(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の信号を入力する入力端子と、
信号を出力する出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された非線形素子と、
前記非線形素子に電圧を印加するためのバイアス供給回路と、
前記非線形素子の片側または両側に他の素子を介さずに接続点で直接接続された少なくとも一つの特定周波数抑圧手段とを備え、
直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部または一部の周波数において、前記接続点から前記特定周波数抑圧手段をみたインピーダンスが、前記接続点から前記非線形素子をみたインピーダンスよりも低いインピーダンス値に設定され、
直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部または一部の周波数に発生する歪が抑圧された信号が、前記出力端子から出力される前置歪補償回路。
【請求項２】
所定の信号を入力する入力端子と、
信号を出力する出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された非線形素子と、
前記非線形素子に電圧を印加するためのバイアス供給回路と、
前記非線形素子の片側または両側に他の素子を介さずに接続点で直接接続された少なくとも一つの特定周波数抑圧手段とを備え、
前記入力信号の搬送波のｎ倍の周波数（ｎは２以上の整数）において、前記接続点から前記特定周波数抑圧手段をみたインピーダンスが、前記接続点から前記非線形素子をみたインピーダンスよりも低いインピーダンス値に設定され、
前記入力信号の搬送波のｎ倍の周波数に発生する歪が抑圧された信号が、前記出力端子から出力される前置歪補償回路。
【請求項３】
前記非線形素子は、前記入力端子と前記出力端子との接続点と、アースとの間に設けられている請求項１または２に記載の前置歪補償回路。
【請求項４】
前記非線形素子は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続されている請求項１または２に記載の前置歪補償回路。
【請求項５】
前記非線形素子はトランジスタであり、前記入力端子は前記トランジスタのドレインおよびソースの一方に接続され、前記出力端子は前記トランジスタのドレインおよびソースの他方に接続され、前記バイアス供給回路は前記トランジスタのゲートに接続されている請求項１または２に記載の前置歪補償回路。
【請求項６】
前記特定周波数抑圧手段は、抵抗、コイル、コンデンサ、および伝送線路の全部または一部で構成されている請求項１から５のいずれかに記載の前置歪補償回路。
【請求項７】
前記非線形素子は、ダイオードで構成されている請求項１から４のいずれかに記載の前置歪補償回路。
【請求項８】
前記非線形素子は、トランジスタで構成されている請求項１から４のいずれかに記載の前置歪補償回路。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の前置歪補償回路と、その前置歪補償回路からの信号を増幅する増幅器とを備えた電力増幅装置。
【請求項１０】
前記増幅器は、前記前置歪補償回路からの出力信号を入力する入力端子と、
その入力端子と接続している第１の整合回路と、
その第１の整合回路とゲートが接続しているトランジスタと、
そのトランジスタのドレインと接続している第２の整合回路と、
その第２の整合回路と接続しており、信号を出力する出力端子と、
前記第１の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第１のバイアス回路と、
前記第２の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第２のバイアス回路と、
前記トランジスタの片側または両側に他の素子を介さず直接接続され、直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に発生する歪、および／または前記入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数に発生する歪を抑圧する特定周波数抑圧手段とで構成されている請求項９に記載の電力増幅装置。
【請求項１１】
前記増幅器は、前記前置歪補償回路からの出力信号を入力する入力端子と、
その入力端子と接続している第１の整合回路と、
その第１の整合回路とベースが接続しているトランジスタと、
そのトランジスタのコレクタと接続している第２の整合回路と、
その第２の整合回路と接続しており、信号を出力する出力端子と、
前記第１の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第１のバイアス回路と、
前記第２の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第２のバイアス回路と、
前記トランジスタの片側または両側に他の素子を介さず直接接続され、直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に発生する歪、および／または前記入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数に発生する歪を抑圧する特定周波数抑圧手段とで構成されている請求項９に記載の電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
増幅器では、入出力間の振幅・位相歪に起因する相互変調歪の発生が問題となる。本発明は、そのような相互変調歪の発生を抑圧するための歪補償回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
