＬ１を下限値として制限され、無線局１０に供給される。第１調節器１２は、ＡＬＣ下限値ＶＬ１を下限値として制限される第２調節値Ｍ２’を第１調節値Ｍ１として用い、第１調節値Ｍ１に応じて変調信号の振幅を調節する。この結果、線形増幅器２０が第１送信信号Ｓ１から生成する第２送信信号Ｓ２の電力が調節される。

【0045】

上記検出器２４が有する検波器が出力する検波電圧信号およびＡＬＣ回路２５が出力する第２調節値Ｍ２がループゲイン調節部２９に入力される。ループゲイン調節部２９は、第２送信信号Ｓ２の電力を一定に維持するために、検波電圧信号および第２調節値Ｍ２に応じて、無線システム１全体のループゲインを調節する。

【0046】

詳細には、ループゲイン調節部２９は、減衰器２２における減衰量を決める減衰量ＡＴＴ１を減衰器２２に出力する。ループゲイン調節部２９は、制限回路２７が出力するＡＬＣ下限値ＶＬ１の基準となる基準電圧ＶＢ１を第３増幅回路２８に出力する。ループゲイン調節部２９は、ゲイン調節器２６における増幅率を決めるゲイン調節量ＤＰＯＴをゲイン調節器２６に出力する。ループゲイン調節部２９は、経路切替回路２１ａ，２１ｂおよび制限スイッチＳＷ１を切り替える。ループゲイン調節部２９は、コントローラ６０と同様に、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏ、ＲＡＭ、およびＲＯＭで構成される。ループゲイン調節部２９は、コントローラ６０の一部の機能として実現されてもよい。

【0047】

線形増幅器２０は、操作部の操作によって調節モードになると、無線システム１全体のループゲインを調節するため、図２に示す減衰量調節処理を開始する。調節モードになると、ループゲイン調節部２９が経路切替回路２１ａ，２１ｂを制御して、経路切替回路２１ａ，２１ｂは、無線局１０の出力を検出器２４に接続する（ステップＳ１１）。調節モードの開始時点で制限スイッチＳＷ１はオフになっているものとする。

【0048】

ループゲイン調節部２９は、ゲイン調節量ＤＰＯＴの絶対値を下限値に設定する（ステップＳ１２）。ループゲイン調節部２９は、絶対値が下限値であるゲイン調節量ＤＰＯＴをゲイン調節器２６に出力する。この結果、ゲイン調節器２６での増幅率が最小となるため、ゲイン調節器２６での減衰量は最大となる。

【0049】

ループゲイン調節部２９は、基準電圧ＶＢ１の絶対値を下限値にし、絶対値が下限値に設定された基準電圧ＶＢ１を第３増幅回路２８に出力する（ステップＳ１３）。例えば、ループゲイン調節部２９は、基準電圧ＶＢ１を０にし、０に設定された基準電圧ＶＢ１を第３増幅回路２８に出力する。

【0050】

上述のようにゲイン調節量ＤＰＯＴおよび基準電圧ＶＢ１が設定された状態では、線形増幅器２０は、無線局１０が備える第１調節器１２を制御することによる第２送信信号Ｓ２の電力の調節を行わない。換言すれば、第１調節器１２における調節量の絶対値は最小である。

【0051】

無線局１０は、送信モードであるか否かを示すモード信号を図示しない信号線を介して線形増幅器２０に供給する。線形増幅器２０は、モード信号に基づいて、無線局１０が送信モードであるか否かを判別する（ステップＳ１４）。無線局１０が送信モードでない間は（ステップＳ１４；Ｎｏ）、線形増幅器２０はステップＳ１４の処理を繰り返す。無線局１０が送信モードになると（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、検出器２４は、経路切替回路２１ａ，２１ｂを介して無線局１０から供給される第１送信信号Ｓ１の電力を検出する（ステップＳ１５）。検出器２４が有する検波器は、第１送信信号Ｓ１の信号レベルを示す検波電圧信号を出力する。

