(57)【要約】【課題】  周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を増幅器で増幅する場合に発生する互いに瞬時位相が異なる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを補償する歪み補償装置を提供する。【解決手段】  ２乗検波回路１６や振幅回路２２や位相回路７や振幅回路１５から構成される振幅変調手段が、増幅器１０で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの瞬時位相と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の上側３次歪みの瞬時位相との差に対応して互いに位相が異なる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側側帯波及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側側帯波を増幅器１０により増幅される信号に対して振幅変調により発生させ、当該側帯波を用いて増幅器１０で発生する歪みを補償する。【選択図】      図１
2006217669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器により増幅される信号に対して振幅変調を行って、当該増幅器により発生する上側周波数帯の３次歪みと下側周波数帯の３次歪みのアンバランスを低減させる上側周波数帯と下側周波数帯の側帯波を発生させる振幅変調手段を備えたことを特徴とする歪み補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅器で発生する歪みの上側周波数帯と下側周波数帯でのアンバランスを改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
増幅器では信号を増幅する場合に歪みが発生し、例えば通信信号を増幅器により増幅する通信装置では、Ｗ（Wide-banded）−ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の信号やマルチキャリアの信号などを増幅器で増幅する場合に発生する歪みを補償することが必要とされている。
図７には、従来において採用されている歪み補償機能付き増幅装置として、フィードフォワード方式による歪み補償回路を増幅器に付加して歪みを補償する増幅装置の構成例を示してある。
【０００３】
同図に示した増幅装置では、入力信号（主信号）が分配器４１により分配され、一方の分配信号が増幅器（主増幅器）４２により増幅されて減算器４４へ出力され、他方の分配信号が遅延線４３を介して減算器４４へ出力される。減算器４４では、主増幅器４２から入力される増幅信号の一部から遅延線４３から入力される信号を減算して歪み成分を抽出し、その歪み成分が歪み増幅器４５へ出力され、主増幅器４２から入力される歪みを含んだ増幅信号が遅延線４６を介して減算器４７へ出力される。また、減算器４４から歪み増幅器４５に入力される減算結果の歪み成分は当該歪み増幅器４５により増幅されて減算器４７へ出力される。減算器４７では、遅延線４６から入力される歪みを含んだ増幅信号から歪み増幅器４５から入力される歪み成分信号を減算した結果が歪みのない補償後の増幅信号として出力される。
【０００４】
ここで、遅延線４６から減算器４７に入力される信号は主信号を主増幅器４２で増幅したものであって当該主増幅器４２で発生した歪みを含んでおり、また、歪み増幅器４５から減算器４７に入力される信号は当該歪みのため、減算器４７から出力される信号は、主信号を主増幅器４２で増幅したものから当該主増幅器４２で発生した歪みを除去したものとなる。なお、分配器４１や減算器４４や減算器４７はそれぞれ例えば方向性結合器から構成される。
【０００５】
しかしながら、このような増幅装置では、減算器４４や遅延線４６や減算器４７のロス分だけ主増幅器４２から出力される増幅信号が減衰させられてしまうため、装置に要求される出力レベルに対して主増幅器４２からの出力レベルを増加させることが必要となってしまい、主増幅器４２に関して効率の低下が生じてしまっていた。
【０００６】
これに対して、図８には、プリディストーション方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の構成例を示してある。
同図に示した増幅装置では、主増幅器５２の前段にプリディストーション回路５１が備えられており、当該プリディストーション回路５１が、主増幅器５２で発生する歪みと位相が１８０度異なり（つまり、逆位相であり）且つ振幅が同一である歪みを主信号に対して予め発生させて、当該歪みを発生させた主信号を主増幅器５２へ出力する。そして、プリディストーション回路５１で発生させた歪みと主増幅器５２で発生する歪みとが打ち消されることにより、当該歪みが補償される。
【０００７】
このような増幅装置では、例えば主増幅器５２の後段に回路が付加されないため、損失がなく、高効率を実現することが可能である。しかしながら、このような増幅装置では、プリディストーション回路５１で発生させる歪みと主増幅器５２で発生する歪みとが、信号の入力変動や歪みの周波数特性に関して全体にわたって互いに一致することが必要となる。
【０００８】
ここで、増幅器で増幅される信号が歪みむことは、ＡＭ（Amplitude Modulation）−ＡＭ（Amplitude Modulation）変換やＡＭ（Amplitude Modulation）−ＰＭ（Phase Modulation）変換が生じるためであると解されている。
図９（ａ）には、一般的な増幅器のＡＭ−ＡＭ変換の一例を示してあり、横軸は増幅器の入力レベルを示しており、縦軸は増幅器のゲインを示している。同図（ａ）では、理想的なゲイン特性Ｇ１と、増幅器のゲイン特性Ｇ２を示してあり、プリディストーション回路のゲイン特性と増幅器のゲイン特性Ｇ２とを総和した結果が理想的なゲイン特性Ｇ１となるように設定されることが必要となる。
【０００９】
また、同図（ｂ）には、一般的な増幅器のＡＭ−ＰＭ変換の一例を示してあり、横軸は増幅器の入力レベルを示しており、縦軸は増幅器の出力位相を示している。同図（ｂ）では、理想的な位相特性Ｐ１と、増幅器の位相特性Ｐ２を示してあり、プリディストーション回路の位相特性と増幅器の位相特性Ｐ２とを総和した結果が理想的な位相特性Ｐ１となるように設定されることが必要となる。
【００１０】
ここで、プリディストーションの原理を簡単に説明する。
上記図８中に示したαはプリディストーション回路５１に入力される信号の瞬時電力を示しており、βはプリディストーション回路５１から出力される信号の瞬時電力であって主増幅器５２に入力される信号の瞬時電力を示しており、γは主増幅器５２から出力される信号の瞬時電力を示している。
【００１１】
