(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を主増幅器を含む主信号系と誤差増幅器を含む歪み補償系に分波し、該歪み補償系に分波された信号と前記主増幅部の出力を分波した信号とに基づいて、前記誤差増幅器より歪み成分を抽出し、前記主信号系の出力に合成することにより歪み補償増幅を行うフィードフォワード方式の増幅器であって、
前記入力信号を分波した信号と前記主増幅器より分波した信号との差分を抽出する差分抽出手段と、
該差分抽出手段により抽出した差分に基づいて、前記入力信号の歪み成分をそれぞれの周波数帯域毎に抽出する歪み抽出手段と、
該歪み抽出手段によって抽出された各々の歪み成分について位相及び振幅を各周波数帯域毎に調整する位相振幅調整手段と、
該位相振幅調整手段によって調整された各々の歪み成分に基づいて前記誤差増幅器を介して出力信号を前記主信号系に出力することを特徴とするフィードフォワード方式の増幅器。
【請求項２】
複数の異なる周波数帯域の入力信号を主増幅器を含む主信号系と誤差増幅器を含む歪み補償系に分波し、該歪み補償系に分波された信号と前記主増幅部の出力を分波した信号とに基づいて、前記誤差増幅器より歪み成分を抽出し、前記主信号系の出力に合成することにより歪み補償増幅を行うフィードフォワード方式の増幅器であって、
前記入力信号を分波した信号と前記主増幅器より分波した信号との差分を抽出する差分抽出手段と、
該差分抽出手段により抽出した差分に基づいて、前記入力信号の各周波数帯域毎に歪み成分を分離・抽出する分離抽出手段と、
該分離抽出手段によって分離・抽出された歪み成分の位相及び振幅を、各周波数帯域毎に調整する位相振幅調整手段と、
該位相振幅調整手段によって調整された歪み成分に基づいて前記誤差増幅器を介して出力信号を前記主信号系に出力することにより、該出力信号から歪み成分を相殺することを特徴とするフィードフォワード方式の増幅器。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２記載の増幅器において、
分離・抽出された歪み成分の位相または電力レベルの情報から入力信号の位相及び振幅を適応的に制御する手段と、
最終出力に含まれる信号の情報から、各周波数帯域毎に抽出された歪み成分の位相及び振幅を各々適応的に制御する手段とを有することを特徴とするフィードフォワード方式の増幅器。
【請求項４】
請求項３記載の増幅器において、
伝送に用いられる各々の周波数帯域の近傍に制御用のパイロット信号を発生し、挿入するための挿入手段と、
該挿入手段によって挿入された前記パイロット信号の状態に応じて、入力された複数の周波数帯域の信号と、
各周波数帯域毎に抽出された歪み成分の位相及び振幅をそれぞれ独立に、適応的に制御する手段と、
歪み成分を補償した後挿入されたパイロット信号を除去するための除去手段とを有することを特徴とするフィードフォワード方式の増幅部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる帯域を有する複数の信号を同時に増幅する増幅器に関わり、特に増幅器の線形性の補償に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は非線形性補償回路（以下、線形補償回路）を有する増幅器の従来例を説明する図である。図５の電力増幅器は、ディジタル変調方式のうち、QAM，QPSK等の線形変調方式に用いられる、フィード・フォワード方式（以下、Ｆ・Ｆ方式と称する）の電力増幅器のブロック構成図で、1は入力端子、2は第１の方向性結合器（分波器）、3は第１のベクトル調整部、24はパイロット信号生成部、25は加算器、、4は電力増幅部、5は第２の方向性結合器（分波器）、9は第１の遅延器、10は減算器、12は減衰器、27は第３の方向性結合器（合成器）、15は第２のベクトル調整部、18は誤差増幅器、6は第２の遅延器、7は第４の方向性結合器（合成器）、28は主信号制御器、29は誤差信号制御部、26は第５の方向性結合器（合成器）、30はバンドパスフィルタ、19は出力端子である。
【０００３】
図５において、変調信号が入力端子1から入力される。入力端子1から入力した変調信号は第１の方向性結合器2に入力する。第１の方向性結合器2は入力された信号を２つの経路に分波する。分波された信号の一方は、加算器25を介して第１のべクトル調整部3を通り電力増幅部4に入力する。また、分波された信号の他方は第１の遅延器9を介して減算器10の被減算入力に入力する。電力増幅部4から出力された信号は第２の方向性結合器5に送られ、第２の方向性結合器5において２つの経路に分波される。分波された信号の一方は第２の遅延器6を介して第４の方向性結合器7に送られ、また、分波された信号の他方は減衰器（ATT）12を介して減算器10の減算入力に入力する。減衰器12は入力された信号成分のレベル（振幅）を減衰し、減算器10に第１の遅延器9を介して入力する他方の信号と信号レベル（振幅）を合せる。第１の遅延器9は入力された信号成分の位相を遅延し、減算器10に減衰器12を介して入力する他方の信号の遅延量と同じ遅延を与える。
【０００４】
電力増幅部4において入力された信号は、送信に必要な所定の出力信号レベルに増幅されるが、出力信号には、必要な主信号以外に、電力増幅部4の非線形性によって発生した不要な歪み成分が含まれている。減算器10は、入力した２つの信号の差を計算して、この歪み成分を抽出する。このとき、第１のベクトル調整部3は入力された信号の振幅と位相を調整して第１の遅延器9の出力レベル（振幅）と位相とを、減算器10の減算入力に入力された主信号の信号レベルと位相に合せている。
【０００５】
減算器10から出力されたこの歪み成分は、第２のベクトル調整部15と誤差増幅器18を通り、次いで第3の方向性結合器27を介して、第４の方向性結合器7に入力する。この歪み成分は、第２の遅延器6を介して第４の方向性結合器7に入力された信号の歪み成分と、逆相の信号となる。第４の方向性結合器7において入力された２つの信号が合成され、歪み成分が相殺されることによって非線形性の補償ができる。第４の方向性結合器7の出力信号は、第５の方向性結合器26を介してバンドパスフィルタ30に送られ、バンドパスフィルタ30で不要成分を除去された後、出力端子19から出力される。以後、図５の入力端子1，第１の方向性結合器2，第１のベクトル調整部3，電力増幅部4，第２の方向性結合器5，第２の遅延器6，第４の方向性結合器7，出力端子19を通る信号経路を主信号系と称する。また、主信号系以外の構成部分を歪み補償系と称する。
【０００６】
次に図５において歪み成分を除去するための調整方法の一例を以下に述べる。
１つの方法として、送信機等の通信機器立上げ時に、テスト信号として、例えば周波数が近接する２波の無変調波を入力端子1から入力し、減算器10の出力と出力端子19の信号とをモニターする。そして、これら信号をモニターしながら、第１のベクトル調整部3及び第２のベクトル調整部15を調整する方法がある。しかしこの方法では通信機器の動作中（通信中）には調整ができず、実際のデータ送信開始後の温度変動などによる特性変化には追従できない。
【０００７】
そこで第２の方法として、入力端子側で伝送帯域の近傍にパイロット信号を挿入する方法が採られる。以下、図５と図７を用いて説明する。
図７はパイロット信号挿入後の信号スペクトルを示す図である。横軸ｆは周波数、縦軸Ｐは電力レベル、O.L.は出力信号レベル、pltはパイロット信号、Dは歪み成分を示す。
図５において、パイロット信号生成部24から出力されるパイロット信号pltは加算器25に与えられて、第１の方向性結合器2から入力する信号に加えられる。第３の方向性結合器27は出力信号を分波して、分波した信号の一方を誤差増幅器18の出力信号を第４の方向性結合器7に送るとともに、分波した他方の信号を主信号制御器（CONT1）28に送る。主信号制御器28は減算器10の出力信号をモニターしながら、モニタされている信号の電力が最小となるように第１のベクトル調整部3を調整する。更に、第５の方向性結合器26は第４の方向性結合器7からの出力信号をバンドパスフィルタ30に送るとともに、出力信号の一部を分波して誤差信号制御器（CONT2）29に与える。誤差信号制御器29は第５の方向性結合器26の出力信号をモニターしながら、モニタされている信号のパイロット信号電力pltが最小となるように第２のベクトル調整部15を調整する。以上のようにして、歪み成分を通信中に除去することができる。
【０００８】