増幅器の入出力間の振幅・位相歪を補償することによって相互変調歪の発生を抑圧する歪補償法として、前置歪補償方式がある。図５は、前置歪補償方式の構成と原理を示す図である。まず、図５（ａ）の前置歪補償方式の構成について概説する。入力信号は２つの異なる周波数成分を持つ信号で構成されているとする。
【０００３】
信号は入力端子５０１より入力され、ダイオード、トランジスタ等を用いた歪発生回路（歪補償回路）５０２に入力される。信号は歪発生回路５０２を経由することによって、後置の増幅器５０３で発生する相互変調歪成分を相殺するような振幅・位相関係にある相互変調歪が発生した状態で出力され、増幅器５０３に入力される。
【０００４】
入力信号と、歪発生回路５０２の相互変調歪成分および増幅器５０３の相互変調歪成分のスペクトラムの関係をそれぞれ図５（ｂ）、（ｃ）に示す。入力信号スペクトラムは歪発生回路５０２の入力信号スペクトラムであり、図５（ｂ）に示す２つの基本信号周波数ｆ１、ｆ２からなる。なお、図５（ｃ）の周波数ｆ１、ｆ２における振幅の大きさは、図５（ｂ）の対応する周波数における振幅の大きさと同じものとして記述されているが、説明の便宜上振幅の大きさを同じとしたのであって、実際には増幅されている。
【０００５】
出力端子５０４に出力される増幅器５０３の出力信号スペクトラムでは、図５（ｃ）に示すように、基本信号周波数ｆ１、ｆ２以外に、増幅器５０３で発生する、周波数が２ｆ１−ｆ２、２ｆ２−ｆ１の３次相互変調歪成分と、歪発生回路５０２で発生する、周波数が２ｆ１−ｆ２、２ｆ２−ｆ１の３次相互変調歪成分、及び増幅器５０３で発生する、周波数が３ｆ１−２ｆ２、３ｆ２−２ｆ１の５次相互変調歪成分と、歪発生回路５０２で発生する、周波数が３ｆ１−２ｆ２、３ｆ２−２ｆ１の５次相互変調歪成分が存在している。
【０００６】
図５（ｃ）に示すように、歪発生回路５０２にて予め増幅器５０３で発生する相互変調歪成分を相殺するような相互変調歪成分を発生させておけば、出力端子５０４では歪の無い出力信号が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、従来の歪発生回路５０２が図９に示す前置歪補償回路であったので、歪発生回路５０２では、図１０に示すように、入力信号の差の周波数（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）や、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）等が発生する。
【０００８】
それら（ｆ２−ｆ１）、２（ｆ２−ｆ１）、２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）の信号成分と、基本信号周波数ｆ１、ｆ２とは互いに影響し合うので、入力信号の振幅や回路に印加する電圧の大きさを変化させても、２ｆ１−ｆ２、２ｆ２−ｆ１、３ｆ１−２ｆ２、３ｆ２−２ｆ１それぞれの周波数について、歪発生回路５０２で発生する信号成分の振幅と、増幅器５０３で発生する信号成分の振幅とを実質上一致させることができなかった。なお、図１０は、（ｆ２−ｆ１）、２（ｆ２−ｆ１）、２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）の信号成分と、基本信号周波数ｆ１、ｆ２とが互いに影響し合った後の、歪発生回路５０２から出力される信号成分を示している。
【０００９】
ここで、図６（ａ）に、増幅器５０３から出力される信号のうち、基本信号周波数ｆ１、ｆ２と、周波数２ｆ１−ｆ２、２ｆ２−ｆ１の３次相互変調歪成分と、周波数３ｆ１−２ｆ２、３ｆ２−２ｆ１の５次相互変調歪成分との一例を示す。
【００１０】
図６（ａ）に示すように、周波数２ｆ１−ｆ２、２ｆ２−ｆ１の３次相互変調歪成分における、歪発生回路５０２で発生した信号成分の振幅の大きさと、増幅器５０３で発生した信号成分の振幅の大きさとが異なり、同様に、周波数３ｆ１−２ｆ２、３ｆ２−２ｆ１の５次相互変調歪成分における、歪発生回路５０２で発生した信号成分の振幅の大きさと、増幅器５０３で発生した信号成分の振幅の大きさとが異なるため、図６（ｂ）に示すように増幅器５０３から実際に出力される信号には、周波数２ｆ１−ｆ２と２ｆ２−ｆ１の３次相互変調歪成分が残り、同様に、周波数３ｆ１−２ｆ２と３ｆ２−２ｆ１の５次相互変調歪成分が残り、歪抑圧が十分に行われないという欠点があった。
【００１１】
なお、図６（ｂ）の周波数ｆ１、ｆ２における振幅の大きさは、図６（ａ）の対応する周波数における振幅の大きさと同じものとして記述されているが、説明の便宜上振幅の大きさを同じとしたのであって、実際には増幅されている。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、増幅器において発生する相互変調歪成分を実質上打ち消すことができる相互変調歪成分を発生させる前置歪補償回路を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、第１の本発明（請求項１に対応）は、所定の信号を入力する入力端子と、
信号を出力する出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された非線形素子と、
前記非線形素子に電圧を印加するためのバイアス供給回路と、
前記非線形素子の片側または両側に他の素子を介さずに接続点で直接接続される少なくとも一つの特定周波数抑圧手段とを備え、
直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部または一部の周波数において、前記接続点から前記特定周波数抑圧手段をみたインピーダンスが、前記接続点から前記非線形素子をみたインピーダンスよりも低いインピーダンス値に設定され、
直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部または一部の周波数に発生する歪を抑圧した信号が、前記出力端子から出力される前置歪補償回路である。
【００１４】
第２の本発明（請求項２に対応）は、所定の信号を入力する入力端子と、
