(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を分配する第１の電力分配回路と、
前記第１の電力分配回路に接続された第２の電力分配回路と、
前記第１の電力分配回路に接続された第３の電力分配回路と、
前記第２の電力分配回路に接続された第４の電力分配回路と、
前記第２の電力分配回路に接続された第１の遅延回路と、
前記第１の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第１のベクトル調整回路と、
前記第４の電力分配回路に接続された第２の遅延回路と、
前記第４の電力分配回路に接続された第３の遅延回路と、
前記第３の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第２のベクトル調整回路と、
前記第３の電力分配回路に接続され、かつ前記第１のベクトル調整回路に接続された第１の電力合成回路と、
前記第３の電力分配回路に接続され、かつ前記第２のベクトル調整回路に接続された第２の電力合成回路と、
前記第１の電力合成回路に接続された、第１の歪み信号を発生させる第１の歪み発生回路と、
前記第１の歪み発生回路に接続された、第１の歪み信号の振幅および位相を変化させる第３のベクトル調整回路と、
前記第２の電力合成回路に接続された、第２の歪み信号を発生させる第２の歪み発生回路と、
前記第２の歪み発生回路に接続された、第２の歪み信号の振幅および位相を変化させる第４のベクトル調整回路と、
前記第３のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第４のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第２の遅延回路が出力する入力信号とを、合成する第３の電力合成回路と、
を備えることを特徴とするプリディストーション歪み補償回路。
【請求項２】
入力信号を分配する第１の電力分配回路と、
前記第１の電力分配回路に接続された第１の遅延回路と、
前記第１の電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる歪み発生回路と、
前記歪み発生回路に接続された第２の遅延回路と、
前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第１のベクトル調整回路と、
前記第２の遅延回路に接続され、かつ前記第１のベクトル調整回路に接続された第１の電力合成回路と、
前記歪み発生回路に接続された第３の遅延回路と、
前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第２のベクトル調整回路と、
前記第３の遅延回路に接続され、かつ前記第２のベクトル調整回路に接続された第２の電力合成回路と、
前記第１の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第３のベクトル調整回路と、
前記第２の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第４のベクトル調整回路と、
前記第３のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第４のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第１の遅延回路が出力する入力信号とを合成する第３の電力合成回路と
を備えることを特徴とするプリディストーション歪み補償回路。
【請求項３】
前記歪み発生回路が、
入力された信号を分配する電力分配回路と、
前記電力分配回路に接続された遅延回路と、
前記電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる非線形素子を含む回路と、
前記遅延回路に接続された、入力された信号の振幅および位相を変化させるベクトル調整回路と、
前記ベクトル調整回路が出力する信号と、前記非線形素子を含む回路が出力する歪み信号とを合成する電力合成手段と
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【請求項４】
前記歪み発生回路が、飽和増幅器により構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【請求項５】
前記非線形素子を含む回路が、トランジスタから構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【請求項６】
前記非線形素子を含む回路が、ダイオードから構成されていることを特徴とする請求項３に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【請求項７】
前記遅延回路が、同軸線路であることを特徴とする請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【請求項８】
前記遅延回路がマイクロストリップ線路であることを特徴とする請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【請求項９】
前記遅延回路が遅延フィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅器が発生する相互変調歪みに対応した相互変調歪みを入力信号に重畳し、増幅器の入力とすることによって、増幅器が発生する相互変調歪みを相殺するプリディストーション歪み補償回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、従来のプリディストーション歪み補償回路の一例を示すブロック図である。図２９は、従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するブロック図である。図３０は、従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するベクトル図である。入力端子２８０１に入力された信号は電力分配回路２８０３により２つの経路に分配される。第一の経路では、分配された入力信号が遅延回路２８０４を経由した後に電力合成回路２８０７に入力される。第二の経路では、分配された入力信号が歪み発生回路２８０５を経由し、歪み信号のみが抽出される。この抽出された歪み信号はベクトル調整回路２８０６を経由した後に電力合成回路２８０７に入力される。また、遅延回路２８０４の遅延時間を変化させて第一の経路と第二の経路の遅延時間に差をつけることによって、高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係を自由に操作することができる。このように入力信号を２つの経路に分けて、ベクトル調整回路２８０６によって入力信号に対する歪み信号の振幅および位相を調整し、なおかつ遅延回路２８０４の遅延時間を変化させて高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係を調整しながら歪み信号を入力信号に重畳し、出力端子２８０２から出力する。その後、出力端子２８０２に接続される電力増幅器に入力信号と歪み信号が重畳された信号が入力される。
【０００３】
図２９において、入力信号を入力する入力端子２９０１と、出力信号を出力する出力端子２９０２、プリディストーション歪み補償を行うプリディストーション補償回路と、電力の増幅器を行う電力増幅器が示されている。ここで、図３０に示すように、プリディストーション歪み補償回路２９０３および電力増幅器２９０４における入力信号および高周波側歪み信号と低周波側の歪み信号の関係をベクトル的に考える。なお、入力信号は、振幅の大きさが同じで周波数の異なる２つの連続波であるとする。電力増幅器２９０４によって発生する高周波側と低周波側の歪み信号に対して、同振幅かつ逆位相の高周波側と低周波側の歪み信号をプリディストーション歪み補償回路２９０３によって発生させて電力増幅器２９０４の入力とすれば、電力増幅器２９０４において発生する歪み信号を相殺することができる。ただし、ここでいう歪み信号の振幅とは、入力信号の振幅で規格化されたものであり、歪み信号の位相とは、入力した２つの信号の位相が同じ状態のときの、入力信号に対する位相回転量である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリディストーション歪み補償回路２９０３によって発生させた歪み信号を電力増幅器２９０４に入力したときに、高周波側に入力した歪み信号の影響によって電力増幅器２９０４において低周波側に発生する歪み信号の振幅および位相が変化し、低周波側に入力した歪み信号の影響によって電力増幅器２９０４において高周波側に発生する歪み信号の振幅および位相が変化するため、歪み補償効果が劣化してしまう。
【０００５】
以下に、詳細について述べる。電力増幅器の出力電力は、投入された直流電力以上になることはない。よって、電力増幅器の入出力電力特性は必ず飽和し、この飽和状態に近くなるほど電力利得が低下する。さらに、電力増幅器の出力電力の位相も、入力電力に応じて変化する。このような非線形特性によって、周波数が異なる２つの信号が電力増幅器に入力されたときには、電力増幅器は相互変調歪みを発生し、スペクトラムが広がってしまう。
【０００６】
いま、式（１）のように表される、周波数の異なる２つの信号からなる入力電圧ＶＩＮが電力増幅器に入力されたとする。
