DE102004026168A1

DE102004026168A1 - Adjustment method for obtaining desired radiation performance for antenna of radio communication equipment involves selecting performance booster with highest efficiency for particular performance class from several performance boosters

Info

Publication number: DE102004026168A1
Application number: DE200410026168
Authority: DE
Inventors: Sascha Beyer; Detlef Oelkers
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2005-12-22

Abstract

The method involves adjusting an antenna (AT) situated at one end of a transmitter (TZ2) of the radio communication equipment. The performance booster which has the highest efficiency for a particular performance class is selected from several performance boosters (PA1,PA2,PA3). The selected performance booster is then coupled to the antenna. An independent claim is also included for the radio communication equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer gewünschten Abstrahlleistung für mindestens eine Antenne am Ausgang des Transmitterzweigs eines Funkkommunikationsgeräts mit Hilfe mindestens eines Leistungsverstärkers.The The invention relates to a method for adjusting a desired Radiation power for at least one antenna at the output of the transmitter branch of a radio communication device using at least a power amplifier.

In modernen Funkkommunikationsgeräten, insbesondere Mobilfunkgeräten, wird eine Kombination von Leistungsverstärkern und Antennen eingesetzt, um gewünschte Sendesignale auf einen bestimmten geforderten Sendepegel zu verstärken und im Anschluss daran über die Antenne abzustrahlen. Diese Leistungsverstärker sind üblicherweise auf eine Vielzahl von Applikationen zugeschnitten. So reichen mögliche Modulationsverfahren heutiger Mobilfunkgeräte von GMSK (z.B. bei GSM-Funkkommunikationsgeräten), QPSK/OQPSK (z.B. bei IS-95), über π/4-DQPSK (z.B. bei IS-53, IS-136, PDC, PHS, Tetra) und GFSK (z.B. bei DECT) bis hin zu QPSK/HPSK (z.B. bei WCDMA DL/UL). Jedes dieser Modulationsverfahren stellt andere Anforderungen an die Linearität des verwendeten Leistungsverstärkers im Transmitter- bzw. Sendezweig des jeweiligen Mobilfunkgeräts oder Schnurlostelefons. So umfassen derartige Modulationsvarianten die Erzeugung von Signalen mit konstanter Hüllkurve wie z.B. bei der GSMK-Modulation von GSM bis hin zu Signalen, deren Amplitude und Phase moduliert wird, wie z.B. bei der QPSK-, π/4-DQPSK-, OQPSK- oder HPSK-Modulation. Dabei ist insbesondere bei einer Modulation im Amplitudenbereich ein höherer Grad an Linearität für die Verstärkung des modulierten Trägersignals von zu übertragenden Nachrichtensignalen gefordert.In modern radio communication devices, in particular Mobile devices a combination of power amplifiers and antennas is used, desired Amplify transmission signals to a certain required transmission level and in Connect to it over to radiate the antenna. These power amplifiers are usually on a variety tailored by applications. So possible modulation methods Today's mobile devices from GMSK (e.g., in GSM radio communication equipment), QPSK / OQPSK (for example in IS-95) over π / 4-DQPSK (e.g., IS-53, IS-136, PDC, PHS, Tetra) and GFSK (e.g., DECT) up to QPSK / HPSK (e.g., WCDMA DL / UL). Each of these modulation methods makes other demands on the linearity of the power amplifier used in the Transmitter or transmission branch of each mobile device or Cordless phone. Thus, such modulation variants include the Generation of constant envelope signals, e.g. in GSMK modulation from GSM to signals whose amplitude and phase are modulated is such. in the QPSK, π / 4-DQPSK, OQPSK or HPSK modulation. It is especially in a modulation in the amplitude range a higher one Degree of linearity for the reinforcement the modulated carrier signal from to be transferred Message signals required.

Funkkommunikationsgeräte werden meist in unmittelbarer Nähe des Körpers der jeweiligen Bedienperson oder anderer Gegens tände benutzt und das unter ständig wechselnden Bedingungen. Dies bedeutet, dass sich das Umfeld der Antenne des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts mit dessen bestimmungsgemäßem Gebrauch gegebenenfalls permanent ändert. Insbesondere beeinflusst die Nähe des Körpers der jeweiligen Bedienperson des Funkkommunikationsgeräts das Verhalten dessen Antenne. Wenn der Leistungsverstärker im Transmitterzweig des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts auf eine bestimmte Antennenimpedanz angepasst wird, so ist dies lediglich ein Idealzustand für die Antenne im freien Raum ohne störend umgebende Materialien oder Körper. Im üblichen Betriebsfall wird hingegen die tatsächlich bewirkte Abstrahlungsleistung am Antennenausgang durch Fehlanpassungen der Antenne des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts durch nahe Körper oder andere Gegenstände, deren Absorptionsverhalten und/oder den Funkkanal zwischen dem Funkkommunikationsgerät und der Basisstation in dessen Aufenthaltsfunkzelle beeinflusst. Solche Fehlanpassungen der Antenne des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts können aber die Empfangsleistung, mit der die vom Funkkommunikationsgerät abgestrahlten Funksignale an der Basisstation empfangen werden, in unerwünschter Weise erhöhen oder aber auch verringern. Derartige Störeinflüsse für Fehlanpassungen von ein oder mehreren Antennen des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts treten insbesondere bei sogenannten Planarantennen auf, die im Gehäuse des jeweiligen Funkkommunikationsgerätes integriert sind. Sie sind insbesondere entweder als λ/4-Strahler, Halbwellendipol oder als Flächenstrahler ausgebildet. Sie können ferner ein- oder mehrbandig ausgeführt sein.Radio communication devices are mostly in the immediate vicinity of the body used by the respective operator or other counter conditions and under constantly changing Conditions. This means that the environment of the antenna of the respective radio communication device with its intended use if necessary permanently changes. In particular, the proximity of the body the behavior of the respective operator of the radio communication device its antenna. When the power amplifier in the transmitter branch of the respective radio communication device a particular antenna impedance is adjusted, this is just an ideal condition for the antenna in free space without disturbing surrounding materials or body. In the usual Operating case, however, is the actual radiation power at the antenna output due to mismatches of the antenna of the respective Radio communication device through close bodies or other objects whose Absorption behavior and / or the radio channel between the radio communication device and the base station influenced in the radio cell. Such mismatches the antenna of the respective radio communication device, but the reception power, with the radio signals radiated by the radio communication device be received at the base station, undesirably increase or but also decrease. Such disturbances for mismatches of one or several antennas of the respective radio communication device occur Especially in so-called planar antennas, which in the housing of the respective radio communication device are integrated. They are in particular either as λ / 4 radiators, Half-wave dipole or as surface radiator educated. You can further one or more bands executed be.

Eine bekannte Abhilfe ist, die Störeinflüsse für Fehlanpassungen der jeweiligen Antenne im Transmitterzweig des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts durch einen modifizierten Mobilfunkkanal zu berücksichtigen. Dieser modifizierte Mobilfunkkanal wird durch Empfangseinrichtungen der Basisstation in der momentanen Aufenthaltsfunkzelle des Funkkommunikationsgeräts geschätzt, um eine verbesserte Verbindungsqualität zu erreichen. Mit Hilfe des Leistungsverstärkers im Transmit terzweig der Antenne ist es ermöglicht, die Sendeleistung zu regeln oder zu steuern, mit der Funksignale von der Antenne abgestrahlt werden. Insbesondere wird die Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers im Transmitterzweig derart gesteuert oder geregelt, dass sich am Ausgang der Antenne eine den Ausbreitungsbedingungen auf der Luftschnittstelle des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts minimal benötigte Antennenabstrahlleistung einstellt, die die geforderte Qualität des gerade benutzten Services gewährleistet und gleichzeitig Störungen durch das eigene Sendesignal auf andere Teilnehmergeräte und Netze minimiert. Es wird dabei zwischen einer Leistungsregelung bzw. Steuerung, die Streckenverluste aufgrund des Abstandes zwischen dem jeweiligen Funkkommunikationsgerät und der Basisstation in dessen Aufenthaltsfunkzelle ausgleicht, und einer Leistungsregelung unterschieden, die sogenanntes Fading aufgrund von Mehrwegeempfang sowie Bewegungen des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts kompensiert. Die Sendeleistung des Leistungsverstärkers im Transmitterzweig des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts wird insbesondere minimal "slotweise", d.h. zeitschlitzweise, wie z. B. im Fall von UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) alle 10/15 Millisekunden neu eingestellt. Änderungen, die in der Zwischenzeit eintreten, können bei der Regelung bzw. Steuerung der Ausgangssendeleistung des Leistungsverstärkers nicht berücksichtigt werden. Dabei können Fehlanpassungen der Sendeantenne des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts bisher nur in Kombination mit den Kanaleigenschaften erkannt und behandelt werden. Dafür werden sogenannte Open- und Closed-Loop-Techniken für die Leistungsregelung bzw. Leistungssteuerung des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts eingesetzt, um auf mögliche Änderungen des Anpassungsverhaltens der Antenne reagieren zu können. Dies bedingt einerseits erheblichen rechentechnischen Aufwand auf der Basisstation- sowie auch auf der Funkkommunikationsgeräteseite. Andererseits ist in der Praxis die geringst mögliche Reaktionszeit von einem oder mehreren Slots, bis auf eine Änderung der Impedanzanpassung der Antenne des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts angemessen rea giert werden kann, unter manchen Gegebenheiten unzureichend. Darüber hinaus zieht eine Regelung oder Steuerung der Sendeleistung eines linearen oder auch nichtlinearen Verstärkers in der Praxis a) eine Änderung der Sendeleistung und b) eine Verringerung der Effizienz, d.h. des Wirkungsgrades des jeweiligen Leistungsverstärkers nach sich. Typische Verstärkungsregelungen umfassen dabei einen Bereich von einigen dB bis zu einigen -zig dB. Im Beispiel des sogenannten FDD-Modes (Frequency Divisional Duplex) von UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) legt die Spezifikation TFG RAN WG4 525.101 "Radio Transmission and Reception (FDD)" eine typische mittlere maximale Ausgangsleistung von +21 dBm und eine typische minimale Ausgangsleistung von -44 dBm fest. Dies bedeutet einen Regelumfang von 65 dB. Bei Verringerung der Ausgangsleistung des jeweilig verwendeten Leistungsverstärkers nimmt dabei in der Praxis dessen Effizienz, d.h. dessen Wirkungsgrad ebenfalls ab. Dieser Effekt verursacht eine erhebliche Verringerung der effektiven Leistungskapazität des gesamten Funkkommunikationsgeräts durch ein Missverhältnis zwischen der am Ausgang dessen Leistungsverstärkers abgegebenen Sendeleistung und der dazu benötigten Gleichstromverlustleistung des Leistungsverstärkers im Vergleich zu den möglichen Ausgangsleistungen, die ohne diesen Abschwächungseffekt des Wirkungsgrades bei Abnahme der Ausgangsleistung möglich wäre. Dies drückt sich in Parametern wie beispielsweise der sogenannten Stand-By oder Talk-Time des jeweiligen Funkkommunikationsgerätes aus, die sich dann entsprechend verringern.A known remedy is to take into account the interference for mismatches of the respective antenna in the transmitter branch of the respective radio communication device by a modified mobile radio channel. This modified mobile radio channel is estimated by receiving means of the base station in the current radio cell of the radio communication device in order to achieve an improved connection quality. With the help of the power amplifier in Transmit terzweig the antenna, it is possible to control or control the transmission power, are radiated with the radio signals from the antenna. In particular, the output power of the power amplifier in the transmitter branch is controlled or regulated in such a way that at the output of the antenna a propagation conditions on the air interface of the respective radio communication device minimally required Antennenabstrahlleistung sets that ensures the required quality of the service just used and at the same time interference from the own transmission signal minimizes other subscriber devices and networks. It is distinguished between a power control or control that compensates for line losses due to the distance between the respective radio communication device and the base station in the radio cell, and a power control, compensating for the so-called fading due to multipath reception and movements of the respective radio communication device. The transmission power of the power amplifier in the transmitter branch of the respective radio communication device is in particular minimally "slotwise", ie time slot, such. B. in the case of UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) every 10/15 milliseconds reset. Changes that occur in the meantime can not be taken into account in the regulation or control of the output power of the power amplifier. Misadaptations of the transmission antenna of the respective radio communication device can hitherto only be recognized and treated in combination with the channel properties. For this purpose, so-called open and closed loop techniques for power control and power control the respective radio communication device used to respond to possible changes in the adaptation behavior of the antenna can. On the one hand, this requires considerable computational effort on the base station as well as on the radio communication device side. On the other hand, in practice, the least possible response time of one or more slots, unless a change in the impedance matching of the antenna of the respective radio communication device can be adequately reacted, may be inadequate in some circumstances. In addition, regulation or control of the transmission power of a linear or non-linear amplifier in practice draws a) a change in the transmission power and b) a reduction in the efficiency, ie the efficiency of the respective power amplifier by itself. Typical gain controls include a range of several dB to a few tens of dB. In the example of the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) FDD (Frequency Divisional Duplex) mode, the TFG RAN WG4 525.101 "Radio Transmission and Reception (FDD)" specification has a typical mean maximum output power of +21 dBm and a typical minimum output power fixed by -44 dBm. This means a rule of 65 dB. When reducing the output power of the power amplifier used in each case decreases its efficiency, ie its efficiency also in practice. This effect causes a significant reduction in the effective power capacity of the entire radio communication device by a mismatch between the transmission power output at the output of the power amplifier and the required DC power loss of the power amplifier compared to the possible output powers that would be possible without this attenuation effect of the output power reduction. This is expressed in parameters such as the so-called standby or talk time of the respective radio communication device, which then reduce accordingly.