主増幅器５２の入出力特性をβ、γを用いて表すと、式１のように示される。ここで、Ａは主増幅器５２の小信号領域における利得及び位相を表すベクトルを示しており、Ｂは主増幅器５２で発生する３次歪みの利得及び位相を表すベクトルを示しており、Ｃは主増幅器５２で発生する５次歪みの利得及び位相を表すベクトルを示している。なお、Ａ、Ｂ、Ｃや後述するａ、ｂ、ｃのそれぞれは、例えば（利得に関する係数、位相に関する係数）といったベクトルで表される。
【００１２】
【数１】
2006217669.tif 000003
【００１３】
同様に、プリディストーション回路５１の入出力特性をα、βを用いて表すと、式２のように示される。ここで、ａはプリディストーション回路５１の小信号領域における利得及び位相を表すベクトルを示しており、ｂはプリディストーション回路５１で発生する３次歪みの利得及び位相を表すベクトルを示しており、ｃはプリディストーション回路５１で発生する５次歪みの利得及び位相を表すベクトルを示している。
【００１４】
【数２】
2006217669.tif 000004
【００１５】
上記式２を上記式１に代入してβを式中から消去すると、式３に示されるようにαとγとの関係式が得られる。
【００１６】
【数３】
2006217669.tif 000005
【００１７】
上記図８において、プリディストーション回路５１の入力から主増幅器５２の出力までを無歪みにするということは、上記式３中のα3の係数とα5の係数を共にゼロにすることに相当し、これは式４及び式５で示される。
【００１８】
【数４】
2006217669.tif 000006
【００１９】
【数５】
2006217669.tif 000007
【００２０】
プリディストーション回路５１では、上記式４及び上記式５の条件を満足するような特性が実現されることが必要であり、これらの条件を満足すれば、増幅装置全体として、３次の相互変調（ＩＭ：Intermodulation）歪み（ＩＭ３）や５次の相互変調歪み（ＩＭ５）などの３次歪みや５次歪みは発生しなくなる。
【００２１】
しかしながら、上記図９（ａ）、（ｂ）に示されるようにＡＭ−ＡＭ変換やＡＭ−ＰＭ変換の特性は非常に複雑なものであるため、上記した理想的な特性を実現して歪みの無い増幅装置を実現するためには、プリディストーション回路の特性が複雑な関数型となってしまい、アナログ方式或いは計算により特性曲線の係数を求めることは現実的には非常に困難なことになってしまう。
【００２２】
そこで、プリディストーション方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の他の構成例として、図１０に示すような構成のものが検討等されている。
同図に示した増幅装置では、入力信号である例えば無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency）帯の信号が分岐部６１により分岐され、一方の分岐信号が遅延線６２を介して位相回路６７へ出力され、他方の分岐信号が２乗検波器６３へ出力される。ここで、２乗検波器６３は、入力信号の包絡線情報を取り出せばよく、検波方式としては２乗検波に限らない。つまり、入力信号の包絡線情報を取得することが可能な種々なものが用いられてもよい。
【００２３】
２乗検波器６３では入力される他方の分岐信号の瞬時振幅レベルが検出され、当該検出結果がＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器６４によりアナログ信号からデジタル信号へ変換されて位相補正用のテーブル６５ａ及び振幅補正用のテーブル６５ｂへ出力される。
【００２４】
位相補正用のテーブル６５ａでは、位相を補正するための位相補正データを振幅レベルと対応付けてメモリに記憶しており、当該記憶内容が参照されて、Ａ／Ｄ変換器６４から入力される振幅レベルの検出結果に対応した位相補正データが読み出されてＤ／Ａ（Digital to Analog）変換器６６ａへ出力される。Ｄ／Ａ変換器６６ａでは、位相補正用のテーブル６５ａから入力される位相補正データデジタル信号からアナログ信号へ変換され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）７３ａにてＤ／Ａ変換器の折り返し成分を除去した後に位相回路６７へ出力される。
【００２５】
同様に、振幅補正用のテーブル６５ｂでは、振幅を補正するための振幅補正データを振幅レベルと対応付けてメモリに記憶しており、当該記憶内容が参照されて、Ａ／Ｄ変換器６４から入力される振幅レベルの検出結果に対応した振幅補正データが読み出されてＤ／Ａ変換器６６ｂへ出力される。Ｄ／Ａ変換器６６ｂでは、振幅補正用のテーブル６５ｂから入力される振幅補正データがデジタル信号からアナログ信号へ変換され、ＬＰＦ７３ｂにてＤ／Ａ変換器の折り返し成分を除去した後に、振幅回路６８へ出力される。
【００２６】
分岐部６１から遅延線６２へ出力される一方の分岐信号は、上記した２乗検波器６３とＡ／Ｄ変換器６４と位相補正用のテーブル６５ａ及び振幅補正用のテーブル６５ｂと２つのＤ／Ａ変換器６６ａ、６６ｂと２つのＬＰＦ７３ａ、７３ｂから成る処理系により他方の分岐信号（当該一方の分岐信号に対応したもの）の振幅レベルに対応した位相補正用データの信号及び振幅補正用データの信号が位相回路６７や振幅回路６８に入力されるタイミングと同期するように、当該遅延線６２により遅延させられる。
【００２７】
このような遅延により、位相回路６７に入力される一方の分岐信号は、当該位相回路６７において、当該一方の分岐信号の振幅レベルに対応した位相補正データに基づく位相歪みを与えられて振幅回路６８へ出力される。同様に、このような遅延により、振幅回路６８に入力される一方の分岐信号は、当該振幅回路６８において、当該一方の分岐信号の振幅レベルに対応した振幅補正データに基づく振幅歪みを与えられて主増幅器６９へ出力される。
【００２８】
ここで、一方の分岐信号に与えられる位相歪みや振幅歪みとしては、主増幅器６９で発生する位相歪みや振幅歪みを打ち消すことができるような歪みが発生させられる。つまり、上記図９（ａ）、（ｂ）に示したように、主増幅器６９の特性が入力レベルに応じてＡＭ−ＡＭ変換やＡＭ−ＰＭ変換を生じることに対応して、これらの逆特性を与えることができるような位相補正データ及び振幅補正データが各テーブル６５ａ、６５ｂに設定され、これにより、増幅装置の全体として理想的な無歪みとなることが実現される。
【００２９】
振幅回路６８から出力される信号は主増幅器６９により増幅され、この際に、主増幅器６９で発生する位相歪み及び振幅歪みが位相回路６７で与えられた位相歪み及び振幅回路６８で与えられた振幅歪みにより打ち消され、主増幅器６９からは歪みの無い増幅信号が分岐部７０を介して出力される。
【００３０】
また、分岐部７０では、主増幅器６９から入力される増幅信号の一部が分岐され、当該分岐信号が歪み検知回路７１へ出力される。
歪み検知回路７１では、分岐部７０から入力される分岐信号に含まれる歪み補償後に残っている歪み成分が検出され、当該検出結果がテーブル更新回路７２へ出力される。
【００３１】