上述のように、例えば異なる複数の周波数帯を用いて基地局（親局）から子局、及び子局から基地局（親局）へ信号を伝送する中継局のようなところで使用する中継増幅器のように、上り回線（子局から親局へ）と下り回線（親局から子局へ）との信号を同時入力して共通増幅するような場合には、互いに異なる複数の搬送周波数帯すべてを網羅する非常に広い周波数帯域にわたって線形補償を行う必要がある。
【０００９】
しかし、例えば３次歪みに対して30dB以上の改善量を得ようとした場合、増幅する帯域が比帯域で5％を超えるような場合には、ベクトル調整用の移相器の広帯域化が困難であるため、全帯域にわたって一定量の補償を行うことができなかった。
【００１０】
また電力増幅部自身の歪み特性には帯域内偏差がある。例えば、３次歪みを30dB以上改善しようとする場合には、主信号系の周波数特性と、歪み検出、補償を行う歪み補償系の周波数特性との帯域内偏差は、振幅で±0.1dB 、位相で±１度以下である必要がある。しかし、誤差増幅器の特性まで考慮すると上り回線、下り回線それぞれに対して、同時に最適な補償を行うことが困難であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、複数の周波数帯の信号を同時に増幅する場合には、異なる複数の搬送周波数帯すべてを網羅する、非常に広い周波数帯域にわたって線形補償を行う必要があるが、ベクトル調整用の移相器の広帯域化が困難であるため、全帯域にわたって一定量の補償を行うことができなかった。
【００１２】
また電力増幅器自身の歪み特性の帯域内偏差のため、上り回線及び下り回線のそれぞれの信号に対して、同時に最適な補償を行うことが困難であった。
【００１３】
また、上記のように上り回線及び下り回線の伝送に使用される異なる帯域を有する複数の信号を増幅する増幅器に限らず、異なる帯域を有する複数のアナログ信号またはディジタル信号を同時に増幅する従来の各種の増幅器においても、これら複数の信号に対してその全帯域にわたり最適な補償を行うことは困難であった。
【００１４】
本発明の目的は、上記のような欠点を除去した増幅器を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の他の目的は、複数の搬送波帯の信号を共通増幅する増幅器において、それぞれの搬送波に対し、最適な線形補償を行うことを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、抽出された歪み成分を補償すべき複数の周波数帯に分離し、分離されたそれぞれの周波数帯域毎に、歪み検出と歪み補償を行ったものである。
【００１７】
また本発明の異なる周波数帯を有する複数の入力信号を同時に増幅する増幅器は、
異なる周波数帯を有する複数の入力信号を同時に増幅する増幅部と、
増幅部から出力される異なる周波数帯の信号から、異なる周波数帯域毎に歪成分を分離して抽出する歪抽出部と、
異なる周波数帯域毎に分離して抽出された歪成分の位相と振幅とを、異なる周波数帯域毎に独立して調整する歪調整部と、
異なる周波数帯域毎に調整された歪成分に基き、増幅部から出力される異なる周波数帯域を有する複数の信号から、歪成分をキャンセルして出力するひずみ除去部とを備え、
歪調整部は異なる周波数帯域毎に分離して抽出された歪成分の位相と振幅とを、増幅部から出力される異なる周波数帯域を有する複数の信号に含まれる歪成分の位相と振幅に合せるように、異なる周波数帯域毎に独立して調整する。
【００１８】
したがって、本発明によれば、広帯域の増幅器を用いて、複数の周波数帯域を共通増幅する場合においても、周波数帯域毎に分割して歪み量を抽出し、それぞれの帯域に対して最適な線形補償を行うことで、等価的に広い比帯域における線形補償を可能とし、高効率で伝送品質の高い通信機の実現が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を説明する。
本発明は、異なる周波数帯域を有する複数の信号を同時に増幅する全てのタイプの増幅器及び増幅方法に適用可能である。また、増幅対象の信号は、アナログ信号及びディジタル信号のいずれでもよく、更に、信号の伝送方式として、有線伝送、無線伝送のいずれにも適用できる。
【００２０】
以下の各実施例においては、一例として、図１の従来例と上り回線及び下り回線を伝送される異なる周波数帯域を有する複数のディジタル信号を同時に増幅する電力増幅器であって、ディジタル変調方式としてQAM（Quadrature Amplitude Modulation）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）等の線形変調方式を用いたフィードフォワード方式の電力増幅器に適用した場合について説明する。また、以下の各実施例において、同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付しその重複説明を省略する。
【００２１】
以下、本発明の一実施例について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施例を説明するブロック構成図である。この図中、従来例を説明した図５と同一の機能のものは同一の符号を付してその説明を省略する。13-1，13-2はそれぞれバンドパスフィルタ（BPF）、15-1，15-2はそれぞれ第２のベクトル調整部、17は合成器である。
【００２２】
入力端子1は、第１の方向性結合器（分波器）2を介して、第１のベクトル調整部3と第１の遅延器9とに接続される。第１のベクトル調整部3は、電力増幅部4、第２の方向性結合器（分波器）5、第２の遅延器6、及び第４の方向性結合器（合成器）7を介して出力端子19に接続される。第１の遅延器9は、減算器10の被減算入力に接続される。減算器10はバンドパスフィルタ13-1、第２のベクトル調整部15-１を介して合成器17に接続される。同様に減算器10はバンドパスフィルタ13-2、第２のベクトル調整部15-2を介して合成器17に接続される。合成器17は、誤差増幅器18を介して第４の方向性結合器7と接続される。また、第２の方向性結合器5は、減衰器12を介して、減算器10の減算入力に接続される。
【００２３】
以下この動作について説明する。図１において、入力端子1には、上り信号と、下り信号の２つの搬送周波数帯の信号が同時に入力する。入力端子1から入力したこれら複数の信号は、１つの信号として入力端子1から出力され、第１の方向性結合器2に送られる。第１の方向性結合器2は、電力増幅を行う主信号系と、歪み成分の抽出を行う歪み補償系の２つの経路に、入力した信号を分波する。即ち、第１の方向性結合器2は、入力された信号を分波出力し、分波出力信号の一方は第１のベクトル調整部3を介して電力増幅部4に送られる（主信号系）。以後、主信号系の信号処理動作は図５の従来例と同様なので省略する。ただし、図５において、第５の方向性結合器26とバンドパスフィルタ30を有したが本実施例の図１にはこれらはない。
【００２４】
次に第１の方向性結合器2の分波出力信号の他方は歪み補償系の信号として、第１の遅延器9を介して減算器10の被減算入力に送られる。この減算器10の出力までの信号経路の動作は図５の従来例と同一なので説明を省略するが、この減算器10から歪成分が抽出される。
【００２５】
減算器10の出力信号は、バンドパスフィルタ13-1と13-2に送られる。これらのフィルタの周波数特性は、バンドパスフィルタ13-1を通った信号は上り信号の歪成分を抽出し、またバンドパスフィルタ13-2を通った信号は下り信号の歪成分を抽出するように設定されている。これによって、歪み成分を、上り成分と下り信号とに分離する。バンドパスフィルタ13-1，13-2の各特性は、抑圧すべき信号と通過させる信号とのレベル（振幅）がほぼ等しいため、減衰器の減衰量は10dB以上取れていればよい。したがって、バンドパスフィルタ13-1，13-2の通過帯域WD1，WD2はそれぞれ図１８に示すものとすればよい。なお、図１８についての説明は後述する。
【００２６】
上り信号と下り信号の各周波数帯域に分離された信号はそれぞれ、第２のベクトル調整部15-1，15-2において、後段の第４の方向性結合器7で合成される際に、第２の遅延器6の出力に含まれる歪成分に対して、逆相で、かつ同一レベルとなるように調整される。第２のベクトル調整器15-1，15-2から出力されたこの上り信号と下り信号は合成器17に送られる。この合成器17でこれら２つの歪成分を合成して誤差増幅器18に送る。誤差増幅器18は入力した信号を増幅した後、第４の方向性結合器7に送る。第４の方向性結合器7では主信号系の信号から、歪み補償系の信号を差引くことにより、歪み成分を差引き、出力端子19を介して出力する。
【００２７】