信号を出力する出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に接続された非線形素子と、
前記非線形素子に電圧を印加するためのバイアス供給回路と、
前記非線形素子の片側または両側に他の素子を介さずに接続点で直接接続される少なくとも一つの特定周波数抑圧手段とを備え、
前記入力信号の搬送波のｎ倍の周波数（ｎは２以上の整数）において、前記接続点から前記特定周波数抑圧手段をみたインピーダンスが、前記接続点から前記非線形素子をみたインピーダンスよりも低いインピーダンス値に設定され、
前記入力信号の搬送波のｎ倍の周波数に発生する歪を抑圧した信号が、前記出力端子から出力される前置歪補償回路である。
【００１５】
第３の本発明（請求項３に対応）は、前記非線形素子が、前記入力端子と前記出力端子との接続点と、アースとの間に設けられている第１または第２の本発明に記載の前置歪補償回路である。
【００１６】
第４の本発明（請求項４に対応）は、前記非線形素子が、前記入力端子と前記出力端子との間に接続されている第１または第２の本発明に記載の前置歪補償回路である。
【００１７】
第５の本発明（請求項５に対応）は、前記非線形素子がトランジスタであり、前記入力端子が前記トランジスタのドレインおよびソースの一方に接続され、前記出力端子が前記トランジスタのドレインおよびソースの他方に接続され、前記バイアス供給回路が前記トランジスタのゲートに接続されている第１または第２の本発明に記載の前置歪補償回路である。
【００１８】
第６の本発明（請求項６に対応）は、前記特定周波数抑圧手段が、抵抗、コイル、コンデンサ、および伝送線路の全部または一部で構成されている第１から第５のいずれかの本発明に記載の前置歪補償回路である。
【００１９】
第７の本発明（請求項７に対応）は、前記非線形素子が、ダイオードで構成されている第１から第４のいずれかの本発明に記載の前置歪補償回路である。
【００２０】
第８の本発明（請求項８に対応）は、前記非線形素子が、トランジスタで構成されている第１から第４のいずれかの本発明に記載の前置歪補償回路である。
【００２１】
以上示したように、本発明の前置歪補償回路は、直流に相当する周波数から、
入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしく
は一部の周波数、および／または入力信号の搬送波のｎ倍高調波周波数を抑圧する特定周波数抑圧手段を非線形素子の入力と出力のうち少なくとも一方に接続することによって、直流に相当する周波数から上記の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および／または入力信号の搬送波のｎ倍の周波数等に発生する歪に起因する不要な歪成分を取り除くことができる。
【００２２】
このようにすれば、周波数が２ｆ１−ｆ２と２ｆ２−ｆ１に発生する３次相互変調歪成分の振幅の大きさが異なり、また周波数が３ｆ１−２ｆ２と３ｆ２−２ｆ１に発生する５次相互変調歪成分の振幅の大きさが異なるという現象が緩和され、十分な歪抑圧量を得ることが可能となる。
【００２３】
第９の本発明（請求項９に対応）は、第１から第８のいずれかの本発明に記載の前置歪補償回路と、その前置歪補償回路からの信号を増幅する増幅器とを備えた電力増幅装置である。
【００２４】
第１０の本発明（請求項１０に対応）は、前記増幅器は、前記前置歪補償回路からの出力信号を入力する入力端子と、
その入力端子と接続している第１の整合回路と、
その第１の整合回路とゲートが接続しているトランジスタと、
そのトランジスタのドレインと接続している第２の整合回路と、
その第２の整合回路と接続しており、信号を出力する出力端子と、
前記第１の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第１のバイアス回路と、
前記第２の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第２のバイアス回路と、
前記トランジスタの片側または両側に他の素子を介さず直接接続され、直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に発生する歪、および／または前記入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数に発生する歪を抑圧する特定周波数抑圧手段とで構成されている第９の本発明に記載の電力増幅装置である。
【００２５】
第１１の本発明（請求項１１に対応）は、前記増幅器は、前記前置歪補償回路からの出力信号を入力する入力端子と、
その入力端子と接続している第１の整合回路と、
その第１の整合回路とベースが接続しているトランジスタと、
そのトランジスタのコレクタと接続している第２の整合回路と、
その第２の整合回路と接続しており、信号を出力する出力端子と、
前記第１の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第１のバイアス回路と、
前記第２の整合回路と前記トランジスタとの間に接続された第２のバイアス回路と、
前記トランジスタの片側または両側に他の素子を介さず直接接続され、直流に相当する周波数から、前記入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に発生する歪、および／または前記入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数に発生する歪を抑圧する特定周波数抑圧手段とで構成されている第９の本発明に記載の電力増幅装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の前置歪補償回路について、図１を用いて説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１の前置歪補償回路の構成図である。図１（ａ）に示すように、ダイオード１０６と出力端子１０２の間の接続点１１０に、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において、ダイオード１０６の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段１０９を付加し、ダイオード１０６と抵抗１０７の間の接続点１１１に、上記の直流に相当する周波数から占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において、ダイオード１０６の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段１０８を付加する。