テーブル更新回路７２では、歪み検知回路７１から入力される検出結果に基づいて、分岐部７０により取得される分岐信号に含まれる歪み成分が例えば最小となるような位相補正データ及び振幅補正データを計算して当該計算結果を各テーブル６５ａ、６５ｂへ出力することにより、当該各テーブル６５ａ、６５ｂに記憶される位相補正データ及び振幅補正データを最良の値とするように書き換えることが行われる。このようなフィードバック系を用いて位相補正データ及び振幅補性データの更新処理を行うことにより、例えば温度変化や経年変化の影響にかかわらず有効に動作することが可能な増幅装置が実現される。
【００３２】
しかしながら、増幅器の一般的な特徴として、発生する歪みが周波数依存性を有してしまうという問題がある。
図１１には、説明しやすいよう周波数ｆ１の主信号と周波数ｆ２の主信号との２波を増幅器に入力した場合に、当該増幅器から出力される当該２波の主信号及び歪みの一例を示してあり、横軸は周波数を示しており、縦軸は信号の振幅レベルを示している。ここで、歪みとしては、相互変調歪み等による成分を示してあり、周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みと周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みとを示してある。
【００３３】
同図に示されるように、２波の主信号の振幅レベルが同一である場合には、周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みの振幅レベルＡと周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの振幅レベルＢとの間にはΔＩＭ（＝Ａ−Ｂ）の差が生じる。このようなΔＩＭの差が生じる場合には、例えば上記図８や上記図１０に示したような増幅装置のプリディストーション回路部が理想的に動作するとしても、全周波数に対して同じ歪み補償処理が行われることから、当該差の成分については補償することができずに歪み補償後の信号中に残ってしまうといった問題がある。
【００３４】
なお、このようなΔＩＭの差は、増幅器で通常発生する歪みの要因以外の要因により生じるものであり、例えば増幅器で発生する通常の３次歪みの成分については下側の周波数（２・ｆ１−ｆ２）と上側の周波数（２・ｆ２−ｆ１）とで歪みの振幅レベルは同一となる。
【００３５】
ΔＩＭの差がＡＭ−ＡＭ変換やＡＭ−ＰＭ変換以外の要因で発生し、主増幅器で発生する３次歪みとプリディストーション回路部の特性が上記式３の条件を満足する関係にあるとし、ＡＭ−ＡＭ変換及びＡＭ−ＰＭ変換による歪みについては理想的に補正されているとする。このとき、通常の歪み成分である３次歪み成分の特性とプリディストーション回路部の特性とが逆特性であって、完全に補償できたとしても図１１の様にΔＩＭ成分は補償できない。一例としてＡ＝１．０であり、Ｂ＝０．８であり、ΔＩＭ＝２ｄＢ＝０．２である場合には、通常の歪み成分以外の歪み成分は０．１となり、通常の歪み成分は｛Ｂ＋（Ａ−Ｂ）／２｝＝０．９となる。そして、通常の歪み成分以外の歪み成分が歪み補償後に残ることになるため、歪み補償量は｜２０Ｌｏｇ（０．１／０．９）｜＝１９ｄＢにしかならない。また、ΔＩＭの大きさが大きい場合には、更に歪み補償量は悪くなる。
【００３６】
ところで、一般的に、上記図７に示したようなフィードフォワード方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置における歪み補償量は３０ｄＢ以上とすることが可能であり、以上において例として示した歪み補償量に関しては、プリディストーション方式と比べてフィードフォワード方式を採用した場合の方が歪み補償量が良好であると言うことができる。
【００３７】
なお、上記したΔＩＭの差が生じる要因としては、種々考えられ、例えば主増幅器を構成するトランジスタで発生する偶数次の歪みにより差周波数（ｆ２−ｆ１）の歪みが発生し、再びトランジスタの歪みにより周波数ｆ１及び周波数ｆ２の入力信号が変調されるといった要因が考えられ、これは、ＡＢクラスの増幅器のようにドレイン電流の変動が大きい場合には顕著である。また、他の要因として、例えば周波数（２・ｆ１）や周波数（２・ｆ２）のように２倍波の出力成分の周波数が（ｆ２）分や（ｆ１）分と混合された場合などについても同様である。
【００３８】
次に、従来において歪みをキャンセルする仕方の一例を示す。
図１２（ａ）には、周波数ｆ１の信号と周波数ｆ２の信号との２波が増幅器により増幅される場合に出力されるこれら２波の信号及びＩＭ歪みのスペクトラムの一例を示してあり、横軸は周波数を示しており、縦軸は信号のレベルを示している。ここで、同図（ａ）では、周波数（２・ｆ１−ｆ２）及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）にＩＭ歪みが発生している。
【００３９】
同図（ｂ）では、同図（ａ）に示した周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次ＩＭ歪み及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）上側３次のＩＭ歪みをそれぞれベクトルＤとして示してある。
ここで、同図（ｂ）に示したＩＭ歪みは、ＡＭ−ＡＭ変換のみが生じてＡＭ−ＰＭ変換が生じないとした場合のものであるが、実際には、ＡＭ−ＰＭ変換が生じることにより、ＩＭ歪みは同図（ｃ）で示されるようなものとなる。つまり、同図（ｃ）に示されるように、周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪み成分はベクトルＤから時計回りに＋θ１の位相回転を受け、同様に、周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み成分はベクトルＤから時計回りに＋θ１の位相回転を受け、位相回転後におけるこれら２つの歪み成分のベクトルをａとする。
【００４０】
なお、このような位相回転については、例えば「"Transfer Characteristic of IM3 Relative Phase for a GaAs FET Amplifier"、Suematsu、Iyama、Ishida、IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES、VOL.45、NO.12、DECEMBER 1997」に記載されている。
【００４１】
更に、同図（ｄ）に示されるように、通常の歪み発生要因以外の要因で発生する歪みを考慮して、周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みにはベクトルｂで表される歪みを付加し、周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みには（１＋ｘ）を係数としてベクトル（１＋ｘ）ｂで表される歪みを付加する。ここで、付加される歪みはそれぞれ時計回りに＋θ２だけ位相回転しており、同図（ｄ）では、説明の便宜上から、この位相回転量θ２を大きく示して見易くしてある。