次に本発明の第２の実施例を、図２を用いて説明する。図２は、図１で説明した実施例に、第１のベクトル調整部3と第２のベクトル調整部15-1，15-2を自動的に適応的に制御する機能を持たせた場合のブロック構成図である。図２内では、図１と同一の機能のものには同一の符号を付している。また、26は第５の方向性結合器（分波器）、27は第３の方向性結合器（分波器）、28′は主信号制御器、29′は誤差信号制御器である。図２の構成は、図１とほぼ同じ構成で、以下の追加したものである。即ち、誤差増幅器18と第４の方向性結合器7との間の信号経路に第３の方向性結合器27が設けられている。該誤差増幅器18から出力された信号は第３の方向性結合器27を介して第４の方向性結合器7に送られる他、出力信号の一部は第３の方向性結合器27によって分波され、主信号制御器（CONT1）28′に送られる。また更に、第４の方向性結合器7と出力端子19との間の信号経路には第５の方向性結合器26が設けられている。この第５の方向性結合器26は、第４の方向性結合器7の出力信号を分波し、分波した一方の信号を出力端子19に送る他、分波した他方の信号を誤差信号制御器29′に送る。
【００２８】
図２の実施例における歪み成分の抽出・補償に関する動作は前述した図１の実施例と同じである。図２では、主信号系経路を構成する第１のベクトル調整器3や、歪み補償系経路の第２のベクトル調整器15-1，15-2を制御する例を説明する。
【００２９】
まず、主信号系経路の第１のベクトル調整部3を制御するために、抽出した歪み成分の一部を第３の方向性結合器27より取出す。減算器10において、減衰器12から入力される信号に含まれている上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）のレベルと位相が、第１の遅延器9から入力される信号と一致していれば、減算器10の出力信号の上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）とは抑圧され、歪み成分のみが出力される。しかし、減算器10に入力する２つの上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）信号のレベル振幅や位相に差がある場合には、減算器10の出力信号の上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）は十分抑圧されず残留してしまうことになる。従って、誤差増幅器18の出力電力が最小となるようにベクトル調整部3によりベクトル調整部3の出力信号のレベルと位相を調整したならば、 減算器10の出力信号の上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）が一番抑圧されていることになる。そこで、主信号制御部28′では、上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）の両方の帯域の信号をモニタしながら、即ち、誤差増幅器18の出力が示す歪成分の電力レベルの情報をモニタしながら、その電力が最小となるよう第１のベクトル調整部3を制御する。
【００３０】
次に、歪み補償後の信号を出力する第４の方向性結合器7では、第３の方向性結合器27から入力される歪み補償系経路からの信号と、第２の遅延器6から入力される主信号系経路からの信号とから合成される。そこで、これらの信号が互いに正確に逆位相、同レベル（振幅）であれば、第４の方向性結合器7の出力端では歪み成分が完全に相殺され、出力に歪み成分が含まれないことになる。従って、そのためには、第４の方向性結合器7の出力側、即ち、第５の方向性結合器26から分波された上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）の各周波数帯域の外側（帯域外）の電力を誤差信号制御部29´で検出して、その検出電力が最小となるように第２のベクトル調整部15-１，15-2を個別に制御すればよい。
【００３１】
上記のような主信号系28´（CONT1）の構成及び動作について説明する。
図９は主信号制御部28´（CONT1）の構成例を示す。図９において、131は誤差信号（歪み成分）入力端子、132は検波器（DET）、133はA/D（Analog-To-Digital）変換器、134はマイクロプロセッサ（MPU）、135-1と135-2はD/A（Digital-To-Analog）変換器、136は位相制御電圧出力端子、137は振幅制御電圧出力端子である。
図９において、誤差信号（歪み成分）入力端子131は、第３の方向性結合器27から分波された信号を入力する。誤差信号入力端子131は、検波器132、A/D変換器133、マイクロプロセッサ134を介して，D/A変換器135-1，135-2に接続される。D/A変換器135-1は位相制御出力端子136に、D/A変換器135-2は振幅制御電圧出力端子137に接続され、これら出力端子136，137は第１のベクトル調整部3に接続される。
【００３２】
以下、主信号制御部28´の動作について説明する。
入力端子131から入力された、第３の方向性結合器27からの分波された誤差信号は、検波器132で検波されてベースバンド信号に変換される。このベースバンド信号はA/D変換器133で量子化されてマイクロプロセッサ134に与えられる。マイクロプロセッサ134は、量子化された信号に基き、歪み抽出に対し、第１のベクトル調整部3の出力が最適な位相、レベルとなるように第１のベクトル調整部3を制御する（即ち、誤差増幅部18の出力電力を最小とする）ための位相制御電圧値Ｖp及び振幅制御電圧値Ｖmを演算により求め、D/A変換器135-1と135-2にそれぞれ与える。D/A変換器135-1と135-2からの位相制御電圧値Ｖp及び振幅制御電圧値Ｖmはそれぞれ出力端子136と137から第１のベクトル調整部3に与えられる。
【００３３】
このベクトル調整部3の出力位相及び出力レベルの最適値を求めるためのアルゴリズムとして、例えば、摂動法、最小二乗法、最急降下法などの方法のいずれをも用いることができるが、ここでは一例として、摂動法のアルゴリズムについて、その処理例を図１０、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャートの処理は前記マイクロプロセッサ134により実行される。
【００３４】
まず、増幅器の電源投入後等の立上げ時には、位相制御電圧値Ｖp及び振幅制御電圧値Ｖmをそれぞれ適当な初期値Ｖpini及びＶminiに設定する（ステップ601）。次いで、A/D変換器133の出力に基き、そのときの誤差信号電力Ｐd（第３の方向性結合器27からの分波された誤差信号の電力）を検出し内臓のメモリにストア
する（ステップ602）。次に、位相制御電圧値Ｖp（最初は初期値Ｖpiniとする）に微少電圧ΔＶを加えてＶp＋ΔＶ＝Ｖp´を求め（ステップ603）、更にそのときの誤差信号電力Ｐd´を求めてメモリに格納する（ステップ604）。一方、位相制御電圧Ｖp（最初は初期値Ｖpiniとする）からΔＶを引いてＶp―ΔＶ＝Ｖp´´を求め（ステップ605）、更に、そのときの誤差信号電力Ｖp´´を求めてメモリに格納する（ステップ606）。
【００３５】
次いで、ステップ602、604、606で記憶しておいた電力値Ｐd、Ｐd´、Ｐd´´よりＰd−Ｐd´＝ΔＰd1，Ｐd−Ｐd´´＝ΔＰd2を求める（ステップ607）。次いで、ΔＰd1＜０かどうか、即ち、Ｖpを増やした場合に誤差電力が増加したかどうかを調べる（ステップ608）。
誤差電力が増加しない場合、即ち、ΔＰd1≧０の場合には、Ｖp´を新たなＶpとみなしてステップ602に戻る（ステップ609）。一方、誤差電力が増加した場合にはステップ610に進む。
ステップ610では、ΔＰd2＜０かどうか、即ち、Ｖpを減少した場合に誤差電力が増加したかどうかを調べる。
誤差電力が増加しない場合、即ち、ΔＰd2≧０の場合には、Ｖp´´を新たなＶpとみなしてステップ602に戻る（ステップ611）。一方、誤差電力が増加した場合にはステップ620に進む。
こうして、ステップ610でYESと判定された場合の電圧Ｖp即ち、位相制御電圧Ｖpを増加、減少した場合のいずれにおいても誤差電力が増加した場合の電圧Ｖpが、第３の方向性結合器27から分波された誤差信号の検出電力を最小とする位相制御電圧Ｖpの最適値として求まる。
【００３６】
図１１のフロ―チャートに示すように、ステップ620以降では、振幅制御電圧Ｖmに対しても同様の処理を行う（ステップ620〜629）。