Um diesem Wirkungsgradschwund des jeweiligen Leistungsverstärkers bei Verringerung dessen ausgangsseitiger Sendeleistung entgegenzuwirken, kann als Abhilfe dessen Arbeitsbereich optimiert sein, d.h. es gibt Bereiche niedrigerer Ausgangsleistung, die eine höhere Effizienz durch eine der Ausgangsleistung angepasste Arbeitspunkteinstellung erlauben. Dabei werden die Bereiche niedrigerer Ausgangsleistung des jeweiligen Leistungsverstärkers typischer Weise durch Sendeleistungen bestimmt, die mit höheren Wahrscheinlichkeiten auftreten.Around this efficiency loss of each power amplifier at Counteract reduction of its output power, can be optimized as a remedy its work area, i. there is Areas of lower power output, which has higher efficiency allow adjusted by an output power adjusted operating point. The areas of lower output power of the respective power amplifier typically determined by transmit power, those with higher probabilities occur.

So tritt beispielsweise beim amerikanischen CDMA-Standard IS-95 die maximale Ausgangsleistung nur mit ca. 4 % auf. Am häufigsten, d.h. die meiste Zeit, insbesondere mit einer Häufigkeit von ca. 90 %, wird ein Ausgangsleistungsbereich von ca. 10 bis 15 dB unter der maximalen Ausgangsleistung verwendet. Es gibt also insbesondere für den amerikanischen CDMA-Standard IS-95 den Lösungsansatz, den jeweiligen Leistungsverstärker im Transmitterzweig des jeweiligen Funkkommunikationsgeräts um einen optimierten Arbeitsbereich zu erweitern, d.h. es gibt Bereiche niedrigerer Sendeleistung am Ausgang des jeweiligen Leistungsverstärkers, die eine höhere Effizienz durch eine der Ausgangsleistung angepasste Arbeitspunkteinstellung erlauben. Diese Optimierung der Effizienz des jeweiligen Leistungsverstärkers ist allerdings unter einer Vielzahl praktischer Gegebenheiten zu gering.So For example, the maximum output power occurs in the American CDMA standard IS-95 only about 4%. Most frequently, i.e. most of the time, especially at a frequency of about 90% an output power range of about 10 to 15 dB below the maximum Output power used. So there is especially for the American CDMA standard IS-95 the solution, the respective power amplifier in the transmitter branch of the respective radio communication device by one optimized working area, i. there are areas lower Transmitting power at the output of the respective power amplifier, the one higher Efficiency due to an operating point adjustment adapted to the output power allow. This optimization of the efficiency of the respective power amplifier is but under a variety of practicalities too low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die Leistungsbilanz, d.h. die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad des Transmitterzweigs eines Funkkommunikationsgeräts weiter verbessert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Transmitterzweig derjenige Leistungsverstärker aus einer Vielzahl von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen zur Ankopplung an die Antenne aktiviert wird, der innerhalb der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern hat.Of the Invention is based on the object to show a way how the current account, i. the efficiency or the efficiency of the Transmitterzweigs a radio communication device to be further improved can. This object is achieved in a method of the aforementioned Sort of solved by that in the transmitter branch that power amplifier off a variety of power amplifiers with specific efficiencies for different Power classes for coupling to the antenna is activated, the within each selected Performance class the highest Efficiency of the plurality of power amplifiers has.

Durch diese klassifizierte Zuteilung und Aktivierung desjenigen Leistungsverstärkers, der innerhalb der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern im Transmitterzweig hat, ist es ausreichend, diesen für die jeweilige Leistungsklasse spezifisch ausgewählten Leistungsverstärker lediglich über einen nur kleinen Bereich seiner Sendeausgangsleistung zu regeln oder zu steuern. Dies ist im Hinblick auf die Effizienz, d.h. den Wirkungsgrad des Transmitterzweigs gegenüber dem Fall verbessert, dass nur ein einziger Leistungsverstärker über einen sehr großen Bereich seiner ausgangsseitigen Sendeleistung geregelt oder gesteuert wird. Im Gegensatz dazu werden beim erfindungsgemäßen Verfahren im Transmitterzweig eine Vielzahl von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen vorgehalten. Dadurch ist es ermöglicht, denjenigen Leistungsverstärker zur Ankopplung an die Antenne des Transmitterzweigs zu aktivieren, der innerhalb der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad bzw. die höchste Effizienz aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern aufweist. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, einen einzigen Leistungsverstärker über einen großen Regelbereich seiner ausgangsseitigen Sendeleistung auf Kosten der Effizienz durchzustimmen, sondern es ist durch die Vielzahl von Leistungsverstärkern mit verschiedenen spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen eine gezielte Auswahl dahingehend ermöglicht, dass derjenige Leistungsverstärker für die jeweils ausgewählte Leistungsklasse aktiviert wird, der den höchsten Wirkungsgrad von allen Leistungsverstärkern aufweist. Denn für diese ausgewählte Leistungsklasse ist bereits ein relativ kleiner Bereich für die Regelung oder Steuerung der Sendeleistung dieses aktivierten Leistungsverstärkers ausreichend.By this classified allocation and activation of that power amplifier, which has the highest efficiency of the plurality of power amplifiers in the transmitter branch within the selected power class, it is sufficient to regulate this specifically for the respective power class selected power amplifier over only a small portion of its transmission output power or to control. This is improved in terms of efficiency, ie the efficiency of the transmitter branch compared to the case that only a single power amplifier is controlled or controlled over a very large range of its output-side transmission power. In contrast, in the method according to the invention in the transmitter branch a plurality of power amplifiers having specific efficiencies for different power classes are provided. This makes it possible to activate the power amplifier for coupling to the antenna of the transmitter branch, which has the highest efficiency or the highest efficiency of the plurality of power amplifiers within the respectively selected power class. In this way, it is not necessary to enforce a single power amplifier over a wide control range of its output power at the expense of efficiency However, the plurality of power amplifiers with different specific efficiencies for different power classes makes it possible to selectively select the one power amplifier for the respectively selected power class, which has the highest efficiency of all power amplifiers. Because for this selected power class, a relatively small range is already sufficient for the regulation or control of the transmission power of this activated power amplifier.

Für die Bank bzw. Kaskade von auswählbaren Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen können in vorteilhafter Weise Leistungsverstärker verwendet werden, die bereits sowieso im Transmitterzweig vorhanden sind wie z. B. Vorverstärker. Zusätzlich oder unabhängig hiervon kann auch ein Leistungsverstärker aus einer zusätzlichen Kaskade von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen für die jeweilig ausgebildete Leistungsklasse aktiviert werden.For the bank or cascade of selectable power amplifiers with specific efficiencies for different performance classes can be used in an advantageous manner power amplifier, the already exist anyway in the transmitter branch such. B. preamplifier. In addition or independently thereof can also be a power amplifier from an additional Cascade of power amplifiers with specific efficiencies for different performance classes for the respectively trained performance class be activated.

Die Erfindung betrifft auch ein Funkkommunikationsgerät mit mindestens einem Leistungsverstärker zur Einstellung einer gewünschten Abstrahlleistung für mindestens eine Antenne, die am Ausgang seines Transmitterzweigs angebracht ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass im Transmitterzweig derjenige Leistungsverstärker aus einer Vielzahl von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen zur Ankopplung an die Antenne aktivierbar ist, der in der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern hat.The The invention also relates to a radio communication device having at least a power amplifier to set a desired Radiation power for at least one antenna at the output of its transmitter branch is attached, which is characterized in that in the transmitter branch the one power amplifier from a variety of power amplifiers with specific efficiencies for different Power classes can be activated for coupling to the antenna, the one in the selected one Performance class the highest Efficiency of the plurality of power amplifiers has.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.other Further developments of the invention are given in the dependent claims.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The Invention and its developments are described below with reference to Drawings closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung einen ersten Transmitterzweig für die Antenne eines Funkkommunikationsgeräts, mit dessen Hilfe die Abstrahlleistung für Funksignale am Antennenausgang nach einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eingestellt werden kann, 1 a schematic representation of a first transmitter branch for the antenna of a radio communication device, with the aid of which the radiation power for radio signals at the antenna output can be adjusted according to a first variant of the method according to the invention,

2 in schematischer Darstellung einen zweiten Transmitterzweig für die Antenne eines Funkkommunikationsgeräts, mit dessen Hilfe die Abstrahlleistung für Funksignale am Antennenausgang nach einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eingestellt werden kann, 2 a schematic representation of a second transmitter branch for the antenna of a radio communication device, with the aid of the radiation power for radio signals at the antenna output can be adjusted according to a second variant of the method according to the invention,

3 in schematischer Darstellung die Leistungsklassen mit zugeordneten Wirkungsgraden für mehrere Leistungsverstärker im ersten oder zweiten Transmitterzweig der 1 sowie 2, und 3 in a schematic representation of the performance classes with associated efficiencies for multiple power amplifier in the first or second transmitter branch of the 1 such as 2 , and

4 in schematischer Darstellung ein Funkkommunikationsgerät, das den ersten Transmitterzweig von 1 oder den zweiten Transmitterzweig von 2 zur Einstellung einer gewünschten Abstrahlleistung am Antennenausgang aufweist. 4 a schematic representation of a radio communication device, the first transmitter branch of 1 or the second transmitter branch of 2 to set a desired radiation power at the antenna output.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 mit 4 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 4 each provided with the same reference numerals.

