JP2022164302A - amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、増幅装置に関し、特に無線通信で使用される増幅装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an amplifier, and more particularly to an amplifier used in wireless communication.
送信電力が比較的少ない無線通信機は、外部に送信電力を増幅する増幅装置を備える場合がある。増幅装置は、無線通信機が送信の場合に無線通信機から出力される送信信号を増幅装置内部の増幅回路で増幅してアンテナに伝送し、無線通信機が受信の場合にアンテナで受信した受信信号を増幅回路の迂回回路を介して無線通信機に伝送する必要がある。そのため、無線通信機の送受信に連動して、増幅装置内の経路を切り替える必要がある。 A wireless communication device with relatively low transmission power may be provided with an external amplifier that amplifies the transmission power. The amplification device amplifies the transmission signal output from the wireless communication device when the wireless communication device is transmitting with the amplifier circuit inside the amplification device and transmits it to the antenna, and when the wireless communication device is receiving, the received signal is received by the antenna. The signal must be transmitted to the radio through a roundabout circuit of the amplifier circuit. Therefore, it is necessary to switch the path in the amplifier in conjunction with the transmission and reception of the wireless communication device.
信号経路のスイッチング機能を有する電力増幅器を用いて、送信時に求められる送信機の出力レベルが電力増幅器を必要とするレベルの場合と、電力増幅器を必要としないレベルの場合とで経路を切り替えと共に電源回路による電源供給も切り替える技術が開示されている。(特許文献1参照)。しかし、外部に送信電力を増幅する増幅装置を備える場合、無線通信機の送受信に連動して、増幅装置内の経路を切り替えるための制御線を別途必要とする。また、無線通信機の送受信に連動して、増幅装置内の経路を切り替える方式として、増幅装置内に、無線通信機からの送信信号を検出して増幅装置内の経路を切り替えるキャリアコントロールという方式が従来から存在する。 Using a power amplifier having a signal path switching function, the output level of the transmitter required at the time of transmission is a level that requires a power amplifier and a level that does not require a power amplifier. A technique is disclosed that also switches the power supply by the circuit. (See Patent Document 1). However, when an amplifier for amplifying transmission power is provided externally, a separate control line is required for switching paths within the amplifier in conjunction with transmission and reception of the wireless communication device. In addition, as a method of switching the path in the amplifier in conjunction with the transmission and reception of the wireless communication device, there is a method called carrier control in which the transmission signal from the wireless communication device is detected in the amplifier and the path in the amplifier is switched. exist from the past.
しかしながら、特許文献1に記載の技術を用いて増幅装置内の経路を変更する場合、無線信号を伝送する同軸ケーブル以外に無線通信機から増幅装置を制御する制御信号用のケーブルを別途必要とする。また、前記したキャリアコントロール方式では、増幅装置内の経路を変更する場合、無線通信機から増幅装置を制御する制御用信号用のケーブルを必要としないが、無線通信機が送信を開始し、増幅装置の増幅器を介した送信に切り替わるまでの間に、信号の瞬断が生じるため不要輻射を発生してしまうという問題があった。 However, when changing the path in the amplifier device using the technique described in Patent Document 1, a separate control signal cable for controlling the amplifier device from the wireless communication device is required in addition to the coaxial cable for transmitting the wireless signal. . Further, in the carrier control method described above, when changing the path in the amplifier, the control signal cable for controlling the amplifier from the wireless communication device is not required. There is a problem that unnecessary radiation occurs due to momentary interruption of the signal before switching to transmission via the amplifier of the device.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、キャリアコントロール方式による増幅装置の不要輻射を抑制する技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique for suppressing unwanted radiation in an amplifier using a carrier control method.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の増幅装置は、入力信号を増幅する増幅回路と、前記入力信号の振幅を制限する振幅制限回路と、前記増幅回路を介した経路と前記振幅制限回路を介した経路との接続を切り替える切り替え回路と、前記入力信号を検出し、前記入力信号を検出した場合に前記切り替え回路に対して、前記振幅制限回路を介した経路から前記増幅回路を介した経路に接続を切り替えるよう制御する切り替え制御回路と、を備えること、を特徴とする。 In order to solve the above problems, an amplifier device according to one aspect of the present invention includes an amplifier circuit that amplifies an input signal, an amplitude limiting circuit that limits the amplitude of the input signal, a path through the amplifier circuit and the amplitude. a switching circuit that switches connection with a path through the amplitude limiting circuit; and a switching circuit that detects the input signal and, when the input signal is detected, switches the amplifier circuit from the path through the amplitude limiting circuit to the switching circuit. and a switching control circuit that controls switching of connection to a path through the network.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Any combination of the above constituent elements, and any conversion of expressions of the present invention into methods, devices, systems, recording media, computer programs, etc. are also effective as embodiments of the present invention.
本発明によれば、キャリアコントロール方式による増幅装置の不要輻射を抑制する技術を提供することすることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for suppressing unwanted radiation from an amplifier using a carrier control method.
本発明について添付図面を参照して説明する。図1は、増幅装置を接続した無線通信設備の概略図である。無線通信設備100は、無線通信機1と、増幅装置2と、アンテナ3とを備える。 The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of wireless communication equipment to which an amplifier is connected. A wireless communication device 100 includes a wireless communication device 1 , an amplifier device 2 , and an antenna 3 .
