[发明专利]匹配设备

说明书

本发明涉及一种能够把在一个功率放大电路与用在可携带无线电话机中的一个天线(负载)之间的输入和输出阻抗相匹配的匹配设备。

至此，公开专利申请No.10-163889的官方公报已经公开了一种用来自动匹配在一个功率放大电路与诸如可携带无线电话机的天线之类的负载之间的输入和输出阻抗相匹配的匹配设备。

图8表示一种在以上官方公报中公开的能够匹配功率放大器与负载的匹配设备。

如图8中所示，一个负载阻抗(包括一个匹配电路)检测器2提供在一个功率放大器1与一个天线(负载)4之间，并且一个匹配电路3由一个检测信号控制。负载阻抗检测器2分别检测作为R(电阻)和Φ(相位)的阻抗，并且检测信号以模数信号的形式由一个A/D转换器5转换，并且输入到一个微型计算机(CPU)8。 CPU8驱动诸如电机或继电器之类的驱动电路7，并且以这样一种方式控制匹配电路3，从而检测信号的R和Φ值可以对于功率放大器1的输出阻抗匹配。

负载阻抗检测器2以这样一种方式正确地调节，从而在当功率放大器1的输出阻抗和负载阻抗彼此匹配时得到的输入和输出阻抗是50Ω(纯电阻)的状态下，一个负载阻抗的一个检测信号电压等于一个检测电压的中心值。例如，正确地调节负载阻抗检测器，从而把当输入和输出阻抗是50Ω时得到的检测电压设置到0V，当电阻R大于50Ω时，可以检测与R值成正比的正电压，而当电阻R低于50Ω时，可以检测与R值成反比的负电压。而且，也以这样一种方式正确地调节相位Φ，从而可以类似地与相位值成比例地检测离开中心值的正和负电压。

使用如此正确调节的负载阻抗检测器2，并且把电阻R和检测信号的相位Φ输入到CPU8。CPU8通过以这样一种方式驱动电机或继电器驱动电路7可变地控制匹配电路3，从而通过对于与电阻R成比例的正电压信号减小电阻R或者通过对于负电压增大电阻R，电阻R可以恒定地成为等于阻抗的校正值50Ω。因而，功率放大器1的输出阻抗和负载侧阻抗能匹配在50Ω处。类似地也能控制相位Φ的匹配。

对于以上布置，当功率放大器1的输出阻抗不匹配到50Ω时，由于这样控制匹配电路3，从而在50Ω处进行匹配，所以功率放大器1和天线4不完全彼此匹配，并且由此彼此移动。特别是，当功率放大器1的放大带正在增大其宽度时，功率放大器1的输出阻抗依据频率特性变化，并因此上述匹配的移动成为显著的。

为了解决以上问题，通过使用匹配控制程序用来控制匹配电路3的CPU8具有这样的布置，从而在匹配控制程序中的一个阻抗判断阈值能响应传递频率由一个判断阈值设置器件9改变。

根据以上布置，由于通过检测输出而控制匹配电路的CPU8的阻抗判断阈值由一个阻抗变化装置响应功率放大器1的输出阻抗的变化而变化，所以当功率放大器1的输出阻抗响应传递频率变化时，即使通过对于传递频率改变阻抗判断阈值使功率放大器1的输出阻抗移动离开调节值，输入和输出阻抗也能可靠地彼此匹配。

这里产生这样一个问题，以上常规匹配方法需要复杂检测器和各种IC，如负载阻抗检测器、A/D转换器、电机继电器驱动电路及判断阈值设置器件。

而且，在以上匹配电路中，切换匹配电路的阻抗，并且这样补偿，从而在功率放大器中的输出阻抗对应于频率。特别是，尽管功率放大器的频率特性最近几年在可携带无线电话机等中受到注意，但这里执行这样一种传输功率控制(Transission Power Control：下文称作TCP)，这种传输功率控制以这样一种方式控制移动站的传输功率，从而在基站处的接收功率成为相同的，以便解决在码分多址(Code Division MultipleAccess：CDMA)等中的、受到注意的远近(near-far)问题。

在其中执行这样的TCP的终端侧的可携带无线电话机中，功率放大器的输出效率不会如此优良，并且以牺牲稳定性来改进该输出效率。因而，给稳定性优先权而牺牲输出效率。

即使当改进功率放大器的输出效率，并且在其中例如执行TPC的功率放大器的最大输出功率处阻抗与负载匹配(matching)时，在其中降低功率放大器的输出功率的部分处也极度降低输出效率，如在以后描述的那样。

形成本发明以解决以上问题，并且由本发明要解决的问题是，提供一种匹配设备，其中响应一个功率放大器的输出功率切换换和控制一个匹配电路，而不牺牲功率放大器的输出效率和稳定性。