1 zeigt in schematischer Darstellung einen ersten Transmitterzweig bzw. Sendezweig TZ1 für die Antenne AT eines Funkkommunikationsgeräts MS, das in der 4 vereinfacht dargestellt ist. Ein über die Antenne AT abzustrahlendes Sendesignal SE1 wird zunächst auf einer Zwischenfrequenz im Zwischenfrequenz- bzw. IF (Intermediate Frequency)-Verstärker IFA verstärkt, danach mit Hilfe eines nachfolgenden Zwischenfrequenzfilters FI1 gefiltert und mittels eines nachgeordneten Mischers MI auf eine gewünschte Sendefrequenz umgesetzt. Ein im Transmitterzweig TZ1 nachfolgender RF (Radio Frequency)-Vorverstärker VPA dient zum Ausgleich von Verlusten durch die vorausgehende Mischung und Filterung sowie der nachfolgenden Filterung des auf die Sendefrequenz gebrachten Sendesignals durch ein weiteres Filter FI2. Gleichzeitig stellt der Vorverstärker VPA für eine nachgeordnete Leistungsendstufe ES1 mit einem oder mehreren Leistungsverstärkern eine ausreichend hohe Eingangssignalleistung VL bereit. Typische Leistungsverstärker haben Verstärkungen insbesondere im Bereich von 25 bis 30 dB. Bei einer geforderten Ausgangssignalleistung wie z.B. von 21 dBm (insbesondere nach der Spezifikation TSG RAN WG4 525.101 "Radio Transmission and reception (FDD)" am Ausgang der Antenne AT ist durch Verluste im Transmitterzweig von ca. 3 dB insbesondere durch die Filterung der Filter FI1, FI2, Anpassung, Einbau des Zwischenverstärkers IFA, des Vorverstärkers VPA, eines Richtkopplers CO, der der Endstufe ES1 nachgeschaltet ist, am Ausgang dieser Endstufe ES1 eine Ausgangsleistung von ca. +24 dBm gefordert. Das verlangt eine Eingangsleistung am Eingang der Endstufe ES1 von ca. -6 bis -1 dBm. Üblicherweise werden in IS- und RF-Vorverstärkern zweckmäßigerweise Leistungsregelungen eingesetzt, die den begrenzten Regelumfang der Endstufe erweitern. Diese Leistungsregelungen sind in der 1 der zeichnerischen Übersichtlichkeit halber weggelassen worden. Die Abstrahlleistung AL am Ausgang der Antenne AT, d.h. auf deren Luftschnittstelle, wird durch Fehlanpassungen der Impedanz der Antenne AT beeinflusst. Die Anpassung der Antenne AT wird bei der Entwicklung des Funkkommunikationsgeräts MS definiert und vorzugsweise auf die Antenne im Freiraum ohne störende umgebende Materialien und Körper abgestellt. In diesem abgestimmten Idealzustand bildet die Antenne AT mit der Leistungsendstufe ES1 zusammen mit den weiteren Komponenten des Transmitterzweigs TZ1 eine aufeinander abgestimmte Einheit. 1 shows a schematic representation of a first transmitter branch or transmission branch TZ1 for the antenna AT of a radio communication device MS, which in the 4 is shown simplified. A transmission signal SE1 to be radiated via the antenna AT is first amplified at an intermediate frequency in the intermediate frequency or IF (intermediate frequency) amplifier IFA, then filtered with the aid of a subsequent intermediate frequency filter FI1 and converted by means of a downstream mixer MI to a desired transmission frequency. A subsequent in the transmitter branch TZ1 RF (Radio Frequency) pre-amplifier VPA is used to compensate for losses due to the previous mixture and filtering and the subsequent filtering of the transmitted signal to the transmission frequency by another filter FI2. At the same time, the preamplifier VPA provides a sufficiently high input signal power VL for a downstream power output stage ES1 with one or more power amplifiers. Typical power amplifiers have gains in particular in the range of 25 to 30 dB. At a required output signal power such as 21 dBm (in particular according to the specification TSG RAN WG4 525.101 "Radio Transmission and reception (FDD)" at the output of the antenna AT is due to losses in the transmitter branch of about 3 dB, in particular by filtering the filter FI1, FI2, adaptation, installation of the repeater IFA, of the preamplifier VPA, of a directional coupler CO, which is connected downstream of the output stage ES1, requires an output power of approximately +24 dBm at the output of this output stage ES1 This requires an input power at the input of the output stage ES1 of approx -6 to -1 dBm Usually power control systems are used in IS and RF preamplifiers, which extend the finite control range of the output stage 1 have been omitted for the sake of clarity of drawing. The radiation power AL at the output of the antenna AT, ie on the air interface, is by Fehlanpassun conditions of the impedance of the antenna AT. The adaptation of the antenna AT is defined in the development of the radio communication device MS and is preferably placed on the antenna in the free space without disturbing surrounding materials and bodies. In this tuned ideal state, the antenna AT with the power output stage ES1 together with the other components of the transmitter branch TZ1 forms a coordinated unit.

Im normalen Betrieb des Funkkommunikationsgeräts MS kann es nun durch die Nähe zum Körper der jeweiligen Bedienperson oder durch andere störende umgebende Materialien oder Gegenstände zu Fehlanpassungen zwischen der Eingangsimpedanz der Antenne und der Ausgangsimpedanz der Leistungsendstufe ES1 sowie den vorangehenden Komponenten des Transmitterzweigs TZ1 kommen. Dies führt zu einer Änderung der abgestrahlten Leistung AL im Vergleich zum Idealzustand, bei dem sich die Antenne AT im Freiraum ohne störende umgebende Materialien, Gegenstände oder Körper befindet. Eine Verbesserung der Anpassung zwischen der Eingangsimpedanz der Antenne AT und der Ausgangsimpedanz der Endstufe ES1 resultiert in einer Erhöhung der abgestrahlten Leistung AL, während einer Verschlechterung der Anpassung zwischen der Eingangsimpedanz der Antenne AT und der Ausgangsimpedanz der Endstufe ES1 zu einer Verringerung der abgestrahlten Leistung AL führt. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, dass bei einer Impedanzfehlanpassung zwischen der Antenne AT und dem Ausgang der Leistungsendstufe ES1 ein Teil der Ausgangsleistung SL am Ausgang der Leistungsendstufe ES1, die zur Antenne AT fließt, von der Antenne zurück in den ausgangsseitigen Antennenabschnitt X1 des Transmitterzweigs TZ1 zwischen der Antenne AT und der Leistungsendstufe ES1 fließt. Diese in den Antennenzweig X1 zurückfließende Sendeleistung ist in der 1 mit einem Pfeil RL gekennzeichnet. Sie wird vorzugsweise dadurch hervorgerufen, dass die Ausgangsleistung SL am Ausgang der Leistungsendstufe ES1 aufgrund der Fehlanpassung im Bereich des Ausgangs der Antenne AT zurück in den Transmitterzweig TZ1 reflektiert wird. Um diese zurückfließende Sendeleistung RL ist also die Ausgangsleistung SL der Leistungsendstufe ES1 verringert, so dass die Abstrahlleistung AL am Ausgang der Antenne AT durch die Differenz zwischen der Ausgangsleistung SL der Leistungsendstufe ES1 und der zurückfließenden Sendeleistung RL gebildet ist. Es gilt also: AL = SL – RL.In the normal operation of the radio communication device MS, it may now come through the proximity to the body of the respective operator or by other disturbing surrounding materials or objects to mismatches between the input impedance of the antenna and the output impedance of the power amplifier ES1 and the preceding components of the transmitter branch TZ1. This results in a change in the radiated power AL compared to the ideal state where the antenna AT is in free space without interfering surrounding materials, objects or bodies. An improvement in the matching between the input impedance of the antenna AT and the output impedance of the output stage ES1 results in an increase in the radiated power AL, while a deterioration of the matching between the input impedance of the antenna AT and the output impedance of the output stage ES1 leads to a reduction of the radiated power AL , In other words, in the case of an impedance mismatch between the antenna AT and the output of the power output stage ES1, a part of the output power SL at the output of the power output stage ES1 flowing to the antenna AT goes back from the antenna to the output side antenna portion X1 of the transmitter branch TZ1 flows between the antenna AT and the power output stage ES1. This in the antenna branch X1 flowing back transmission power is in the 1 marked with an arrow RL. It is preferably caused by the fact that the output power SL at the output of the power output stage ES1 is reflected back into the transmitter branch TZ1 due to the mismatch in the region of the output of the antenna AT. The output power SL of the power output stage ES1 is thus reduced by this returning transmission power RL, so that the radiation power AL at the output of the antenna AT is formed by the difference between the output power SL of the power output stage ES1 and the return power RL. The following applies: AL = SL - RL.

Mit Hilfe eines Richtkopplers CO, der im Antennenzweig X1 zwischen der Antenne AT und dem Ausgang der Leistungsendstufe ES1 angeordnet ist, wird nun zum einen ein Anteil der zurückfließenden Sendeleistung RL als Messsignal in eine Messleitung L1 und zum anderen ein Anteil der am Ausgang der Leistungsendstufe ES1 zur Verfügung stehenden Ausgangsleistung SL als Messsignal in eine Messleitung L2 ausgekoppelt. Der Anteil der in die Messleitung L1 ausgekoppelten, zurückfließenden Sendeleistung RL ist dabei mit PR bezeichnet. Das Messsignal für die Ausgangsleistung SL der Leistungsendstufe ES1 hat in der Messleitung L2 das Bezugszeichen PO. Das Messsignal PR stellt somit ein Maß für die zurückfließende Sendeleistung RL dar, während das Messsignal PO ein Maß für die Ausgangsleistung SL am Ausgang der Leistungsendstufe ES1 repräsentiert.With Help of a directional coupler CO, in the antenna branch X1 between the Antenna AT and the output of the power output stage ES1 arranged is now, on the one hand, a proportion of the returning transmission power RL as Measuring signal in a measuring line L1 and the other part of the at the output of the power output stage ES1 available output power SL coupled as a measurement signal in a measuring line L2. The amount the outgoing in the measuring line L1, the returning transmission power RL is thereby designated with PR. The measuring signal for the output power SL of the Power output stage ES1 has the reference numeral in the measuring line L2 PO. The measurement signal PR thus represents a measure of the returned transmission power RL, while that Measurement signal PO a measure of the output power SL represented at the output of the power amplifier ES1.