無線通信設備100は、無線通信機1の送受信コネクタと増幅装置2のコネクタ(入力端子)が同軸ケーブルで接続され、増幅装置2のコネクタ(出力端子)とアンテナ3のコネクタとが同軸ケーブルで接続されている。また、これ以外に、図示しない電源部を有し、無線通信機1および増幅装置2に必要な電力を供給している。なお、入力端子や出力端子等の入力および出力の表記に関しては、送信信号の向きに対しての定義である。 In the wireless communication equipment 100, the transmission/reception connector of the wireless communication device 1 and the connector (input terminal) of the amplifier device 2 are connected with a coaxial cable, and the connector (output terminal) of the amplifier device 2 and the connector of the antenna 3 are connected with a coaxial cable. It is In addition to this, it has a power supply section (not shown), which supplies necessary power to the wireless communication device 1 and the amplifier device 2 . It should be noted that the notations of input and output such as input terminals and output terminals are definitions for the directions of transmission signals.
無線通信機1は、無線周波数の電波を送受信して、音声、画像、位置情報等様々な情報の通信を行うトランシーバである。図は携帯型のトランシーバとして記載しているが、車載用のトランシーバ、屋内用のトランシーバであってもよい。 The wireless communication device 1 is a transceiver that transmits and receives radio frequency waves to communicate various information such as voice, images, and positional information. Although the figure shows a portable transceiver, it may be a vehicle-mounted transceiver or an indoor transceiver.
増幅装置2は、無線通信設備100の送信出力を、無線通信機1のみで送信する場合の送信出力より大きい送信出力とするための装置である。詳細には、増幅装置2は、無線通信機1の送信信号を増幅して、アンテナ3へ供給する装置である。さらに、増幅装置2は、アンテナ3から伝送される受信信号を、無線通信機1に伝送する機能を備える。また、増幅装置2は、無線通信機1の送信信号の増幅を行わずアンテナ3に供給する機能を備えてもよい。 The amplifier device 2 is a device for increasing the transmission output of the wireless communication equipment 100 to be greater than the transmission output of the wireless communication device 1 alone. Specifically, the amplifier 2 is a device that amplifies the transmission signal of the wireless communication device 1 and supplies it to the antenna 3 . Further, the amplifier device 2 has a function of transmitting a received signal transmitted from the antenna 3 to the wireless communication device 1 . Further, the amplifier device 2 may have a function of supplying the transmission signal of the wireless communication device 1 to the antenna 3 without amplifying it.
アンテナ3は、増幅装置2から供給される送信信号を電波として出力する。また、アンテナ3は、受信した電波を受信信号に変換する。 The antenna 3 outputs the transmission signal supplied from the amplifier 2 as radio waves. Also, the antenna 3 converts the received radio wave into a received signal.
増幅装置2に関して、図2を用いて説明する。図2は増幅装置2の構成図である。増幅装置2は、増幅回路20と、迂回回路21と、切り替え回路22(221、222)と、切り替え制御回路23とを備える。増幅回路20は、無線通信機1の送信出力信号を増幅し、無線通信機1の送信出力より大きい送信出力とするための増幅器である。例えば、無線通信機1の送信出力を5Wとした場合、増幅回路20は、無線通信機1の送信信号を20Wまで増幅する。
The amplifier device 2 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of the amplifier 2. As shown in FIG. The amplifier device 2 includes an
迂回回路21は、アンテナ3からの受信信号を無線通信機1に伝送するための経路である。また、迂回回路21は、増幅装置2の増幅回路20による送信信号の増幅を必要としない場合、つまり無線通信装置1の送信出力でアンテナ3から出力する場合に、アンプを迂回する経路としてもよい。
The
切り替え回路22は、入力端子C1に対して、増幅回路20と迂回回路21とを切り替える入力側の切替回路221と、出力端子C2に対して、増幅回路20と迂回回路21とを切り替える出力側の切り替え回路222とを備える。入力側の切り替え回路221は、無線通信機1から出力される送信信号を、増幅回路20に供給するか、迂回回路21に供給するかを切り替える。出力側の切り替え回路222は、増幅回路20により増幅された送信信号をアンテナに供給するか、迂回回路21を経由して伝送された無線通信機1の送信信号をアンテナ3に伝送するかを切り替える。また、入力側切り替え回路221および出力側切り替え回路222は、アンテナ3からの受信信号を無線通信機1に伝送する場合には、無線通信機1とアンテナ3とを迂回回路21を介して接続する。以降切り替え回路22の切り替え先に関して、増幅回路側、または迂回回路側と表記する。
The
切り替え制御部23は、無線通信機10から出力される送信信号を検出して、送信信号が検出された場合に、切り替え回路22を増幅回路側に切り替える。つまり増幅装置2は、キャリアコントロール方式により増幅装置2における送信と受信とを切り替える。「送信信号を検出」と上記したが、信号検出に要する時間の送信信号は搬送波(キャリア)のみで情報を乗せることは意味が無いため、以降「キャリアを検出」と記載する場合もあるが、意味は同じである。また「受信」とは信号を受信している状態であり、信号を受信していない状態は厳密には「待ち受け」(スタンバイ)ではあるが、特に指定なき場合、「受信」と記載する。
The
キャリアコントロール方式は、無線通信機1のキャリアを利用して増幅装置2の経路を迂回回路側から増幅回路側に切り替える。詳細には、キャリアコントロール方式は、無線通信機1から送信されるキャリアの一部を検波して整流し、キャリアのレベルに応じた直流電圧を得る。さらに、キャリアコントロール方式は、得られた直流電圧が所定の値を超えた場合に、切り替え回路21を増幅回路側に切り替える。なお、キャリアコントロール方式は、周知の技術である。
In the carrier control method, the carrier of the wireless communication device 1 is used to switch the path of the amplifier device 2 from the detour circuit side to the amplifier circuit side. Specifically, the carrier control method detects and rectifies part of the carrier transmitted from the wireless communication device 1 to obtain a DC voltage corresponding to the level of the carrier. Furthermore, the carrier control method switches the
キャリアコントロール方式は、増幅装置2内の送信受信に対応する経路や動作を変更する場合、無線通信機1から増幅装置2を制御するための制御信号用のケーブルを必要としないが、以下のような現象が生じる。 The carrier control method does not require a control signal cable for controlling the amplification device 2 from the wireless communication device 1 when changing the path or operation corresponding to transmission and reception in the amplification device 2, but as follows. phenomenon occurs.
