JPH0653753A

JPH0653753A - 電力増幅装置

Info

Publication number: JPH0653753A
Application number: JP4222080A
Authority: JP
Inventors: Ritsu Kojima; 立小島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】アナログ／ディジタルの両モードの携帯電話
機に用いる電力増幅装置において、ディジタルモードの
特性を維持しつつアナログモードでの電力効率を良好と
する。【構成】ディジタルモード用の線形電力増幅回路１０
と、アナログモード用の非線形電力増幅回路１２とを夫
々設ける。両増幅出力をストリップライン５，６で構成
される選択手段１１により、ディジタル／アナログモー
ドに応じて出力端子２２に導出する。【効果】ディジタルモードの場合、線形増幅を行うの
で特性が良好となり、アナログモードの場合、効率の良
い非線形増幅を行うので、通話時間も長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は電力増幅装置に関し、特にディジ
タルモードとアナログモードとの両モードにて使用可能
なデュアルモード型の携帯電話機に用いる電力増幅装置
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】現在移動通信システムとしてサービスに供
されているアナログセルラーシステムでは、近い将来加
入者がシステム容量をオーバすることが予測されてお
り、よって欧州，北米，日本等において、ディジタルセ
ルラーシステムの開発が進められている。

【０００３】特に、北米ではアナログモードとディジタ
ルモードとの両モードに併用可能なデュアルモード型の
セルラーシステムが採用されることが決定されている。
従って、セルラー端末である携帯電話機にも、両モード
に使用接続可能なデュアルモード機であることが要求さ
れている。

【０００４】北米のディジタルモードでは、その変調方
式は日本と同じπ／４ＤＱＰＳＫ（Differential Quadr
ature Phase Shift Keying）方式であるために、電力増
幅器は線形増幅を行う必要がある。

【０００５】ここで、今までのアナログモードのセルラ
ー端末の電力増幅器にはＣ級増幅器が用いられている。
これはアナログモードでは、アナログ信号により高周波
（搬送波）をＦＭ変調した信号を電力増幅するものであ
るから、電力効率の良いＣ級増幅器を用いることが可能
であることによる。

【０００６】しかしながら、ディジタルモードのセルラ
ー端末の電力増幅器には、電力効率の良いＣ級増幅器を
用いることができない。何故ならば、ディジタルモード
では、ディジタル信号により高周波信号をπ／４ＤＱＰ
ＳＫ変調した信号を電力増幅するものであるために、こ
のＰＳＫ変調波をＣ級増幅すると、周波数帯域が広がっ
てしまうことになるからであり、よって前述した如く、
ディジタルモードでは、効率の悪い線形増幅器（Ａ級ア
ンプ）を用いる必要があるのである。

【０００７】そこで、従来のデュアルモード機の電力増
幅器としては図３の様な回路が用いられている。図にお
いて、先ずディジタルモードの場合、入力端子２１より
π／４ＤＱＰＳＫの変調がかかった搬送波が入力され、
３段の線形増幅器２〜４で増幅されて出力端子２２に供
給される。このときの電力増幅装置全体（１０）の効率
は、増幅素子としてＧａＡｓＦＥＴを使用したとき、約
４０％であるが、３chのＴＤＭＡ（Time Division Mult
iple Access ）方式が採用されているので、電力増幅器
の平均電流は約１／３となり、従来のアナログ方式より
も低く抑えることが可能である。

【０００８】アナログモードの場合、ＦＭ変調された搬
送波が入力端子２１から入力され、線形増幅器２〜４で
増幅されて出力端子２２へ供給される。しかし、このま
までは前述した様に効率は約４０％であるために、従来
のアナログモードの効率である約６０％と比較すると、
非常に消費電力が多くなる。

【０００９】そこで、線形増幅器２〜４のＦＥＴのゲー
トバイアスを発生する電圧発生回路１６と各増幅器２〜
４のＦＥＴのゲートとの間にスイッチ１３〜１５を設
け、ディジタルモードとアナログモードとに応じてゲー
トバイアス電圧を切換える構成とし、少しでもアナログ
モードでの効率を向上するようにしているのである。