Allgemein ausgedrückt werden mit Hilfe eines Koppelelements Änderungen der in den Transmitterzweig zurückfließenden Abstrahlleistung und/oder Änderungen der ausgangsseitigen Sendeleistung der Leistungsendstufe detektiert bzw. erfasst. Aus diesen Änderungen der zurückfließenden Abstrahlleistung RL und/oder der ausgangsseitigen Sendeleistung der Leistungsendstufe kann mit Hilfe einer Steuer-/Auswertevorrichtung mindestens ein Steuerparameter zum Regeln oder Steuern mindes tens einer Regelgröße oder Steuergröße der Leistungsendstufe abgeleitet werden.Generally expressed are using a coupling element changes in the transmitter branch returning radiation power and / or changes the output side transmission power of the power amplifier detects or recorded. From these changes the returning radiation power RL and / or the output-side transmission power of the power output stage can with the help of a control / evaluation at least one control parameter for controlling or controlling at least one controlled variable or control variable of the final output stage be derived.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Leistungsendstufe ES1 einen Verstärkungszweig VZ mit einem Leistungsverstärker PA auf. Parallel dazu ist ein Überbrückungszweig BY ohne Leistungsverstärker angeordnet. Der Verstärkungspfad VZ und der Überbrückungspfad BY sind mit Hilfe einer eingangsseitigen Schaltvorrichtung SW1 sowie einer ausgangsseitigen Schaltvorrichtung SW2 separat voneinander in den ausgangsseitigen Abschnitt X1 des Transmitterzweigs TZ1 einschaltbar sowie aus diesem herausschaltbar. Im Einzelnen weist dazu die eingangsseitige Schaltvorrichtung SW1 zwei Schaltstellungen S11 sowie S12 auf. Dabei ist die Schaltstellung S11 dem eingangsseitigen Ende des Überbrückungszweigs BY sowie die Schaltstellung S12 dem eingangsseitigen Ende des Verstärkungszweigs VZ zugeordnet. Damit lässt sich in der Schaltstellung S11 das eingangsseitige Ende des Überbrückungszweigs BY in den Transmitterzweig TZ1 nach dem Filter FI2 einschalten, d.h. einschleifen. In der Schaltstellung S12 ist hingegen das eingangsseitige Ende des Verstärkungspfads VZ mit dem ausgangsseitigen Ende des Filters FI2 verbunden und somit in den Transmitterzweig TZ1 eingeschaltet, d.h. integriert. Korrespondierend zur Schaltvorrichtung SW1 weist die ausgangsseitige Schaltvorrichtung SW2 der Leistungsendstufe ES1 zwei Schaltstellungen S21, S22 auf. In der Schaltstellung S21 ist das ausgangsseitige Ende des Überbrückungszweigs BY an die Antenne AT angeschlossen bzw. angekoppelt, während in der Schaltstellung S22 der Ausgang des Verstärkungszweigs VZ mit der Antenne AT über den Antennenzweig X1 gekoppelt bzw. verbunden ist. Nehmen die beiden Schaltvorrichtung SW1, SW2 die Schaltstellungen S12, S22 ein, so ist der Verstärkungszweig VZ mit dem Leistungsverstärker PA in den Transmitterzweig TZ1 eingekoppelt. In den Schaltstellungen S11, S21 der Schaltvorrichtungen SW1, SW2 ist hingegen der Überbrückungspfad bzw. Durchgangszweig BY in den Transmitterzweig TZ1 hineingeschaltet, wodurch sich die Leistungsendstufe ES1 in einer Art Lehrlauf befindet. Der Leistungsverstärker PA im Verstärkungszweig VZ kann also mit Hilfe des schaltbaren Überbrückungszweigs BY gewissermaßen kurzgeschlossen werden, so dass die Antenne AT über diesen Überbrückungszweig BY hinweg lediglich mit der Ausgangsleistung VL von den sowieso schon vorhandenen Vorverstärkern IFA, VPA des Transmitterzweigs TZ1 versorgt wird.In the present exemplary embodiment, the power output stage ES1 has a gain branch VZ with a power amplifier PA. Parallel to this, a bridging branch BY without a power amplifier is arranged. The amplification path VZ and the bypass path BY can be switched on and off separately from one another in the output-side section X1 of the transmitter branch TZ1 with the aid of an input-side switching device SW1 and an output-side switching device SW2. In detail, the input-side switching device SW1 has two switching positions S11 and S12 for this purpose. In this case, the switching position S11 is assigned to the input-side end of the bridging branch BY and the switching position S12 to the input-side end of the amplification branch VZ. Thus, in the switching position S11, the input-side end of the bypass branch BY can be switched into the transmitter branch TZ1 after the filter FI2, ie loop in. In the switching position S12, however, the input-side end of the gain path VZ is connected to the output end of the filter FI2 and thus turned on in the transmitter branch TZ1, ie integrated. Corresponding to the switching device SW1, the output-side switching device SW2 of the power output stage ES1 has two switching positions S21, S22. In the switching position S21, the output end of the bridging branch BY is connected or coupled to the antenna AT, while in the switching position S22 the output of the amplifying branch VZ is coupled or connected to the antenna AT via the antenna branch X1. Take the two switching device SW1, SW2 the switch positions S12, S22, so the gain branch VZ is coupled to the power amplifier PA in the transmitter branch TZ1. In the switching positions S11, S21 of the switching devices SW1, SW2, however, the bypass path or passage branch BY is switched into the transmitter branch TZ1, as a result of which the power output stage ES1 is in a type of course. The power amplifier PA in the amplification branch VZ can thus be effectively short-circuited by means of the switchable bypass branch BY, so that the antenna AT is supplied via this bypass branch BY only with the output power VL from the preamplifiers IFA, VPA of the transmitter branch TZ1 already present anyway.

Auf diese Weise ist der Transmitterzweig TZ1 durch zwei verschiedene Gruppen von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für zwei verschiedene Leistungsklassen beaufschlagbar. Ist der Überbrückungszweig BY aktiviert, d.h. in den Transmitterzweig TZ1 eingefügt, so wird die Antenne AT am Ausgang des Transmitterzweigs TZ1 lediglich mit der Ausgangsleistung VL der Vorverstärker IFA, VPA versorgt. Diesen Leistungsverstärkern im Transmitterzweig TZ1 ist eine erste Leistungsklasse mit einem spezifischen Wirkungsgrad zugeordnet. Wird der Verstärkungszweig VZ mit dem Leistungsverstärker PA der Endstufe ES1 aktiviert, so wird an die Antenne AT die Ausgangsleistung SL dieses Leistungsverstärkers PA geliefert, der durch die Ausgangsleistungen der Vorverstärker IFA, VPA eingangsseitig gespeist wird. Durch die Zuschaltung des Leistungsverstärkers PA wird der Transmitterzweig TZ1 mit einer zweiten Leistungsklasse beaufschlagt, der ein spezifischer Wirkungsgrad für diesen Leistungsverstärker PA zugeordnet ist. Im Transmitterzweig TZ1 wird nun derjenige Leistungsverstärker aus der Vielzahl von vorhandenen Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen zur Ankopplung an die Antenne aktiviert, der innerhalb der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern aufweist. Hier im Ausführungsbeispiel von 1 wird eine Unterteilung der Leistungsversorgung der Antenne AT insbesondere in zwei Leistungsklassen vorgenommen: durch Zuschaltung des Überbrückungszweigs BY wird eine erste Leistungsklasse festgelegt. Das Einfügen des Verstärkungszweigs VZ mit dem Leistungsverstärker PA in den Transmitterzweig TZ1 legt eine zweite Leistungsklasse fest.In this way, the transmitter branch TZ1 can be acted on by two different groups of power amplifiers with specific efficiencies for two different power classes. If the bridging branch BY is activated, ie inserted into the transmitter branch TZ1, then the antenna AT at the output of the transmitter branch TZ1 is only supplied with the output power VL of the preamplifiers IFA, VPA. These power amplifiers in the transmitter branch TZ1 are assigned a first power class with a specific efficiency. If the amplification branch VZ is activated with the power amplifier PA of the output stage ES1, the output power SL of this power amplifier PA is supplied to the antenna AT, which is fed by the output powers of the preamplifiers IFA, VPA on the input side. By connecting the power amplifier PA, the transmitter branch TZ1 is subjected to a second power class to which a specific efficiency for this power amplifier PA is assigned. In the transmitter branch TZ1, the power amplifier of the plurality of existing power amplifiers with specific efficiencies for different power classes is then activated for coupling to the antenna, which has the highest efficiency of the plurality of power amplifiers within the respectively selected power class. Here in the embodiment of 1 a subdivision of the power supply of the antenna AT is made in particular in two performance classes: by connecting the bridging branch BY, a first power class is determined. The insertion of the gain branch VZ with the power amplifier PA into the transmitter branch TZ1 establishes a second power class.

Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, wie bisher den einzigen Leistungsverstärker in der Endstufe des Transmitterzweigs über einen großen Bereich zu regeln, sondern durch die Aufteilung in Leistungsklassen lässt sich derjenige Leistungsverstärker in den Transmitterzweig einschalten, der für die jeweils ausgewählte Leistungsklasse jeweils den höchsten Wirkungsgrad von vorhandenen Leistungsverstärkern hat. Durch diese Umschaltemöglichkeit des Transmitterzweigs TZ1 ist es ausreichend, den jeweilig zugeschalteten Leistungsverstärker lediglich über einen kleinen Bereich seiner ausgangsseitig gelieferten Sendeleistung zu regeln, wodurch eine erhöhte Effizienz, d.h, ein verbesserter Wirkungsgrad resultiert.On this way it is no longer necessary, as before the only one power amplifier in the final stage of the transmitter branch over a large area to regulate, but by the division into achievement classes leaves itself the one power amplifier Turn on the transmitter branch for the selected power class each the highest Efficiency of existing power amplifiers has. Through this switchover option of the transmitter branch TZ1, it is sufficient to connect the respective switched power amplifier only about a small range of its output power delivered to regulate, causing an increased Efficiency, that is, improved efficiency results.

In der 1 wird von einer Steuer-/Auswertevorrichtung SV als Steuerparameter SP vorzugsweise das Verhältnis von zurückfließender Sendeleistung RL und ursprünglicher Ausgangsleistung SL der Endstufe ES1 herangezogen. Stellvertretend dafür wird das Verhältnis der Messsignale PR und PO des Richtkopplers CO gebildet. Insbesondere werden die Änderungen dieser Messsignale in Relation zueinander gesetzt. Im Einzelnen betrachtet wird also das Verhältnis aus den Änderungen des Messsignals PR als Repräsentant für die Änderungen der zurückfließenden Abstrahlleistung RL zu Änderungen des Messsignals PO als Maß für die Änderungen der Ausgangsleistung SL der Leistungsendstufe ES1 gebildet. Es gilt somit hier im Ausführungsbeispiel von 1 insbesondere: SP = PR/PO.In the 1 is used by a control / evaluation device SV as the control parameter SP preferably the ratio of back-flowing transmission power RL and original output power SL of the power amplifier ES1. As an example, the ratio of the measurement signals PR and PO of the directional coupler CO is formed. In particular, the changes of these measurement signals are related to one another. In detail, therefore, the ratio of the changes in the measurement signal PR as a representative of the changes in the returning radiation power RL to changes in the measurement signal PO is formed as a measure of the changes in the output power SL of the power output stage ES1. It thus applies here in the embodiment of 1 in particular: SP = PR / PO.

Die Steuer-/Auswertevorrichtung SV erzeugt nun aufgrund des jeweilig ermittelten Steuerparameters SP Steuersignale SS1, SS2, durch die über Steuerleitungen SL1, SL2 die Schaltvorrichtungen SW1, SW2 zum Hinzuschalten oder Abschalten des Verstärkungszweigs VZ oder des Überbrückungszweigs BY betätigt werden können. Im Einzelnen wird mit Hilfe des Steuer signals SS1 die eingangsseitige Schaltvorrichtung SW1 zwischen ihren Schaltstellungen S11, S12 geschaltet. Mit Hilfe des Steuersignals SS2 wird die ausgangsseitige Schaltvorrichtung SW2 angesteuert und ihr Wechsel zwischen den beiden Schaltstellungen S21, S22 initiiert bzw. ausgelöst.The Control / evaluation SV now generates due to the respective determined control parameter SP control signals SS1, SS2, through the control lines SL1, SL2 the switching devices SW1, SW2 to turn on or Switching off the amplification branch VZ or bridging branch BY operated can be. In detail, with the help of the control signal SS1 the input side Switching device SW1 connected between their switching positions S11, S12. With the aid of the control signal SS2, the output-side switching device SW2 activated and their change between the two switching positions S21, S22 initiated or triggered.