(1)無線通信機1からの送信信号を検出するまでの時間、送信信号が増幅回路20を迂回する迂回回路21を介してアンテナに供給され、
(2)さらに、無線通信機1からの送信信号が迂回回路21を介してアンテナ3に供給されている途中で、切り替え制御回路23が送信信号を検出することにより切り替え回路22が動作するため、一旦、送信信号の経路が迂回回路21から解放され、
(3)その後、切り替え回路22の切り替え動作が完了して、無線通信機1からの送信信号は、増幅回路20に供給され、増幅回路20により増幅された送信信号をアンテナ3に供給する経路に切り替わることから、アンテナ3に供給される送信信号は、切り替え回路22が迂回回路21から増幅回路20に切り替わる間、送信信号は途切れる。つまり、送信信号は、送信開始の過程で瞬断する。
(1) The transmission signal is supplied to the antenna via the
(2) Furthermore, while the transmission signal from the wireless communication device 1 is being supplied to the antenna 3 via the
(3) After that, the switching operation of the
そのため、無線通信機1が送信を開始し、増幅装置2の増幅回路を介した送信に切り替わるまでの間に、送信信号が瞬断し、送信信号の瞬断による不要輻射を発生してしまうという問題があった。 As a result, the transmission signal is momentarily interrupted during the period from when the wireless communication device 1 starts transmission until it switches to transmission via the amplifier circuit of the amplifier device 2, and unnecessary radiation is generated due to the momentary interruption of the transmission signal. I had a problem.
前記した不要輻射は、信号の瞬断により生じる不要輻射のため広帯域にわたって生じる。また、アンテナ3に供給される瞬断直前および瞬断直後の電力が大きい程、不要輻射のレベルは大きくなる。よって、送信開始時の不要輻射を抑制するには、瞬断前後においてアンテナ3に供給される電力を低減する必要がある。以下、複数の実施形態により、キャリアコントロール方式による切り替えにおける不要輻射を抑制する技術を説明する。 The unnecessary radiation described above occurs over a wide band due to the unnecessary radiation caused by the momentary interruption of the signal. Further, the level of unwanted radiation increases as the power supplied to the antenna 3 immediately before and after the momentary interruption increases. Therefore, in order to suppress unnecessary radiation at the start of transmission, it is necessary to reduce the power supplied to the antenna 3 before and after the instantaneous interruption. Techniques for suppressing unnecessary radiation in switching by the carrier control method will be described below according to a plurality of embodiments.
(実施形態1)
本発明の実施形態1に係る増幅装置20に関して、図3を用いて説明する。図3は、増幅装置20の構成図である。先に図2で説明した増幅装置20に対して、実施形態1に係る増幅装置2は、迂回回路21を振幅制限回路24とし、さらに、増幅回路20の増幅度を制御する増幅制御回路25を備える。
(Embodiment 1)
An
増幅装置2は、キャリアコントロール方式により送信状態と待ち受け状態とを切り替える。無線通信機1からのキャリアを検出して増幅装置2内の経路を増幅回路20により送信信号を増幅して出力する送信経路に切り替える。つまり切り替え制御回路23がキャリアを検出し、切り替え制御回路23が切り替え回路22に対して振幅制限回路24(迂回経路)から増幅回路20(増幅経路)に経路を切り替える経路切り替え信号を出力する。増幅装置20は、この経路切り替え信号の立ち上がりから送信動作に移行する。増幅装置2は、経路切り替え信号の出力の開始の際、増幅制御回路25により増幅回路20の増幅度を制御し、その後、増幅制御回路25により増幅回路20の増幅度を徐々に増加させ、所定時間をかけて通常の増幅度に達するように制御し送信信号を出力する。
The amplifying device 2 switches between a transmission state and a standby state by a carrier control method. A carrier from the wireless communication device 1 is detected, and the path in the amplifier 2 is switched to a transmission path for amplifying the transmission signal by the
振幅制限回路24は、増幅回路20の迂回経路であり、入力側切り替え回路221と出力側切り替え回路222間で伝送される信号の振幅を制限する。具体的には、振幅制限回路24は、図4に示すように伝送経路に伝送される信号の振幅を制限する振幅制限素子を備える。振幅制限素子は、例えば双方向ダイオードであって、双方向ダイオードを接地電位との間に介在させる。よって、伝送される信号の電圧振幅は、ダイオードの順方向電圧により制限される。振幅制限素子は、2つのダイオードの向きを変えて配置してもよく、特性がそろっているものが望ましい。また、振幅制限回路24は、無線通信機1が受信状態の場合に、アンテナ3で受信した受信信号を、無線通信機1に伝送する。受信信号の電圧振幅は、振幅制限回路24の振幅制限回路24が制限する振幅電圧対して圧倒的に小さいため、振幅制限回路24を介して無線通信機1が受信を行うことに問題は無い。
