(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯を有する主搬送波信号を増幅する主増幅器を備えた歪補償増幅器において、
上記主搬送波信号を上記各周波数帯毎に分離する分波器と、
上記分波器によって得られた上記主搬送波信号の各周波数帯の信号に対し、それらの信号に含まれる歪成分を補償するための歪補償信号を個別に生成する複数の歪補償信号生成手段と、
上記各歪補償信号生成手段により生成された上記各歪補償信号を合成する合成器と、
上記主増幅器の後段に設けられ、該主増幅器により増幅された主搬送波信号を各周波数帯別に分離した後、各周波数帯毎にそれぞれ上記歪補償信号の生成回路における信号の遅れに合わせて位相調整する位相調整回路と、
上記合成器から出力される各補償信号の合成信号を上記位相調整回路で位相調整された主搬送波信号に挿入する方向性結合器と、
を具備したことを特徴とする歪補償増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィードフォワード方式を用いた歪補償増幅器に係り、特に複数の周波数帯を有する主搬送波信号を増幅対象とし、その歪成分を補償する歪補償増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周波数が離れた２つ以上の帯域を同時に補償するフィードフォワード方式を用いた従来の歪補償増幅器は、図３に示すように構成されている。図３において、１１は入力端、１２は出力端で、この入力端１１から出力端１２への主経路上に方向性結合器１３、主増幅器１４、方向性結合器１５、遅延線１６、及び方向性結合器１７が設けられる。
【０００３】
方向性結合器１３は、入力端１１に入力された複数の周波数帯を有する主搬送波信号の一部を歪補償回路２０に設けられた２分配器２１に与える。主増幅器１４は、方向性結合器１３を介して入力された主搬送波信号を増幅し、その増幅信号を方向性結合器１５、遅延線１６及び方向性結合器１７を介して出力端１２に出力する。方向性結合器１５は、主増幅器１４によって増幅された歪成分を含む主搬送波信号の一部を歪補償回路２０に設けられた分波器２２に与える。方向性結合器１７は、歪補償回路２０の出力信号を主経路に取り込む。
【０００４】
上記歪補償回路２０は、主搬送波信号に含まれる歪成分を複数の周波数帯（ここでは２種類の周波数帯）で補償するものであり、ベクトル調整器２３ａ、２３ｂ、加算器２４ａ、２４ｂ、ベクトル調整器２５ａ、２５ｂといった２系統の歪補償信号生成回路に、２分配器２１、分波器２２、合成器２６、補助増幅器２７を組み込んだ構成となっている。
【０００５】
２分配器２１は、方向性結合器１３によって入力端１１に入力された主搬送波信号を２方向に分配し、ベクトル調整器２３ａ、２３ｂに入力する。分波器２２は、方向性結合器１５によって主増幅器１４から出力される増幅後の相互変調歪を含んだ主搬送波信号を２種類の周波数帯に応じて分離し、そのうちの第１の周波数信号を加算器２４ａに出力し、第２の周波数信号を加算器２４ｂに出力する。
【０００６】
そして、上記ベクトル調整器２３ａは、２分配器２１によって２分配された一方の主搬送波信号を第１の周波数帯でベクトル調整（逆相）して加算器２４ａに出力する。加算器２４ａは、ベクトル調整器２３ａの出力信号と分波器２２によって得られた当該主搬送波信号の第１の周波数信号とを加算することにより、第１の周波数帯における歪成分を抽出する。ベクトル調整器２５ａは、加算器２４ａの出力信号をベクトル調整（逆相）し、これを歪成分補償信号として合成器２６に出力する。
【０００７】
一方、ベクトル調整器２３ｂは、２分配器２１によって２分配された他方の主搬送波信号を第２の周波数帯でベクトル調整（逆相）して加算器２４ｂに出力する。加算器２４ｂは、ベクトル調整器２３ｂの出力信号と分波器２２によって分波された当該主搬送波信号の第２の周波数信号とを加算することにより、第２の周波数帯における歪成分を抽出する。ベクトル調整器２５ｂは、加算器２４ｂの出力信号をベクトル調整（逆相）し、これを歪成分補償信号として合成器２６に出力する。
【０００８】