Kommt nun z.B. ein Gegenstand GE in die Nähe der Antenne AT des Funkkommunikationsgeräts MS und wird dadurch die Fehlanpassung zwischen der Eingangsimpedanz der Antenne AT und der Ausgangsimpedanz der Leistungsendstufe ES1 vergrößert, so wird die zurückfließende Abstrahlleistung RL größer im Vergleich zum Zustand ohne den Gegenstand in der Nähe der Antenne AT. Daraufhin wird mit Hilfe des Richtkopplers CO auch ein größerer Anteil der zurückfließenden Abstrahlleistung RL aus dem Antennenzweig X1 zwischen der Antenne AT und der Leistungsendstufe ES1 als Messsignal PR ausgekoppelt. Die Steuer-/Auswertevorrichtung SV registriert daraufhin einen Anstieg des Messsignals PR, was ein Maß für die Veränderung der zurückfließenden Abstrahlleistung RL ist. Dieses vergrößerte Messsignal PR wird von der Steuer-/Auswertevorrichtung SV ins Verhältnis zur Messgröße PO für die Ausgangsleistung SL der Leistungsendstufe ES1 gesetzt und daraus der Steuerparameter SP gebildet. Dieser neue Wert für den Steuerparameter SP ist gegenüber seinem vorausgehenden Wert im Betriebszustand ohne den Gegenstand GE in der Nähe der Antenne AT nunmehr vergrößert bzw. erhöht. Überschreitet er einen vorgebbaren Schwellwert, so kann dies als Indiz zum Hinzuschalten, d.h. Aktivieren des Leistungsverstärkers PA im Verstärkungszweig VZ herangezogen werden. Dazu bringt die Steuer-/Auswertevorrichtung die Schaltvorrichtungen SW1, SW2 in die Schaltstellung S12, S22, so dass in den Transmitterzweig TZ1 im Abschnitt X1 vor der Antenne AT der Verstärkungszweig TZ1 eingefügt ist. Durch das Umschalten auf den Verstärkerzweig VZ mit dem Leistungsverstärker PA wird die zweite, höhere Leistungsklasse des Transmitterzweigs TZ1 ausgewählt, so dass der Verlust an Abstrahlleistung AL aufgrund der zurückfließenden Sendeleistung RL verbessert kompensiert werden kann. Für die se zweite Leistungsklasse weist der Leistungsverstärker PA im Verstärkungszweig VZ eine spezifische Effizienz, d.h. einen spezifischen Wirkungsgrad auf, die größer ist als im Fall, dass lediglich der Vorverstärker VPA die Antenne speist.If, for example, an object GE comes close to the antenna AT of the radio communication device MS and thereby increases the mismatch between the input impedance of the antenna AT and the output impedance of the power output stage ES1, the return radiation power RL becomes greater in comparison to the state without the object in FIG Near the antenna AT. Then, with the aid of the directional coupler CO, a greater proportion of the returning radiation power RL is also coupled out of the antenna branch X1 between the antenna AT and the power output stage ES1 as the measurement signal PR. The control / evaluation device SV then registers an increase of the measurement signal PR, which is a measure of the change in the returning radiation power RL. This enlarged measurement signal PR is the control / evaluation device SV in relation to the measured variable PO set for the output power SL of the power output stage ES1 and formed from the control parameter SP. This new value for the control parameter SP is now increased or increased compared to its previous value in the operating state without the object GE in the vicinity of the antenna AT. If it exceeds a predefinable threshold value, then this can be used as an indication for the addition, ie activation, of the power amplifier PA in the amplification branch VZ. For this purpose, the control / evaluation device brings the switching devices SW1, SW2 in the switching position S12, S22, so that in the transmitter branch TZ1 in the section X1 in front of the antenna AT of the gain branch TZ1 is inserted. By switching to the amplifier branch VZ with the power amplifier PA, the second, higher power class of the transmitter branch TZ1 is selected, so that the loss of radiation power AL can be compensated in an improved manner due to the returned transmission power RL. For this second power class, the power amplifier PA in the amplification branch VZ has a specific efficiency, ie a specific efficiency, which is greater than in the case where only the preamplifier VPA feeds the antenna.

Innerhalb dieser zweiten Leistungsklasse, d.h. dem zweiten, höher liegenden Bereich der abgebbaren Sendeleistung, regelt oder steuert die Steuer-/Auswertevorrichtung SV mit Hilfe des Steuerparameters SP zusätzlich die Verstärkung V des Leistungsverstärkers PA mit Hilfe eines Steuersignals SS3 über eine Steuerleitung SL3. Die Steuerleitung SS3 ist dabei mit einer Versorgungsquelle CU verbunden, die den Verstärkungsfaktor V für den Leistungsverstärker PA einstellt. Die Versorgungsquelle ist dabei vorzugsweise durch eine Gleichspannungsquelle gebildet. Innerhalb der zweiten Leistungsklasse wird die Steuerung der Verstärkung V des Leistungsverstärkers PA mit Hilfe des Steuerparameters SP insbesondere derart durchgeführt, dass eine bestimmte, gewünschte Abstrahlleistung AL stets am Ausgang der Antenne AT zur Verfügung steht und Zunahmen oder Abnahmen der zurückfließenden Abstrahlleistung RL durch entsprechende Nachstellungen der Verstärkung V des Leistungsverstärkers PA weitgehend ausgeglichen werden.Within this second power class, i. the second, higher Range of deliverable transmission power, regulates or controls the control / evaluation device SV with the help of the control parameter SP additionally the gain V of the power amplifier PA by means of a control signal SS3 via a control line SL3. The control line SS3 is connected to a supply source CU, the amplification factor V for the power amplifier PA established. The supply source is preferably by a DC voltage source formed. Within the second performance class becomes the control of the gain V of the power amplifier PA using the control parameter SP in particular carried out such that a certain, desired Radiation power AL is always available at the output of the antenna AT and increases or decreases in the return radiated power RL by corresponding readjustments of the gain V of the power amplifier PA be largely compensated.

Wird nun der Gegenstand GE in der Nähe der Antenne AT wieder entfernt, so wird gegenüber dem vorausgehenden Fall mit dem vorhandenen Gegenstand GE in der Nähe der Antenne AT nunmehr ein geringerer Anteil der Abstrahlleistung AL in den Antennenzweig X1 aufgrund verbesserter Anpassung zurückreflektiert. Dies bedeutet, dass die zurückfließende Abstrahlleistung RL betragsmäßig abnimmt, was sich in einem verkleinerten Messsignal PR niederschlägt. Dies resultiert auch in einem verkleinerten Steuerparameter SP, da das Verhältnis zwischen den Messsignalen TR und PO abnimmt. Daraufhin wird von der Steuer-/Auswertevorrichtung SV mit Hilfe der Steuersignale SS1, SS2 eine Umschaltung auf den Überbrückungszweig BY vorgenommen, d.h. der Verstärkungszweig VZ abgeschaltet und dieser durch den zugeschalteten Überbrückungszweig gewissermaßen kurzgeschlossen. Es wird also zur ersten Leistungsklasse des Transmitterzweigs TZ1 übergegangen, die unterhalb, d.h. niedriger als die zweite Leistungsklasse im Fall des hinzugeschalteten Leistungsverstärkers PA liegt. Innerhalb dieser ersten Leistungsklasse wird die Antenne über den Überbrückungszweig BY hinweg lediglich mit der Ausgangsleistung VL des Vorverstärkers VPA versorgt. Dessen Ausgangsleistung VL genügt für eine ausreichende Abstrahlungsleistung AL der Antenne AT. Dabei ist innerhalb dieser ersten Leistungsklasse dem Transmitterzweig TZ1 eine spezifische Effizienz, d.h. ein optimierter Wirkungsgrad zugeordnet, der primär durch das Verhältnis von Ausgangsleistung VL und benötigter Gleichstromverlustleistung des Vorverstärkers VPA bestimmt ist.Becomes now the object GE near the Antenna AT removed again, so will be compared to the previous case with the existing object GE in the vicinity of the antenna AT now a less portion of the radiation power AL in the antenna branch X1 reflected back due to improved matching. This means, that the returning radiation power RL decreases in amount, which is reflected in a reduced measurement signal PR. This also results in a reduced control parameter SP, since the Relationship between the measurement signals TR and PO decreases. Subsequently, the control / evaluation device SV with the help of the control signals SS1, SS2 a changeover to the bridging branch BY, i.e. the reinforcing branch VZ switched off and this by the switched bridging branch in a sense shorted. It is therefore transferred to the first power class of the transmitter branch TZ1, the below, i. lower than the second performance class in the Case of the switched power amplifier PA is. Within this In the first performance class, the antenna will only pass over the bridging branch BY supplied with the output power VL of the preamplifier VPA. Whose Output power VL is sufficient for one sufficient radiation power AL of the antenna AT. It is within this first power class the transmitter branch TZ1 a specific Efficiency, i. assigned an optimized efficiency, the primary through The relationship of output power VL and required DC power dissipation of the preamplifier VPA is determined.

Insbesondere kann es zweckmäßig sein, den Verstärkungsfaktor des Vorverstärkers VPA in entsprechender Weise wie für den Leistungsverstärker PA mit Hilfe der Steuer-/Auswertevorrichtung SV innerhalb der ersten Leistungsklasse zu regeln oder zu steuern. Diese Regel- oder Steuerlogik ist hier in der 1 der zeichnerischen Übersichtlichkeit halber weggelassen worden.In particular, it may be expedient to regulate or control the amplification factor of the preamplifier VPA in a corresponding manner as for the power amplifier PA with the aid of the control / evaluation device SV within the first power class. This rule or control logic is here in the 1 have been omitted for the sake of clarity of drawing.

Dadurch, dass der Leistungsbereich, über den vom Transmitterzweig TZ1 Leistung abgegeben wird, durch Aktivierung/Deaktivierung des Verstärkungszweigs VZ sowie des Überbrückungszweigs BY zweigeteilt wird, lässt sich der Transmitterzweig mit einem Wirkungsgrad betreiben, der gegenüber dem bekannten Transmitterzweigaufbau, bei dem lediglich ein einziger, d.h. immer derselbe Leistungsverstärker im Ausgangsabschnitt des Transmitterzweigs aktiv ist, optimiert bzw. verbessert ist. Denn der Regelbereich oder Stellbereich um den Arbeitspunkt des jeweiligen aktiv geschalteten Leistungsverstärkers wird bei der Aufteilung in zwei Leistungsklassen kleiner.Thereby, that the power range over which from the transmitter branch TZ1 power is delivered by activation / deactivation of the reinforcing branch VZ and the bridging branch BY is divided into two parts operate the transmitter branch with an efficiency, the compared to the known transmitter branch structure in which only a single, i.e. always the same power amplifier in the output section of the Transmitter branch is active, optimized or improved. Because the Control range or setting range around the operating point of the respective actively switched power amplifier is at the split smaller in two performance classes.

Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, die Schaltvorrichtungen SW1, SW2 sowie den Überbrückungszweig BY im Trans mitterzweig TZ1 von 1 wegzulassen und dort lediglich den Verstärkungszweig mit dem Leistungsverstärker PA vorzusehen. Unterschreitet der Steuerparameter SP einen bestimmten Schwellwert, so wird mit Hilfe des Steuersignals SS3 die Versorgungsquelle CU, insbesondere die Versorgungsspannung oder Versorgungsstromquelle, für den Leistungsverstärker PA abgeschaltet, so dass eine impedanzarme Durchverbindung zwischen dem eingangsseitigen und dem ausgangsseitigen Ende des Verstärkungszweigs VZ vorliegt. Dann wird die Antenne AT lediglich mit der Ausgangsleistung VL des Vorverstärkers VPA beaufschlagt. Überschreitet der Steuerparameter SP einen vorgebbaren Schwellwert, so schaltet die Steuer-/Auswertevorrichtung SV mit Hilfe des Steuersignals SS3 über die Steuerleitung SL3 die Versorgungsquelle CU für den Leistungsverstärker PA wieder an, oder macht deren Versorgungsspannung oder Versorgungstrom derart groß, dass über diese der Verstärkungsfaktor V für den Leistungsverstärker PA geregelt oder gesteuert werden kann.Optionally, it may also be appropriate, the switching devices SW1, SW2 and the bridging branch BY in Trans mitterzweig TZ1 of 1 omit and provide there only the gain branch with the power amplifier PA. If the control parameter SP falls below a certain threshold value, the supply source CU, in particular the supply voltage or supply current source, for the power amplifier PA is switched off with the aid of the control signal SS3, so that there is a low-impedance through connection between the input side and the output end of the amplification branch VZ. Then, the antenna AT with only the Output power VL of the preamplifier VPA acted upon. If the control parameter SP exceeds a predefinable threshold value, the control / evaluation device SV uses the control signal SS3 to switch on the supply source CU for the power amplifier PA via the control line SL3, or makes its supply voltage or supply current so large that the amplification factor V can be regulated or controlled for the power amplifier PA.

Selbstverständlich können mit dem Steuerparameter SP auch ein oder mehrere andere Stellparameter des Leistungsverstärkers PA eingestellt oder kontrolliert werden, mit denen sich jeweils dessen Ausgangsleistung gezielt beeinflussen lässt.Of course you can the control parameter SP also one or more other control parameters of the power amplifier PA be set or controlled with each other whose output power can be selectively influenced.