【００４２】
同図（ｄ）に示した歪みに関してベクトル加算を行うと、同図（ｅ）に示されるように、周波数（２・ｆ１−ｆ２）で発生する歪みの総和はベクトルｃ１＝ａ＋ｂで表され、周波数（２・ｆ２−ｆ１）で発生する歪みの総和はベクトルｃ２＝ａ＋（１＋ｘ）ｂで表される。ここで、通常、｜ｃ１｜＞｜ｃ２｜となり、ＩＭ歪みのアンバランスが発生する。
【００４３】
同図（ｅ）に示した歪みに対して、例えば上記図１０に示したような歪み補償回路により理想的な歪み補償を行うと、図１２（ｆ）に示されるように、各周波数の歪みに含まれるベクトル（ａ＋ｂ）の成分とは逆特性となるベクトル（−ａ−ｂ）の成分を歪み補償回路で発生させることによりベクトル（ａ＋ｂ）に相当する歪み成分を打ち消すことができるが、周波数（２・ｆ２−ｆ１）においてはベクトル（ｘｂ）に相当する歪み成分が歪み補償後に残ってしまうことになる。
【００４４】
なお、プリディストーションに関する従来の技術例として、例えば特開昭５４−１０７６５６号公報に記載の「プリディストーション歪み補償装置」や、特開昭５６−４８７３４号公報に記載の「プレディストーター」や、特開昭５６−６６９０９号公報に記載の「プレディストーター」や、特開昭５７−３５４２４号公報に記載の「自動追従形プリディストータ」や、特開昭５７−７２４０６号公報に記載の「自動追従形プリディストータ」や、特開昭５８−１３４５４４号公報に記載の「前置歪み補償回路」や、特開昭５９−１７７３６号公報に記載の「相互変調ひずみ自動補償方式」や、特開昭６２−１３９４２５号公報に記載の「送信機」や、特開昭６３−１２１３２６号公報に記載の「送信機」や、特開昭６３−２０８３３０号公報に記載の「遅延補償型アダプディブプリディストーター付送信機」や、特開昭６４−４９４３８号公報に記載の「非線形歪み補償回路」がある。
【００４５】
【特許文献１】特開昭５４−１０７６５６号公報
【特許文献２】特開昭５６−  ４８７３４号公報
【特許文献３】特開昭５６−  ６６９０９号公報
【特許文献４】特開昭５７−  ３５４２４号公報
【特許文献５】特開昭５７−  ７２４０６号公報
【特許文献６】特開昭５８−１３４５４４号公報
【特許文献７】特開昭５９−  １７７３６号公報
【特許文献８】特開昭６２−１３９４２５号公報
【特許文献９】特開昭６３−１２１３２６号公報
【特許文献１０】特開昭６３−２０８３３０号公報
【特許文献１１】特開昭６４−  ４９４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４６】
上記従来例で示したように、従来の歪み補償機能付き共通増幅装置では、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を増幅器で増幅する場合に発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを精度よく補償することができないといった不具合があった。
【００４７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、例えば周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を増幅器で増幅する場合に発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを補償することを従来と比べて改善することを可能とする歪み補償装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
上記目的を達成するため、本発明に係る歪み補償装置では、複数の周波数成分から構成される信号を増幅する増幅器により発生する上側周波数帯の３次歪みと下側周波数帯の３次歪みとにアンバランスが存在する場合に、当該増幅器により増幅される信号に対して振幅変調手段により振幅変調を行うことで上側周波数帯と下側周波数帯に側帯波を発生させて、歪み補償を行い、当該増幅器で発生する上側周波数帯の３次歪みと下側周波数帯の３次歪みとのアンバランス差分を低減する。
【００４９】
また、本発明に係る歪み補償装置では、好ましい態様例として、振幅変調手段では、制御信号出力手段が増幅器により増幅される信号に基づいて包絡線情報に基づく制御信号を出力し、振幅変化手段が出力される制御信号の振幅を変化させ、位相変化手段が制御信号の位相を変化させ、振幅変調実行手段が振幅及び位相が変化させられた制御信号に基づいて増幅器により増幅される信号を振幅変調することにより当該信号に対して側帯波を発生させる。
【００５０】
また、本発明に係る歪み補償装置では、好ましい態様例として、歪みレベル検出手段が歪み補償後の信号に含まれる上側周波数帯の３次歪みのレベル及び下側周波数帯の３次歪みのレベルを検出し、側帯波調整手段が検出される上側周波数帯の３次歪みレベルと下側周波数帯の３次歪みレベルとの差が小さくなるように振幅変調手段により発生させられる側帯波を調整する。
【００５１】
また、以上に示したような歪み補償装置は、例えばプリディストーション方式を用いて歪み補償を行う増幅装置に備えられるのに好適なものである。
本発明に係るプリディストーション方式を用いた増幅装置では、上記したような振幅変調手段を有した歪み補償装置を備え、プリディストーション方式のみでは補償しきれない上側周波数帯の３次歪みと下側周波数帯の３次歪みとのアンバランスを当該歪み補償装置により改善する。
【００５２】
また、本発明に係るプリディストーション方式増幅装置では、更に、歪み補償後の信号に含まれる上側周波数帯の３次歪みのレベル及び下側周波数帯の３次歪みのレベルを検出する歪みレベル検出手段と検出される上側周波数帯の３次歪みレベルと下側周波数帯の３次歪みレベルとの差が小さくなるように振幅変調手段により発生させられる側帯波を調整する側帯波調整手段とを歪み補償装置に付加することで、上側周波数帯の３次歪みのレベルと下側周波数帯の３次歪みのレベルとの差が小さくなるように制御することを可能とする。
【００５３】
以下で、更に具体的に本発明を説明する。
本発明に係る歪み補償装置では、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を増幅器で増幅する場合に周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みが発生するときに、例えば次のようにして、当該増幅器で発生する歪みを補償する。
以下の歪み発生手段とは例えば従来例図１０の位相回路６７と振幅回路６８に相当するものである。
すなわち、歪み発生手段により発生させた周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みがある。さらに歪み発生手段の出力信号を振幅変調することで、周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのそれぞれの位相を任意に変化させ、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みをアンバランスなく補償する。