合成器２６は、ベクトル調整器２５ａの出力信号（第１の周波数帯における歪補償信号）とベクトル調整器２５ｂの出力信号（第２の周波数帯における歪補償信号）とを合成して補助増幅器２７に出力する。補助増幅器２７は、合成器２６から出力される合成信号を増幅して方向性結合器１７に出力する。
【０００９】
上記のようにして主増幅器１４から出力される主搬送波信号中の歪成分に対し、この歪成分と逆相、同振幅の歪補償信号が歪補償回路２０で生成されて方向性結合器１７に入力される。
【００１０】
この結果、主増幅器１４から方向性結合器１５及び遅延線１６を介して方向性結合器１７に入力される主搬送波信号と、上記歪補償回路２０で生成された歪補償信号とが方向性結合器１７で合成され、主搬送波信号に含まれている歪成分が歪補償信号によって打ち消される。この場合、主増幅器１４から出力される主搬送波信号は、歪補償回路２０における位相の遅延に一致するように遅延線１６により位相調整される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように歪補償増幅器を用いることにより、周波数が離れた２つ以上の帯域を同時に補償することができる。しかし、従来の歪補償増幅器は、主増幅器１４と方向性結合器１７との間に遅延線１６を設けて主搬送波信号の位相調整を行なっているので、主搬送波信号を構成する周波数帯の間隔が大きく、また、各周波数帯の各帯域が広くなると、その位相変化量が一様でなくなるために遅延線１６による補償帯域が不十分となり、補償特性が劣化するという問題があった。
【００１２】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、主搬送波信号を構成する周波数帯の間隔が大きく、かつ、各帯域が広くなった場合でも良好な補償特性が得られる歪補償増幅器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の周波数帯を有する主搬送波信号を増幅する主増幅器を備えた歪補償増幅器において、上記主搬送波信号を上記各周波数帯毎に分離する分波器と、上記分波器によって得られた上記主搬送波信号の各周波数帯の信号に対し、それらの信号に含まれる歪成分を補償するための歪補償信号を個別に生成する複数の歪補償信号生成手段と、上記各歪補償信号生成手段により生成された上記各歪補償信号を合成する合成器と、上記主増幅器の後段に設けられ、該主増幅器により増幅された主搬送波信号を各周波数帯別に分離した後、各周波数帯毎にそれぞれ上記歪補償信号の生成回路における信号の遅れに合わせて位相調整する位相調整回路と、上記合成器から出力される各補償信号の合成信号を上記位相調整回路で位相調整された主搬送波信号に挿入する方向性結合器とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
上記のように主搬送波信号を増幅する主増幅器の後段に位相調整回路を設け、主増幅器から出力される主搬送波信号を各周波数帯に分離した後、それぞれ歪補償信号の生成回路における信号の遅れに合わせて位相調整することにより、周波数間隔が大きく、かつ、各周波数帯の帯域が広い場合においても、各周波数帯の信号位相を歪補償回路における位相の遅れと確実に一致させることが可能となり、主搬送波信号に含まれる歪成分を確実に除去して良好な歪補償効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る歪補償増幅器の構成図で、主搬送波信号が２つの周波数帯からなっている場合について示したものである。主搬送波信号としては、例えば数百ＭＨｚ帯の周波数が使用される。この場合、２つの周波数帯の間隔は数十ＭＨｚ、各周波数帯の帯域は数ＭＨｚ程度である。
【００１６】
図１において、１１は入力端、１２は出力端で、この入力端１１から出力端１２への主経路上に方向性結合器１３、主増幅器１４、方向性結合器１５、位相調整回路３０及び方向性結合器１７が設けられる。すなわち、主増幅器１４の後段に位相調整回路３０が設けられる。
【００１７】