Alternativ zum Verhältnis der beiden Messignale PR und PO kann es zweckmäßig sein, die Differenz zwischen dem Messignal PR und dem Messignal PO zu bilden und als Steuerparameter SP heranzuziehen. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, dass der Steuerparameter SP insbesondere auch durch die Differenz der Messsignale PR und PO der zurückfließenden Abstrahlleistung RL und der Ausgangsleistung SL gebildet werden kann. Es gilt in diesem Fall insbesondere: SP = PR – PO.alternative to the relationship the two measurement signals PR and PO, it may be appropriate to the difference between form the measurement signal PR and the measurement signal PO and as control parameters SP. In other words, that means that the control parameter SP in particular also by the difference of the measurement signals PR and PO of the returning radiation power RL and the output power SL can be formed. It applies in this Case in particular: SP = PR - PO.

Weiterhin kann es gegebenenfalls auch zweckmäßig sein, dass von der Steuer-/Auswertevorrichtung SV allein Änderungen der zurückfließenden Abstrahlleistung RL gemessen, diese ggf. ins Verhältnis zu ihrem Sollwert bei Sollanpassung gesetzt wer den, und dieses Verhältnis als Steuerparameter SP herangezogen wird. Die Ein- und Abschaltung der Endstufe ES1 sowie die Einstellung der Verstärkung V für den etwaig eingeschalteten Leistungsverstärker PA erfolgt dann in analoger Weise wie zu den obigen Ausführungsfällen beschrieben.Farther If appropriate, it may also be expedient that the control / evaluation device SV alone changes the returning radiation power RL measured, these possibly in proportion set to its setpoint at Sollanpassung who, and this ratio as Control parameter SP is used. The switching on and off of Amplifier ES1 and the setting of the gain V for the eventual switched on power amplifier PA then takes place in an analogous manner as described for the above embodiments.

Darüber hinaus kann es auch bereits ausreichend sein, die Ausgangsleistung SL am Ausgang des Leistungsverstärkers PA allein zu messen, gegebenenfalls ins Verhältnis zu ihrem Sollwert bei Sollanpassung zu setzen, und diese als Steuerparameter SP für die Steuer-/Auswertevorrichtung SV als alleinige Messgröße direkt heranzuziehen.Furthermore it may already be sufficient, the output power SL am Output of the power amplifier PA alone, possibly in relation to their set point Set adjustment to set, and this as control parameter SP for the control / evaluation SV as the sole measurand directly consulted.

Zusammenfassend betrachtet kann also der Steuerparameter zum Umschalten zwischen den beiden Leistungsklassen des Transmitterzweiges, d.h. zur Auswahl des Übertragungszweigs oder des Überbrückungszweigs, aus der in den Antennenzweig zurückfließenden Abstrahlleistung und/oder aus der am Ausgang der Endstufe bereitgestellten Sendeleistung gebildet werden. Dabei ist die in den Antennenzweig zurückfließende Abstrahlleistung ein indirektes Maß für die am Ausgang der Endstufe bereitgestellte Sendeleistung.In summary Thus, the control parameter for switching between can be considered the two power classes of the transmitter branch, i. to select of the transmission branch or the bridging branch, from the radiation power flowing back into the antenna branch and / or formed from the output power of the output stage provided become. In this case, the radiation power flowing back into the antenna branch is a indirect measure for the am Output of the output stage provided transmit power.

2 zeigt in schematischer Darstellung einen zweiten Transmitterzweig TZ2, der bis auf seine Leistungsendstufe ES2 mit denselben Komponenten wie der erste Transmitterzweig TZ1 aufgebaut ist. Im Unterschied zur Endstufe ES1 des ersten Transmitterzweigs TZ1 von 1 weist die Endstufe ES2 des zweiten Transmitterzweigs TZ2 von 2 drei getrennte Verstärkungszweige KZ1 mit KZ3 mit jeweils einem Leistungsverstärker PA1 mit PA3 parallel nebeneinander auf. Jeder Verstärkungszweig KZ1 mit KZ3 ist in den Transmitterzweig TZ2 im Abschnitt X1 zwischen dem Vorverstärker VPA und dem Kopupelelement CO mit Hilfe einer eingangsseitigen Schaltvorrichtung SW1* und einer ausgangsseitigen Schaltvorrichtung SW2* einfügbar, d.h. ankoppelbar und wieder vom Transmitterzweig abtrennbar. Dazu weist die eingangsseitige Schaltvorrichtung SW1* drei Schaltstellungen S11*, S12*, S13* auf, die den eingangsseitigen Enden der Verstärkungszweige KZ1, KZ2, KZ3 spezifisch zugeordnet und mit diesen zusammenschaltbar sind. In entsprechender Weise kann die ausgangsseitige Schaltvorrichtung SW2* drei Schaltstellungen S21*, S22*, S23* einnehmen, die den ausgangsseitigen Enden der Verstärkungszweige KZ1, KZ2, KZ3 spezifisch zuordenbar und mit diesen jeweils separat verschaltbar sind. Die Leistungsverstärker PA1, PA2, PA3 der drei separaten Verstärkungszweige KZ1, KZ2, KZ3 werden über eine gemeinsame Versorgungsleitung GCL von einer gemeinsamen Versorgungsquelle GCU, insbesondere einer Gleichspannungsquelle oder Gleichstromquelle aus gespeist. Diese Versorgungsquelle GCU liefert also eine spezifische Gleichstromverlustleistung an den jeweiligen Leistungsverstärker PA1, PA2, PA3, die für eine gewünschte Ausgangsleistung der zur Verstärkung eingangsseitig anstehenden Sendesignale benötigt wird. 2 shows a schematic representation of a second transmitter branch TZ2, which is constructed with the same components as the first transmitter branch TZ1 except for its power output stage ES2. In contrast to the output stage ES1 of the first transmitter branch TZ1 of 1 has the output stage ES2 of the second transmitter branch TZ2 of 2 three separate gain branches KZ1 with KZ3, each with a power amplifier PA1 with PA3 parallel to each other. Each gain branch KZ1 with KZ3 can be inserted into the transmitter branch TZ2 in the section X1 between the preamplifier VPA and the Kopupelelement CO by means of an input-side switching device SW1 * and an output-side switching device SW2 *, ie coupled and again separated from the transmitter branch. For this purpose, the input-side switching device SW1 * three switch positions S11 *, S12 *, S13 *, which are specifically assigned to the input ends of the gain branches KZ1, KZ2, KZ3 and interconnected with these. In a corresponding manner, the output-side switching device SW2 * occupy three switching positions S21 *, S22 *, S23 *, which can be specifically assigned to the output-side ends of the amplification branches KZ1, KZ2, KZ3 and can be connected separately therewith. The power amplifiers PA1, PA2, PA3 of the three separate amplification branches KZ1, KZ2, KZ3 are fed via a common supply line GCL from a common supply source GCU, in particular a DC voltage source or DC source. This supply source GCU thus provides a specific DC power loss to the respective power amplifier PA1, PA2, PA3, which is required for a desired output power of the input side for amplification on the send signals.

Jeder Leistungsverstärker PA1 mit PA3 wird nun einer bestimmten Leistungsklasse zugeordnet, innerhalb der er einen spezifischen Wirkungsgrad aufweist. Allgemein betrachtet wird also eine Aufteilung desjenigen Leistungsbereichs in drei Zonen bzw. Klassen vorgenommen, der zwischen dem niedrigsten Wunschwert und dem maximalen Wunschwert für die Sendeleistung SL am Ausgang der Endstufe ES2 liegt. Anstelle eines einzigen Leistungsverstärkers im Antennenabschnitt X1 zwischen dem Vorverstärker VPA und dem Koppelelement CO sind abgestuft nach Leistungsklassen mehrere Leistungsverstärker jeweils einzeln zuschaltbar und wieder abkoppelbar. Die Auswahl des jeweiligen Leistungsverstärkers wird mit Hilfe der Steuer-/Auswertevorrichtung SV derart vorgenommen, dass im Transmitterzweig TZ2 derjenige Leistungsverstärker aus einer Vielzahl von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen zur Ankoppelung an die Antenne AT aktiviert wird, der innerhalb der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern hat.Each power amplifier PA1 with PA3 is now assigned to a specific power class within which it has a specific efficiency. In general, therefore, a division of that power range into three zones or classes is made, which lies between the lowest desired value and the maximum desired value for the transmission power SL at the output of the output stage ES2. Instead of a single power amplifier in the antenna section X1 between the preamplifier VPA and the coupling element CO, a plurality of power amplifiers can be individually switched on and off again according to power classes. The selection of the respective power amplifier is carried out with the aid of the control / evaluation device SV such that in the transmitter branch TZ2 that power amplifier is activated from a plurality of power amplifiers with specific efficiencies for different power classes for coupling to the antenna AT within the selected power class highest efficiency from the Has variety of power amplifiers.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel von 2 werden durch die drei Leistungsverstärker PA1, PA2, PA3 drei Leistungsklassen LK1, LK2, LK3 festgelegt. Diese Aufteilung in drei Leistungsklassen ist schematisch in der 3 anhand eines Leistungsdiagramms dargestellt. Entlang der Abszisse des Diagramms sind dabei die Leistungsklassen LKi mit i = 1 bis n, wobei hier n = 3 ist, aufgetragen. Entlang seiner Ordinaten sind für die jeweilige Leistungsklasse LK1, LK2, LK3 die resultierenden Wirkungsgrade K11, K12, K13; K21, K22, K23; K31, K32, K33 der drei verschiedenen Leistungsverstärker PA1, PA2, PA3 eingezeichnet. Bezogen auf die Leistungsklasse LK1 weist im Ausführungsbeispiel von 2 der Leistungsverstärker PA1 die höchste Effizienz, d.h. den größten Wirkungsgrad K11 gegenüber den übrigen beiden Leistungsverstärkern PA2, PA3 in den anderen beiden Verstärkungspfaden KZ2, KZ3 auf. Mit anderen Worten ausgedrückt heißt das, dass der erste Leistungsverstärker PA1 aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern PA1 mit PA3 der Endstufe ES2 einen größeren Wirkungsgrad als der zweite und der dritte Leistungsverstärker PA2, PA3 hat. Dabei hat der dritte Leistungsverstärker PA3 einen größeren Wirkungsgrad K13 als der zweite Leistungsverstärker PA2. Dessen Wirkungsgrad K12 liegt unterhalb des Wirkungsgrads K13 für den dritten Leistungsverstärker PA3. Bei der Betrachtung der zweiten Leistungklasse LK2, die sich der ersten Leistungsklasse LK1 als Leistungsbereich anschließt, hat der dritte Leistungsverstärker eine größere Effizienz K23 als die übrigen beiden Leistungsverstärker PA1, PA2 mit den Wirkungsgraden K21, K22. Für die gegenüber der ersten Leistungsklasse LK1 insgesamt höhere, zweite Leistungsklasse LK2 weist also der dritte Leistungsverstärker PA3 nunmehr die höchste Effizienz K23 auf und nicht mehr wie in der untersten Leistungsklasse LK1 der erste Leistungsverstärker PA1 mit dem Wirkungsgrad K11. In der dritten Leistungsklasse LK3 ist schließlich dem zweiten Leistungsverstärker PA2 die höchste Effizienz K32 zugeordnet, die höher liegt als die Effizienz K31, K33 der übrigen beiden Leistungsverstärker PA1, PA3. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die drei besten Wirkungsgrade K11, K23, K32 für die drei verschiedenen Leistungsklassen LK1, LK2, LK3 im wesentlichen dasselbe Niveau. In der Praxis sind natürlich auch andere Konstellationen und Verteilungen möglich.In the present embodiment of 2 are determined by the three power amplifiers PA1, PA2, PA3 three power classes LK1, LK2, LK3. This division into three power classes is schematic in the 3 illustrated by a performance diagram. Along the abscissa of the diagram, the power classes LKi with i = 1 to n, where n = 3, are plotted. Along its ordinates, the resulting efficiencies K11, K12, K13 for the respective performance class LK1, LK2, LK3; K21, K22, K23; K31, K32, K33 of the three different power amplifiers PA1, PA2, PA3 drawn. Relative to the performance class LK1, in the exemplary embodiment of FIG 2 the power amplifier PA1 the highest efficiency, ie the highest efficiency K11 compared to the other two power amplifiers PA2, PA3 in the other two gain paths KZ2, KZ3 on. In other words, the first power amplifier PA1 of the plurality of power amplifiers PA1 to PA3 of the final stage ES2 has greater efficiency than the second and third power amplifiers PA2, PA3. In this case, the third power amplifier PA3 has a greater efficiency K13 than the second power amplifier PA2. Its efficiency K12 is below the efficiency K13 for the third power amplifier PA3. Considering the second power class LK2 following the first power class LK1 as the power domain, the third power amplifier has a greater efficiency K23 than the other two power amplifiers PA1, PA2 having the efficiencies K21, K22. For the second overall power class LK2, which is higher overall than the first power class LK1, the third power amplifier PA3 now has the highest efficiency K23 and no longer the first power amplifier PA1 with the efficiency K11 as in the lowest power class LK1. Finally, in the third power class LK3, the second power amplifier PA2 is assigned the highest efficiency K32, which is higher than the efficiency K31, K33 of the other two power amplifiers PA1, PA3. In the present embodiment, the three best efficiencies K11, K23, K32 for the three different power classes LK1, LK2, LK3 have substantially the same level. In practice, of course, other constellations and distributions are possible.