【００１０】尚、搭載用のセルラー端末においては、消
費電流や発熱はある程度許されるので、ＦＥＴのゲート
バイアス電圧の切換えは何も行わない場合もある。

【００１１】前述した従来の電力増幅装置では、増幅用
ＦＥＴのゲートバイアスをディジタル／アナログモード
に応じて変化させているのみであるために、特にアナロ
グモードにおける消費電流を抑えることができず、効率
の大幅向上は望めない。携帯電話機では、通話時間を多
くとれることが非常に重要な要素であるために、電力増
幅器の消費電流を極力抑えることが重要である。

【００１２】しかしながら、図３に示した従来の電力増
幅装置を用いたディジタルモード携帯電話機では、アナ
ログモードのときに従来のアナログ携帯電話機並の通話
時間を確保することはできないという欠点がある。

【００１３】

【発明の目的】本発明の目的は、ディジタルモードの特
性を良好に維持しつつアナログモードにおける効率を良
好としてアナログモード時の通話時間を長くすることが
可能なデュアルモード型携帯電話機の電力増幅装置を提
供することである。

【００１４】

【発明の構成】本発明によれば、ディジタル信号により
変調された高周波信号が入力されるディジタルモード
と、アナログ信号により変調された高周波信号が入力さ
れるアナログモードとの両モードに使用可能なデュアル
モード型の電力増幅装置であって、前記ディジタル信号
により変調された高周波信号を電力増幅する線形増幅回
路と、前記アナログ信号により変調された高周波信号を
電力増幅する非線形増幅回路と、前記線形増幅回路の出
力と前記非線形増幅回路の出力とをディジタルモード及
びアナログモードに応じて択一的に出力端子へ導出する
選択手段とを含むことを特徴とする電力増幅装置が得ら
れる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施例の回路ブロック図
であり、図３と同等部分は同一符号により示している。
図において、入力端子２１からの高周波入力は分配回路
１を介して３段の線形増幅器２〜４（例えばＡ級動作の
アンプ）により構成される第１の電力増幅回路１０へ供
給されると共に、３段の非線形増幅器７〜９（例えばＣ
級動作のアンプ）により構成される第２の電力増幅回路
１２へも供給される。

【００１７】これ等第１及び第２の電力増幅回路１０，
１２の各出力は、夫々第１及び第２のストリップライン
５及び６を介して共通の出力端子２２へ導出される。

【００１８】かかる構成において、ディジタルモード
時，ディジタル信号により変調された高周波の搬送波が
入力端子２１へ入力される。このとき、線形増幅機能を
有する第１の電力増幅回路の動作電源はオンとされ、非
線形増幅機能を有する第２の電力増幅回路１２の動作電
源はオフとされているものとする。

【００１９】従って、入力された高周波信号は分配器１
を介して第１の電力増幅回路１０にて線形増幅され、そ
の出力は第１のストリップライン５を介して出力端子２
２へ導出される。

【００２０】このとき、第１の電力増幅回路１０の出力
が小さい損失で出力端子２２へ供給される条件は、出力
端子２２から第２のストリップライン６側を見たインピ
ーダンスが、出力端子２２側の伝送路特性インピーダン
ス（５０Ω）に比較して十分大である必要がある。第２
の電力増幅回路１２の電源はオフであるために、第２の
ストリップライン６の長さは、電源オフ時の第２の電力
増幅回路１２の出力インピーダンスが十分高くなる様な
長さに設定される。

【００２１】アナログモードの時、アナログ信号により
変調された高周波の搬送波が入力端子２１へ入力され
る。このとき、非線形増幅機能を有する第２の電力増幅
回路の動作電源はオンとされ、線形増幅機能を有する第
１の電力増幅回路の動作電源はオフとされているものと
する。

【００２２】従って、入力された高周波信号は分配器１
を介して第２の電力増幅回路１２にて非線形増幅され、
その出力は第２のストリップライン６を介して出力端子
２２へ導出される。

【００２３】このとき、第２の電力増幅回路１２の出力
が小さい損失で出力端子２２へ供給される条件は、出力
端子２２から第１のストリップライン５側を見たインピ
ーダンスが５０Ωに比し十分大であることが必要であ
る。第１の電力増幅回路１０の電源はオフであるため
に、第１のストリップライン５の長さは、電源オフ時の
第１の電力増幅回路１０の出力インピーダンスが十分高
くなる様な長さに設定される。