【００２８】
または、ダイオード１０６と出力端子１０２の間の接続点１１０に、入力信号の搬送波の２倍の周波数において、ダイオード１０６の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段１０９を付加し、ダイオード１０６と抵抗１０７の間の接続点１１１に入力信号の搬送波の２倍の周波数において、ダイオード１０６の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段１０８を付加してもよい。
【００２９】
または、ダイオード１０６と出力端子１０２の間の接続点１１０に、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数において、ダイオード１０６の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段１０９を付加し、ダイオード１０６と抵抗１０７の間の接続点１１１に入力信号の上記の直流に相当する周波数から占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数において、ダイオード１０６の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段１０８を付加してもよい。
【００３０】
なお、特定周波数抑圧手段１０８、１０９はどちらか一方のみをダイオード１０６に接続するだけでも良い。
【００３１】
また、本発明の実施の形態１では、本発明の前置歪補償回路の特定周波数抑圧手段の一例として特定周波数抑圧手段１０８、１０９を用いるが、その１０８、１０９は、図１０に示す、入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の信号成分２（ｆ２−ｆ１）や、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）等を抑圧する手段である。
【００３２】
図１（ｂ）は、特定周波数抑圧手段１０８、１０９を集中定数素子を用いて構成した例を示す図で、コイル１１３およびコンデンサ１１４を直列に接続したＬＣ直列共振回路である。接続端子１１２を接続点１１０と１１１に接続し、ＬＣ直列共振回路の共振周波数が、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に相当するように、コイル１１３およびコンデンサ１１４の素子値を選択したり、ＬＣ直列共振回路の共振周波数が入力信号の搬送波の２倍の周波数に相当するようにコイル１１３およびコンデンサ１１４の素子値を選択すればよい。
【００３３】
図１（ｃ）は、特定周波数抑圧手段１０８、１０９を伝送線路を用いて構成した例を示す図で、λ／８線路１１６を用いた開放スタブである。接続端子１１５を接続点１１０と１１１に接続し、波長λを搬送波の１波長であるとしてλ／８線路１１６の線路長を設計すれば２ｆ１、２ｆ２、ｆ１＋ｆ２に対して低インピーダンスとなりこれらの信号を抑圧できる。
【００３４】
図１（ｄ）は、特定周波数抑圧手段１０８、１０９を伝送線路およびコンデンサを用いて構成した例を示す図で、λ／４線路１１８およびコンデンサ１１９を直列に接続した、スタブ整合回路である。接続端子１１７を接続点１１０、１１１に接続し、波長λを搬送波の１波長であるとしてλ／４線路１１８の線路長を設計し、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数においてインピーダンスが十分低インピーダンスとなるコンデンサ１１９を接続したり、λ／４線路１１８に、入力信号の搬送波の２倍の周波数においてインピーダンスが十分低インピーダンスとなるコンデンサ１１９を接続すればよい。更に、λ／４線路１１８に、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数においてインピーダンスが十分低インピーダンスとなるコンデンサ１１９を接続することも可能となる。このようにして図１（ｄ）において、端子１１７から見たインピーダンスを、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数および搬送波の２倍の周波数において、ダイオード１０６の入力（出力）インピーダンスより低くする。
【００３５】
このようにして、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、あるいは搬送波の２倍の周波数等に発生する歪に起因する不要な歪成分が前置歪補償回路にて発生することを防ぐことにより、前置歪補償回路において、同じ次数の相互変調歪成分の振幅の大きさを実質上一致させることができる。
【００３６】