【0052】

ループゲイン調節部２９は、検出器２４が有する検波器から取得した検波電圧信号が示す第１送信信号Ｓ１の信号レベルをメモリに記憶する。第１送信信号Ｓ１の電力が下限電力以上であれば（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）、ループゲイン調節部２９は、第１送信信号Ｓ１の電力に応じた減衰量ＡＴＴ１を、減衰器２２に出力する。この結果、減衰器２２での減衰量が、第１送信信号Ｓ１の電力に応じた減衰量に設定される（ステップＳ１７）。下限電力は、例えば１０Ｗである。ステップＳ１７において、一例として、第１送信信号Ｓ１の電力が１５０Ｗ以上であれば、ループゲイン調節部２９は、－９ｄＢである減衰量ＡＴＴ１を減衰器２２に出力する。第１送信信号Ｓ１の電力が１０Ｗ以上、かつ、１５０Ｗ未満であれば、ループゲイン調節部２９は、－６ｄＢである減衰量ＡＴＴ１を減衰器２２に出力する。ステップＳ１７の処理が完了すると、線形増幅器２０は減衰量の調節処理を終了する。

【0053】

第１送信信号Ｓ１の電力が下限電力未満であれば（ステップＳ１６；Ｎｏ）、ループゲイン調節部２９は、減衰量ＡＴＴ１を減衰器２２に出力せず、線形増幅器２０は減衰量の調節処理を終了する。

【0054】

上述のように、図２に示す減衰量の調節処理によって、第１調節器１２での調節量の絶対値が最小であるときの第１送信信号Ｓ１の電力に応じて減衰量ＡＴＴ１が設定される。

【0055】

上述の減衰量調節処理におけるステップＳ１７の処理が行われると、減衰量ＡＴＴ１が適切に設定されたとみなすことができる。線形増幅器２０は、上述の減衰量調節処理におけるステップＳ１７の処理が行われて減衰量ＡＴＴ１が減衰器２２に出力された場合は、減衰量の調節処理を終了した後、図３に示すＡＬＣ下限値の調節処理を開始する。

【0056】

ＡＬＣ下限値の調節処理が開始されると、ループゲイン調節部２９は、制限スイッチＳＷ１をオンにする（ステップＳ２１）。これにより、ゲイン調節器２６の出力によらず、ＡＬＣ下限値ＶＬ１が無線局１０に出力される。この結果、無線局１０が有する第１調節器１２は、ＡＬＣ下限値ＶＬ１に応じて変調信号の振幅を調節して第１送信信号Ｓ１を生成し、第１送信信号Ｓ１を線形増幅器２０に出力する。

【0057】

検出器２４は、経路切替回路２１ａ，２１ｂを介して無線局１０から供給される第１送信信号Ｓ１の電力を検出する（ステップＳ２２）。

【0058】

第１送信信号Ｓ１の電力が閾値電力以上であって（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、基準電圧ＶＢ１の絶対値が上限値でなければ（ステップＳ２４；Ｎｏ）、ループゲイン調節部２９は、基準電圧の絶対値を増加させる（ステップＳ２５）。換言すれば、負値である基準電圧の値は減少する。閾値電力は、例えば１０Ｗである。ステップＳ２５の処理が完了すると、ステップＳ２２から上述の処理が繰り返される。

【0059】

第１送信信号Ｓ１の電力が閾値電力以上であって（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、基準電圧ＶＢ１の絶対値が上限値であるとき（ステップＳ２４；Ｙｅｓ）、線形増幅器２０はＡＬＣ下限値の調節処理を終了する。

【0060】

第１送信信号Ｓ１の電力が閾値電力未満であって（ステップＳ２３；Ｎｏ）、第１送信信号Ｓ１の電力が直前に検出された第１送信信号の電力値である直前値より減少していれば（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、ループゲイン調節部２９は、基準電圧の絶対値を増加させる（ステップＳ２７）。この結果、負値である基準電圧の値は減少する。ステップＳ２７の処理が完了すると、ステップＳ２２から上述の処理が繰り返される。