まず、誤差信号電力Ｐd（第３の方向性結合器27からの分波された誤差信号の電力）を検出し内蔵のメモリに格納する（ステップ620）。次に、振幅制御電圧Ｖm（最初は初期値Ｖminiとする）に微少電圧ΔＶを加えてＶm＋ΔＶ＝Ｖm´を求め（ステップ621）、更に、そのときの誤差信号電力Ｐd´をメモリに格納する（ステップ622）。一方、振幅制御電圧Ｖm（最初は初期値Ｖminiとする）からΔＶを引いてＶm―ΔＶ＝Ｖm´´を求め（ステップ623）、更に、そのときの誤差信号電力Ｐd´´をメモリに格納する（ステップ624）。
【００３７】
次いで、ステップ620，622，624で記憶しておいた電力値Ｐd，Ｐd´，Ｐd´´より、Ｐd−Ｐd´＝ΔＰd1，Ｐd−Ｐd´´＝ΔＰd2を求める（ステップ625）。次いで，ステップ626では、ΔＰd1＜０かどうか、即ち、Ｖmを増やした場合に誤差電力が増加したかどうかを調べる。誤差電力が増加しない場合、即ち、ΔＰd1≧０の場合には、Ｖm´を新たなＶmとみなして、ステップ620に戻る（ステップ627）。一方、誤差電力が増加した場合には、ステップ628に進む。ステップ628では、ΔＰd2＜０かどうか、即ち、Ｖmを減少した場合に誤差電力が増加したかどうかを調べる。誤差電力が増加しない場合、即ち、ΔＰd2≧０の場合には、Ｖm´´を新たなＶmとみなして、ステップ620に戻る（ステップ629）。一方、誤差電力が増加した場合には処理を終了する。こうして、ステップ628でYESと判定された場合の電圧Ｖm、即ち、振幅制御電圧Ｖmを増加、減少した場合のいずれにおいても誤差電力が増加した場合の電圧Ｖmが、第３の方向性結合器27からの分波された誤差信号の検出電力を最小とする振幅制御電圧Ｖmの最適値として求まる。
【００３８】
このような処理により求めた位相制御電圧Ｖpの最適値及び新婦器制御電圧Ｖmの最適値を、それぞれD/A変換器135-1，135-2を介してアナログ値に変換して第１のベクトル調整部3に与えて、位相と振幅の制御を行う。したがって、このように第１のベクトル調整部3の出力の位相と振幅ともに最適制御された場合、減算器10の出力においては主信号成分が十分抑圧され、ひずみ成分のみとなるため、第３の方向性結合器27からの分波された誤差信号の総電力は最小となる。
【００３９】
次に、誤差信号制御部29´（CONT2）の構成及び動作について説明する。図１２は、誤差信号制御部29´の構成例を示す。図１２の誤差信号制御部29´は、第２のベクトル調整部15-1，15-2のそれぞれを誤差信号制御部29´からの共通の位相制御電圧Ｖp及び共通の振幅制御電圧Ｖmで制御する例である。140-1，140-2はバンドパスフィルタ（BPF）、141は信号入力端子、142-1，142-2は検波器（DET）、143はA/D変換器、144はマイクロプロセッサ（MPU）、145-1，145-2はD/A変換器、146は位相制御電圧出力端子、147は振幅制御電圧出力端子である。
【００４０】
図１２において、信号入力端子141は、第５の方向性結合器26から分波された上り信号（U.L.）及び下り信号（D.L.）を入力する。信号入力端子141からの信号は、バンドパスフィルタ140-1に与えられて、第５の方向性結合器26からの分波された信号のうち上り信号の帯域外の信号成分（即ち、上り信号のうちの主信号成分U.L.の帯域以外の信号成分（歪み成分））を抽出される。また、信号入力端子141からの信号は、バンドパスフィルタ140-2に与えられて、第５の方向性結合器26からの分波された信号のうち下り信号の帯域外の信号成分（即ち、下り信号のうちの主信号成分D.L.の帯域以外の信号成分（歪み成分））を抽出される。
【００４１】
バンドパスフィルタ140-1で抽出された上り信号の帯域外の信号成分は検波器142-1で検波されてベースバンド信号に変換されて加算器148に入力される。同様に、バンドパスフィルタ140-2で抽出された下り信号の帯域外の信号成分は検波器142-2で検波されてベースバンド信号に変換されて加算器148に入力される。加算器148の出力はA/D変換器143で量子化されマイクロプロセッサ144に与えられる。マイクロプロセッサ144は、量子化された信号に基き、第２のベクトル調整部15-1，15-2のそれぞれの出力が最適な位相、レベルとなるように第２のベクトル調整部15-1，15-2用の位相制御電圧Ｖp及び振幅制御電圧Ｖmの適正値を設定して、位相制御電圧Ｖpの適正値をD/A変換器145-1から出力端子146を介して、第２のベクトル調整部15-1，15-2それぞれに与えると共に、振幅制御電圧Ｖmの適正値をD/A変換器145-2から出力端子147を介して、第２のベクトル調整部15-1，15-2それぞれに与える。即ち、第４の方向性結合器7においては、歪みを有する主信号と、抽出された歪み成分とが適正な位相、振幅で合成されないと、歪み補償の動作が不完全となり、第４の方向性結合器7の出力には、歪み成分が十分抑圧されないまま信号が出力される。そこで、第２のベクトル調整部15-1，15-2のそれぞれの出力が最適な位相、レベルとなるように制御して、第４の方向性結合器7の出力には、歪み成分が十分抑圧された信号が出力されるようにして歪み補償の動作を完全なものとする。
【００４２】
ここで、バンドパスフィルタ140-1，140-2の特性について説明する。
図１８は、本実施例における伝送信号、歪み成分、及びバンドパスフィルタで抽出される信号の各々の周波数の関係を示す図である。
バンドパスフィルタ140-1，140-2の特性は、実際の伝送信号U.L.，D.L.の伝送帯域外に生じる歪み成分を抜出すような帯域とする。ここで、上り伝送信号U.L.の中心周波数をfc1、上り伝送信号の帯域幅をfa、バンドパスフィルタ140-1の帯域をffil1とすると、各々の周波数関係は次のようになる。
【００４３】
【数１】
0003662138.tif 000002
【００４４】
あるいは、
【００４５】
【数２】
0003662138.tif 000003
【００４６】
同様に、下り伝送信号D.L.の中心周波数をfc2、上り伝送信号の帯域幅をfb、バンドパスフィルタ140-2の帯域をffil2とすると、各々の周波数関係は次のようになる。
【００４７】
【数３】
0003662138.tif 000004
【００４８】
あるいは、
【００４９】
【数４】
0003662138.tif 000005
【００５０】
このバンドパスフィルタ140-1，140-2で抜出した歪み信号を、検波し、電力を算出してその値を基に第２のベクトル調整部15-1，15-2を調整する。第２のベクトル調整部15-1，15-2が最適点に設定されれば、当然歪み電力の抑圧量が最大となり、第５の方向性結合器26及びバンドパスフィルタ140-1，140-2で抜出される歪み電力を最小とすることができる。また、バンドパスフィルタの帯域幅は、上の式で示した帯域全体を必ずしも通過させる必要はなく、必要に応じ、上式で示す帯域のうちの一部を抜出してもよい。
【００５１】
このような構成においては、フィードフォワードの制御が適正になされているほど、バンドパスフィルタ140-1，140-2で抜出した信号のレベルは小さくなるので、マイクロプロセッサ144における演算アルゴリズムは、図１０，図１１のフローチャートと同じアルゴリズムを用いることができる。
【００５２】
なお、第５の方向性結合器26からの上り下り伝送信号の一方から抜出した信号に基き、第２のベクトル調整部15-1，15-2を制御してよく、その場合には上り伝送信号用のバンドパスフィルタ140-1と検波器142-1の組合せ、または、下り伝送信号用のバンドパスフィルタ140-2と検波器142-2の組合せの一方を削除してもよい。
【００５３】
次に、誤差信号制御部29′（CONT2）の他の構成例及びその動作について説明する。
図１３は、誤差信号制御部29′（CONT2）の他の構成例を示す図である。143-1，143-2はA/D変換器、144-1，144-2はマイクロプロセッサ（MPU）、145-11，145-12，145-21，145-22はD/A変換器、146-1，146-2は位相制御電圧出力端子、147-1，147-2は振幅制御電圧出力端子である。図１３の誤差信号制御部29′は、第２のベクトル調整部15-1，15-2を誤差信号制御部29′からのそれぞれの別個の位相制御電圧Ｖp及び別個の振幅制御電圧Ｖmで制御する例である。この場合には、図１２における加算器148は削除され、図１２のA/D変換器143、マイクロプロセッサ144、D/A変換器145-1，145-2がそれぞれ上り及び下り伝送信号毎に別個に設けられる。即ち、上り伝送信号用にA/D変換器143-1、マイクロプロセッサ144-1、D/A変換器145-1，145-2が設けられ、下り伝送信号用にA/D変換器143-2、マイクロプロセッサ144-2、D/A変換器145-3，145-4が設けられる。D/A変換器145-1，145-2からの位相制御電圧Ｖp及び振幅制御電圧Ｖmは、それぞれ出力端子146-1，147-1を介してベクトル調整部15-1に与えられる。また、D/A変換器145-3，145-4からの位相制御電圧Ｖp及び振幅制御電圧Ｖmは、それぞれ出力端子146-2，147-2を介してベクトル調整部15-2に与えられる。