もしくは、予め歪み発生手段に入力する信号を振幅変調することで、周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側側帯波と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側側帯波を発生させ、当該振幅変調信号を歪み発生手段に入力することで、周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのそれぞれの位相を任意に変化させ、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みをアンバランスなく補償する。
【００５４】
従って、歪み発生手段により発生させる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みと、振幅変調手段により発生させる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側側帯波と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側側帯波を組み合わせることで、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの位相と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みの位相に対して、それぞれ逆位相の歪みを発生させることができるため、従来の場合に比べて、歪み補償を改善することができる。
【００５５】
ここで、増幅器により増幅される信号としては、種々なものであってもよく、例えばＷ−ＣＤＭＡの信号やマルチキャリアの信号などが用いられる。
また、増幅器としては、種々なものが用いられてもよく、例えば単数の増幅器が用いられてもよく、あるいは、複数の増幅器が組み合わされて用いられてもよい。
また、歪みを補償する精度としては、理想的には増幅器で発生する歪みをゼロに打ち消すのが好ましいが、実用上で有効な程度であれば、種々な精度の歪み補償が行われてもよい。
【００５６】
また、振幅変調の対象となる信号である増幅器により増幅される信号としては、増幅器により増幅される前の信号に限られず、例えば増幅器により増幅された後の信号などが用いられてもよい。同様に、歪み発生手段としては、必ずしも増幅器の前段に備えられなくともよく、例えば増幅器の後段などに備えられてもよい。
また、歪み発生手段により発生させる歪みを用いて歪み補償する態様としては、例えば他の手段により発生させる歪みを併用して歪み補償する態様が用いられてもよい。
【００５７】
また、増幅器により増幅される信号としては、例えば周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号のみであってもよく、あるいは、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号と共に他の周波数の信号を含むものであってもよい。
また、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みとは、例えば上記図１１に示したΔＩＭの差を有した２つの歪みのようなものである。
【００５８】
一例として、本発明に係る歪み補償装置では、歪みレベル検出手段が歪み補償後の信号に含まれる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みのレベル及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのレベルを検出し、歪み調整手段が検出される周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みのレベル及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのレベルの差が小さくなるように、歪み発生手段により発生させられる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを調整する。
【００５９】
従って、歪み補償後の信号に含まれる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みのレベルと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのレベルとの差が小さくなるように調整が行われるため、これら２つの周波数において歪み補償後に残ってしまう歪みのレベルを同程度とすることができ、これにより、全体としての歪み補償の精度を向上させることができる。
【００６０】
ここで、歪み補償後の信号に含まれる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みのレベルと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのレベルとの差が小さくなるようにする態様としては、例えば当該差が最小となるようにする態様が用いられるのが好ましいが、必ずしもこれに限られず、他の態様が用いられてもよい。
【００６１】
また、歪み調整手段により歪みを調整する仕方としては、種々な仕方が用いられてもよく、一例として、振幅変調に用いられる差周波数（ｆ２−ｆ１）の制御信号の位相を調整することで振幅変調手段により発生させられる側帯波の位相を調整する仕方を用いることができ、他の例として、変調度を調整することで振幅変調により発生させられる側帯波のレベルを調整する仕方を用いることもできる。
【００６２】
ここで、本発明の原理を説明する。
一般に用いられている振幅変調の式によると、ｔが時刻を示すとして、角周波数ωｃの信号ｃｏｓ（ωｃ・ｔ）を振幅変調した結果ｙは式６で示される。ここで、δは変調度を示しており、ωａは振幅変調の周波数を示している。
【００６３】
【数６】
2006217669.tif 000008
【００６４】
式６を分解すると、式７のように示される。
【００６５】
【数７】
2006217669.tif 000009
【００６６】
図３（ａ）には、上記式７に示した振幅変調された結果の信号ｙのスペクトラムの一例を示してあり、横軸は角周波数を示しており、縦軸は信号の振幅レベルを示している。同図（ａ）に示したスペクトラムでは、角周波数ωｃの信号が上記式７の右辺の第１項で表される主信号の成分に相当し、角周波数（ωｃ＋ωａ）の信号が上記式７の右辺の第２項で表される側帯波の成分に相当し、角周波数（ωｃ−ωａ）の信号が上記式７の右辺の第３項で表される側帯波の成分に相当している。ここで、これら２つの側帯波は、主信号を振幅変調することにより発生し、プリディストーション方式においては増幅器で発生する相互変調歪み（ＩＭ）に相当する。