【数１】
0003564382.tif 000002
ここで、ω１、ω２は入力信号の角周波数で、Ｖ１は角周波数がω１である信号の電圧の振幅、φ１は角周波数がω１である信号の電圧の位相、Ｖ２は角周波数がω２である信号の電圧の振幅、φ２は角周波数がω２である信号の電圧の位相でありω１＜ω２であるとする。このとき、電力増幅器の出力電圧ＶＯＵＴは、３次の非線形までを考慮すると式（２）のように表される。
【０００７】
【数２】
0003564382.tif 000003
ここで、ａ、ｂ、ｃは比例定数である。式（２）において、低周波側の３次の相互変調歪みの電圧は角周波数が２ω１−ω２であり、振幅は（３／４）ｃＶ１２Ｖ２であり、位相は２φ１−φ２である。一方、高周波側の３次の相互変調歪みの電圧は角周波数が２ω２−ω１であり、振幅は（３／４）ｃＶ１Ｖ２２であり、位相は２φ２−φ１である。実際の電力増幅器では、３次の相互変調歪みの振幅および位相が低周波側と高周波側とで異なり、（３／４）ｃＶ１２Ｖ２≠（３／４）ｃＶ１Ｖ２２であり、２φ１−φ２≠２φ２−φ１である。
【０００８】
また、３次の相互変調歪みは上記だけではなく、角周波数がω１の成分と角周波数がω２−ω１の差の成分とのミキシング、角周波数がω２の成分と角周波数がω２−ω１の差の成分とのミキシングや、角周波数が２ω１の２倍波成分とω２の成分とのミキシング、角周波数が２ω２の２倍波成分とω１の成分とのミキシングなどの要因によっても３次相互変調歪みが電力増幅器において発生する。さらに、電力増幅器の動作級がＡＢ級のようにより非線形動作をさせた場合には５次の非線形の影響も無視できなくなってくるので、５次の非線形から発生する３次相互変調歪みも存在する。これらの要因によって発生する３次相互変調歪みも低周波側と高周波側とで振幅および位相がそれぞれ異なる。
【０００９】
ここで、プリディストーション歪み補償回路によって３次相互変調歪みを発生させ、入力信号に重畳して電力増幅器に入力すると、角周波数が２ω２−ω１である高周波側に入力した３次相互変調歪み成分と差の周波数の３倍の成分３（ω２−ω１）とのミキシングによって、電力増幅器の低周波側に発生する角周波数が２ω１−ω２である３次相互変調歪みの振幅および位相が変化する。また、角周波数が２ω１−ω２である低周波側に入力した３次相互変調歪み成分と差の周波数の３倍の成分３（ω２−ω１）とのミキシングによって、電力増幅器の高周波側に発生する角周波数が２ω２−ω１である３次相互変調歪みの振幅および位相が変化するという現象が起こる。
【００１０】
従来の技術においては、プリディストーション歪み補償回路によって相互変調歪みを低周波側のみ、高周波側のみに発生させて、それぞれ独立に歪み信号の振幅および位相を操作することが出来なかった。このため、プリディストーション歪み補償回路によって発生させた３次相互変調歪みを電力増幅器に入力しても十分な歪み抑圧量が得られることができなかった。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、上記のように、低周波側の３次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する高周波側の３次相互変調歪みの振幅および位相が変化し、高周波側の３次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する低周波側の３次相互変調歪みの振幅および位相が変化してしまうというような現象が起こっても十分な歪み抑圧量が得られるようなプリディストーション歪み補償回路を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のプリディストーション歪み補償回路は、入力信号を分配する第１の電力分配回路と、前記第１の電力分配回路に接続された第２の電力分配回路と、前記第１の電力分配回路に接続された第３の電力分配回路と、前記第２の電力分配回路に接続された第４の電力分配回路と、前記第２の電力分配回路に接続された第１の遅延回路と、前記第１の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第１のベクトル調整回路と、前記第４の電力分配回路に接続された第２の遅延回路と、前記第４の電力分配回路に接続された第３の遅延回路と、前記第３の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第２のベクトル調整回路と、前記第３の電力分配回路に接続され、かつ前記第１のベクトル調整回路に接続された第１の電力合成回路と、前記第３の電力分配回路に接続され、かつ前記第２のベクトル調整回路に接続された第２の電力合成回路と、前記第１の電力合成回路に接続された、第１の歪み信号を発生させる第１の歪み発生回路と、前記第１の歪み発生回路に接続された、第１の歪み信号の振幅および位相を変化させる第３のベクトル調整回路と、前記第２の電力合成回路に接続された、第２の歪み信号を発生させる第２の歪み発生回路と、前記第２の歪み発生回路に接続された、第２の歪み信号の振幅および位相を変化させる第４のベクトル調整回路と、前記第３のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第４のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第２の遅延回路が出力する入力信号とを、合成する第３の電力合成回路とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、歪み発生回路の前段において、入力した周波数の異なる２つの入力信号のみを出力する経路から入力信号を電力分配回路によって取り出し、遅延回路によって低周波側と高周波側の入力信号の位相関係を調整し、ベクトル調整回路によって入力信号の高周波側の信号のみ同振幅、逆位相となるように調整して振幅周波数特性調整回路によって、周波数の異なる２つの入力信号の高周波側の振幅を低周波側の振幅よりも小さくなるようにすれば、歪み発生回路によって低周波側に３次の相互変調歪みが発生する。また、歪み発生回路の前段において、入力した周波数の異なる２つの入力信号のみを出力する経路から入力信号を電力分配回路によって取り出し、遅延回路によって低周波側と高周波側の入力信号の位相関係を調整し、周波数の異なるベクトル調整回路によって入力信号の低周波側の信号のみ同振幅、逆位相となるように調整して振幅周波数特性調整回路によって、周波数の異なる２つの入力信号の低周波側の振幅を高周波側の振幅よりも小さくなるようにすれば、歪み発生回路によって、高周波側に３次の相互変調歪みが発生する。このようにすれば、高周波側、低周波側の歪み信号を周波数で分離して抽出することが可能となり、それぞれの振幅および位相をベクトル調整回路によって独立に操作することができる。したがって、低周波側の３次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する高周波側の３次相互変調歪みの振幅および位相が変化し、高周波側の３次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する低周波側の３次相互変調歪みの振幅および位相が変化しても大きな歪み補償効果が得られる。
【００２２】
請求項２記載のプリディストーション歪み補償回路は、入力信号を分配する第１の電力分配回路と、前記第１の電力分配回路に接続された第１の遅延回路と、前記第１の電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる歪み発生回路と、前記歪み発生回路に接続された第２の遅延回路と、前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第１のベクトル調整回路と、前記第２の遅延回路に接続され、かつ前記第１のベクトル調整回路に接続された第１の電力合成回路と、前記歪み発生回路に接続された第３の遅延回路と、前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第２のベクトル調整回路と、前記第３の遅延回路に接続され、かつ前記第２のベクトル調整回路に接続された第２の電力合成回路と、前記第１の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第３のベクトル調整回路と、前記第２の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第４のベクトル調整回路と、前記第３のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第４のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第１の遅延回路が出力する入力信号とを合成する第３の電力合成回路とを備えることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項２記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、高周波側、低周波側の歪み信号を周波数で分離して抽出し、それぞれの振幅および位相をベクトル調整回路によって独立に操作することがかのうである。したがって、低周波側の３次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する高周波側の３次相互変調歪みの振幅および位相が変化し、注入した高周波側の３次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する低周波側の３次相互変調歪みの振幅および位相が変化しても大きな歪み補償効果が得られる。