Wird nun z.B. mit Hilfe der Steuer-/Auswertevorrichtung SV festgestellt, dass die zurückfließende Abstrahlleistung RL relativ gering ist, d.h. es liegt eine relativ gute Anpassung der Antenne AT an den Transmitterzweig TZ2 vor, so wählt die Steuer-/Auswertevorrichtung SV mit Hilfe des Steuerparameters SP die niedrigste Leistungsklasse LK1 aus. Als Kriterium dafür wird das Unterschreiten eines unteren, ersten Schwellwertes für den ermittelten Steuerparameter SP herangezogen, der die Grenze zwischen der ersten und der zweiten Leistungsklasse LK1, LK2 festlegt. Die Steuer-/Auswertevorrichtung SV steuert nun die beiden Schaltvorrichtungen SW1*, SW2* am Eingang sowie am Ausgang der Endstufe ES2 derart an, dass der Verstärkungszweig KZ1 mit dem ersten Leistungsverstärker PA1 in den Transmitterzweig TZ2 eingekoppelt wird, d.h. hinzugeschaltet wird. Dazu werden die beiden Schaltvorrichtungen in die Schaltpositionen S11*, S21* gebracht. Die übrigen beiden Verstärkungszweige KZ2, KZ3 mit den Leistungsverstärkern PA2, PA3 sind dabei vom Transmitterzweig TZ2 abgetrennt. Verschlechtert sich nun die Anpassung zwischen der Antenne AT und dem Transmitterzweig TZ2, so fließt mehr Abstrahlleistung in den Antennenabschnitt X1 zurück, was eine Erhöhung des Steuerparameters SP aufgrund der Zunahme des Messsignals PR nach sich zieht. Die Steuer-/Auswertevorrichtung SV bringt daraufhin mittels Steuersignale SS1, SS2 über Steuerleitungen SL1, SL2 die beiden Schaltvorrichtungen SW1*, SW2* in die Schaltstellung S13*, S23*, so dass der dritte Verstärkungszweig KZ3 mit dem dritten Leistungsverstärker PA3 in den Transmitterzweig TZ2 eingekoppelt wird und der erste Verstärkungszweig KZ1 freigegeben, d.h. abgekoppelt wird. Es wird also für die zweite Leistungsklasse LK2 wiederum derjenige Leistungsverstärker aus der Gruppe von Leistungsverstärkern PA1 mit PA3 ausgewählt, der für diese Leistungsklasse LK2 die höchste spezifische Effizienz K23 im Vergleich zu den übrigen beiden Leistungsverstärkern PA1, PA2 aufweist. Nimmt die Fehlanpassung der Antenne AT weiter zu, so dass noch mehr Abstrahlleistung RL in den Antennenabschnitt X1 zurückgekoppelt wird, so nimmt das Messsignal PR weiter zu, was zu einer Vergrößerung des Steuerparameters SP führt. Überschreitet der Steuerparameter SP einen zweiten Schwellwert, der die Trennlinie zwischen der zweiten Leistungsklasse LK2 und der dritten Leistungsklasse LK3 markiert, so wählt die Steuer-/Auswertevorrichtung SV durch entsprechende Steuersignale SS1, SS2 den zweiten Leistungsverstärker PA2 aus, der in der dritten Leistungsklasse LK3 gegenüber den anderen beiden Leistungsverstärkern PA1, PA3 die höchste Effizienz K32 aufweist. Dazu werden die Schaltvorrichtungen SW1*, SW2* mittels der Steuersignale SS1, SS2 in die Schaltstellungen S12*, S22* gebracht. Dadurch wird der zweite Verstärkungszweig KZ2 in den Transmitterzweig TZ2 eingekoppelt und aktiviert.Becomes now, e.g. detected with the help of the control / evaluation device SV, that the returning radiation power RL is relatively low, i. it is a relatively good fit the antenna AT to the transmitter branch TZ2 before, so selects the Control / evaluation device SV with the aid of the control parameter SP the lowest power class LK1 off. As a criterion for this is the Falling below a lower, first threshold for the determined Control parameter SP used, which is the boundary between the first and second performance class LK1, LK2. The control / evaluation device SV now controls the two switching devices SW1 *, SW2 * at the input and at the output of the output stage ES2 in such a way that the amplification branch KZ1 with the first power amplifier PA1 in the transmitter branch TZ2 is coupled, i. is added. These are the two Switching devices in the switching positions S11 *, S21 * brought. The other two amplification branches KZ2, KZ3 with the power amplifiers PA2, PA3 are separated from the transmitter branch TZ2. deteriorated Now the adaptation between the antenna AT and the transmitter branch TZ2, so flows more emission power in the antenna section X1 back what an increase the control parameter SP due to the increase of the measurement signal PR pulls. The control / evaluation device SV then brings by means of control signals SS1, SS2 via Control lines SL1, SL2 the two switching devices SW1 *, SW2 * in the switching position S13 *, S23 *, so that the third gain branch KZ3 with the third power amplifier PA3 in the transmitter branch TZ2 is coupled in and the first amplification branch KZ1 is released, i.e. is decoupled. So it will be for the second performance class LK2 again that power amplifier from the group of power amplifiers PA1 selected with PA3, the for this Performance class LK2 the highest specific efficiency K23 compared to the other two power amplifiers PA1, PA2 has. If the mismatch of the antenna AT continues to increase, so that even more radiant power RL in the antenna section X1 fed back is, the measurement signal PR continues to increase, resulting in an increase of the control parameter SP leads. exceeds the control parameter SP a second threshold, which is the dividing line between the second power class LK2 and the third power class LK3 marks, so chooses the control / evaluation device SV through corresponding control signals SS1, SS2 the second power amplifier PA2 out in the third power class LK3 against the other two power amplifiers PA1, PA3 the highest Efficiency K32 has. For this purpose, the switching devices SW1 *, SW2 * by means of the control signals SS1, SS2 in the switching positions S12 *, S22 * brought. This will be the second gain branch KZ2 coupled into the transmitter branch TZ2 and activated.

Mit Hilfe der Steuer-/Auswertevorrichtung SV werden also Steuersignale SS1, SS2 über Steuerleitungen SL1, SL2 an die Schaltvorrichtungen SW1*, SW2* übertragen, und diese jeweils derart geschaltet, dass derjenige Leistungsverstärker im Transmitterzweig TZ2 aktiv ist, der für die jeweils ausgewählte Leistungsklasse unter allen Leistungsverstärkern der Endstufe ES2 die höchste Effizienz aufweist. Innerhalb der jeweiligen Leistungsklasse LK1, LK2 oder LK3 wird von der Steuer-/Auswertevorrichtung SV der Steuerparameter SP dazu verwendet, die Verstärkung V des für diese Leistungsklasse zuständigen Leistungsverstärkers dahingehend zu regeln oder zu steuern, dass sich am Ausgang der Endstufe ES2 eine gewünschte Ausgangsleistung SL ergibt. Dazu ist die Steuer-/Auswertevorrichtung SV über die Steuerleitung SL3 an die Versorgungsquelle CU für die Leistungsverstärker PA1, PA2, PA3 der Endstufe ES2 angeschlossen. Die Steuerkommandos zur Erhöhung oder zur Erniedrigung der Versorgungsspannung bzw. des Versorgungsstroms der Versorgungsquelle GCU wird dabei mit tels des Steuersignals SS3 über die Steuerleitung SL3 auf Basis des Steuerparameters SP vorgenommen. Die Steuerung bzw. Regelung der Verstärkung V des jeweils aktiven Leistungsverstärkers kann also mit Hilfe des Steuerparameters SP insbesondere derart durchgeführt werden, dass eine bestimmte, gewünschte Abstrahlleistung AL am Ausgang der Antenne AT zur Verfügung steht, und Zunahmen oder Abnahmen der zurückfließenden Sendeleistung RL aufgrund von Fehlanpassungen durch entsprechende Nachstellungen der Verstärkung V des jeweilig aktiven Leistungsverstärkers weitgehend ausgeglichen werden können.With the aid of the control / evaluation device SV, control signals SS1, SS2 are thus transmitted via control lines SL1, SL2 to the switching devices SW1 *, SW2 *, and these in each case switched such that the one power amplifier in the transmitter branch TZ2 is active, for the respectively selected power class has the highest efficiency among all power amplifiers of the power amplifier ES2. Within the respective performance class LK1, LK2 or LK3 is used by the control / evaluation device SV of the control parameter SP to regulate or control the gain V of the power amplifier responsible for this power class so that a desired output power SL results at the output of the output stage ES2. For this purpose, the control / evaluation device SV is connected via the control line SL3 to the supply source CU for the power amplifiers PA1, PA2, PA3 of the output stage ES2. The control commands for increasing or decreasing the supply voltage or the supply current of the supply source GCU is carried out by means of the control signal SS3 via the control line SL3 on the basis of the control parameter SP. The control or regulation of the amplification V of the respective active power amplifier can therefore be carried out with the aid of the control parameter SP in such a way that a certain, desired emission power AL is available at the output of the antenna AT, and increases or decreases in the returned transmission power RL due to Mismatches can be largely offset by appropriate adjustments of the gain V of the respective active power amplifier.

In Verallgemeinerung des Ausführungsbeispiels von 2 ist eine Aufteilung in eine Vielzahl von Leistungsklassen für den Transmitterzweig einer Antenne vorteilhaft. Dabei wird jeder Leistungsklasse mindestens ein Leistungsverstärker in einem separaten Verstärkungszweig zugeordnet. Es wird im Transmitterzweig derjenige Leistungsverstärker aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern mit spezifischen Wirkungsgraden für verschiedene Leistungsklassen zur Ankopplung an die Antenne aktiviert, der innerhalb der jeweils ausgewählten Leistungsklasse den höchsten Wirkungsgrad aus der Vielzahl von Leistungsverstärkern hat. Dadurch lässt sich insgesamt die Effizienz für den Transmitterzweig gegenüber einem herkömmlichen Transmitterzweig mit jeweils nur einem einzigen Leistungsverstärker verbessern, da jetzt jeder Leistungsverstärker lediglich höchstens über den Bereich seiner ihm zugeteilten Leistungsklasse geregelt bzw. verändert wird. Im Gegensatz dazu wäre bei der Verwendung eines einzigen Leistungsverstärkers im ausgangsseitigen Transmitterzweigabschnitt eine Regelung über die Vielzahl von gewünschten Leistungsklassen hinweg erforderlich, was auf Kosten der Effizienz, d.h. des Wirkungsgrads des Transmitterzweigs ginge.In generalization of the embodiment of 2 a division into a plurality of power classes for the transmitter branch of an antenna is advantageous. Each power class is assigned at least one power amplifier in a separate amplification branch. In the transmitter branch, the power amplifier of the plurality of power amplifiers with specific efficiencies for different power classes is activated for coupling to the antenna, which has the highest efficiency of the plurality of power amplifiers within the respectively selected power class. As a result, overall the efficiency for the transmitter branch can be improved over a conventional transmitter branch, each with only a single power amplifier, since now each power amplifier is regulated or changed only over the range of its assigned power class. By contrast, using a single power amplifier in the output side transmitter branch portion would require control over the plurality of desired power classes, at the expense of efficiency, ie, the efficiency of the transmitter arm.