方向性結合器１３は、入力端１１に入力された複数の周波数帯を有する主搬送波信号の一部を歪補償回路２０に設けられた２分配器２１に与える。主増幅器１４は、方向性結合器１３を介して入力された主搬送波信号を増幅し、その増幅信号を方向性結合器１５、位相調整回路３０及び方向性結合器１７を介して出力端１２に出力する。方向性結合器１５は、主増幅器１４によって増幅された歪成分を含む主搬送波信号の一部を歪補償回路２０に設けられた分波器２２に与える。方向性結合器１７は、歪補償回路２０の出力信号を主経路に取り込む。
【００１８】
上記位相調整回路３０は、分波器３１、第１の遅延回路３２、第２の遅延回路３３及び合成器３４からなっている。上記分波器３１は、例えば分波フィルタ等により構成される。上記第１及び第２の遅延回路３２、３３としては、例えば遅延線あるいはその他の遅延素子を用いることができる。また、合成器３４は、例えば合成フィルタ等により構成される。
【００１９】
分波器３１は、方向性結合器１５から入力される主搬送波信号を第１の周波数帯と第２の周波数帯とに分波し、第１の遅延回路３２と第２の遅延回路３３に入力する。第１の遅延回路３２は、分波器３１にて分波された第１の周波数帯の信号を歪補償回路２０における位相の遅延に一致するように位相調整する。第２の遅延回路３３は、分波器３１にて分波された第２の周波数帯の信号を歪補償回路２０における位相の遅延に一致するように位相調整する。合成器３４は、第１の遅延回路３２で位相調整された第１の周波数帯及び第２の遅延回路３３で位相調整された第２の周波数帯の信号を合成して方向性結合器１７に入力する。
【００２０】
歪補償回路２０は、図３に示した歪補償回路２０と同様の構成であるので、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２１】
次に、上記のように構成された歪補償増幅器の動作を説明する。
入力端１１に入力された複数の周波数帯、この場合には２周波数帯の主搬送波信号の一部が方向性結合器１３により取り出され、２分配器２１により２分配された後、それぞれベクトル調整器２３ａ、２３ｂに与えられる。このベクトル調整器２３ａ、２３ｂにおいて、当該主搬送波信号は第１及び第２の周波数帯毎にそれぞれベクトル調整（逆相）された後、加算器２４ａ、２４ｂに入力される。
【００２２】
一方、入力端１１に入力された主搬送波信号の大半は主増幅器１４により増幅される。その際、主搬送波成分が増幅されると共に歪成分が生成され、主増幅器１４からは、増幅された主搬送波信号と同時に歪成分が出力される。この歪成分を含む主搬送波信号は、方向性結合器１５を介して位相調整回路３０に入力される。
【００２３】
上記位相調整回路３０は、方向性結合器１５から入力される主搬送波信号を分波器３１により第１の周波数帯と第２の周波数帯とに分波し、第１の遅延回路３２と第２の遅延回路３３に入力する。第１の遅延回路３２は、分波器３１にて分波された第１の周波数帯の信号を歪補償回路２０における位相の遅延に一致するように位相調整する。また、第２の遅延回路３３は、分波器３１にて分波された第２の周波数帯の信号を歪補償回路２０における位相の遅延に一致するように位相調整する。上記第１の遅延回路３２及び第２の遅延回路３３で位相調整された第１及び第２の周波数帯の信号は、合成器３４で合成されて方向性結合器１７に入力される。
【００２４】
また、上記主増幅器１４から出力される主搬送波信号と歪成分の一部は方向性結合器１５により取り出され、歪補償回路２０の分波器２２に入力されて第１及び第２の周波数帯毎に分離される。この分波器２２により分離された第１の周波数帯の信号は加算器２４ａに与えられ、第２の周波数帯の信号は加算器２４ｂに与えられる。これにより、加算器２４ａにおいて、第１の周波数帯の信号が逆相、同振幅の信号との合成により打ち消され、その歪成分が抽出される。同様に、加算器２４ｂにおいて、第２の周波数帯の信号が逆相、同振幅の信号との合成により打ち消され、その歪成分が抽出される。
【００２５】
このようにして得られた第１及び第２の周波数帯の歪成分は、ベクトル調整器２５ａ、２５ｂにて、それぞれベクトル調整（逆相）される。このベクトル調整により、第１及び第２の周波数帯に応じた２種類の歪補償信号が得られる。この２種類の歪補償信号は合成器２６で合成され、その合成信号は当該主搬送波信号に対する歪補償信号として補助増幅器２７により増幅された後、方向性結合器１７によって主経路に挿入される。