The
増幅制御回路25は、送信開始から所定時間、増幅回路20の増幅度を制御する。そのため増幅回路20は、所定の信号により増幅度を変更可能なゲインコントロール機能を備える。増幅制御回路25は、増幅回路20に増幅度を変化させるための増幅度制御信号を出力する。
The
本発明の実施形態1に係る増幅装置20が、キャリアコントロール方式による切り替えにおいて不要輻射を抑制する動作を詳細に説明するにあたり、図5を用いて、増幅装置2における送信動作の開始に際の各信号の変化を説明する。図5は、無線通信機1の送信開始により出力される送信信号の立ち上がりを基準「t0」としたタイムチャートであり、それぞれ無線通信機1の送信信号の変化、切り替え制御回路23におけるキャリア検出の検波信号の変化、切り替え制御回路23による経路切り替え信号の変化、切り替え回路22の状態変化、増幅制御回路25から主力される増幅度制御信号の変化、増幅装置2から出力される送信信号の変化を示している。
In describing in detail the operation of the
無線通信機1が、送信を開始する。無線通信機1送信を開始したことにより無線通信装置1から出力された送信信号が、増幅装置2に入力される。送信信号は、切り替え回路22により振幅制限回路24を介してアンテナ3に伝送される。また、送信信号の一部は、切り替え制御回路23に入力される。図5に示すように、無線通信機1の送信信号は送信開始の「t0」から徐々にキャリアの振幅レベルが増加する。
The wireless communication device 1 starts transmission. A transmission signal output from the wireless communication device 1 is input to the amplifying device 2 by starting transmission of the wireless communication device 1 . A transmission signal is transmitted to the antenna 3 by the switching
切り替え制御回路23は、送信信号のキャリアを検波、整流し、キャリアの振幅レベルに応じた直流電圧である検波信号に変換する。図5の「切り替え制御回路・検波信号」に示す検波信号は、時間経過に伴ってキャリアの振幅レベルの増加するため、その電圧値は上昇する。さらに切り替え制御回路23は、所定の電圧値と、検波信号の電圧値を比較し、検波信号の電圧値が所定の電圧値以上となった場合に、前記した経路切り替え信号を出力する。増幅装置2が送信状態となるまでの時間は短いことが望ましく、また増幅装置2を送信状態とするために必要な無線通信機1の送信出力は低い方が望ましいため、所定の電圧値は、ノイズの影響を受けない程度にまで低く設定することが望ましい。また、所定の電圧値は、後述する振幅制限回路24により振幅レベルが制限されたキャリアの振幅レベルにより生成される検波信号より低く設定される。
The switching
切り替え制御回路23が、経路切り替え信号が出力されるタイミングを「t1」とする。前記したように、この「t1」のタイミングで増幅装置2は、送信状態への移行を開始する。経路切り替え信号は、切り替え回路22、増幅制御回路25に伝送される。
The timing at which the
切り替え回路221は、経路切り替え信号によりコネクタC1に伝送されている送信信号を、振幅制限回路24から、増幅回路20に切り替える。また、切り替え回路222は、コネクタC2へ伝送する信号を振幅制限回路24より伝送される信号から、増幅回路より伝送される信号に切り替える。しかしながら切り替え回路22は、経路切り替え信号により瞬時に切り替わることはないため、図5の「切り替え回路」に「受信」と記載したコネクタC1側と振幅制限回路24側との接続状態(受信状態)の期間T1、「解放」と記載したコネクタC1側が解放され、振幅制限回路24側と増幅回路20側とのいずれの経路にも接続していない解放状態の期間T2、これら2つの期間T1およびT2を経過後、切り替え回路221は、増幅装置20側との接続状態(送信状態)に切り替わる。切り替え回路222も同様にT1、T2の期間を経てコネクタC2側は、増幅回路20側に切り替わる。
The
図5に示すように、「無線通信機・送信信号」のキャリアの振幅レベルが振幅制限回路24の振幅制限素子により振幅制限を開始するタイミングを「t2」とする。また期間T1の終了タイミング(期間T2の開始タイミング)は、「t3」とする。さらに期間T2の終了タイミングは、「t4」とする。以上から無線通信機1から出力された送信信号は、「t0」から「t3」まで切り替え回路22は受信状態であるため、振幅制限回路24を介してアンテナ3に供給される。図5の「増幅装置・送信信号」は、アンテナ3に供給される電力の振幅レベルの変化であり、コネクタC2から出力される電力の振幅レベルの変化を示している。図5に示す「増幅装置・送信信号」は、「t3」までは、振幅制限回路24を介して無線通信機1の送信信号が振幅制限されて伝送されるため、無線通信機1の通常の送信出力の振幅レベルより小さくなる。図5の「A」に振幅制限回路24の振幅制限機能により振幅制限を行わない場合を破線で示す。よって「t3」のタイミングで切り替え回路22が解放状態となる直前までの振幅レベルを低減することができる。
As shown in FIG. 5, the timing at which the amplitude level of the carrier of the "wireless communication device/transmission signal" starts to be limited by the amplitude limiting element of the