【００２４】こうすることにより、ストリップライン５
と６とにより両電力増幅回路１０，１２の出力が損失な
く切換えられることになり、よってストリップライン５
と６とは出力選択手段を構成していることになる。

【００２５】この選択手段の他の例として高周波スイッ
チを用いた場合の本発明の他の実施例を図２に示す。図
２において図１と同等部分は同一符号に示している。本
実施例では、ストリップラインの代りに高周波スイッチ
１７を電力増幅回路１０，１２の各出力と出力端子２２
との間に設け、アナログモードとディジタルモードとに
応じてこの高周波スイッチ１７を切換え制御して、出力
端子２２への出力を選択している。

【００２６】図１のストリップライン５，６のみではイ
ンピーダンスを大きくできない場合に、図２の高周波ス
イッチ１７を用いると良いが、ストリップラインを用い
た場合に比し、コスト的に劣るが、信号損失は改善され
る。

【００２７】図１，２の実施例共に、第１の電力増幅回
路は線形性を重視して設計されることにより、ディジタ
ルモードの変調波を特性良く電力増幅でき、また第２の
電力増幅回路は電力効率を重視して設計されることにな
り、アナログモードの変調波を特性良く電力増幅でき
る。

【００２８】尚、図１，２の構成では、各電力増幅回路
を構成する増幅器は３段となっているが、アナログ／デ
ィジタルの各モードにおける特性を実現するために適し
た段数を選定することができる。コストや実装面積を考
慮すると、段数は少ない方が良い。

【００２９】分配回路１については、入力信号のパワー
をできるだけ損失なく分配することが条件であり、高周
波スイッチを用いても良い。

【００３０】図１，２に示した回路を１つの回路基板上
にモジュール化して形成し、外部と接続するための端子
を設けてバイブリッドＩＣとすることもできる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、アナ
ログシステムでもディジタルシステムでも使用できるデ
ュアルモード携帯電話機に搭載する電力増幅器におい
て、動作点の異なる２つの電力増幅回路を設けて、一方
をディジタルモードに適した線形増幅器とし、他方をア
ナログモードに適した非線形増幅器としたので、ディジ
タルモードでは周波数帯域の広がりを防ぎ、アナログモ
ードでは現在のアナログ機並みの電力効率を維持できる
という効果がある。

【００３２】従って、デュアルモード携帯電話機におい
ても、通話時間の短縮や発熱等の問題がなくなり、現在
のアナログ機と同等の性能及び大きさを実現することが
可能になる。また、２つの電力増幅回路の出力をストリ
ップラインで合成することで、価格の上昇を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路ブロック図である。

【図２】本発明の他の実施例の回路ブロック図である。

【図３】従来のデュアルモード携帯電話機の電力増幅回
路のブロック図である。

【符号の説明】

１分配回路２〜４線形増幅器５，６ストリップライン７〜９非線形増幅器１０第１の電力増幅回路１１選択手段１２第２の電力増幅回路１７高周波スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル信号により変調された高周波
信号が入力されるディジタルモードと、アナログ信号に
より変調された高周波信号が入力されるアナログモード
との両モードに使用可能なデュアルモード型の電力増幅
装置であって、前記ディジタル信号により変調された高
周波信号を電力増幅する線形増幅回路と、前記アナログ
信号により変調された高周波信号を電力増幅する非線形
増幅回路と、前記線形増幅回路の出力と前記非線形増幅
回路の出力とをディジタルモード及びアナログモードに
応じて択一的に出力端子へ導出する選択手段とを含むこ
とを特徴とする電力増幅装置。
【請求項２】前記選択手段は、高周波切替えスイッチ
であることを特徴とする請求項１記載の電力増幅装置。
【請求項３】前記選択手段は、前記線形増幅回路の出
力及び前記非線形増幅回路の出力と前記出力端子との間
に夫々設けられた第１及び第２のストリップラインを有
し、前記ディジタルモード及びアナログモードに応じて
前記線形増幅回路及び前記非線形増幅回路の電源が夫々
断とされたときに、前記線形増幅回路及び前記非線形増
幅回路の各出力インピーダンスが大になるように前記第
１及び第２のストリップラインの長さが選定されている
ことを特徴とする請求項１記載の電力増幅装置。