【００２４】
請求項３記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路において、前記歪み発生回路が、入力された信号を分配する電力分配回路と、前記電力分配回路に接続された遅延回路と、前記電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる非線形素子を含む回路と、前記遅延回路に接続された、入力された信号の振幅および位相を変化させるベクトル調整回路と、前記ベクトル調整回路が出力する信号と、前記非線形素子を含む回路が出力する歪み信号とを合成する電力合成手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項３記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、入力信号と、同振幅、逆位相で非線形素子を含む回路から構成された歪み発生回路の出力信号とを合成することによって、相互変調歪みだけを抽出することが可能となる。
【００２６】
請求項４記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路において、前記歪み発生回路が、飽和増幅器により構成されたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項４記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、飽和増幅器の出力信号と同程度の歪み信号が飽和増幅器の出力として得られるので、この出力信号の振幅が入力信号よりも十分減衰するように調整すれば、歪み発生回路を簡易に構成することが可能となり、回路を小型化することが可能となる。
【００２８】
請求項５に記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項３に記載のプリディストーション歪み補償回路において、非線形素子を含む回路がトランジスタから構成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項６に記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項３に記載のプリディストーション歪み補償回路において、非線形素子を含む回路が、ダイオードから構成されていることを特徴としている。
【００３０】
請求項７に記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項１または２に１つに記載のプリディストーション歪み補償回路において、遅延回路が同軸線路であることを特徴とするものである。
【００３１】
請求項８に記載のプリディストーション歪み補償回路、請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路において、遅延回路がマイクロストリップ線路であることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項９に記載のプリディストーション歪み補償回路、請求項１または２に記載のプリディストーション歪み補償回路において、遅延回路が遅延フィルタであることを特徴とするものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について説明する。図１は実施の形態１におけるプリディストーション歪み補償回路の基本回路構成を示すブロック図である。入力端子１０１は電力分配手段１０３の入力端子に接続されている。電力分配手段１０３の一方の出力端子は入力信号の伝播遅延時間を調整する信号の伝播時間遅延手段１０４に接続され、もう一方の出力端子は電力分配手段１０６に接続されている。電力分配手段１０６の一方の出力端子は入力信号より高周波の歪み信号を抽出する高周波側歪み信号抽出手段１０７に接続されており、もう一方の出力端子は入力信号より低周波の歪み信号を抽出する低周波側歪み信号抽出手段１０９に接続されている。高周波側歪み信号抽出手段１０７の出力端子には高周波側歪み信号抽出手段によって抽出された高周波の歪み信号の振幅および位相を調整する高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１０８が接続されている。低周波側歪み信号抽出手段１０９の出力端子には低周波側歪み信号抽出手段によって抽出された低周波の歪み信号の振幅および位相を調整する低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１１０が接続されている。電力合成手段１１１の入力端子には、高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１０８の出力端子と低周波側の歪み信号の振幅および位相調整手段１１０の出力端子がそれぞれ接続されている。電力合成回路１０５の入力端子には信号の伝播時間遅延手段１０４の出力端子と電力合成回路１１１の出力端子が接続されており、信号の伝播時間遅延手段１０４が出力する信号と、電力合成回路１１１が出力する信号とを合成する。電力合成回路１０５の出力端子は出力端子１０２に接続されている。なお、図１には、電力分配手段と電力合成手段がそれぞれ２つある例が図示されているが、１つであってもよい。その場合、電力分配手段は、入力信号を信号の伝播時間遅延手段１０４と、高周波側歪み信号抽出手段１０７と、低周波側歪み信号抽出手段１０９とに分配する。また、同様に電力合成手段は、高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１０８が出力する信号と、低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１１０が出力する信号と、信号の伝播時間遅延手段１０４が出力する信号とを合成する。
【００３４】
本発明の実施の形態１の具体例について説明する。図２は、実施の形態１におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。図３、４は、図２中の各点における信号スペクトラムを示す説明図である。図２においては、図１の構成要素は以下のように置き換えられている。信号の伝搬時間遅延手段１０４は同軸ケーブル２０４に置き換えられている。高周波側歪み信号抽出手段１０７はハイパスフィルタ２０７と歪み発生回路２０８に置き換えられている。低周波側歪み信号抽出手段１０９はローパスフィルタ２１０と歪み発生回路２１１に置き換えられている。高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１０８はベクトル調整回路２０９に置き換えられている。低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段１１０はベクトル調整回路２１２に置き換えられている。
【００３５】
図２のプリディストーション歪み補償回路において、図３（ａ）のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる２つの連続波からなる信号を入力端子２０１に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路２０３によって２つに分配される。電力分配回路２０３の一方の出力は同軸ケーブル２０４を介して電力合成回路２０５に入力され、もう一方の出力は電力分配回路２０６に入力され、ハイパスフィルタ２０７とローパスフィルタ２１０に分配される。ここで、ハイパスフィルタ２０７によって、図３（ｂ）に示すように、低周波側の入力信号の振幅が高周波側の入力信号の振幅に比べて減衰する。この図３（ｂ）に示すような信号が歪み発生回路２０８に入力され、図３（ｃ）に示すような低周波側歪み信号に比べて振幅が十分大きな高周波側歪み信号が発生する。この図３（ｃ）に示すような信号は、ベクトル調整回路２０９によりその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路２１３に入力される。また、ローパスフィルタ２１０によって、図４（ａ）に示すように高周波側の入力信号の振幅が低周波側の入力信号の振幅に比べて減衰する。この図４（ｄ）に示すような信号が歪み発生回路２１１に入力され、図４（ｂ）に示すように高周波側歪み信号に比べて振幅が十分大きな低周波側歪み信号が発生する。この図４（ｂ）に示すような信号は、ベクトル調整回路２１２によりその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路２１３に入力される。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路２０５によって入力信号と歪み信号が重畳され、図４（ｃ）のような出力信号が出力端子２０２から出力される。
【００３６】
（歪み発生回路）