【００６７】
また、同図（ｂ）には、同図（ａ）に示した２つの側帯波のそれぞれをベクトル表示したものを示してあり、角周波数（ωｃ−ωａ）の側帯波と角周波数（ωｃ＋ωａ）の側帯波のそれぞれの位相を説明のため０゜とする。
【００６８】
また、振幅変調に用いられる上記したｃｏｓ（ωａ・ｔ）の位相をφだけ変化させると、振幅変調した結果の信号ｙ'は式８に示されるようになり、この式８に示されるように、各側帯波の位相がそれぞれ（＋φ）或いは（−φ）だけ回転する。
【００６９】
【数８】
2006217669.tif 000010
【００７０】
図４（ａ）には、上記図３（ａ）に示したものと同じスペクトラムを示してあり、図４（ｂ）には、上記式８に示したようにそれぞれ（＋φ）或いは（−φ）だけ位相が回転した場合におけるそれぞれの側帯波をベクトル表示したものを示してある。
【００７１】
上記式８に基づいて、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を振幅変調する場合を考える。この場合、周波数ｆ１の信号を振幅変調した結果ｙ１は式９で示され、周波数ｆ２の信号を振幅変調した結果ｙ２は式１０で示される。ここで、周波数ｆ１に対応した角周波数をω１で表し、周波数ｆ２に対応した角周波数をω２で表す。また、振幅変調の変調周波数が（ｆ２−ｆ１）であるとし、この場合、ωａ＝（ω２−ω１）となる。
【００７２】
【数９】
2006217669.tif 000011
【００７３】
【数１０】
2006217669.tif 000012
【００７４】
また、周波数ｆ１の信号を振幅変調した結果ｙ１と周波数ｆ２の信号を振幅変調した結果ｙ２とを総和した結果ｙ３は式１１のように示される。
【００７５】
【数１１】
2006217669.tif 000013
【００７６】
ここで、変調度δが非常に小さいとすると、上記式１１は近似的に式１２のように示される。
【００７７】
【数１２】
2006217669.tif 000014
【００７８】
上記式１２において、角周波数（２・ω１−ω２）は周波数（２・ｆ１−ｆ２）に対応し、角周波数（２・ω２−ω１）は周波数（２・ｆ２−ｆ１）に対応する。このことから、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を振幅変調することで周波数（２・ｆ１−ｆ２）の側帯波及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）の側帯波を発生させることができることが示される。
【００７９】
なお、この例では、例えば［δ・ｃｏｓ｛（ω２−ω１）・ｔ＋φ｝］が本発明に言う周波数（ｆ２−ｆ１）の制御信号に相当し、位相変化手段では当該制御信号の位相φを変化させる。そして、制御信号の位相φを変化させる量に応じて、振幅変調手段により発生させる２つの側帯波の位相を制御することができる。また、変調度δを調整することで発生させる２つの側帯波のレベルを制御することができる。
【００８０】
また、図５を参照して、上記式１２に示した２つの側帯波を用いて、増幅器で発生する周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪み及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みをキャンセルする仕方の一例を示す。
同図（ａ）には、上記図１２（ｅ）に示したのと同様に、増幅器で発生する周波数（２ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを表すベクトルｃ１及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みを表すベクトルｃ２を示してあり、ベクトルｃ１の位相は時計回りに＋θ３だけ回転しており、ベクトルｃ２の位相は時計回りに＋θ４だけ回転している。
【００８１】
さらに図５（ａ）には、図１０に示した従来例のプリディストーションを実施した場合に発生する歪みを表してあり、図１０の振幅回路６８にてベクトルｐ１及びｐ２を発生させ、位相回路６７にて位相を時計回りに＋θ３だけ変化させると、側波帯ベクトルｑ１及びｑ２を発生させることができる。同図（ｂ）には増幅器で発生する３次歪みｃ１及びｃ２とプリディストーションにて発生させた側波帯ｑ１及びｑ２のキャンセルの様子を示してあり、ｃ１とｑ１は逆ベクトルの関係となり完全にキャンセルされるが、ｃ２とｑ２は逆ベクトルの関係にはならず、残余ひずみｒが残ってしまう。以上ベクトルを使って説明したが、同図（ｃ）にはプリディストーションを実施する前のスペクトラム図を表してあり、同図（ｄ）にはプリディストーション実施後のスペクトラム図を表してある。従来のプリディストーションでは、周波数（２・ｆ１−ｆ２）に発生する下側３次歪みと周波数（２・ｆ２−ｆ１）に発生する上側３次歪みを完全にキャンセルすることは困難である。
【００８２】
そこで、本発明を適用することで、周波数（２・ｆ１−ｆ２）に発生する下側３次歪みと周波数（２・ｆ２−ｆ１）に発生する上側３次歪みを同時にキャンセルする様子を図６を用いて説明する。
図６（ａ）には、上記図５（ａ）に示したのと同様に、増幅器で発生する周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを表すベクトルｃ１及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みを表すベクトルｃ２を示してあり、ベクトルｃ１の位相は時計回りに＋θ３だけ回転しており、ベクトルｃ２の位相は時計回りに＋θ４だけ回転している。
【００８３】
さらに図６（ａ）には、図１０に示した従来例のプリディストーションを実施した場合に発生する歪みを表しており、図１０の振幅回路６８にてベクトルｓ１及びｓ２を発生、位相回路６７にて位相を時計回りに＋θ５だけ変化させて、側波帯ベクトルｔ１及びｔ２を発生させる。ここで、ｓ１及びｓ２は図５のｐ１及びｐ２とは、それぞれ異なり、｜ｓ１｜≠｜Ｐ１｜、｜ｓ２｜≠｜Ｐ２｜の関係にある。またθ５は図５のθ３とは異なる。
【００８４】
次に本発明を適用し、第２の振幅回路を用いて振幅変調をおこなう。その様子を図６（ｂ）を使って説明する。第２の振幅回路を用いてｕ１及びｕ２を発生させる。その際ベクトルｕ１及びｕ２のレベルは第２の振幅回路の制御信号の振幅を調節して設定する。すなわち振幅変調の変調度を調整する。第２の振幅回路の制御信号の位相をφ１だけ変化させるとｕ１が時計回りにφ１だけ回転しｗ１になり、ｕ２は反時計回りにφ１だけ回転しｗ２となる。同図（ｂ）(ｃ)には、従来の第１の振幅回路と位相回路により発生させた側帯波ｔ１及びｔ２と、第２の振幅回路及び制御信号の位相回路を用いて発生させた側帯波ｗ１及びｗ２とを合成させる様子を表しており、それぞれの合成ベクトル側帯波をｖ１、ｖ２とする。
増幅器で発生する３次歪みｃ１及びｃ２と、従来のプリディストーション回路で用いられる振幅回路と位相回路と本発明の振幅回路と制御信号位相回路を用いて発生させた側帯波ｖ１、ｖ２とは、それぞれ逆ベクトルの関係にあり、完全にキャンセルさせることができる。