【００５４】
マイクロプロセッサ144-1，144-2のそれぞれにおける演算アルゴリズムは、図１０及び図１１のフローチャートと同じアルゴリズムを用いる子他が出きる。
また、マイクロプロセッサ144-1，144-2を１つのマイクロプロセッサで構成し、時分割処理動作させて用いるようにしてもよい。
【００５５】
また、図２の実施例において、これら第１と第２の各ベクトル調整部3及び15-1，15-2を制御する方法として、従来例で述べたパイロット信号を用いることも可能である。以下、パイロット信号を用いて制御を行う、第３の実施例について図８と図６を用いて説明する。
上記実施例と同様に、周囲の環境変化や経年変化に対して電力増幅器を安定に動作させるために、主信号系経路を構成する第１のベクトル調整部3や、歪み補償系経路の第２のベクトル調整部15-1，15-2を通信中に制御する例を説明する。
【００５６】
図８は、図２で説明した実施例に、パイロットの信号を挿入する機能を付加した場合のブロック構成図の一例である。図８では、図２と同様の機能のものには同一の符号を付している。また、24′はパイロット信号生成部、25は加算器である。図８の構成は、図２とほぼ同じ構成で、以下の追加があるものである。即ち、第１の方向性結合器2と第１のベクトル調整部3との間の信号経路に加算器25を設け、入力端子1に入力した信号は、第１の方向性結合器2、加算器25を介して第１のベクトル調整部3に送られる。また、パイロット信号生成部24′が設けられ、加算器25に接続している。
【００５７】
図８の電力増幅器の動作は、図２とほぼ同一であるので、主信号系及び歪み補償系の詳しい説明は省略する。図６は、本発明における主信号と歪み成分について、パイロット信号挿入後の信号スペクトルの一例を示す図である。横軸ｆは周波数、縦軸Ｐは電力レベル、U.L.は上り信号の出力レベル、D.L.は下り信号の出力レベル、plt1は上り信号近傍のパイロット信号、 plt2は下り信号近傍のパイロット信号、D1は上り信号の歪み成分、D2は下り信号の歪み成分を示す。
【００５８】
図８において、パイロット信号発生部24′は上り信号（U.L.）の周波数近傍に単一周波のパイロット信号plt1を生成し、また下り信号（D.L.）の周波数近傍に単一周波のパイロット信号plt2を生成し、この２つのパイロット信号plt1，plt2を加算器25に入力する。加算器25は、第１の方向性結合器2から入力する信号にこれらのパイロット信号を加える。このときのスペクトルの状態が図６である。これらのパイロット信号plt1，plt2は、電力増幅部4の前段側に挿入されるため、図８の信号系では、歪み信号の一部として現われる。したがって、主信号制御部28′ではこのパイロット信号plt1，plt2のみに着目し、その信号レベルが最小となるように第１のベクトル調整部3を制御する。また、第２のベクトル調整部15-1，15-2についても、第５の方向性結合器26から分波した信号を誤差信号制御部29′で検出し、検出される信号に含まれるパイロット信号plt1，plt2のレベルが最小となるように第２のベクトル調整部15-1，15-2を制御する。
【００５９】
本実施例においては、主信号制御部28´（CONT1）の構成及び動作は図９のものと同一でよい。また、誤差信号制御部29´（CONT2）の構成及び動作については図１２または図１３のものと同一でよい。この場合、バンドパスフィルタ140-1，140-2はそれぞれパイロット信号plt1，plt2を抽出するように構成する。
【００６０】
以上の結果、実際に出力端子19から送出する信号には、パイロット信号は不要であるので第５の方向性結合器26と出力端子19との間にバンドパスフィルタ30を設けて、パイロット信号plt1，plt2を除去した上で出力端子19から出力する。
【００６１】
次に本発明の第４の実施例について図３を用いて説明する。前述した図１の実施例と同一の機能のものには同一の符号を付してある。その他22-1，22-2，14-1，14-2はバンドパスフィルタ（BPF）、10-1，10-2は減算器である。図３の構成は、ほぼ図１と同じであるが、第１の遅延器9の出力はまず２つのバンドパスフィルタ22-1と22-2とに入力する。まず、バンドパスフィルタ22-1は減算器10-1，バンドパスフィルタ14-1を介して、第２のベクトル調整部15-1に接続する。同様にバンドパスフィルタ22-2は減算器10-2，バンドパスフィルタ14-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に接続する。また、減衰器12の出力は２つの減算器10-1と10-2とにそれぞれ入力する。その他の接続は図１と全く同じである。
【００６２】
以下、図３の動作について説明する。
【００６３】
入力端子1には、上り信号と、下り信号の２つの搬送周波数帯の信号が同時に入力する。入力端子1から入力したこれら複数の信号は、１つの信号として入力端子1から出力され、第１の方向性結合器2に送られる。第１の方向性結合器2は入力された信号を２つの信号に分波出力する。この分波した出力信号の一方は、主信号系であり、第１のベクトル調整部3を介して電力増幅部4に送られる。以後主信号系の信号動作は図１の実施例と同一なので省略する。
【００６４】
次に分波した出力信号の他方は、歪み補償系に与えられる。第１の遅延器9は入力した信号に、主信号系経路の構成要素3〜5，12で生じる遅延量と同じ遅延を与え、バンドパスフィルタ22-1とバンドパスフィルタ22-2との両方に送る。次にバンドパスフィルタ22-1は、図１８に示す通過帯域ＷULを有して上り信号帯域（U.L.）を抜出し、この抜出した信号を減算器10-1の被減算入力に送る。同様にバンドパスフィルタ22-2は、図１８に示す通過帯域ＷDLを有して下り信号帯域（D.L.）を抜出し、この抜出した信号を減算器10-2の被減算入力に送る。
【００６５】
次に、減衰器12の出力信号は、減算器10-1，10-2の両方の減算入力に送られ、減算器10-1，10-2はそれぞれ、入力した減算値と被減算値とで演算を行う。減算器10-1の出力信号は、図１８の通過帯域ＷD1を有するバンドパスフィルタ14-1を介して、第２のベクトル調整部15-１に送られる。また、減算器10-2の出力信号は、図１８の通過帯域ＷD2を有するバンドパスフィルタ14-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に送られる。
【００６６】
このときの信号の状態を、信号スペクトルの一例を示す図１８を用いて説明する。減算器10-1，10-2に対して減衰器12より入力される信号は、上り信号U.L.と下り信号D.L.と、両者の歪み成分であるD1，D2とが入力される。一方で、バンドパスフィルタ22-1の出力は上り信号U.L.のみであるため、減算器10-1の減算出力としては、下り信号D.L.と両者の歪み成分D2，D1とが出力されることになる。同様に、減算器10-2では、上り信号U.Lと両者の歪み成分D1，D2とが出力される。これらの信号からバンドパスフィルタ14-1で、下り信号の歪み成分D1のみを取り出し、またバンドパスフィルタ14-2では、上り成分の歪み成分D2のみを取り出す。このとき、バンドパスフィルタ14-1，14-2の特性として、それぞれの減衰域にある主信号成分、即ち、バンドパスフィルタ14-1における下り信号D.L.、バンドパスフィルタ14-2における上り信号U.L.を、通過域を抜けてくる歪み成分D2またはD1に対して、十分低いレベルまで減衰させる必要がある。例えば、上り信号U.L.と下り信号D.L.のレベル差が１０dB（U.L. < D.L.）であり、各々の帯域で発生している歪み成分のレベルが、それぞれ３０dBcであったとする。このとき、バンドパスフィルタ14-1を通過してくる歪み成分D1に対して、下り信号D.L.を１０dB低いレベルに抑えるためには、下り信号帯域での減衰量として、５０dB以上あればよい。またバンドパスフィルタ14-2については、同様の考え方から、上り信号帯域における減衰量は３０dB以上あればよいことになる。
【００６７】