ここで、歪み発生回路２０８と２１１について説明する。図５は、歪み発生回路の回路構成を示すブロック図である。図６、７は、図５の各点における信号スペクトラムを示す説明図である。図５の歪み発生回路において、入力端子５０１は、電力分配回路５０３に接続されている。電力分配回路５０３の一方の出力端子は同軸ケーブル５０４に接続され、もう一方の出力端子は非線形素子を含む回路５０７に接続されている。同軸ケーブル５０４はベクトル調整回路５０５にも接続されている。電力合成回路５０６の一方の入力端子はベクトル調整回路５０５に接続され、もう一方の入力端子は非線形素子を含む回路５０７に接続されている。電力合成回路５０６の出力端子は出力端子５０２に接続されている。
【００３７】
図５の歪み発生回路において、図６（ａ）に示すような高周波側入力信号と、高周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側入力信号とを入力端子５０１に入力した場合には、一方は電力分配回路５０３を介して非線形素子を含む回路５０７に入力され、もう一方は電力分配回路５０３、同軸ケーブル５０４、ベクトル調整回路５０５を介して電力合成回路５０６に入力される。非線形素子を含む回路５０７は、図６（ｂ）に示すような高周波側出力信号と、高周波側出力信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側出力信号と、高周波側歪み信号と、高周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側歪み信号を出力する。この非線形素子を含む回路５０７の出力と、電力分配回路５０３、同軸ケーブル５０４、ベクトル調整回路５０５を経由してきた入力信号（図６（ａ））とは、同振幅かつ逆位相で電力合成回路５０６において合成される。電力合成回路５０６は、図７（ａ）に示すような抑圧された低周波側出力信号と、抑圧された高周波側出力信号と、高周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側歪み信号と、高周波側歪み信号を出力端子５０２に出力する。
【００３８】
同様に、図７（ｂ）に示すような低周波側入力信号と、低周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側入力信号を入力端子５０１に入力した場合には、一方は電力分配回路５０３を介して非線形素子を含む回路５０７に入力され、もう一方は電力分配回路５０３、同軸ケーブル５０４、ベクトル調整回路５０５を介して電力合成回路５０６に入力される。非線形素子を含む回路５０７は、図７（ｃ）に示すような低周波側出力信号と、低周波側出力信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側出力信号と、低周波側歪み信号と、低周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側歪み信号が出力される。この非線形素子を含む回路５０７の出力と、電力分配回路５０３、同軸ケーブル５０４、ベクトル調整回路５０５を経由してきた入力信号（図６（ａ））とは、同振幅かつ逆位相で電力合成回路５０６において合成される。電力合成回路５０６は、図７（ｄ）に示すように抑圧された低周波側出力信号と、抑圧された高周波側出力信号と、低周波側歪み信号と、低周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側歪み信号が出力端子５０２を出力する。
【００３９】
なお、非線形素子を含む回路５０７に使用する非線形素子としては、ダイオードやトランジスタなどがある。図１１は、ダイオードを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。図１１において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは接続点を表している。図１１の回路図において、接続点ａには入力端子１１０１とコンデンサ１１０４が接続されている。接続点ｂにはコンデンサ１１０４と抵抗１１０５とダイオード１１０６の入力端子とコンデンサ１１０９が接続されている。接続点ｃには電源端子１１０３と一方の端子が接地されたコンデンサ１１０８が接続されている。接続点ｄにはダイオード１１０６の出力端子と一方が接地された抵抗１１０７が接続されている。接続点ｅには出力端子１１０２とコンデンサ１１０９が接続されている。
【００４０】
また、図１２は、トランジスタを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。図１２において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋは接続点を表している。図１２の回路図において、接続点ａには入力端子１２０１とコンデンサ１２０５が接続されている。接続点ｂにはコンデンサ１２０５と整合回路１２０６が接続されている。接続点ｃにはトランジスタ１２０９のゲート端子が接続されている。接続点ｅには整合回路１２０６と抵抗１２０７が接続されている。接続点ｆには電源端子１２０３と一方が接地されたコンデンサ１２０８が接続されている。接続点ｄはトランジスタ１２０９のソース端子が接続され、さらに接地されている。接続点ｇにはトランジスタ１２０９のドレイン端子と整合回路１２１０が接続されている。接続点ｈには整合回路１２１０と４分の１波長線路１２１１が接続されている。接続点ｉには電源端子１２０４と４分の１波長線路１２１１と一方が接地されたコンデンサ１２１２が接続されている。接続点ｊには整合回路１２１０とコンデンサ１２１３が接続されている。接続点ｋには出力端子１２０２とコンデンサ１２１３が接続されている。
【００４１】
また、歪み発生回路２０８と２１１を簡略化するための別の構成例を説明する。図８は、歪み発生回路の別の回路構成を示すブロック図である。図９、１０は、図８の各点における信号スペクトラムを示す説明図である。図８の歪み発生回路において、飽和増幅器８０３の入力端子は入力端子８０１に、飽和増幅器８０３の出力端子は出力端子８０２に接続されている。ここで、飽和増幅器とは、出力信号として、増幅された入力信号、および増幅された入力信号と同程度の振幅の大きさを持つ歪み信号を出力する増幅器のことである。
【００４２】
図８の歪み発生回路において、図９（ａ）に示すような高周波側入力信号と、高周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側入力信号を入力端子８０１に入力した場合には、飽和増幅器８０３は、図９（ｂ）に示すような低周波側出力信号と、高周波側出力信号と、高周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側歪み信号と、高周波側歪み信号を出力する。それから出力端子８０２は、飽和増幅器８０３が出力する信号をそのまま出力する。
【００４３】
同様に、図９（ｃ）に示すような低周波側入力信号と、低周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側入力信号を入力端子８０１に入力した場合には、飽和増幅器８０３は、図９（ｄ）に示すような低周波側出力信号と、高周波側出力信号と、低周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側歪み信号と、低周波側歪み信号を出力する。それから、出力端子８０２は、飽和増幅器８０３が出力する信号をそのまま出力する。このようにすれば、図９（ｂ）と図９（ｄ）に示すように、入力信号と同程度の振幅の大きさを持つ歪み信号が得られる。
【００４４】
ここで、図２における歪み発生回路２０８と歪み発生回路２１１として、図８に示す歪み発生回路を用いたとする。このとき、飽和増幅器８０３の出力信号および歪み信号は、ベクトル調整回路２０９、２１２によってその振幅と位相が変えられ、電力合成回路２１３によって合成されて図１０（ｂ）に示すような出力信号および歪み信号となる。この出力信号および歪み信号は、電力合成回路２０５に入力される。また、以前に記載されているように、図１０（ａ）に示すような同軸ケーブル２０４を経由してきた入力信号が、電力合成回路２０５に入力される。ここで、図１０（ｂ）に示すような出力信号および歪み信号と、図１０（ａ）に示すような入力信号とを電力合成回路２０５において合成する際に、あらかじめベクトル調整回路２０９とベクトル調整回路２１２は、図１０（ｂ）に示した飽和増幅器８０３の出力信号が図１０（ａ）に示した入力信号よりも十分に減衰するようにし、なおかつ入力信号に対する歪み信号の振幅の大きさを適切に調整する。この調整により、電力合成回路２０５における合成の結果、図１０（ｃ）に示すような入力信号と歪み信号を出力する。このようにして、歪み発生回路によって出力信号を抑圧する過程が省略されるので、回路構成が簡略化される。なお、飽和増幅器８０３には、Ｃ級増幅器やリミッタアンプなどを使用すればよい。
【００４５】
また、上記の例では遅延回路として同軸ケーブル２０４と同軸ケーブル５０４を使用しているが、同軸ケーブル以外の同軸線路を使用してもよく、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを使用しても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【００４６】
（ベクトル調整回路）