【００２６】
これにより、主増幅器１４から出力される主搬送波信号に含まれる歪成分は、逆相、同振幅の信号である歪補償信号との合成により打ち消される。その結果、各周波数帯の主搬送波信号のみが出力端１２から出力されることになる。
【００２７】
この場合、主増幅器１４から出力される主搬送波信号は、上記したように位相調整回路３０にて第１の周波数帯と第２の周波数帯とに分波された後、それぞれ第１の遅延回路３２と第２の遅延回路３３により歪補償回路２０における位相の遅れと一致するように位相調整される。このように主搬送波信号を各周波数帯毎に位相調整することにより、各周波数帯の信号位相を歪補償回路２０における位相の遅れと確実に一致させることが可能となり、主搬送波信号に含まれる歪成分を確実に除去することができる。
【００２８】
図２は、本実施形態によって得られる歪抑圧量と周波数との関係を示す特性図である。図中のｆ１が第１の周波数帯、ｆ２が第２の周波数帯を示しており、それぞれの周波数帯で歪成分が抑圧されていることが分かる。
【００２９】
上記のように本発明の歪補償増幅器によれば、歪補償を必要とする周波数帯が複数あり、しかも、その周波数間隔が大きく、かつ、各周波数帯の帯域が広い場合でも、良好な歪補償効果を得ることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、主搬送波信号における周波数帯が２つの場合を例にして説明したが、２分配器２１、分波器２２、合成器２６の構成を更に複数の周波数帯に対応できるように変更することにより、２周波数帯以上でも実現することができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、入力端１１に入力された主搬送波信号を２分配器２１で分配し、主増幅器１４から出力される主搬送波信号を分波器２２で分波した場合について示したが、２分配器２１と分波器２２の位置を入れ替えて構成することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、主搬送波信号の一部を歪補償回路に入力して分波器により各周波数帯に分離し、その分離された各周波数帯毎に歪補償信号を生成し、これらを合成器で合成して方向性結合器により増幅後の主搬送波信号に挿入して主搬送波信号に含まれる歪信号を除去する歪補償増幅器において、上記主搬送波信号の主経路に位相調整回路を設け、主搬送波信号を各周波数帯に分離した後、それぞれ遅延回路により上記歪補償回路における信号の遅れに合わせて位相調整するようにしたので、周波数間隔が大きく、かつ、各周波数帯の帯域が広い場合においても、各周波数帯の信号位相を歪補償回路における位相の遅れと確実に一致させることが可能となり、主搬送波信号に含まれる歪成分を確実に除去して良好な歪補償効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る歪補償増幅器の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態における歪抑圧量と周波数との関係を示す特性図。
【図３】従来の歪補償増幅器の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１１  入力端
１２  出力端
１３、１５、１７  方向性結合器
１４  主増幅器
２０  歪補償回路
２１  ２分配器
２２  分波器
２３ａ、２３ｂ  ベクトル調整器
２４ａ、２４ｂ  加算器
２５ａ、２５ｂ  ベクトル調整器
２６  合成器
２７  補助増幅器
３０  位相調整回路
３１  分波器
３２  第１の遅延回路
３３  第２の遅延回路
３４  合成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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