【0061】

第１送信信号Ｓ１の電力が閾値電力未満であって（ステップＳ２３；Ｎｏ）、第１送信信号Ｓ１の電力が直前に検出された第１送信信号の電力値である直前値より減少していなければ（ステップＳ２６；Ｎｏ）、ループゲイン調節部２９は、ゲイン調節量ＤＰＯＴの絶対値を上限値に設定する（ステップＳ２８）。ループゲイン調節部２９は、絶対値が上限値であるゲイン調節量ＤＰＯＴをゲイン調節器２６に出力する。ゲイン調節量ＤＰＯＴの絶対値が上限値に設定されると、ゲイン調節器２６での増幅率が最大となるため、ゲイン調節器２６における減衰量は最小となる。第１送信信号Ｓ１の電力が直前に検出された第１送信信号Ｓ１の電力値である直前値より減少していないとは、基準電圧ＶＢ１に基づくＡＬＣ下限値によって、十分に第１送信信号Ｓ１の電力が低減されていて、第１送信信号Ｓ１の電力が最小であることを意味する。

【0062】

ループゲイン調節部２９が経路切替回路２１ａ，２１ｂを切り替えることで、経路切替回路２１ａは、無線局１０の出力を減衰器２２に接続し、第２増幅回路２３の出力をアンテナ４１および検出器２４に接続する（ステップＳ２９）。

【0063】

ループゲイン調節部２９は、制限スイッチＳＷ１をオフにする（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の処理が完了すると、線形増幅器２０はＡＬＣ下限値の調節処理を終了する。上記ＡＬＣ下限値の調節処理によって、ＡＬＣ下限値は、第１送信信号Ｓ１の電力が最小であるときの第１調節器１２に供給される第１調節値Ｍ１に応じた値となる。

【0064】

図３に示すＡＬＣ下限値の調節処理によって、無線局１０の送信が停止されているとみなせる程度に第１送信信号Ｓ１の電力を低下させることを可能とするＡＬＣ下限値ＶＬ１に対応する基準電圧ＶＢ１が設定される。

【0065】

上述のＡＬＣ下限値の調節処理におけるステップＳ２８からＳ３０の処理が行われると、ＡＬＣ下限値に対応する基準電圧ＶＢ１が適切に設定されたとみなすことができる。線形増幅器２０は、上述のＡＬＣ下限値の調節処理におけるステップＳ２８からＳ３０の処理が行われた場合は、ＡＬＣ下限値の調節処理を終了した後、図４に示すＡＬＣゲインの調節処理を開始する。

【0066】

ループゲイン調節部２９は、ゲイン調節量ＤＰＯＴを減少させ、減少させたゲイン調節量ＤＰＯＴをゲイン調節器２６に出力する（ステップＳ３１）。図３に示すステップＳ２８において、ゲイン調節量ＤＰＯＴの絶対値が上限値に設定されている。このため、ゲイン調節器２６での増幅率が最大となり、ゲイン調節器２６における減衰量は最小となる。ループゲイン調節部２９は、図３に示すステップＳ２８において上限値に設定されたゲイン調節量ＤＰＯＴの絶対値を、図４に示すステップＳ３１において減少させる。

【0067】

ループゲイン調節部２９は、ＡＬＣ回路２５が出力する第２調節値Ｍ２と目標範囲の中央値とを比較する（ステップＳ３２）。図３のステップＳ２９によって経路切替回路２１ａ，２１ｂが切り替えられると、検出器２４が有する検波器は、第２送信信号Ｓ２の電力を示す検波電圧信号を出力する。このとき、ＡＬＣ回路２５が有する差動増幅回路は、第２送信信号Ｓ２の電力と電力目標値Ｗ１との差を低減させる第２調節値Ｍ２を出力する。図４に示すように、第２調節値Ｍ２が目標範囲の中央値より大きく（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、かつ、第２調節値Ｍ２が目標範囲の上限値以下であれば（ステップＳ３３；Ｙｅｓ）、第２調節値Ｍ２が無線局１０ごとに定められた目標範囲内にあるため、ループゲイン調節部２９は、ＡＬＣゲイン調節処理を終了する。