図５や図６で取り上げた周波数ｆ１、ｆ２の信号を例にとって具体的に説明すると、特定周波数抑圧手段１０８、１０９が、周波数ｆ２−ｆ１、２ｆ１、２ｆ２において、ダイオード１０６の入力インピーダンスまたは出力インピーダンスより低インピーダンスであるので、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数および／または入力信号の搬送波の２倍の周波数に発生する歪に起因する不要な歪成分が取り除かれ、本実施の形態における前置歪補償回路で発生する周波数ｆ２−ｆ１、２ｆ１、２ｆ２の信号の振幅が小さくなる。したがって、歪補償の対象となる増幅器で発生する歪成分の振幅と同じ振幅を持つ歪成分が出力端子１０２に出力されるよう、入力端子１０１に入力する信号の振幅および／または電源端子１０３に印加する電圧を設定すれば、周波数２ｆ２−ｆ１、２ｆ１−ｆ２の信号の振幅が実質上等しくなる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態１では、本発明の前置歪補償回路の、非線形素子の一例としてダイオード１０６を、バイアス供給回路の一例として抵抗１０４、電源端子１０３およびコンデンサ１０５を、特定周波数抑圧手段の一例として特定周波数抑圧手段１０８、１０９を、それぞれ用いた。
【００３８】
また、上述した実施の形態１における特定周波数抑圧手段１０８、１０９としては、抵抗と、コイルと、コンデンサと、伝送線路との全部または一部で構成されたものを用いることができる。
【００３９】
また、上述した実施の形態１では、特定周波数抑圧手段１０８、１０９として、入力信号の搬送波の２倍の周波数において、ダイオード１０６の出力インピーダンスまたは入力インピーダンスより低インピーダンスである手段を用いることができるとしたが、特定周波数抑圧手段１０８、１０９として、入力信号の搬送波の２倍等整数倍の周波数において、ダイオード１０６の出力インピーダンスまたは入力インピーダンスより低インピーダンスである手段を用いることができる。
【００４０】
なお、図１に示す特定周波数抑圧手段１０８として、図１０に示す入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）を抑圧する手段を用いてもよいし、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）を抑圧する手段を用いてもよい。同様に、特定周波数抑圧手段１０９として、入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）を抑圧する手段を用いてもよいし、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）を抑圧する手段を用いてもよい。
【００４１】
また、図１１に示すように、接続点１１０と出力端子１０２との間に、入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）を抑圧する特定周波数抑圧手段１０８ａと、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）を抑圧する特定周波数抑圧手段１０９ａとを設けるととともに、ダイオード１０６と抵抗１０７との間に、入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）を抑圧する特定周波数抑圧手段１０８ｂと、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）を抑圧する特定周波数抑圧手段１０９ｂとを設けるとしてもよい。
【００４２】
なお、特定周波数抑圧手段１０８ａおよび特定周波数抑圧手段１０９ａを設け、特定周波数抑圧手段１０８ｂおよび特定周波数抑圧手段１０９ｂを設けなくてもよいし、または、特定周波数抑圧手段１０８ｂおよび特定周波数抑圧手段１０９ｂを設け、特定周波数抑圧手段１０８ａおよび特定周波数抑圧手段１０９ａを設けなくてもよい。要するに、非線形素子の片側または両側に他の素子を介さず直接接続され、直流に相当する周波数から、入力端子１０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および／または前記入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数を抑圧する特定周波数抑圧手段が備えられておりさえすればよい。
【００４３】
また、ここでは、入力信号として周波数の異なる２波を用いて説明したが、変調波であっても同様の効果がえられる。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態１では、本発明の前置歪補償回路のバイアス供給回路の一例として抵抗１０４、電極端子１０３およびコンデンサ１０５を用いたが、抵抗１０４をλ／４線路に置き換えてもよい。その場合のバイアス供給回路は特定周波数抑圧手段としての機能を発揮する。
【００４５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は本発明の実施の形態２の前置歪補償回路の構成図である。図２（ａ）に示すように、ダイオード２０６と出力端子２０２の間の接続点２１１に、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において、ダイオード２０６の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段２０９を付加し、ダイオード２０６と抵抗２０４の間の接続点２１０に、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において、ダイオード２０６の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段２０８を付加する。
【００４６】
または、ダイオード２０６と出力端子２０２の間の接続点２１１に入力信号の搬送波の２倍の周波数において、ダイオード２０６の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段２０９を付加し、ダイオード２０６と抵抗２０４の間の接続点２１０に入力信号の搬送波の２倍の周波数において、ダイオード２０６の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段２０８を付加してもよい。
【００４７】