次に、ベクトル調整回路２０９、２１２、５０５について説明する。ベクトル調整回路２０９とベクトル調整回路２１２とベクトル調整回路５０５としては、例えば可変減衰器と可変位相器がある。図１３は、可変減衰器の構成例を示す回路図である。図１３において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉは接続点を表している。接続点ａには入力端子１３０１と９０°ハイブリッドカップラ１３０４が接続されている。接続点ｂには９０°ハイブリッドカップラ１３０４とダイオード１３０５の入力端子が接続されている。接続点ｃにはダイオード１３０５の出力端子と抵抗１３０７が接続されている。接続点ｄは抵抗１３０７が接続され、さらに接地されている。接続点ｅには電源端子１３０３が接続されている。接続点ｆには９０°ハイブリッドカップラ１３０４とダイオード１３０６の入力端子が接続されている。接続点ｇにはダイオード１３０６の出力端子と抵抗１３０８が接続されている。接続点ｈは抵抗１３０８が接続され、さらに接地されている。接続点ｉには９０°ハイブリッドカップラ１３０４と出力端子１３０２が接続されている。ここで、接続点ｂと接続点ｅと接続点ｆは共通端子となっている。
【００４７】
図１４は、可変位相器の構成例を示す回路図である。図１４において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉは接続点を表している。接続点ａには入力端子１４０１と９０°ハイブリッドカップラ１４０４に接続されている。接続点ｂには９０°ハイブリッドカップラ１４０４とダイオード１４０５の入力端子が接続されている。接続点ｃにはダイオード１４０５の出力端子とコンデンサ１４０７が接続されている。接続点ｄはコンデンサ１４０７が接続され、さらに接地されている。接続点ｅには電源端子１４０３が接続されている。接続点ｆには９０°ハイブリッドカップラ１４０４とダイオード１４０６の入力端子が接続されている。接続点ｇにはダイオード１４０６の出力端子とコンデンサ１４０８が接続されている。接続点ｈはコンデンサ１４０８が接続され、さらに接地されている。接続点ｉには９０°ハイブリッドカップラ１４０４と出力端子１４０２が接続されている。ここで、接続点ｂと接続点ｅと接続点ｆは共通端子となっている。なお、可変減衰器と可変位相器を複数縦続接続して使用することも可能である。
【００４８】
なお、この実施の形態１では低周波側、高周波側の３次相互変調歪みの調整について述べたが、５次相互変調歪みと７次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【００４９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。なお、プリディストーション歪み補償回路の基本回路構成を示すブロック図は実施の形態１と同様である。図１５は、実施の形態２におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。図１６、１７は、図１５中の各点における信号のスペクトラムを示す説明図である。実施の形態１と異なるのは、図１の高周波側歪み信号抽出手段１０７の構成において、歪み発生回路１５０７とハイパスフィルタ１５０８の位置が入れ替わっている点と、低周波側歪み信号抽出手段１０９の構成において、歪み発生回路１５１０とローパスフィルタ１５１１の位置が入れ替わっている点である。実施の形態１と同一の構成については重複を避けるために説明を省略する。
【００５０】
図１５のプリディストーション歪み補償回路において、図１６（ａ）のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる２つの連続波からなる信号を入力端子１５０１に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路１５０３によって２つに分配される。その後、電力分配回路１５０３の一方の出力は同軸ケーブル１５０４を介して電力合成回路１５０５に入力され、もう一方は電力分配回路１５０６に入力される。電力分配回路１５０６の出力は、歪み発生回路１５０７と歪み発生回路１５１０のそれぞれに入力され、歪み発生回路１５０７と歪み発生回路１５１０の出力端子には図１６（ｂ）に示すような出力信号と歪み信号が出力される。その後、歪み発生回路１５０７の出力信号と歪み信号はハイパスフィルタ１５０８によって図１７（ａ）に示すように低周波側歪み信号と低周波側出力信号と高周波側出力信号は減衰され、高周波側歪み信号が抽出される。ベクトル調整回路１５０９は、ハイパスフィルタ１５０８によって抽出された信号の振幅および位相を変化させ、電力合成回路１５１３に入力する。このとき、低周波側歪み信号も存在するが、高周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。また、歪み発生回路１５１０の出力信号と歪み信号はローパスフィルタ１５１１によって図１７（ｂ）に示すように高周波側歪み信号と低周波側出力信号と高周波側出力信号は減衰され、低周波側歪み信号が抽出される。ベクトル調整回路１５１２は、ローパスフィルタ１５１１によって抽出された信号の振幅および位相を変化させ、電力合成回路１５１３に入力する。このとき、高周波側歪み信号も存在するが、低周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路１５０５において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子１５０２から図１７（ｃ）に示すような信号が出力される。
【００５１】
なお、歪み発生回路１５０７、１５１０の構成例は図５に示されているとおりであり、これらの動作は、実施の形態１において説明されている。さらに、歪み発生回路１５０７、１５１０を簡略化するための構成例は図８に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態１において説明されている。さらに、ベクトル調整回路１５０９、ベクトル調整回路１５１２の構成例は、図１３、１４に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態１において説明されている。したがって、これらの実施の形態１において説明されている動作については、重複を避けるために説明を省略する。
【００５２】
また、実施の形態２において、歪み発生回路１５０７、１５１０を２つ使用しているが、歪み発生回路を１つのみ使用し、電力分配回路１５０６と、ハイパスフィルター１５０８またはローパスフィルター１５１１との間に配置するのではなく、電力分配回路１５０３と電力分配回路１５０６との間に配置してもよい。
【００５３】
さらに、実施の形態２において、遅延回路として同軸ケーブル１５０４を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【００５４】
さらに、実施の形態２において、低周波側、高周波側の３次相互変調歪みの調整について述べたが、５次相互変調歪みと７次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【００５５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について説明する。図１８は、実施の形態３におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。入力端子１８０１は電力分配回路１８０３の入力端子に接続されている。電力分配回路１８０３の一方の出力端子が電力分配回路１８０４の入力端子に接続され、もう一方の出力端子が電力分配回路１８１２の入力端子に接続されている。電力分配回路１８０４の一方の出力端子は電力分配回路１８０５の入力端子に接続されており、もう一方の出力端子は同軸ケーブル１８０８に接続されている。同軸ケーブル１８０８はベクトル調整回路１８０９に接続されている。電力分配回路１８０５の一方の出力端子には同軸ケーブル１８０６が接続され、もう一方の出力端子には同軸ケーブル１８１０が接続されている。同軸ケーブル１８１０にはベクトル調整回路１８１１が接続されている。電力合成回路１８１３の一方の入力端子にはベクトル調整回路１８０９が接続され、もう一方の入力端子には電力分配回路１８１２が接続されている。電力合成回路１８１４の一方の入力端子にはベクトル調整回路１８１１が接続され、もう一方の入力端子には電力分配回路１８１２が接続されている。電力合成回路１８１３の出力端子には歪み発生回路１８１５が接続されている。歪み発生回路１８１５にはベクトル調整回路１８１６が接続されている。電力合成回路１８１４の出力端子には歪み発生回路１８１７が接続されている。歪み発生回路１８１７にはベクトル調整回路１８１８が接続されている。電力合成回路１８１９の一方の入力端子にはベクトル調整回路１８１６が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路１８１８が接続されている。電力合成回路１８０７の一方の入力端子には同軸ケーブル１８０６が接続され、もう一方の入力端子には電力合成回路１８１９が接続され、出力端子には出力端子１８０２が接続されている。
【００５６】