【0068】

第２調節値Ｍ２が目標範囲の中央値より大きく（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、かつ、第２調節値Ｍ２が目標範囲の上限値より大きければ（ステップＳ３３；Ｎｏ）、ループゲイン調節部２９は、目標範囲にある過去に求められた第２調節値Ｍ２に対応するゲイン調節量ＤＰＯＴをゲイン調節器２６に出力し、ゲイン調節器２６における調節量は、該第２調節値Ｍ２に対応する値に設定される（ステップＳ３４）。なおループゲイン調節部２９は、第２調節値Ｍ２と該第２調節値Ｍ２に対応するゲイン調節量ＤＰＯＴをメモリに記憶しておく。

【0069】

第２調節値Ｍ２が目標範囲の中央値以下であって（ステップＳ３２；Ｎｏ）、ゲイン調節量の絶対値が下限値であれば（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、ステップＳ３４の処理が行われる。第２調節値Ｍ２が目標範囲の中央値以下であって（ステップＳ３２；Ｎｏ）、ゲイン調節量の絶対値が下限値でなければ（ステップＳ３５；Ｎｏ）、ステップＳ３１から上述の処理が繰り返される。

【0070】

上述のように、図４に示すＡＬＣゲインの調節処理によって、ゲイン調節器２６で調節された第２調節値Ｍ２’が無線局１０ごとに定められた目標範囲内の値になるように、ゲイン調節量ＤＰＯＴが設定される。詳細には、ゲイン調節器２６は、ＡＬＣ回路２５で求められた第２調節値Ｍ２を、該第２調節値Ｍ２を目標範囲の中央値に近づけるためのゲイン調節量に応じて調節し、調節した第２調節値Ｍ２’を出力する。

【0071】

以上説明した通り、実施の形態に係る線形増幅器２０によれば、減衰器２２の減衰量に対応する減衰量ＡＴＴ１、ＡＬＣ下限値ＶＬ１に対応する基準電圧ＶＢ１、およびゲイン調節器２６の増幅率を決定するゲイン調節量ＤＰＯＴをループゲイン調節部２９によって調節することで、第２送信信号Ｓ２の電力が一定に維持される。これにより、前段の無線局１０の増幅特性に応じて、第２送信信号Ｓ２の電力を維持することが可能である。

【0072】

本発明は、上述の実施の形態の例に限られない。線形増幅器２０は、以上説明した以外に様々な変形が可能である。

【0073】

第１に、線形増幅器２０は、操作部の操作に応じてゲイン調節量ＤＰＯＴを設定してもよい。一例として、線形増幅器２０は、ゲイン調節量に関する操作部の操作量に応じて、ゲイン調節量ＤＰＯＴの値を示すデータを取得し、取得したデータに基づいたゲイン調節量ＤＰＯＴをゲイン調節器２６に送る。このとき、操作部を操作するユーザは、ＡＬＣ回路２５の出力を表示するＡＬＣメータを見ながら、ＡＬＣメータの中央に設けられる目標範囲にＡＬＣ回路２５が出力する第２調節値Ｍ２が位置するように、操作部を操作する。ゲイン調節器２６は、上記操作部の操作量に応じたゲイン調節量ＤＰＯＴに基づいて第２調節値Ｍ２を調節し、調節した第２調節値Ｍ２’を出力する。