または、ダイオード２０６と出力端子２０２の間の接続点２１１に、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数において、ダイオード２０６７の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段２０９を付加し、ダイオード２０６と抵抗２０４の間の接続点２１０に、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数において、ダイオード２０６の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段２０８を付加してもよい。
【００４８】
なお、特定周波数抑圧手段２０８、２０９はどちらか一方のみをダイオード２０６に接続するだけでも良い。
【００４９】
また、本発明の実施の形態２では、本発明の前置歪補償回路の特定周波数抑圧手段の一例として特定周波数抑圧手段２０８、２０９を用いるが、その特定周波数抑圧手段２０８、２０９は、図１０に示す、入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）や、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）等を抑圧する手段である。
【００５０】
図２（ｂ）は、特定周波数抑圧手段２０８、２０９を集中定数素子を用いて構成した例を示す図で、コイル２１３およびコンデンサ２１４を直列に接続したＬＣ直列共振回路である。接続端子２１２を接続点２１０と２１１に接続し、ＬＣ直列共振回路の共振周波数が、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に相当するように、コイル２１３およびコンデンサ２１４の素子値を選択したり、ＬＣ直列共振回路の共振周波数が入力信号の搬送波の２倍の周波数に相当するようにコイル２１３およびコンデンサ２１４の素子値を選択すればよい。
【００５１】
図２（ｃ）は、特定周波数抑圧手段２０８、２０９を伝送線路を用いて構成した例を示す図で、λ／８線路２１６を用いた開放スタブである。接続端子２１５を接続点２１０と２１１に接続し、波長λを搬送波の１波長であるとしてλ／８線路２１６の線路長を設計すれば２ｆ１、２ｆ２、ｆ１＋ｆ２に対して低インピーダンスとなりこれらの信号を抑圧できる。
【００５２】
図２（ｄ）は、特定周波数抑圧手段２０８、２０９を伝送線路およびコンデンサを用いて構成した例を示す図で、λ／４線路２１８およびコンデンサ２１９を直列に接続した、スタブ整合回路である。接続端子２１７を接続点２１０、２１１に接続し、波長λを搬送波の１波長であるとしてλ／４線路２１８の線路長を設計し、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数においてインピーダンスが十分低インピーダンスとなるコンデンサ２１９を接続したり、λ／４線路２１８に入力信号の搬送波の２倍の周波数においてインピーダンスが十分低インピーダンスとなるコンデンサ２１９を接続すればよい。更に、λ／４線路２１８に、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数においてインピーダンスが十分低インピーダンスとなるコンデンサ２１９を接続することも可能である。このようにして図２（ｄ）において、端子２１７から見たインピーダンスを、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数および搬送波の２倍の周波数において、ダイオード２０６の入力（出力）インピーダンスより低くする。
【００５３】
このようにして、直流に相当する周波数から、入力端子２０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数あるいは搬送波の２倍の周波数に発生する歪に起因する不要な歪成分が前置歪補償回路にて発生することを防ぐことにより、前置歪補償回路において、歪補償の対象となる増幅器で発生する歪成分の振幅と同じ振幅を持つ歪成分が出力端子２０２に出力されるよう、入力端子２０１に入力する信号の振幅および／または電源端子２０３に印加する電圧を設定すれば、同じ次数の相互変調歪成分の振幅の大きさを実質上一致させることができる。
【００５４】
なお、上述した実施の形態２では、本発明の前置歪補償回路の、非線形素子の一例としてダイオード２０６を、バイアス供給回路の一例として抵抗２０４、電源端子２０３およびコンデンサ２０５を、特定周波数抑圧手段の一例として特定周波数抑圧手段２０８、２０９を、それぞれ用いた。
【００５５】
また、上述した実施の形態２では、特定周波数抑圧手段２０８、２０９として、入力信号の搬送波の２倍の周波数において、ダイオード２０６の出力インピーダンスまたは入力インピーダンスより低インピーダンスである変換回路を用いることができるとしたが、特定周波数抑圧手段２０８、２０９として、入力信号の搬送波の２倍等整数倍の周波数において、ダイオード２０６の出力インピーダンスまたは入力インピーダンスより低インピーダンスである変換回路を用いることができる。
【００５６】
また、ここでは、入力信号として周波数の異なる２波を用いて説明したが、変調波であっても同様の効果がえられる。
【００５７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態３の前置歪補償回路の構成図である。図３（ａ）に示すように、トランジスタ３０５と出力端子３０２の間の接続点３１３に、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において、トランジスタ３０５の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段３１１を付加し、トランジスタ３０５と入力端子３０１の間の接続点３１４に、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において、トランジスタ３０５の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段３１０を付加する。