【００８５】
このように、上記のような位相回転を行うと、増幅器で発生する周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪み及び周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みのそれぞれに対して位相が１８０度異なる（逆位相となる）２つの歪みを発生させることができる。一般に、ベクトル同士の加算においては、逆位相での加算の結果が最も小さくなるため、上記のような位相回転を行うと、増幅器で発生する上側周波数帯と下側周波数帯の歪み両方を考慮した場合にこれらの歪みを良好に歪み補償することができると言える。
【発明の効果】
【００８６】
以上説明したように、本発明に係る歪み補償装置などによると例えば、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を増幅器で増幅する場合に周波数（２・ｆ２−ｆ１）上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みが発生するときに、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みに対して、周波数（２・ｆ２−ｆ１）及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）において増幅器により増幅される信号に対して位相回路により位相歪みを与えるとともに振幅回路により振幅歪みを与えた信号をさらに振幅変調することにより周波数（２・ｆ２−ｆ１）の側帯波及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の側帯波を発生させ、これにより当該側帯波と位相回路で発生させる位相歪みと振幅回路で発生させる振幅歪みを組み合わせて、増幅器で発生する歪みを補償するようにしたため、従来の歪み補償が行われる場合に比べて、歪み補償を改善することができる。
【００８７】
また、本発明に係る歪み補償装置などでは、一構成例として、増幅器に増幅される信号に基づいて周波数（ｆ２−ｆ１）の制御信号を出力し、当該制御信号の位相を変化させ、位相が変化させられた制御信号に基づいて増幅器により増幅される信号を振幅変調することにより当該信号に対して歪みを発生させるようにし、これにより、増幅器で発生する歪みを補償する。
【００８８】
また、本発明に係る歪み補償装置などでは、一例として、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの位相θ１及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みの位相θ２に対して、制御信号の位相を変化させ、当該制御信号を用いた振幅変調により発生させられる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の側帯波及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の側帯波と、位相回路にて発生させた周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次位相歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次位相歪みと、振幅回路にて発生させた周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次振幅歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次振幅歪みとを組み合わせた結果得られる上側３次歪みの位相が−θ１となり下側３次歪みの位相が−θ２となるように制御できるため、従来と比べて、精度のよい歪み補償を行うことができる。
【００８９】
また、本発明に係る歪み補償装置などでは、他の一例として、歪み補償後の信号に含まれる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みのレベル及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのレベルを検出し、検出される周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みレベルと及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みレベルとの差が小さくなるように、振幅変調により発生させられる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の側帯波及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の側帯波を調整するようにしたため、これら２つの周波数において歪み補償後に残ってしまう歪みのレベルを例えば同程度とすることができ、これにより、全体としての歪み補償の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９０】
本発明の第１実施例に係る増幅装置を図面を参照して説明する。
図１には、本発明に係る歪み補償装置を適用した歪み補償回路を備えた増幅装置の一例として、プリディストーション方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の構成例を示してある。
【００９１】
同図に示した本例の増幅装置には、分岐部１と、遅延手段（例えば遅延線）２と、２乗検波器（２乗検波回路）３と、Ａ／Ｄ変換器４と、位相補正用のテーブル５ａと、振幅補正用のテーブル５ｂと、２つのＤ／Ａ変換器６ａ、６ｂと、Ｄ／Ａ変換器出力の折り返し成分を除去するための２つのＬＰＦ１４ａ、１４ｂと、主信号の位相を制御するための位相回路８と、主信号の振幅を制御するための振幅回路９と、分岐部１７と、第２の２乗検波器１６と、振幅回路２２と、位相回路７と、主信号を遅延させるための第２の遅延手段１８と、第２の振幅回路１５と、主増幅器１０と、分岐部１１と、歪み検知回路１２と、テーブル更新回路１３と、振幅回路１５の制御信号の位相を調整するための位相制御回路１９と、振幅回路１５の制御信号の振幅を調整するための変調度制御回路２３と、位相制御回路１９及び変調度制御回路２３の出力をデジタル信号からアナログ信号に変化するための２つのＤ／Ａ変換器２０、２１とが備えられている。なお２乗検波器３及び１６は、例えば信号の包絡線成分を取り出すことが出来ればよく、検波方式は２乗検波に限らない。また２乗検波器３及び１６の出力には高周波成分除去のためのＬＰＦが付加されてもよい。
【００９２】
本例の増幅装置では、増幅対象となる例えば周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を含んだＲＦ帯の信号が分岐部１に入力される。