経路切り替え信号は、増幅制御回路25にも伝送される。増幅制御回路25は、増幅回路20に、増幅回路20の増幅度(ゲイン)を設定する増幅度制御信号を出力する。図5に示すように、増幅制御回路25は、経路切り替え信号のタイミング「t1」移行の所定時間から、所定の時間をかけて、増幅回路20のゲインを上昇させる。増幅制御回路25が増幅回路20に設定するゲインの初期値や、時間とゲインとの傾きやカーブといった特性は設計事項ではある。しかし、切り替え回路22が送信状態となる「t4」のタイミングにおいて、増幅制御回路25が増幅回路2に設定するゲインは、ゲインの上昇過程であり、また、「t4」を所定時間経過してからゲインは最大とする必要がある。増幅制御回路25が増幅回路2に設定するゲインは、期間T2内で最小ゲインの状態から増加を開始することが望ましい。
The path switching signal is also transmitted to the
一方、図5に示すように、「無線通信機・送信出力」は、「t3」の時点で切り替え回路22が解放状態となるので、振幅制限回路24による振幅制限は行われなくなり、無線通信機1本来の送信開始時の振幅レベルに復帰し、無線通信機1に設定されていた送信出力に向かって増加する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the switching
「t4」直後の「増幅装置・送信信号」の振幅レベルは、「t4」における無線通信機1の送信出力の振幅レベルを、増幅制御回路25が設定したゲイン設定に基づいて増幅回路20が増幅した振幅レベルとなる。「t4」直後の送信信号の振幅レベルが「t3」直前の送信信号の振幅レベルと同等以下となるように、増幅制御回路25は、増幅回路20に適切なゲインを設定する。
The amplitude level of the "amplifier/transmission signal" immediately after "t4" is obtained by amplifying the amplitude level of the transmission output of the wireless communication device 1 at "t4" by the
先に説明したように、瞬断の前後の送信出力、つまり「t3」直前の送信出力の振幅レベルと、「t4」直後の送信出力の振幅レベルを下げることにより不要輻射を抑制することが出来る。本発明の実施形態1の増幅装置2は、「t3」直前の送信出力の振幅レベルは振幅制限回路24の振幅制限機能(振幅制限回路24)により制限し、「t4」直後の送信出力の振幅レベルは増幅制御回路25の増幅度制御信号により制限することにより、キャリアコントロール方式の送受信の切り替えに伴う瞬断の前後の送信出力を低減し、不要輻射を抑制することが出来る。
As described above, unnecessary radiation can be suppressed by lowering the amplitude level of the transmission output before and after the momentary interruption, that is, the amplitude level of the transmission output immediately before "t3" and the amplitude level of the transmission output immediately after "t4". . In the amplifying device 2 according to the first embodiment of the present invention, the amplitude level of the transmission output immediately before "t3" is limited by the amplitude limiting function (amplitude limiting circuit 24) of the
(実施形態2)
一般的に無線通信は、その通信に必要な最小限の送信出力で送信することが望ましいとされる。そのため、無線通信設備100の形態はそのままで、増幅装置2による送信出力の増加を必要としない場合もある。具体的には、増幅装置2は、増幅装置2による送信出力の増加を必要としない場合、キャリアコントロールによる切り替え動作を止め、無線通信機1からの送信信号を迂回させアンテナ3に供給する必要がある。しかしながら、本発明の実施形態1では、迂回経路に振幅制限機能を有すため、増幅装置2を接続したまま、キャリアコントロールによる切り替え動作を止めても、無線通信機1の送信信号をアンテナ3から出力することができない。
(Embodiment 2)
In general, it is desirable for wireless communication to transmit with the minimum transmission power required for the communication. Therefore, it may not be necessary to increase the transmission output of the amplifying device 2 without changing the configuration of the wireless communication equipment 100 . Specifically, when the amplification device 2 does not need to increase the transmission output of the amplification device 2, it is necessary to stop the switching operation by carrier control and bypass the transmission signal from the wireless communication device 1 to supply it to the antenna 3. be. However, in Embodiment 1 of the present invention, since the detour path has an amplitude limiting function, even if the switching operation by carrier control is stopped while the amplifier device 2 is connected, the transmission signal of the wireless communication device 1 is transmitted from the antenna 3. cannot output.