第２のベクトル調整部15-1，15-2は、バンドパスフィルタ14-1，14-2の出力が第４の方向性結合器7において、第２の遅延器6から入力される信号に含まれる上り／下り各帯域の歪み成分に対し、それぞれ逆相で、かつ同レベルとなるように調整される。調整後の歪み成分を合成器17で合成し、誤差増幅器18にて増幅した後、第４の方向性結合器7で、合成と歪み成分の相殺を行い、出力端子19から出力する。ここで、第２の遅延器6は誤差増幅器18で生じる遅延を吸収するためのものである。
【００６８】
次に、図４に示す本発明の第５の実施例について説明する。図４は、図３と同一の機能のものには同一の符号を付している。また、8は分配器（H）、20-1と20-2はバンドパスフィルタ（BPF）である。図４の構成は、ほぼ図３と同じであるが、第１の遅延器9の出力は分配器8を介して減算器10-1と10-2とに入力する。また、減衰器12の出力は２つのバンドパスフィルタ20-1と20-2に入力し、バンドパスフィルタ20-1は減算器10-1，バンドパスフィルタ14-1を介して、第２のベクトル調整部15-1に接続する。同様にバンドパスフィルタ20-2は減算器10-2，バンドパスフィルタ14-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に接続する。その他の接続は図３の実施例と全く同じである。
【００６９】
以下、図４の動作について説明する。
前述した第４の実施例と同様に、入力端子1には、上り信号と、下り信号の２つの搬送周波数帯の信号が同時に入力する。入力端子1から入力したこれら複数の信号は、１つの信号として入力端子1から出力され、第１の方向性結合器2に送られる。第１の方向性結合器2は入力された信号を分波出力し、分波出力信号の一方は、主信号系に、即ち、第１のベクトル調整部3を介して電力増幅部4に送られる。以後主信号系の信号動作は図１の実施例と同一なので省略する。
【００７０】
次に分波出力信号の他方は、歪み補償系に与えられる。即ち、第１の遅延器9は入力した信号に、主信号系経路のベクトル調整部3、電力増幅部4で生じる遅延量を吸収するように遅延を与える。遅延器9の出力は、分配器8により同レベルの２信号に分配され、これら２つの信号は減算器10-1と減算器10-2のそれぞれの被減算入力に与えられる。
【００７１】
一方、電力増幅部4に入力された信号は、電力増幅部4の特性により歪みが発生する。電力増幅部4の出力電力のうち一部を、方向性結合器5で取り出し、減衰器12を介して、バンドパスフィルタ20-1と20-2の両方に送られる。減衰器12に入力された信号は減衰器12でレベル調整された後、バンドパスフィルタ20-1，20-2を通すことで、上り信号の帯域と、下り信号の帯域とに分離され、減算器10-1，10-2に入力される。バンドパスフィルタ20-1は通過帯域ＷD1を有しており、上り信号帯域（U.L.，D1）を抜出し、抜出した信号を減算器10-1の減算入力に送る。同様にバンドパスフィルタ20-2は通過帯域ＷD2を有しており、下り信号帯域（D.L.，D2）を抜出し、抜出した信号を減算器10-2の減算入力に送る。減算器10-1と10-2では入力した減算値と被減算値とで演算を行う。減算器10-1の出力信号は、バンドパスフィルタ14-1を介して、第２のベクトル調整部15-１に送られる。また、減算器10-2の出力信号は、バンドパスフィルタ14-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に送られる。以後の動作は図３と同様なので省略する。
【００７２】
ここで、減算器10-1，10-2における信号の様子を、前述の実施例と同様、図１８を用いて説明する。分配器8の出力は、無歪みの入力信号、すなわち上り信号U.L.と、下り信号D.L.とからなる。バンドパスフィルタ20-1の出力は、歪みを持った上り信号、すなわちU.L.とD1からなり、バンドパスフィルタ20-2の出力は歪みを持った下り信号でありD.L.とD2からなる。減算器10-1では、（U.L.+ D1）−（U.L. + D.L.）となるため、その出力には上り信号帯域の歪み成分D1と、下り信号（逆位相）が含まれる。同様に、減算器10-2の出力には、下り信号帯域の歪み成分D2と上り信号（逆位相）が現れることになる。
【００７３】
減算器10-1，10-2がこれらの信号をそれぞれ通過帯域ＷD1のバンドパスフィルタ14-1、及び通過帯域ＷD2のバンドパスフィルタ14-2を通して、それぞれの帯域の歪み成分D1，D2を抽出する。バンドパスフィルタ14-1，14-2により分離された上り／下りそれぞれの帯域の歪み成分は、ベクトル調整部15-1，15-2において、誤差増幅器18の出力と第２の遅延器6の出力に含まれる歪み成分と逆相、かつ同レベルで、第４の方向性結合器7において合成されるように調整される。第２のベクトル調整部15-1，15-2からの歪み成分は合成器17で合成され、誤差増幅器18で増幅され、さらに第４の方向性結合器7で第２の遅延器6の出力と合成され、歪み成分を相殺される。したがって、出力端子19からは信号成分U.L.，D.L.のみが出力される。
【００７４】
また、これら図３、図４に示した各実施例についても図１、図２に示した実施例と同様に主信号制御部28´及び誤差信号制御部29´等を設けて、適応的に各ベクトル調整部3，15-1，15-2を制御することで、温度等の周囲環境の変化や、経年変化に追従することが可能となる。
【００７５】
図１４は本発明の第６の実施例を説明するブロック構成図である。上記各実施例と同一の機能のものは同一の符号を付してある。その他、9-1は第１の遅延器、9-2は第２の遅延器、9-3は第３の遅延器、11は第１の減衰器（ATT）、18-1，18-2は誤差増幅器、21は第２の減衰器（ATT）、31は第６の方向性結合器（分波器）、32は第７の方向性結合器（合成器）である。
【００７６】
入力端子1は、第１の方向性結合器2を介して、第１のベクトル調整部3と第１の遅延器9-1及び第２の遅延器9-2とに接続される。第１のベクトル調整部3は、電力増幅部4、第２の方向性結合器5、第２の遅延器6、及び第４の方向性結合器7を介して出力端子19に接続される。第１の遅延器9-1は、減算器10-1の被減算入力に接続される。減算器10-1はバンドパスフィルタ13-1、第２のベクトル調整器15-１、誤差増幅器18-1を介して第４の方向性結合器7に接続される。同様に第２の遅延器9-2は、減算器10-2の被減算入力に接続される。減算器10-2はバンドパスフィルタ13-2、第２のベクトル調整部15-2、誤差増幅器18-2を介して第７の方向性結合器32と接続される。また、第２の方向性結合器5は、第１の減衰器11を介して、減算器10-1の減算入力に接続され、第６の方向性結合器３１は、第２の減衰器21を介して、、減算器10-2の減算入力に接続される。
【００７７】
以下本実施例の動作について説明する。図１４において、第１の方向性結合器2は入力された信号を分波出力し、分波出力信号の一方は第１のベクトル調整部3を介して電力増幅部4に送られる（主信号系）。電力増幅部4から出力された信号は第２の方向性結合器5に送られ、この第２の方向性結合器5において２経路に分波される。分波された信号の一方は第２の遅延器6を介して第４の方向性結合器7に送られる。また、第２の方向性結合器5で分波された信号の他方（U.L.，D.L.，D1，D2）は第１の減衰器11を介して減算器10-１の減算入力に入力する。
【００７８】
次に第１の方向性結合器2の分波出力信号の他方は歪み補償系の信号として、第１の遅延器9-１及び第２の遅延器9-2の各被減算入力に送られる。第１の遅延器9-１は入力された信号成分の位相を遅延するもので、減算器10-1の減算入力側に入力してくる主信号系の信号成分（U.L.，D.L.）の遅延量と同じ遅延を与える。
第１の減衰器11は入力された信号成分のレベルを減衰し、減算器10-1に第１の遅延器9-1を介して入力する他方の信号と信号レベルを合せる。
【００７９】
電力増幅部4において入力された信号は送信に必要な所定の出力信号レベルに増幅されるが、出力信号には、必要な主信号（U.L.，D.L.）以外に、電力増幅部4の非線形性によって発生した不要な歪み成分（D1，D2）が含まれている。減算器10-1は、入力した２つの信号の差を計算して、この歪み成分（D1，D2）を抽出する。このとき、第１のベクトル調整部3は、入力された信号の振幅と位相を調整して、第１の遅延器9-1の出力レベルと位相とを、減算器10-1の減算入力に入力された主信号のレベルと位相に合せている。
【００８０】