【００５８】
または、トランジスタ３０５と出力端子３０２の間の接続点３１３に入力信号の搬送波の２倍の周波数において、トランジスタ３０５の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段３１１を付加し、トランジスタ３０５と入力端子３０１の間の接続点３１４に入力信号の搬送波の２倍の周波数において、トランジスタ３０５の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段３１０を付加してもよい。
【００５９】
または、トランジスタ３０５と出力端子３０２の間の接続点３１３に、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数において、トランジスタ３０５の出力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段３１１を付加し、トランジスタ３０５と入力端子３０１の間の接続点３１４に、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および搬送波の２倍の周波数において、トランジスタ３０５の入力インピーダンスより低インピーダンスである特定周波数抑圧手段３１０を付加してもよい。
【００６０】
なお、特定周波数抑圧手段３１０、３１１はどちらか一方のみをトランジスタ３０５に接続するだけでも良く、接続点３１２と接続点３１５に接続されている抵抗３０６は、コイルまたはコンデンサ、或いは抵抗とコイル及びコンデンサから成る受動回路としても良い。
【００６１】
また、本発明の実施の形態３では、本発明の前置歪補償回路の特定周波数抑圧手段の一例として特定周波数抑圧手段３１０、３１１を用いるが、その特定周波数抑圧手段３１０、３１１は、図１０に示す、入力信号の差の周波数の信号成分（ｆ２−ｆ１）やその高調波の２（ｆ２−ｆ１）や、入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の信号成分２ｆ１、２ｆ２、（ｆ１＋ｆ２）等を抑圧する手段である。
【００６２】
図３（ｂ）は、特定周波数抑圧手段３１０、３１１を集中定数素子を用いて構成した例を示す図で、コイル３１６およびコンデンサ３１７を直列に接続したＬＣ直列共振回路である。接続端子３１５を接続点３１３と３１４に接続し、ＬＣ直列共振回路の共振周波数が、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数に相当するように、コイル３１６およびコンデンサ３１７の素子値を選択したり、ＬＣ直列共振回路の共振周波数が入力信号の搬送波の２倍の周波数に相当するようにコイル３１６およびコンデンサ３１７の素子値を選択すればよい。
【００６３】
図３（ｃ）は、特定周波数抑圧手段３１０、３１１を伝送線路を用いて構成した例を示す図で、λ／８線路３１９を用いた開放スタブである。接続端子３１８を接続点３１３と３１４に接続し、λ／８線路３１９の線路長が入力信号の基本周波数においてλ／８に相当するように設計すれば２ｆ１、２ｆ２、ｆ１＋ｆ２に対して低インピーダンスとなりこれらの信号を抑圧できる。
【００６４】
図３（ｄ）は、特定周波数抑圧手段３１０、３１１を伝送線路およびコンデンサを用いて構成した例を示す図で、λ／４線路３２１およびコンデンサ３２２を直列に接続した、スタブ整合回路である。接続端子３２０を接続点３１３、３１４に接続し、入力信号の基本周波数においてλ／４に相当するように線路長を設計したλ／４線路３２１に、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数において低インピーダンスとなるコンデンサ３２２を接続したり、λ／４線路３２１に、入力信号の搬送波の２倍の周波数において低インピーダンスとなるコンデンサ３２２を接続すればよい。更に、λ／４線路３２１に、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数および搬送波の２倍の周波数において低インピーダンスとなるコンデンサ３２２を接続ことも可能となる。要するに、λ／４線路３２１とコンデンサ３２２の全体のインピーダンスがトランジスタ３０５のインピーダンスより小さければよい。
【００６５】
このようにして、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数あるいは搬送波の２倍の周波数に発生する歪に起因する不要な歪成分が前置歪補償回路にて発生することを防ぐことにより、前置歪補償回路において、歪補償の対象となる増幅器で発生する歪成分の振幅と同じ振幅を持つ歪成分が出力端子３０２に出力されるよう、入力端子３０１に入力する信号の振幅および／または電源端子３０３に印加する電圧を設定すれば、同じ次数の相互変調歪成分の振幅の大きさを実質上一致させることができる。
【００６６】
なお、上述した実施の形態３では、本発明の前置歪補償回路の、非線形素子の一例としてトランジスタ３０５を、バイアス供給回路の一例として抵抗３０８、電源端子３０３、コンデンサ３０９を、特定周波数抑圧手段の一例として特定周波数抑圧手段３１０、３１１を、それぞれ用いた。
【００６７】
また、図３（ａ）の接続点３１３、３１４に特定周波数抑圧手段３１０、３１１を接続するとしたが、トランジスタ３０５のゲートと抵抗３０８との接続点３３０に特定周波数抑圧手段を付加しても、直流に相当する周波数から、入力端子３０１に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および／または前記入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数を抑圧することができる。
【００６８】
また、ここでは、入力信号として周波数の異なる２波を用いて説明したが、変調波であっても同様の効果がえられる。