本発明の実施形態2に係る増幅装置2Aの構成を図6に示す。実施形態2に係る増幅装置2Aは、実施形態1の構成に加え、第2切り替え回路32(321、322)、迂回回路31、フィルタ回路30および第2切り替え制御回路33、を備える。第1実施形態における切り替え回路は、第2実施形態においては第1切り替え回路22(221、222)とし、第1実施形態における切り替え制御回路23は、第2実施形態においては第1切り替え回路23とする。
FIG. 6 shows the configuration of an amplifier 2A according to Embodiment 2 of the present invention. An amplifier device 2A according to the second embodiment includes a second switching circuit 32 (321, 322), a bypass circuit 31, a
第2切り替え制御回路33は、第2切り替え回路32を、迂回回路31を介して無線通信機1とアンテナ3とを接続する経路(迂回経路)を選択するか、増幅回路20または振幅制限回路24のいずれかを介して無線通信機1とアンテナ3とを接続する経路(増幅経路)を選択するかを切り替える。また、第2切り替え制御回路33は、迂回経路を選択する場合に、増幅回路20、第1切り替え回路22、第1切り替え制御回路23、増幅制御回路25への電源の供給を停止してもよい。第2切り替え制御回路33が、迂回経路を選択する場合には迂回選択信号を出力し、増幅経路を選択する場合には増幅選択信号を出力する。
The second
第2切り替え回路32は、第2切り替え回路321が入力側(コネクタC1側)に配置され、第2切り替え回路322が出力側(コネクタC2側)に配置される。第2切り替え回路32は、第2切り替え制御回路33から出力される迂回選択信号または増幅選択信号により無線通信機1とアンテナ3とを接続する経路を切り替える。
In the
迂回回路31は、第2切り替え制御回路33が迂回選択信号を出力し、第2切り替え回路32が迂回経路を選択した場合に無線通信機1とアンテナ3とを接続する経路となる回路である。迂回回路31は、特に回路部品を必要とはしないが、高周波の送信信号または受信信号が通過するため、伝送ロスの少ない経路とする必要がある。迂回回路31は、必要に応じて、同軸ケーブルといった部品を用いてもよい。
The detour circuit 31 is a circuit that connects the wireless communication device 1 and the antenna 3 when the second
フィルタ回路30は、増幅回路20が発生する高調波を抑制する。フィルタ回路30は、例えばローパスフィルタであるが、その特性は、増幅回路20が増幅可能な周波数帯の高調波を抑制するようにカットオフ周波数は設定されている。フィルタ回路30は、増幅経路の増幅回路20の出力側に配置される。詳細には、フィルタ回路30は、切り替え回路222と切り替え回路322との間に配置される。つまりフィルタ回路30は、第2迂回回路の経路には介在しない。そのため、迂回経路は、増幅回路20が増幅可能な周波数帯以外の信号の伝送が可能である。例えば、無線通信機1の送信周波数が増幅回路20により増幅可能な周波数帯以外の周波数帯を備えている場合であって、無線通信機1の送信周波数が増幅回路20により増幅可能な周波数帯以外の周波数帯で通信を行う場合、増幅装置20Aは、第2迂回回路介して通信を行うことができる。無線通信機1が増幅回路20により増幅可能な周波数帯域外の周波数帯域での通信ができない場合は、フィルタ回路30は、第2切り替え回路322とコネクタC2との間に配置されてもよい。
The
フィルタ回路30は、振幅制限回路24が振幅を制限することにより発生する高調波も抑制する。振幅制限回路24は、本来ある振幅を一定の振幅レベル以上とならないよう制限するため、通過する信号を歪ませる。この歪は広帯域にわたって発生するため高調波成分も含まれる。実施形態1の図4で示した「t2」と「t3」との期間は、振幅制限回路24により無線通信機1からの送信信号の振幅レベルが抑制される期間である。この期間は、振幅レベルは制限されるものの、本来出力されるべきではない広帯域の信号が発生する。よってフィルタ回路30は、振幅制限回路24により発生した広帯域の信号の一部を、アンテナに供給しないように、切り替え回路222と切り替え回路322との間に配置される。
The
本発明の実施形態2に係る増幅装置2Aは、無線通信設備100を使用する従事者が使用するにあたり操作する操作部の構成は図示していないが、電源スイッチや、迂回回路を使用するか増幅回路を使用するかを選択する操作を受け付ける操作部を備えてもよい。増幅装置2Aは、電源スイッチがオフの場合、つまり初期状態は、迂回回路が選択される。第2実施形態における増幅装置2Aは、電源スイッチがオン状態で、迂回回路が選択されると第1切り替え制御回路には入力信号は伝達されないため、キャリアコントロール方式による送受信の切り替えは生じない。しかし、増幅回路20や増幅制御回路25、第1切り替え制御回路23といった回路に電源を供給する意味は無いので、第2制御回路は、迂回回路を選択した場合には、これらの回路への電源の供給を停止してもよい。
The amplifier 2A according to the second embodiment of the present invention does not show the configuration of the operation unit operated by the worker who uses the wireless communication equipment 100, but the power switch and the bypass circuit are used or amplified. An operation unit may be provided for receiving an operation for selecting whether to use the circuit. When the power switch of the amplifying device 2A is off, that is, in the initial state, the bypass circuit is selected. In the amplifier 2A according to the second embodiment, when the power switch is on and the detour circuit is selected, no input signal is transmitted to the first switching control circuit, so switching between transmission and reception by the carrier control method does not occur. However, since there is no point in supplying power to circuits such as the
本発明の実施形態2に係る増幅装置2Aは、以上の構成により、
(1)増幅経路を選択している場合は、実施形態1と同様に、キャリアコントロール方式の送受信の切り替えに伴う瞬断の前後の送信出力を低減し、不要輻射を抑制することが出来る。また、
(2)迂回経路を選択している場合は、増幅回路20、第1切り替え回路22、切り替え制御回路23、増幅制御回路25への電源の供給を停止するため、増幅装置2の消費電力を低減することができる。さらにまた、
(3)無線通信機1が、増幅装置2の送信可能な周波数帯以外の周波数帯の送信および受信が可能な場合には、増幅装置2の送信可能な周波数帯以外の周波数帯の信号を、フィルタ回路30を通過させることなく無線通信機1とアンテナ3とを接続することができる。
The amplifying device 2A according to the second embodiment of the present invention has the configuration described above.