【0074】

第２に、減衰器２２は、減衰量が固定されている減衰器で構成されてもよい。この場合、線形増幅器２０は、図２に示す減衰量の調節処理を行わずに、図３に示すＡＬＣ下限値の調節処理および図４に示すＡＬＣゲインの調節処理を行えばよい。

【0075】

第３に、線形増幅器２０が接続され得る各無線局１０が許容できるＡＬＣ電圧に大きな違いがない場合は、第３増幅回路２８は、固定値である基準電圧ＶＢ１を定められたゲインに従って増幅し、ＡＬＣ下限値ＶＬ１を出力すればよい。この場合、線形増幅器２０は、図３に示すＡＬＣ下限値の調節処理を行わずに、図２に示す減衰量の調節処理および図４に示すＡＬＣゲインの調節処理を行えばよい。

【0076】

第４に、線形増幅器２０が接続され得る各無線局１０の増幅特性に大きな違いがなく、同一レベルの第２送信信号Ｓ２を得るための第１調節値Ｍ１が同じとみなせる場合は、第３増幅回路２８は、固定値であるゲイン調節量ＤＰＯＴに従って第２調節値Ｍ２を調節し、調節した第２調節値Ｍ２’を出力すればよい。この場合、線形増幅器２０は、図４に示すＡＬＣゲインの調節処理を行わずに、図２に示す減衰量の調節処理および図３に示すＡＬＣ下限値の調節処理を行えばよい。

【0077】

第５に、ループゲイン調節部２９は、無線局１０の出力の低減を指示する低減指示信号を取得すると、制限スイッチＳＷ１をオンにしてもよい。この結果、ＡＬＣ下限値ＶＬ１が無線局１０に第１調節値Ｍ１として供給される。例えば、無線局１０の出力を監視している監視装置が第１送信信号Ｓ１の異常を検出したときに、低減指示信号を線形増幅器２０が備えるループゲイン調節部２９に送ればよい。この結果、無線局１０の電力が十分に小さい値、例えば、１Ｗ以下の値まで低減される。

【0078】

無線局１０の回路構成は、上述の例に限られず、変調信号から第１送信信号Ｓ１を生成する回路であれば任意である。一例として、無線局１０は、変調部１１で生成される変調信号を定められた減衰量に従って減衰し、第１調節器１２に出力する無線局側減衰器をさらに備えてもよい。

【0079】

線形増幅器２０の回路構成は、上述の例に限られず、第１送信信号Ｓ１を増幅して第２送信信号Ｓ２を生成する回路であれば任意である。一例として、線形増幅器２０は、第１送信信号Ｓ１の周波数変換を行うミキサをさらに備えてもよい。

【0080】

無線システム１の構成は、上述の例に限られない。一例として、無線システム１は、上述の送信機能に加えて、受信機能を有してもよい。

【0081】

その他、上述のハードウェア構成および回路構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ 無線システム
１０ 無線局
１１ 変調部
１２ 第１調節器
１３ 第１増幅回路
１４ 保護回路
１５ 固定増幅回路
２０ 線形増幅器
２１ａ，２１ｂ 経路切替回路
２２ 減衰器
２３ 第２増幅回路
２４ 検出器
２５ ＡＬＣ回路
２６ ゲイン調節器
２７ 制限回路
２８ 第３増幅回路
２９ ループゲイン調節部
４１ アンテナ
５０，６０ コントローラ
５１，６１ ＣＰＵ
５２，６２ Ｉ／Ｏ
５３，６３ ＲＡＭ
５４，６４ ＲＯＭ
ＡＴＴ１ 減衰量
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４ ダイオード
ＤＰＯＴ ゲイン調節量
Ｍ１ 第１調節値
Ｍ２，Ｍ２’ 第２調節値
Ｓ１ 第１送信信号
Ｓ２ 第２送信信号
ＳＷ１ 制限スイッチ
ＶＢ１ 基準電圧
ＶＬ１ ＡＬＣ下限値
Ｗ１ 電力目標値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】