減算器10-1から出力されたこの歪み成分（D1，D2）は、上り信号成分を分離・抽出するための通過帯域WD1を有するバンドパスフィルタ13-1と第２のベクトル調整部15-1更に誤差増幅器18-1を介して、第4の方向性結合器7に入力する。第４の方向性結合器7に入力した信号は、バンドパスフィルタ13-1を通ることにより、上り信号だけの歪み成分D1となる。この抽出された上り信号歪み成分D1は、第２の遅延器6を介して第4の方向性結合器7に入力された信号の歪み成分と、逆相の信号となる。第4の方向性結合器7において入力されたこれら２つの信号が合成され、上り信号の歪み成分が相殺されることによって上り信号の非線形性の補償ができる。
【００８１】
減衰器13-1の出力には元々の入力信号である上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）の他に、電力増幅器4で生じた上り信号歪み成分（D1）と下り信号歪み成分（D2）が含まれる。一方、第１の遅延器9-1から入力する信号は、上り信号と下り信号のみである。この２つの入力信号の位相とレベルが一致するように第１のベクトル調整部3で調整がなされているため、減算器10-1の出力は上り信号帯域の歪み成分D1と下り信号帯域の歪み成分D2のみが出力されることになる。減算器10-1で抽出された２つの歪み成分D1，D2は、バンドパスフィルタ13-1に送られ、このバンドパスフィルタ13-1で上り信号の歪み成分D1だけを分離・抽出され、第２のベクトル調整部15-1を介して誤差増幅器18-1に送られる。このように分離・抽出された上り信号の歪み成分D1は誤差増幅器18-1で増幅された後、第４の方向性結合器7に送られる。第４の方向性結合器7では、別に入力される主信号系の信号（U.L.+D.L.+D1+D2）と、この上り信号の歪み成分D1を合成して上り信号の歪み成分を相殺し、得られた信号（U.L.+D.L.+D2）を第６の方向性結合器31に送る。ここで第２のベクトル調整部15-1は、第４の方向性結合器7で信号が合成される際、主信号系の歪み成分に対して誤差増幅器18-1からの歪み成分が逆位相，かつ同レベルとなるように第２のベクトル調整部15-1の出力の位相とレベルを調整する。第２の遅延器6は、バンドパスフィルタ13-1から誤差増幅器18-1までの間で生じる遅延を吸収するために挿入される。ここでバンドパスフィルタ13-1は、ローパスフィルタ、あるいは、下り回線側の成分を除去するノッチフィルタ等で構成することも可能である。以上述べた動作により、第４の方向性結合器7の出力には上り信号と下り信号及び下り信号の歪み成分とが残ることとなる。この第４の方向性結合器7の出力信号は第６の方向性結合器31に送られ、２つに分波される。分波された信号の一方は第３の遅延器9-3、第７の方向性結合器32を介して出力端子19に送られ出力される。また第６の方向性結合器31において分波された信号の他方は、第２の減衰器21を介して減算器10-2の減算入力となる。
【００８２】
一方、第１の方向性結合器2で分岐した無歪みの信号で第１の遅延器9-2に入力した信号は、第１の遅延器9-2により、主信号系の第１のベクトル調整部3から第４の方向性結合器7までの間で生じた遅延量と同じ遅延を与えられ、減算器10-2の被減算入力に入力する。減算器10-2は、被減算入力信号（U.L.，D.L.）と、第２の減衰器21からの信号（U.L.，D.L.，D2）との差をとる。減算器10-2の出力は通過帯域WD2のバンドパスフィルタ13-2に送られ、バンドパスフィルタ13-2は送られた信号から下り信号の歪み成分D2だけを分離・抽出する。ただし、前段側の処理において上り信号の歪み成分が十分抑圧されていればバンドパスフィルタ13-2は省略することができる。また、バンドパスフィルタ13-2は、ハイパスフィルタ、あるいは、上り信号側の成分を除去するノッチフィルタ等で構成することも可能である。
【００８３】
こうして抽出した下り信号の歪み成分D2は誤差増幅器18-2に送られ、誤差増幅器18-2で増幅され、第７の方向性結合器32に送られる。ここで、第２のベクトル調整部15-2は、第７の方向性結合器32で第３の遅延器9-3から入力される主信号系の歪み成分に対して，誤差増幅器18-2からの歪み成分が逆位相、かつ同レベルとなるように、第２のベクトル調整部15-2の出力の位相とレベルを調整する。第７の方向性結合器32は、誤差増幅器18-2から送られてきた信号D2と、第３の遅延器9-3から入力される主信号系の信号と（U.L.，D.L.，D2）を合成し、下り信号の歪み成分を相殺して信号成分（U.L.，D.L.）のみを出力端子19に送る。
第３の遅延器9-3はバンドパスフィルタ13-2から誤差増幅器18-2までの間で生じる遅延を吸収するために挿入されている。
【００８４】
次に本発明の第７の実施例を、図１５を用いて説明する。図１５は、図１４で説明した第６の実施例について、第２の実施例等のように、適応的に制御する機能を持たせた場合のブロック構成図である。図１５において、24´はパイロット信号生成部、25は加算器、26は第５の方向性結合器、27-1，27-2は第３の方向性結合器、28′は主信号制御器、29′は誤差信号制御器である。図１５の構成は、図１４とほぼ同じ構成で、以下の追加があるものである。即ち、パイロット信号生成部24´と加算器25が付加されており、加算器25が第１の方向性結合器２と第１のベクトル調整部3との間に設けられ、加算器25にパイロット生成部24´の出力が接続されている。誤差増幅器18-1と第４の方向性結合器7との間の信号経路に第３の方向性結合器27-1が設けられている。また、誤差増幅器18-2と第７の方向性結合器32との間の信号経路に第３の方向性結合器27-2が設けられている。第３の方向性結合器27-1から分波された信号は、主信号制御器28′に与えられる。また、第３の方向性結合器27-2から分波された信号も、主信号制御器28′に与えられる。主信号制御器28′の出力は第１のベクトル調整部3への制御信号となる。更に、第７の方向性結合器32と出力端子19との信号経路間には、第５の方向性結合器26とバンドパスフィルタ30が設けられている。第５の方向性結合器26から分波された信号は誤差信号制御器29′に与えられ、該誤差信号制御器29′の出力は第２のベクトル調整部15-1，15-2への制御信号となる。
【００８５】
誤差増幅器18-1から出力された信号は第３の方向性結合器27-1を介して第４の方向性結合器7に送られる他、出力信号の一部は第３の方向性結合器27-1によって分波され、主信号制御器28′に送られる。またさらに、第４の方向性結合器7と出力端子19との間の信号経路には第５の方向性結合器26とバンドパスフィルタ30が設けられている。第５の方向性結合器26は、第７の方向性結合器32の出力信号を該バンドパスフィルタ30に送る他、出力信号の一部を分波し誤差制御器29′に送る。バンドパスフィルタ30は、第５の方向性結合器26から入力された信号の不要周波数成分PLT1，PLT2を除去して出力端子19を介して出力する。
【００８６】
図１５の歪み成分の抽出・補償に関する動作は前述した第７の実施例（図１４）と同じである。しかし、前述の第７の実施例では実際の通信中に適応的にベクトル調整を行う機能を有しないため、温度等の周囲環境の変化や、経年による特性変化に対して追従できない。周囲の環境変化や経年変化に対して電力増幅器を安定に動作させるためには、主信号系経路を構成する第１のベクトル調整器3や、歪み補償系経路の第２のベクトル調整器15-1，15-2を通信中に制御する必要がある。図１５の実施例は以下に述べるように通信中に制御することができる。
【００８７】
以下図１５の動作について、図６を参考にしながら説明する。図６は主信号と歪み成分について、パイロット信号挿入後の信号スペクトルの一例を示す図である。
歪み成分の抽出・補償に関する動作は前述した第６の実施例と同じであるので、省略する。
【００８８】
前述したように、第１のベクトル調整部3が最適に調整されているとすれば、減算器10-1の出力には、電力増幅部4を含む経路で生じる上り信号の歪み成分D１のみが出力されるが、減算器10-1に入力される２つの信号の位相、あるいはレベルに差があるときには、減算器10-1の出力は、主信号である上り信号U.L.と下り信号D.L.とが抑圧されきれず残ってしまう。従って減算器10-1の出力以降の歪み補償系の電力をモニタすることによって、第１のベクトル調整部3を制御することが可能となる。そこで、本実施例においては誤差増幅器18-1の出力である上り信号の歪み成分D1を第３の方向性結合器27-1で取出し、さらに誤差増幅器18-2の出力である下り信号の歪み成分D2を第３の方向性結合器27-2で取出し、これらの２つの信号を主信号制御部28′に入力する。主信号制御部28′では入力されたこれら２つの信号の合計が最小となるように、第１のベクトル調整部3の制御を行う。したがって、主信号制御部28´は、図９の構成において、入力端子131が第３の方向性結合器27-1，27-2からの信号を、加算器（図示しない）を介して入力するように構成される。