(1) When an amplification path is selected, as in the first embodiment, it is possible to reduce the transmission output before and after the momentary interruption caused by switching between transmission and reception in the carrier control system, thereby suppressing unnecessary radiation. again,
(2) When the detour route is selected, power supply to the
(3) When the wireless communication device 1 can transmit and receive a frequency band other than the frequency band that can be transmitted by the amplifier device 2, the signal in the frequency band other than the frequency band that can be transmitted by the amplifier device 2 is The wireless communication device 1 and the antenna 3 can be connected without passing through the
(実施形態3)
本発明の実施形態3に係る増幅装置2Bの構成を図7に示す。本発明の実施形態3に係る増幅装置2Bは、実施形態1における振幅制限回路24の振幅制限機能を停止することで、実質的に迂回経路とすることを特徴とする。迂回経路は、増幅装置20により無線通信機1の送信出力の増加を行わない場合に、増幅回路20を介さないで無線通信機1とアンテナ3とを接続する。
(Embodiment 3)
FIG. 7 shows the configuration of an amplifier 2B according to Embodiment 3 of the present invention. The amplifying device 2B according to the third embodiment of the present invention is characterized in that by stopping the amplitude limiting function of the
本発明の実施形態3に係る増幅装置2は、実施形態1の構成に加え、フィルタ回路40および制御回路43、を備える。実施形態3における振幅制限回路44は、実施形態1の振幅制限回路24とは異なる。制御回路43は、振幅制限回路44の振幅制限機能を停止または動作する制御を行う。フィルタ回路40は、実施形態2と同様に、主に増幅回路20の高調波の周波数帯域を抑制するローパスフィルタである。
The amplifier device 2 according to the third embodiment of the present invention includes a filter circuit 40 and a
本発明の実施形態3に係る増幅装置2の振幅制限回路41の詳細を、図8を用いて説明する。図8に示す振幅制限回路44は、伝送回路441、スイッチ442および振幅制限素子443を備える。伝送回路441は、切り替え回路221と切り替え回路222とに接続され、無線通信機1から出力される送信信号(入力信号)をアンテナ3に伝送する経路である。スイッチ442は、制御回路43から出力される制御信号により振幅制限素子443を伝送回路441に接続また解放を行うスイッチである。つまりスイッチ442は、振幅制限回路44の振幅制限を解除する振幅制限解除回路である。振幅制限素子443は、スイッチ442を介して伝送回路441に接続された状態で、伝送回路441に伝送される信号の振幅を所定の振幅レベルに制限する。また、振幅制限素子443は、スイッチ442が解放されると、伝送回路441への接続が解放されるため、伝送回路441に伝送される信号の振幅を制限しない。
Details of the amplitude limiting circuit 41 of the amplifying device 2 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
本発明の実施形態3に係る増幅装置2の制御回路43は、振幅制限回路44内のスイッチ442を制御する信号を出力する。制御回路43は、無線通信機1が増幅装置2を介して通信を行うにあたり、増幅装置2による増幅を行って通信を行う場合は、スイッチ442をオンとする制御を行い、振幅制限回路44の振幅制限機能を動作させる。前記したように、本発明の実施形態3に係る増幅装置2は、振幅制限機能によりキャリアコントロール方式による送信受信の切り替え時の送信信号の瞬断の際に生じる不要輻射を抑制する。
The
また、制御回路43は、無線通信機1が増幅装置2を介して通信を行うにあたり、増幅装置2による増幅を行わず通信を行う場合は、スイッチ442をオフとする制御を行い、振幅制限回路44の振幅制限機能の動作を停止させる。制御回路43が、振幅制限回路44の振幅制限機能をオフにすることにより、振幅制限回路44は、実質的には増幅装置2内の迂回経路となる。
When the wireless communication device 1 performs communication via the amplifier 2 and performs communication without amplification by the amplifier 2, the
本発明の実施形態3に係る増幅装置2の振幅制限回路44の変形例を図9に示す。スイッチ442は、実施形態3のスイッチが開閉のみであったのに対して、変形例では双方向接点を用い、伝送経路441と振幅制限素子443の経路とを切り替える。実施形態3の振幅制限回路44は、伝送経路441にスイッチ442と振幅制限素子443が接続されている為、伝送経路441を介して伝送する信号の周波数によっては、スイッチ442への接続のパターンの長さやスイッチ442内部の電気長が影響する場合がある。一方、変形例の構成では、スイッチ442への接続のパターンの長さによる影響を受けないことから、無線通信設備100により通信を行う周波数が比較的高い場合、例えば1GHz以上といった場合は、変形例の方が望ましい。
FIG. 9 shows a modification of the
本発明の第2実施形態における増幅装置2Aは、電源スイッチがオン状態で、迂回回路が選択されると第1切り替え制御回路には入力信号は伝達されないため、キャリアコントロール方式による送受信の切り替えは生じない。しかし、第3実施形態では、振幅制限回路44の振幅制限機能を解除して実質的に迂回回路としても、入力信号は切り替え制御回路23に入力されるため、キャリアコントロール方式による送受信の切り替えは生じてしまう。そのため、実施形態3の増幅回路2Bの制御回路は、振幅制限回路44の振幅制限機能を解除すると共に、少なくとも切り替え制御回路23のキャリア検出の動作は停止させる制御を行う。また、増幅回路20や増幅制御回路25といった回路に電源を供給する意味は無いので、制御回路は、振幅制限回路44の振幅制限機能を解除した場合には、これらの回路への電源の供給を停止してもよい。
In the amplifier device 2A according to the second embodiment of the present invention, when the power switch is in the ON state and the detour circuit is selected, the input signal is not transmitted to the first switching control circuit. do not have. However, in the third embodiment, even if the amplitude limiting function of the
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 無線通信装置
2 増幅装置
3 アンテナ
100 無線通信設備
20 増幅回路
21 迂回回路
22 切り替え回路(第1切り替え回路)
23 切り替え制御回路(第1切り替え制御回路)
24 振幅制限回路、241 伝送経路、243 振幅制限素子
25 増幅制御回路
30 フィルタ回路
32 第2切り替え回路
33 第2切り替え制御回路
43 制御回路
44 振幅制限回路、 441 伝送回路、442 スイッチ、 443 振幅制限素子
1 wireless communication device 2 amplifier device 3 antenna 100
23 switching control circuit (first switching control circuit)
24
Claims (5)