【００６９】
以下に、上述した実施の形態１から３以外の、非線形素子としてダイオードを用いた本発明の実施の形態の前置歪補償回路の具体例について、図４、７および８を用いて説明する。
【００７０】
図４は、ダイオード４１１のアノードおよびカソードに抵抗、コイル、コンデンサ等の集中定数素子４１０、４１２を接続した例である。なお、抵抗、コイル、コンデンサ等の集中定数素子４１０、４１２は、抵抗、コイル、コンデンサ等の集中定数素子から成る受動回路としても良い。
【００７１】
図７は、ダイオード４２４のアノードおよびカソードに抵抗、コイル、コンデンサ等の集中定数素子４２３、４２５を接続した例である。なお、抵抗、コイル、コンデンサ等の集中定数素子４２３、４２５は、抵抗、コイル、コンデンサ等の集中定数素子から成る受動回路としても良い。
【００７２】
図８は、２つのダイオード４３７、４４０を組み合わせた回路構成の例である。なお、２つ以上のダイオードを組み合わせることも可能である。
【００７３】
上述した図４、７および８の各前置歪補償回路において、λ／４線路とコンデンサとで構成される特定周波数抑圧手段は、ダイオードの入力インピーダンスまたは出力インピーダンスより低インピーダンスであり、各前置歪補償回路において、同じ次数の相互変調歪成分の振幅の大きさを実質上一致させることができる。
【００７４】
なお、上述した各実施の形態において説明した前置歪補償回路と、その前置歪補償回路からの信号を増幅する増幅器とを備えた電力増幅装置も、本発明に属する。その増幅器の一例として、図１２に示す増幅器が該当する。
【００７５】
図１２に示す増幅器は、信号を入力する入力端子１３０１と、その入力端子１３０１と接続している第１の整合回路１３０２と、その第１の整合回路１３０２とゲートが接続しているトランジスタ１３０３と、そのトランジスタ１３０３のドレインと接続している第２の整合回路１３０４と、その第２の整合回路１３０４と接続しており、信号を出力する出力端子１３０５と、第１の整合回路１３０２とトランジスタ１３０３との間に接続された第１のバイアス回路１３０６と、その第１のバイアス回路１３０６とトランジスタ１３０３との間に接続された、直流に相当する周波数から、入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および／または入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数を抑圧する第１の特定周波数抑圧手段１３０７と、第２の整合回路１３０４とトランジスタ１３０３との間に接続された第２のバイアス回路１３０８と、その第２のバイアス回路１３０８とトランジスタ１３０３との間に接続された、直流に相当する周波数から、入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および／または入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数を抑圧する第２の特定周波数抑圧手段１３０９とで構成されている。
【００７６】
図１２に示すように、トランジスタ１３０３の入力側および／または出力側に、直流に相当する周波数から、入力端子に入力される入力信号の占有帯域幅に相当する周波数までの全部もしくは一部の周波数、および／または入力信号の搬送波の少なくとも一つの高調波の周波数を抑圧する特定周波数抑圧手段１３０７、１３０９を設けることによって、増幅器で発生する信号の歪みのアンバランスも抑えることができる。したがって、図１２に示すような増幅器を用いると、電力増幅装置全体における信号の歪みのアンバランスを抑える効果は大きくなる。なお、第２のバイアス回路１３０８の一例として図１３に示す回路を用いることができ、その図１３に示す回路を第２のバイアス回路１３０８として用いた場合、その第２のバイアス回路１３０８は特定周波数抑圧手段としての機能を発揮する。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、増幅器において発生する相互変調歪成分を実質上打ち消すことができる相互変調歪成分を発生させる前置歪補償回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の前置歪補償回路の構成図
【図２】本発明の実施の形態２の前置歪補償回路の構成図
【図３】本発明の実施の形態３の前置歪補償回路の構成図
【図４】本発明の他の実施の形態の前置歪補償回路の構成図
【図５】前置歪補償方式の構成と原理を説明するための図
【図６】課題を説明するための図
【図７】本発明の他の実施の形態の前置歪補償回路の構成図
【図８】本発明の他の実施の形態の前置歪補償回路の構成図
【図９】従来の前置歪補償回路の構成図
【図１０】課題を説明するための図
【図１１】本発明の実施の形態１の前置歪補償回路の構成図
【図１２】本発明の実施の形態の増幅器の構成図
【図１３】第２のバイアス回路１３０８の一例を示す図
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１  入力端子
１０２、２０２、３０２  出力端子
１１０、１１１、２１０、２１１、３１２、３１３、３１４  接続点
１１２、１１５、１１７、２１２、２１５、２１７、３１５、３１８、３２０接続端子
１０６、２０６  ダイオード
３０５  トランジスタ
１０８、１０９、２０８、２０９、３１０、３１１  特定周波数抑圧手段
１０４、１０７、２０４、２０７、３０６、３０８  抵抗
１０５、１１４、１１９、２０５、２１４、２１９、３０９、３１７、３２２コンデンサ
１１３、２１３、３０４、３０７、３１６  コイル
１１６、２１６、３１９  λ／８線路
１１８、２１８、３２１  λ／４線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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