以下、実施の形態３におけるプリディストーション歪み補償回路の動作について説明する。図１９は実施の形態３における入力信号のベクトル図である。図１８において、図３（ａ）のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる２つの連続波からなる信号を入力端子１８０１に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路１８０３によって２つに分配される。電力分配回路１８０３の一方の出力は、電力分配回路１８０４に入力され、もう一方の出力は電力分配回路１８１２に入力される。電力分配回路１８０４に入力された信号は、さらに電力分配回路１８０５と同軸ケーブル１８０８に分配される。電力分配回路１８１２に入力された信号もさらに電力合成回路１８１３と電力合成回路１８１４に分配される。このとき、電力合成回路１８１３と電力合成回路１８１４に入力される信号は図１９（ａ）に示すように高周波側と低周波側の振幅の大きさが等しく、位相も同じであるとする。同軸ケーブル１８０８に分配された入力信号は、ベクトル調整回路１８０９を経由して電力合成回路１８１３に入力される。このとき、図１９（ｂ）に示すように、同軸ケーブル１８０８によって高周波側の入力信号が低周波側の入力信号よりも位相が遅れ、図１９（ａ）に示す低周波側入力信号に対して位相差が１８０度になるようにベクトル調整回路１８０９で調整すれば、図１９（ｃ）に示すように高周波側の入力信号の振幅は低周波側の入力信号よりも大きくなり、図３（ｂ）と同様の信号スペクトラムが得られる。この信号を歪み発生回路１８１５に入力すれば、図３（ｃ）に示すような高周波側歪み信号が発生する。この高周波側歪み信号は、ベクトル調整回路１８１６によってその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路１８１９に入力される。このとき、低周波側歪み信号も発生するが、高周波側歪み信号に比べて振幅は十分小さいので、無視することができる。
【００５７】
また、電力分配回路１８０５に入力された入力信号は同軸ケーブル１８０６と同軸ケーブル１８１０に分配される。同軸ケーブル１８１０に分配された入力信号は、ベクトル調整回路１８１１を経由して電力合成回路１８１４に入力される。このとき、図１９（ｄ）に示すように、同軸ケーブル１８１０によって高周波側の入力信号が低周波側の入力信号よりも位相が遅れ、図１９（ａ）に示す高周波側入力信号に対して位相差が１８０度になるようにベクトル調整回路１８１１で調整すれば、図１９（ｅ）に示すように低周波側の入力信号の振幅は高周波側の入力信号よりも大きくなり、図４（ａ）と同様の信号スペクトラムが得られる。この信号を歪み発生回路１８１７に入力すれば、図４（ｂ）に示すような低周波側歪み信号が発生する。この低周波側歪み信号は、ベクトル調整回路１８１８によってその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路１８１９に入力される。このとき、高周波側歪み信号も発生するが、低周波側歪み信号に比べて振幅は十分小さいので、無視することができる。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路１８０７において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子１８０２から図４（ｃ）に示すような信号が出力される。
【００５８】
ここで、歪み発生回路１８１５、１８１７の構成例を図５に示されているとおりであり、これらの動作は、実施の形態１において説明されている。さらに、歪み発生回路１８１５、１８１７を簡略化するための構成例を図８に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態１において説明されている。さらに、ベクトル調整回路１８０９、ベクトル調整回路１８１１、ベクトル調整回路１８１６、ベクトル調整回路１８１８の構成例は、図１３、１４に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態１において説明されている。したがって、これらの実施の形態１において説明されている動作については、重複を避けるために説明を省略する。
【００５９】
また、実施の形態３において、遅延回路として同軸ケーブル１８０６と同軸ケーブル１８０８と同軸ケーブル１８１０を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【００６０】
また、ここでは低周波側、高周波側の３次相互変調歪みの調整について述べたが、５次相互変調歪みと７次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【００６１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４について説明する。図２０は、実施の形態４におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。入力端子２００１は電力分配回路２００３の入力端子に接続されている。電力分配回路２００３の一方の出力端子が同軸ケーブル２００４に接続され、もう一方の出力端子が電力分配回路２０１１に接続されている。同軸ケーブル２００４は電力分配回路２００５に接続されている。電力分配回路２０１１の一方の出力端子には非線形素子を含む回路２０１２に接続され、もう一方の出力端子には非線形素子を含む回路２０１３に接続されている。電力分配回路２００５の一方の出力端子には電力分配回路２００６が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路２００９が接続されている。電力分配回路２００６の一方の出力端子には同軸ケーブル２００７が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路２０１０が接続されている。電力合成回路２０１４の一方の入力端子にはベクトル調整回路２００９が接続されており、もう一方の入力端子には非線形素子を含む回路２０１２が接続されている。電力合成回路２０１５の一方の入力端子にはベクトル調整回路２０１０が接続されており、もう一方の入力端子には非線形素子を含む回路２０１３が接続されている。電力合成回路２０１４はハイパスフィルタ２０１６に接続されている。ハイパスフィルタ２０１６はベクトル調整回路２０１８に接続されている。電力合成回路２０１５はローパスフィルタ２０１７に接続されている。ローパスフィルタ２０１７はベクトル調整回路２０１９に接続されている。電力合成回路２０２０の一方の入力端子にはベクトル調整回路２０１８が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路２０１９が接続されている。電力合成回路２００８の一方の入力端子には同軸ケーブル２００７が接続され、もう一方の入力端子には電力合成回路２０２０が接続され、出力端子には出力端子２００２が接続されている。
【００６２】
以下、実施の形態４におけるプリディストーション歪み補償回路の動作について説明する。図２１、２２は信号のスペクトラムを示す説明図である。図２０において、図２１（ａ）のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる２つの連続波からなる信号を入力端子２００１に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路２００３によって２つに分配される。電力分配回路１８０３の一方の出力は、同軸ケーブル２００４に入力され、もう一方の出力は電力分配回路２０１１に入力される。同軸ケーブル２００４を経由した入力信号は電力分配回路２００５に入力された後、電力分配回路２００５の一方の出力は、電力分配回路２００６に分配され、もう一方の出力は、ベクトル調整回路２００９に分配されて電力合成回路２０１４に入力される。また、電力分配回路２００６に入力された信号は、２つに分配される。電力分配回路２００６の一方の出力は同軸ケーブル２００７に分配され、もう一方の出力はベクトル調整回路２０１０に分配されて電力合成回路２０１５に入力される。また、電力分配回路２０１１に入力された信号は、２つに分配される。電力分配回路２０１１の一方の出力は、非線形素子を含む回路２０１２に分配される。もう一方の出力は非線形素子を含む回路２０１３に分配される。ここで、非線形素子を含む回路２０１２は、図２１（ｂ）に示すような出力信号と歪み信号を出力し、この出力信号と歪み信号が電力合成回路２０１４に入力される。このとき、図２１（ａ）に示すような電力分配回路２００５から分配された入力信号を、非線形素子を含む回路２０１２の出力信号に対して同振幅かつ逆位相になるようにベクトル調整回路２００９によって調整すれば、電力合成回路２０１４の出力端子から図２１（ｃ）のような歪み信号が出力される。また、同様に非線形素子を含む回路２０１３は、図２１（ｂ）に示すような出力信号と歪み信号を出力し、この出力信号と歪み信号が電力合成回路２０１５に入力される。このとき、図２１（ａ）に示すような電力分配回路２００６から分配された入力信号を、非線形素子を含む回路２０１３の出力信号に対して同振幅かつ逆位相になるようにベクトル調整回路２０１０によって調整すれば、電力合成回路２０１５の出力端子から図２１（ｃ）のような歪み信号が出力される。
【００６３】