前記入力信号の振幅を制限する振幅制限回路と、
前記増幅回路を介した経路と前記振幅制限回路を介した経路との接続を切り替える切り替え回路と、
前記入力信号を検出し、前記入力信号を検出した場合に前記切り替え回路に対して、前記振幅制限回路を介した経路から前記増幅回路を介した経路に接続を切り替えるよう制御する切り替え制御回路と、
を備える増幅装置。 an amplifier circuit that amplifies an input signal;
an amplitude limiting circuit that limits the amplitude of the input signal;
a switching circuit that switches connection between a path via the amplifier circuit and a path via the amplitude limiting circuit;
a switching control circuit that detects the input signal and controls the switching circuit to switch connection from a path via the amplitude limiting circuit to a path via the amplifier circuit when the input signal is detected;
Amplification device with.
前記切り替え回路が前記振幅制限回路の経路と前記増幅回路の経路との接続を切り替える際の、前記経路のいずれにも接続しない無接続期間において、
前記増幅制御回路は、前記増幅回路を、
前記無接続期間内の第1所定時間から前記増幅回路の増幅を開始するように設定し、
さらに前記増幅回路の増幅度を時間経過と共に増加させる制御を行う、
請求項1に記載の増幅装置。 An amplification control circuit for controlling the amplification degree of the amplification circuit,
In a non-connection period during which the switching circuit switches the connection between the path of the amplitude limiting circuit and the path of the amplifying circuit,
The amplification control circuit controls the amplification circuit to
setting to start amplification of the amplifier circuit from a first predetermined time within the non-connection period;
Furthermore, performing control to increase the amplification degree of the amplifier circuit over time,
The amplification device according to claim 1.
前記迂回回路を介した経路と、前記増幅回路または前記振幅制限回路を介した経路と、の接続を切り替える第2切り替え回路と、
前記増幅回路または振幅制限回路の出力側の切り替え回路と、前記迂回回路の出力側の第2切り替え回路との経路に、入力信号の高調波にあたる周波数を抑制するフィルタと、
前記第2切り替え回路を、前記迂回回路を介した経路と、前記増幅回路または前記振幅制限回路を介した経路と、のいずれかの経路に接続する制御を行う第2切り替え制御回路とを備え、
前記第2切り替え制御回路が、前記迂回回路を介した経路への接続する制御を行うと共に、前記切り替え制御回路に前記入力信号を検出する動作を停止させる制御を行う
請求項2に記載の増幅回路。 a detour circuit that outputs the input signal without passing through the amplifier circuit or the amplitude limiter circuit;
a second switching circuit that switches connection between a path via the detour circuit and a path via the amplifier circuit or the amplitude limiting circuit;
a filter that suppresses frequencies corresponding to harmonics of an input signal in a path between a switching circuit on the output side of the amplifier circuit or the amplitude limiting circuit and a second switching circuit on the output side of the detour circuit;
a second switching control circuit that performs control to connect the second switching circuit to either a path via the detour circuit or a path via the amplifier circuit or the amplitude limiting circuit;
3. The amplifier circuit according to claim 2, wherein the second switching control circuit controls connection to the path via the detour circuit, and controls the switching control circuit to stop the operation of detecting the input signal. .
前記振幅制限解除回路に振幅の制限を解除させる振幅制限解除信号を出力すると共に前記切り替え制御回路に前記入力信号を検出する動作を停止させる制御を行う制御回路を備える、
請求項2に記載の増幅装置。 The amplitude limiting circuit includes an amplitude limit canceling circuit that cancels amplitude limit,
a control circuit that outputs an amplitude limit release signal for releasing the amplitude limit to the amplitude limit release circuit and controls the switching control circuit to stop the operation of detecting the input signal;
3. The amplifier device according to claim 2.
前記振幅制限回路内で信号を伝達する伝送回路と、
前記伝送回路に伝送される信号の振幅を制限する振幅制限素子と、
を備え、
前記振幅制限解除回路は、前記伝送回路と前記振幅制限素子との接続を解放することにより振幅の制限を解除する、
請求項4に記載の増幅装置。 The amplitude limiting circuit is
a transmission circuit for transmitting a signal within the amplitude limiting circuit;
an amplitude limiting element that limits the amplitude of a signal transmitted to the transmission circuit;
with
The amplitude limit releasing circuit releases the amplitude limit by releasing the connection between the transmission circuit and the amplitude limiting element.
5. The amplifier device according to claim 4.
Priority Applications (1)
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JP2021069713A JP7655057B2 (en) | 2021-04-16 | Amplification equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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