【００８９】
図１５において、第１のベクトル調整部3と電力増幅部4以外の構成要素が、歪み補償を行う帯域において十分広帯域であり、無歪みであれば、第１の減衰器11の出力のみで制御を行うことも可能である。また、第２のベクトル調整部15-1，15-2の調整が最適になされていれば第４の方向性結合器7、あるいは第７の方向性結合器32で歪み成分が相殺されるため、上り／下りそれぞれの帯域における帯域外電力をモニタしておき、その電力が最小となるように誤差信号制御部29′で第２のベクトル調整部15-1，15-2を制御する。誤差信号制御部29´の構成は図２で述べた実施例と同様でよい。
【００９０】
また、各ベクトル調整部を適応的に制御する方法として、図８の実施例と同様にパイロット信号を用いることも可能である。以下、パイロット信号を用いた制御の方法について図１５と図６を用いて説明する。
【００９１】
第１の方向性結合器2から与えられた信号に対して、パイロット信号生成部24′で発生したパイロット信号plt1，plt2を加算器25にて加算する。パイロット信号plt1，plt2は、第１の方向性結合器2で分波された後の信号に挿入されるため、挿入された信号は、歪み信号の１部と考えられる。従って、第１のベクトル調整部3の調整が最適であれば減算器10-1，10-2の出力においては主信号が抑圧されるため、主信号制御部28′では、帯域内の全信号レベルをモニタして調整を行う。一方、出力端側の誤差信号制御部29′では、パイロット信号plt1，plt2のレベルが最小となった時をベクトル調整の最適点とみなして、第２のベクトル調整部15-1，15-2の制御を行う。その後、バンドパスフィルタ30でパイロット信号plt1，plt2のみを除去して送信を行う。
【００９２】
次に本発明の第８の実施例を図１６に示す。図１６は、本発明の第８の実施例を説明するブロック構成図である。図１６の構成は、図１４の実施例とほぼ同じ構成で、以下の変更があるものである。即ち、第１のベクトル調整部3が削除されて第１の方向性結合器2と電力増幅部4が直結され、代りに、第１のベクトル調整部3-1と第３のベクトル調整部3-2が追加された。第１のベクトル調整部3-1は第１の減衰器11と減算器10-1との間に挿入され、第３のベクトル調整部3-2は第２の減衰器21と減算器10-2との間に挿入されている。
【００９３】
図１６で示したブロック構成図は、図１４の構成に対して、第１のベクトル調整部の位置を電力増幅部3の前段から、第１の減衰器11及び第２の減衰器21の後段に変更したものであり、このように各ベクトル調整部は信号経路上のどこにあってもよいことは自明である。
【００９４】
また、これら図１４、図１６に示した各実施例についても、図１５、図２等に示した実施例と同様に主信号制御部28´及び誤差信号制御部29´等を設けて適応的に各ベクトル調整部3，15-1，15-2を制御することで，温度等の周囲環境の変化や，経年変化に追従することが可能となる。
【００９５】
以上、本発明による増幅器としては、異なる周波数帯域を有する２つの信号を同時に増幅する実施例について説明したが、本発明は異なる周波数帯域を有する３つ以上の信号を同時に増幅するものにも適用可能である。
例えば、図８の実施例において異なる周波数帯域を有する３つの信号（第１、第２、第３の信号）を同時に増幅するように構成した変形例を図１７に示す。
この実施例においては、更に第３の信号の通過帯域を有するバンドパスフィルタ13-3及び、第３の信号の位相及びレベル調整用の第２のベクトル調整部15-3を設け、第２のベクトル調整部15-1，15-2，15-3を合成器17´で合成し誤差増幅器18を介して第３の方向性結合器27に送り、第２のベクトル調整部15-3の出力位相及びレベルを、第３の方向性結合器27から分波した信号により動作する誤差信号制御部29´の出力により制御するようにしたものである。また、パイロット信号発生部24´´はパイロット信号plt1，plt2に加えて、第３の信号の周波数近傍にパイロット信号plt3を発生する。
【００９６】
以上述べたように、本発明はフィード・フォワード方式の電力増幅器によって説明したが、通常の増幅器でもよく、更に、フィード・バック方式等、他の方式の増幅器であってもよい。
【００９７】
【発明の効果】
本発明によれば、広帯域な電力増幅器を用いて、複数の周波数帯域を共通増幅する場合においても、帯域毎に分割して歪み量を抽出し、それぞれの帯域に対して最適な線形補償を行うことで、等価的に広い比帯域において補償を可能とし、高効率で伝送品質の高い通信機の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の増幅器の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】  本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図。
【図３】  本発明の第４の実施例の構成を示すブロック図。
【図４】  本発明の第５の実施例の構成を示すブロック図。
【図５】  従来の増幅器の構成を示すブロック図。
【図６】  伝送信号、歪み成分、パイロット信号の周波数関係を示す図。
【図７】  伝送信号、歪み成分、パイロット信号の周波数関係を示す図。
【図８】  本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図。
【図９】  主信号制御部の一実施例の構成を示すブロック図。
【図１０】  図９の主信号制御部の動作の一例を説明するフローチャート。
【図１１】  図９の主信号制御部の動作の一例を説明するフローチャート。
【図１２】  誤差信号制御部の一実施例の構成を示すブロック図。
【図１３】  誤差信号制御部の一実施例の構成を示すブロック図。
【図１４】  本発明の第６の実施例の構成を示すブロック図。
【図１５】  本発明の第７の実施例の構成を示すブロック図。
【図１６】  本発明の第８の実施例の構成を示すブロック図。
【図１７】  本発明の他の実施例の構成を示すブロック図。
【図１８】  伝送信号、歪み成分、パイロット信号の周波数関係を示す図。
【符号の説明】
1：入力端子、  2：第１の方向性結合器、  3，3-1：第１のベクトル調整部、  3-2：第３のベクトル調整部、  4：電力増幅部、  5：第２の方向性結合器、  6：第２の遅延器、  7：第４の方向性結合器、  8：分配器（H）、  9，9-1：第１の遅延器、  9-2：第２の遅延器、  9-3：第３の遅延器、  10，10-1，10-2：減算器、  11：第１の減衰器、  12：減衰器、  13-1，13-2，13-3，14-1，14-2：バンドパスフィルタ、  15，15-1，15-2，15-3：第２のベクトル調整部、  17，17´：合成器、  18，18-1，18-2：誤差増幅器、  19：出力端子、  20-1，20-2：バンドパスフィルタ、  21：第２の減衰器、  22-1，22-2：バンドパスフィルタ、  24，24´，24´´：パイロット信号生成部、  25：加算器、  26：第５の方向性結合器、  27，27-1，27-2：第３の方向性結合器、  28，28´：主信号制御器、  29，29´：誤差信号制御部、  30：バンドパスフィルタ、  31：第６の方向性結合器、  32：第７の方向性結合器、  131：誤差信号入力端子、  132：検波器、  133：A/D変換器、  134： MPU、  135-1，135-2：D/A変換器、  136：位相制御電圧出力端子、  137：振幅制御電圧出力端子、  140-1，140-2：バンドパスフィルタ、  141：信号入力端子、  142-1，142-2：検波器、  143，143-1，143-2：A/D変換器、  144，144-1，144-2：マイクロプロセッサ、  145-1，145-2，145-11，145-12，145-21，145-22：D/A変換器、  146，146-1，146-2：位相制御電圧出力端子、  147，147-1，147-2：振幅制御電圧出力端子
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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