電力合成回路２０１４の出力端子から出力された歪み信号は、ハイパスフィルタ２０１６によって図２２（ａ）に示すような高周波側の歪み信号が取り出される。この高周波側の歪み信号は、ベクトル調整回路２０１８によってその振幅および位相が変化し、変化した信号が電力合成回路２０２０に入力される。ここで、低周波側の歪み信号も存在するが、高周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。電力合成回路２０１５の出力端子から出力された歪み信号は、ローパスフィルタ２０１７によって図２２（ｂ）のように低周波側の歪み信号が取り出される。この低周波側の歪み信号は、ベクトル調整回路２０１９によってその振幅および位相が変化し、変化した信号が電力合成回路２０２０に入力される。ここで、高周波側の歪み信号も存在するが、高周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路２００８において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子２００２から図２２（ｃ）に示すような信号が出力される。
【００６４】
なお、非線形素子を含む回路２０１２と非線形素子を含む回路２０１３に使用する非線形素子としては、ダイオードやトランジスタなどがある。ダイオードを使用した非線形素子を含む回路の構成例は図１１に、トランジスタを使用した非線形素子を含む回路の構成例は図１２に示されているとおりである。これらの動作は実施の形態１において説明されている。さらに、ベクトル調整回路２００９、ベクトル調整回路２０１０、ベクトル調整回路２０１８、ベクトル調整回路２０１９の構成例は図１１に示されているとおりである。これらの動作は実施の形態１において説明されている。したがって、これらの実施の形態１において説明されている動作については、重複を避けるために、説明を省略する。
【００６５】
また、実施の形態４において、遅延回路として同軸ケーブル２００４と同軸ケーブル２００７を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【００６６】
さらに、実施の形態４において、低周波側、高周波側の３次相互変調歪みの調整について述べたが、５次相互変調歪みと７次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【００６７】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５について説明する。図２３は、実施の形態５におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。入力端子２３０１は電力分配回路２３０３の入力端子に接続されている。電力分配回路２３０３の一方の出力端子には同軸ケーブル２３０４に接続され、もう一方の出力端子には歪み発生回路２３０６が接続されている。歪み発生回路２３０６には電力分配回路２３０７が接続されている。電力分配回路２３０７の一方の出力端子には電力分配回路２３０８が接続され、もう一方の出力端子には電力分配回路２３１３に接続されている。電力分配回路２３０８の一方の出力端子には同軸ケーブル２３０９が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路２３１０が接続されている。電力合成回路２３１１の一方の入力端子には同軸ケーブル２３０９が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路２３１０が接続され、出力端子にはベクトル調整回路２３１２が接続されている。電力分配回路２３１３の一方の出力端子には同軸ケーブル２３１４が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路２３１５が接続されている。電力合成回路２３１６の一方の入力端子には同軸ケーブル２３１４が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路２３１５が接続され、出力端子にはベクトル調整回路２３１７が接続されている。電力合成回路２３１８の一方の入力端子にはベクトル調整回路２３１２が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路２３１７が接続され、出力端子には増幅器２３１９が接続されている。電力合成回路２３０５の一方の入力端子には同軸ケーブル２３０４が接続され、もう一方の入力端子には増幅器２３１９が接続され、出力端子には出力端子２３０２が接続されている。
【００６８】
以下、実施の形態５におけるプリディストーション歪み補償回路の動作について説明する。図２４、２５は信号のスペクトラムを示す説明図である。図２６、２７は歪み信号のベクトル図である。図２３において、図２４（ａ）のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる２つの連続波からなる信号を入力端子２３０１に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路２３０３によって２つに分配される。電力分配回路２３０３の一方の出力は、同軸ケーブル２３０４に入力された後、電力合成回路２３０５に入力される。電力分配回路２３０３のもう一方の出力は、歪み発生回路２３０６に入力され、歪み発生回路２３０６によって、図２４（ｂ）に示すような歪み信号が抽出される。この抽出された歪み信号は図２６（ａ）のようなベクトル図で示される。この抽出された歪み信号は、電力分配回路２３０７に入力された後、電力分配回路２３０８と電力分配回路２３１３に入力される。電力分配回路２３０８に入力された歪み信号はさらに２つに分配され、一方は同軸ケーブル２３０９に入力された後、電力合成回路２３１１に入力され、もう一方はベクトル調整回路２３１０に入力された後、電力合成回路２３１１に入力される。このとき、同軸ケーブル２３０９に入力された歪み信号は同軸ケーブル２３０９の伝播遅延時間分だけ位相が回転し、図２６（ｂ）のようになる。また、電力合成回路２３１１に入力される歪み信号のうち、高周波側の歪み信号と、同軸ケーブル２３０９によって位相回転が生じた歪み信号のうち、高周波側の歪み信号との位相差が１８０度となるようにベクトル調整回路２３１０によって図２６（ｃ）のように歪み信号の振幅と位相を変化させる。その結果、図２６（ｄ）に示すように高周波側の歪み信号は相殺されて低周波側の歪み信号のみが電力合成回路２３１１の出力端子に出力される。このようにして抽出された低周波側の歪み信号は図２５（ａ）のようになるので、ベクトル調整回路２３１２によって振幅と位相が変化し、変化した信号は電力合成回路１８１８に入力される。
【００６９】
また、電力分配回路２３１３に入力された歪み信号はさらに２つに分配され、一方は同軸ケーブル２３１４に入力された後、電力合成回路２３１６に入力され、もう一方はベクトル調整回路２３１５に入力された後、電力合成回路２３１６に入力される。このとき、同軸ケーブル２３１４に入力された歪み信号は同軸ケーブル２３１４の伝播遅延時間分だけ位相が回転し、図２７（ａ）のようになる。また、電力合成回路２３１６に入力される歪み信号のうち、低周波側の歪み信号と、同軸ケーブル２３１４によって位相回転が生じた歪み信号のうち、低周波側の歪み信号の位相差が１８０度となるようにベクトル調整回路２３１５によって図２７（ｂ）のように歪み信号の振幅と位相を変化させる。その結果、図２７（ｃ）に示すように低周波側の歪み信号は相殺されて高周波側の歪み信号のみが電力合成回路２３１６の出力端子に出力される。このようにして抽出された高周波側の歪み信号は、図２５（ｂ）のようになるので、ベクトル調整回路２３１２によって振幅と位相が変化し、変化した信号は電力合成回路２３１８に入力される。このようにして電力合成回路２３１８によって合成された低周波側歪み信号と高周波側歪み信号は増幅器２３１９によって振幅が増幅され、電力合成回路２３０５に入力される。このようにして高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路２３０５において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子２３０２から図２５（ｃ）に示すような信号が出力される。
【００７０】
ここで、歪み発生回路２３０６の構成例を図５に示されているとおりであり、これらの動作は、実施の形態１において説明されている。さらに、歪み発生回路２３０６を簡略化するための構成例を図８に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態１において説明されている。さらに、また、ベクトル調整回路２３１０、ベクトル調整回路２３１２、ベクトル調整回路２３１５、ベクトル調整回路２３１７の構成例は、図１３、１４に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態１において説明されている。したがって、これらの実施の形態１において説明されている動作については、重複を避けるために説明を省略する。
【００７１】
また、実施の形態５において、遅延回路として同軸ケーブル２３０４と同軸ケーブル２３０９と同軸ケーブル２３１４を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【００７２】