Gegebenenfalls kann es auch zweckmäßig sein, zusätzlich zu den mehreren, parallel angeordneten Verstärkungszweigen mindestens einen Überbrückungspfad wie z.B. BY entsprechend wie beim ersten Transmitterzweig TZ1 von 1 vorzusehen. Ist ein derartiger Überbrückungszweig in den Transmitterzweig TZ2 eingeschaltet und aktiviert, so kann die Antenne AT durch die Ausgangsleistung VL des Vorverstärkers VPA gespeist werden. Dadurch ist eine feinere Kaskadierung, d.h. Unterteilung in mindestens eine weitere Leistungsklasse ermöglicht. Insbesondere wird für Ausgangsleistungen an der Antenne, die kleiner der Ausgangsleistung des RF-Vorverstärkers VPA sind, die Endstufe ES2 abgeschaltet, da die Ausgangsleistung der Vorstufe des Transmitterzweigs TZ2 ausreichend ist, um die dafür notwendige Sende-/Ausgangsleistung zu erzeugen.Optionally, it may also be expedient, in addition to the plurality of reinforcing branches arranged in parallel, to have at least one bridging path, such as BY, corresponding to the first transmitter branch TZ1 of FIG 1 provided. If such a bridging branch is switched on and activated in the transmitter branch TZ2, the antenna AT can be fed by the output power VL of the preamplifier VPA. This allows a finer cascading, ie subdivision into at least one other performance class. In particular, for output powers at the antenna which are smaller than the output power of the RF preamplifier VPA, the output stage ES2 is switched off, since the output power of the preliminary stage of the transmitter branch TZ2 is sufficient to generate the transmission / output power required for this purpose.

Den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 liegt verallgemeinert das Prinzip zugrunde, die Anzahl der Leistungsverstärker in der Endstufe zu erhöhen. Jeder Leistungsverstärker ist für einen schmaleren Ausgangsleistungsbereich, d.h. für eine spezifische Leistungsklasse vorgesehen und dafür in seiner Effizienz optimiert. Somit ist eine weitere Verbesserung der effektiv wirksamen Effizienz des Transmitterzweigs ermöglicht, da eine Vielzahl von optimierten Leistungsverstärkern für die einzelnen Ausgangsleistungsbereiche vorhanden ist. Gleichzeitig ist jeweils nur einer der Leistungsverstärker aktiv, d.h. eingeschaltet. Alle anderen Leistungsverstärker der Endstufe sind entweder vom Transmitterzweig abgetrennt, von der Versorgungsspannung abgeschaltet, oder durch ihre Arbeitspunkteinstellung auf minimale Gleichstromverlustleistung umgeschaltet. Die Regelung dieser komplexen Endstufe ist vorzugsweise durch eine Logik erweitert, die die momentane Ausgangsleistung direkt oder indirekt erkennt und daraufhin entweder die Leistung des derzeit benutzten Leistungsverstärkers regelt, oder aber auf den nächsten Leistungsverstärker umschaltet.The embodiments of the 1 and 2 generalized is based on the principle to increase the number of power amplifiers in the final stage. Each power amplifier is designed for a smaller output power range, ie for a specific power class and optimized for its efficiency. Thus, a further improvement in the effective efficiency of the transmitter branch is made possible, as there are a plurality of optimized power amplifiers for the individual output power ranges. At the same time only one of the power amplifiers is active, ie switched on. All other power amplifiers of the output stage are either disconnected from the transmitter branch, switched off from the supply voltage, or switched to minimum DC power loss by their operating point setting. The control of this complex output stage is preferably extended by a logic that directly or indirectly detects the instantaneous output power and then either regulates the power of the currently used power amplifier, or switches to the next power amplifier.

Diese Varianten lassen sich entweder diskret realisieren oder integrieren. Ein hoher Integrationsgrad verbunden mit heutigen Technologien im Bereich der Gehäuse ermöglichen akzeptable Lösungen für eine Endstufe bestehend aus einer Mehrzahl von Einzelendstufen, d.h. Leistungsverstärkern. Der Einsatz von Schaltvorrichtungen in Form von Schaltern wie in den Ausführungsbeispielen zu den 1 und 2 ist nicht zwingend notwendig. So kann in vorteilhafter Weise allein durch die An- und Abschaltung der einzelnen Leistungsverstärker jeweils ein bestimmter Leistungsverstärker selektiert werden. Dazu genügt die Beeinflussung, d.h. Steuerung dessen Versorgungsquelle, wie z.B. einer Gleichspannungsquelle. Die wirksamen Kapazitäten der dabei abgeschalteten Endstufentransistoren werden zweckmäßigerweise in dem Entwurf der aktiven Endstufe mit berücksichtigt.These variants can either be implemented discreetly or integrated. A high degree of integration associated with today's housing technologies enable acceptable solutions for a final stage consisting of a plurality of single output stages, ie power amplifiers. The use of switching devices in the form of switches as in the embodiments of the 1 and 2 is not mandatory. Thus, in each case a specific power amplifier can be selected in each case solely by the connection and disconnection of the individual power amplifiers. For this purpose, the influencing, ie control of its supply source, such as a DC voltage source is sufficient. The effective capacities of the final stage transistors switched off are expediently taken into account in the design of the active output stage.

Selbstverständlich lassen sich alle der vorgenannten Varianten miteinander kombinieren und auch mit bisher bekannten Varianten der Optimierung der Effizienz, wie z.B. die Änderung der Arbeitspunkteinstellung, anwenden. Vorteilhaft ist insbesondere die Bereitstellung mehrerer Leistungsverstärker in einer Endstufe, die jeweils auf bestimmte vorgebbare Leistungsklassen hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade optimiert sind. Insbesondere liegen die Sendeleistungsbereiche dieser Leistungsklassen gestaffelt hintereinander. Durch diese Zuteilung je eines Leistungsverstärkers zu je einer Leistungsklasse reicht es aus, diesen Leistungsverstärker nur über einen relativ kleinen Bereich seiner Sende-/Ausgangsleistung innerhalb dieser Leistungsklasse zu steuern oder zu regeln. Damit kann die bisherige Methode, einen einzigen Leistungsverstärker über einen sehr großen Regelbereich zu regeln oder zu steuern, der sämtliche Leistungsklassen mitumfasst, entfallen. In die vorteilhafte Unterteilung in verschiedene Leistungsklassen können auch Verstärkerstufen, die im Transmitterzweig bereits eingesetzt sind, wie z.B. Vorverstärker, aber auch zusätzliche Endstufen unterschiedlicher Leistungsklassen mit einbezogen werden. Diese Aufteilung in verschiedene Leistungsklassen und die Zuordnung je eines Leistungsverstärkers zu je einer Leistungsklasse bietet die Möglichkeit einer wesentlich verbesserten Anpassung an die mögliche Optimierung der Effizienz in Zusammenhang mit in der Ausgangsleistung geregelten Leistungsverstärkern.Of course, all of the aforementioned variants can be combined with each other and also with previously known variants of the optimization of the efficiency, such as the change of the operating point setting apply. In particular, it is advantageous to provide a plurality of power amplifiers in one ner power amplifier, which are each optimized for certain predetermined performance classes in terms of their efficiencies. In particular, the transmission power ranges of these power classes are staggered one behind the other. By allocating one power amplifier per power class, it is sufficient to control or regulate this power amplifier only over a relatively small range of its transmission / output power within this power class. Thus, the previous method to regulate or control a single power amplifier over a very large control range, which includes all power classes, omitted. In the advantageous subdivision into different power classes and amplifier stages that are already used in the transmitter branch, such as preamplifier, but also additional power amplifiers of different power classes can be included. This division into different power classes and the assignment of one power amplifier each to a power class offers the possibility of a significantly improved adaptation to the possible optimization of the efficiency in connection with power amplifiers regulated in the output power.

Claims

Method for setting a desired emission power (AL) for at least one antenna (AT) at the output of the transmitter branch (TZ2) of a radio communication device (MS) by means of at least one power amplifier, characterized in that in the transmitter branch (TZ2) that power amplifier (PA1) consists of a A plurality of power amplifiers (PA1 with PA3) with specific efficiencies (K11 with K13, K21 with K23, K31 with K33) for different power classes (LK1 with LK3) for coupling to the antenna (AT) activated within the selected power class ( LK1) has the highest efficiency (K11) from the plurality of power amplifiers (PA1 with PA3).

Method according to claim 1, characterized in that that by means of a coupling element (CO) in the transmitter branch (TZ1) between its output stage (ES1) and the antenna (AT) at least one Measuring signal (PO) for the output-side transmission power (SL) of the output stage (ES1) of the transmitter branch (TZ1) and / or at least one measurement signal (PR) for the reflected back into the antenna (AT) Radiation power (RL) is determined.

Method according to claim 2, characterized in that that due to the measurement signal (PO) for the output-side transmission power (SL) of the output stage (ES2) of the transmitter branch (TZ2) and / or due of the measuring signal (PR) for which reflected back into the antenna (AT) Radiation output (RL) with the aid of a control / evaluation device (SV) at least one control parameter (SS1, SS2) for setting the desired Transmission power (SL) at the output of the power amplifier (ES2) is generated.

Method according to claim 3, characterized that due to the control parameter (SS1, SS2) the one or more power amplifiers (PA) the output stage (ES1) of the transmitter branch (TZ1) by means of a switchable Transition branch (BY) is bridged or, and that the antenna (AT) via this passage branch (BY) only with the output power (VL) of one or more several preamplifiers (VPA) of the transmitter branch (TZ1) is supplied.

Method according to one of claims 3 or 4, characterized that due to the control parameter (SS1, SS2) only one power amplifier (PA1) in the final stage (ES2) of the transmitter branch (TZ2) of the plurality of power amplifiers (PA1 with PA3) is activated for antenna coupling, which with specific Efficiencies (K11 with K13, K21 with K23, K31 with K33) for different power classes (LK1 with LK3) parallel next to each other in separate coupling branches (KZ1 with KZ3) are available for selection.

Method according to claim 5, characterized in that that with the help of the control parameter (SS1, SS2) only one power amplifier (PA1) of the output stage (ES2) of the transmitter branch (TZ2) is activated, the for the chosen one Performance class (LK1) the highest Efficiency (K11) among all others power amplifiers (PA2, PA3) of the final stage (ES2) has.

Radio communication device (MS) with at least one power amplifier to set a desired Radiation power (AL) for at least one antenna (AT) at the output of its transmitter branch (TZ2) is mounted, in particular according to one of the preceding Claims, characterized in that in the transmitter branch (TZ2) one power amplifier (PA1) from a variety of power amplifiers (PA1 with PA3) with specific Efficiencies (K11 with K13, K21 with K23, K31 with K33) for different Power classes (LK1 with LK3) can be activated for coupling to the antenna (AT) is that in the selected one Performance class (LK1) the highest Efficiency (K11) from the plurality of power amplifiers (PA1 with PA3).