さらに、実施の形態５において、低周波側、高周波側の３次相互変調歪みの調整について述べたが、５次相互変調歪みと７次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプリディストーション歪み補償回路は、高周波側と低周波側の歪み信号それぞれ個別に発生させて抽出し、それぞれの振幅および位相を独立に操作しながら入力信号に重畳し、電力増幅器の入力とすることによって電力増幅器の歪み補償が可能となる。また、プリディストーション歪み補償回路によって発生する高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係を電力増幅器の高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係と一致させるために遅延時間を調整することが不要となる。さらに、歪み発生回路に使用する非線形素子の歪み特性を電力増幅器の歪み特性と類似のものとする必要がないので、歪み発生回路の設計を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるプリディストーション歪み補償回路の基本回路構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図３】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図４】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図５】歪み発生回路の回路構成を示すブロック図である。
【図６】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図７】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図８】歪み発生回路の別の回路構成を示すブロック図である。
【図９】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図１０】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図１１】ダイオードを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。
【図１２】トランジスタを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。
【図１３】可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図１４】可変位相器の構成例を示す回路図である。
【図１５】実施の形態２におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図１６】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図１７】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図１８】実施の形態３におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図１９】入力信号のベクトル図である。
【図２０】実施の形態４におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図２１】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図２２】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図２３】実施の形態５におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図２４】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図２５】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図２６】歪み信号のベクトル図である。
【図２７】歪み信号のベクトル図である。
【図２８】従来のプリディストーション歪み補償回路の一例を示すブロック図である。
【図２９】従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するブロック図である。
【図３０】従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するベクトル図である。
【符号の説明】
１０１…入力端子
１０２…出力端子
１０３、１０６…電力分配手段
１０４…信号の伝播時間遅延手段
１０５、１１１…電力合成手段
１０７…高周波側歪み信号抽出手段
１０８…高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段
１０９…低周波側歪み信号抽出手段
１１０…低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段
２０１…入力端子
２０２…出力端子
２０３、２０６…電力分配回路
２０４…同軸ケーブル
２０５、２１３…電力合成回路
２０８、２１１…歪み発生回路
２０７…ハイパスフィルター
２１０…ローパスフィルター
２０９、２１２…ベクトル調整回路
５０１…入力端子
５０２…出力端子
５０３…電力分配回路
５０４…同軸ケーブル
５０５…ベクトル調整回路
５０６…電力合成回路
５０７…非線形素子を含む回路
８０１…入力端子
８０２…出力端子
８０３…飽和増幅器
１１０１…入力端子
１１０２…出力端子
１１０３…電源端子
１１０４、１１０８、１１０９…コンデンサ
１１０５、１１０７…抵抗
１１０６…ダイオード
９０１…入力端子
１２０２…出力端子
１２０３、１２０４…電源端子
１２０５、１２０８、１２１２、１２１３…コンデンサ
１２０６、１２１０…整合回路
１２０７…抵抗
１２０９…トランジスタ
１２１１…４分の１波長線路
１３０１…入力端子
１３０２…出力端子
１３０３…電源端子
１３０４…９０°ハイブリッドカップラ
１３０５、１３０６…ダイオード
１３０７、１３０８…抵抗
１４０１…入力端子
１４０２…出力端子
１４０３…電源端子
１４０４…９０°ハイブリッドカップラ
１４０５、１４０６…ダイオード
１４０７、１４０８…コンデンサ
１５０１…入力端子
１５０２…出力端子
１５０３、１５０６…電力分配回路
１５０４…同軸ケーブル
１５０５、１５１３…電力合成回路
１５０７、１５１０…歪み発生回路
１５０８…ハイパスフィルター
１５１１…ローパスフィルター
１５０９、１５１２…ベクトル調整回路
１８０１…入力端子
１８０２…出力端子
１８０３、１８０４、１８０５、１８１２…電力分配回路
１８０６、１８０８、１８１０…同軸ケーブル
１８０７、１８１３、１８１４、１８１９…電力合成回路
１８０９、１８１１、１８１６、１８１８…ベクトル調整回路
１８１５、１８１７…歪み発生回路
２００１…入力端子
２００２…出力端子
２００３、２００５、２００６、２０１１…電力分配回路
２００４、２００７…同軸ケーブル
２００８、２０１４、２０１５、２０２０…電力合成回路
２００９、２０１０、２０１８、２０１９…ベクトル調整回路
２０１２、２０１３…非線形素子を含む回路
２０１６…ハイパスフィルタ
２０１７…ローパスフィルタ
２３０１…入力端子
２３０２…出力端子
２３０３、２３０７、２３０８、２３１３…電力分配回路
２３０４、２３０９、２３１４…同軸ケーブル
２３０５、２３１１、２３１６、２３１８…電力合成回路
２３０６…歪み発生回路
２３１０、２３１２、２３１５、２３１７…ベクトル調整回路
２３１９…増幅器
２８０１…入力端子
２８０２…出力端子
２８０３…電力分配回路
２８０４…遅延回路
２８０５…歪み発生回路
２８０６…ベクトル調整回路
２８０７…電力合成回路
２９０１…入力端子
２９０２…出力端子
２９０３…プリディストーション歪み補償回路
２９０４…電力増幅器
【図１】
0003564382.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003564382.tif 000008
【図６】
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【図７】
0003564382.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003564382.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
0003564382.tif 000015
【図１３】
0003564382.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003564382.tif 000019
【図１７】
0003564382.tif 000020
【図１８】
0003564382.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
0003564382.tif 000027
【図２５】
0003564382.tif 000028
【図２６】
0003564382.tif 000029
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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