分岐部１は、入力される信号を２つの信号に分岐し、一方の分岐信号を遅延線２を介して位相回路８へ出力し、他方の分岐信号を振幅検波器３へ出力する。
【００９３】
振幅検波器３は、分岐部１から入力される他方の分岐信号の振幅レベルを検出し、当該検出結果をＡ／Ｄ変換器４へ出力する。
Ａ／Ｄ変換器４は、振幅検波器３から入力される振幅レベルの検出結果をアナログ信号からデジタル信号へ変換して位相補正用のテーブル５ａ及び振幅補正用のテーブル５ｂへ出力する。
【００９４】
位相補正用のテーブル５ａは、位相を補正するための位相補正データを振幅レベルと対応付けてメモリに記憶しており、当該記憶内容に基づいて、Ａ／Ｄ変換器４から入力される振幅レベルの検出結果に対応した位相補正データを読み出してＤ／Ａ変換器６ａへ出力する。
Ｄ／Ａ変換器６ａは、位相補正用のテーブル５ａから入力される位相補正データをデジタル信号からアナログ信号へ変換してＬＰＦ１４ａへ出力する。ＬＰＦ１４ａではＤ／Ａ変換器６ａの出力から折り返し成分を除去して、信号を位相回路８へ出力する。
【００９５】
振幅補正用のテーブル５ｂは、振幅を補正するための振幅補正データを振幅レベルと対応付けてメモリに記憶しており、当該記憶内容に基づいて、Ａ／Ｄ変換器４から入力される振幅レベルの検出結果に対応した振幅補正データを読み出してＤ／Ａ変換器６ｂへ出力する。
Ｄ／Ａ変換器６ｂは、振幅補正用のテーブル５ｂから入力される振幅補正データをデジタル信号からアナログ信号へ変換してＬＰＦ１４ｂへ出力する。ＬＰＦ１４ｂではＤ／Ａ変換器６ｂの出力から折り返し成分を除去して、信号を振幅回路９へ出力する。
【００９６】
分岐部１から遅延線２へ出力される一方の分岐信号は、上記した２乗検波器３とＡ／Ｄ変換器４と位相補正用のテーブル５ａ及び振幅補正用のテーブル５ｂと２つのＤ／Ａ変換器６ａ、６ｂと２つのＬＰＦ１４ａ、１４ｂから成る処理系により他方の分岐信号（当該一方の分岐信号に対応したもの）の振幅レベルに対応した位相補正用データの信号及び振幅補正用データの信号が位相回路８や振幅回路９に入力されるタイミングと同期するように、当該遅延線２により遅延させられる。
【００９７】
このような遅延により、位相回路８は、遅延線２から入力される一方の分岐信号に対して当該一方の分岐信号の振幅レベルに対応した位相補正データに基づく位相歪みを与えて振幅回路９へ出力する。
同様に、このような遅延により、振幅回路９は、位相回路８から入力される一方の分岐信号に対して当該一方の分岐信号の振幅レベルに対応した振幅補正データに基づく振幅歪みを与えて分岐部１７へ出力する。
【００９８】
分岐部１７の一方の出力（一方の分岐信号）は２乗検波器１６に入力され、２乗検波器１６は、分岐部１７から入力される一方の分岐信号の差周波信号（ｆ２−f１）を検出し、振幅回路２２に出力する。振幅回路２２では、２乗検波器１６から入力される差周波数信号の振幅を調整し、位相回路７に出力する。位相回路７では、振幅回路２２から入力される差周波数信号の位相を回転させ、振幅回路１５へ出力する。
【００９９】
分岐部１７のもう一方の出力（他方の分岐信号）は第２の遅延手段１８に入力される。遅延手段１８では２乗検波回路１６と振幅回路２２と位相回路７での遅延時間と同じ時間だけ分岐部１７のもう一方の信号を遅延させる。遅延手段１８の出力は第２の振幅回路１５の入力信号となる。振幅回路１５では２乗検波器１６で検出した差周波数信号に対応した振幅変調を分岐部１７のもう一方の信号に対しておこない、この場合に、振幅回路２２にて２乗検波器１６の出力信号の振幅を調整して、さらに位相回路７にて振幅回路２２の出力信号を位相回転させることで、増幅器１０で発生する周波数（２・f２−f１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのそれぞれの位相に対して、振幅回路１５の出力に含まれる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みと周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みのそれぞれの位相をちょうど１８０度異なるように設定することができる。分岐部１７と、遅延手段１８と、振幅回路１５と、２乗検波回路１６と、振幅回路２２と、位相回路７から構成される回路ブロックが本発明の部分であり、図１０に示した従来のプリディストーション方式増幅器に本発明を付加したのが実施例１の構成となっている。
【０１００】
主増幅器１０は、例えば共通増幅器から構成されており、振幅回路１５から入力される信号を増幅して当該増幅信号を分岐部１１を介して出力する。この際に、主増幅器１０で発生する位相歪み及び振幅歪みが位相回路８で与えられた位相歪み及び振幅回路９で与えられた振幅歪み及び振幅回路１５により与えられた側帯波により補償され、主増幅器１０からは歪みが補償された増幅信号が分岐部１１を介して出力される。
【０１０１】
また、分岐部１１は、主増幅器１０から入力される増幅信号の一部を分岐され、当該分岐信号が歪み検知回路１２へ出力される。
歪み検知回路１２では、分岐部１１から入力される分岐信号に含まれる歪み補償後に残っている歪み成分が検出され、当該検出結果がテーブル更新回路１３及び位相制御回路１９及び変調度制御回路２３へ出力される。
【０１０２】
テーブル更新回路１３では、歪み検知回路１２から入力される検出結果に基づいて、分岐部１１により取得される分岐信号に含まれる歪み成分が例えば最小となるような位相補正データ及び振幅補正データを計算して当該計算結果を各テーブル５ａ、５ｂへ出力することにより、当該各テーブル５ａ、５ｂに記憶される位相補正データ及び振幅補正データを最良の値とするように書き換えることが行われる。
【０１０３】
また、位相制御回路１９では、歪み検知回路１２から入力される検出結果に基づいて、分岐部１１により取得される分岐信号に含まれる歪み成分が例えば最小となるような位相データをＤ／Ａ変換器２０を介して位相回路７に出力することで、振幅回路１５の制御信号の位相回転量を最適な値になるように設定することができる。
【０１０４】
また、変調度制御回路２３では、歪み検知回路１２から入力される検出結果に基づいて、分岐部１１により取得される分岐信号に含まれる歪み成分が例えば最小となるような振幅データをＤ／Ａ変換器２１を介して振幅回路２２に出力することで、振幅回路１５の制御信号の振幅、すなわち振幅回路１５で行われる振幅変調の変調度を最適な値になるように設定することができる。
このようなフィードバック系を用いて位相補正データ及び振幅補正データ及び位相制御及び変調度制御の更新処理を行うことにより、例えば温度変化や経年変化の影響にかかわらず有効に動作することが可能な増幅装置が実現される。
【０１０５】
なお、分岐部１１及び歪み検知回路１２及びテーブル更新回路１３及び位相制御回路１９及び変調度制御回路２３及び２つのＤ／Ａ変換器２０、２１から成るフィードバック系は、必ずしも備えられなくともよい。
また、本例では、位相補正用のテーブル５ａ及びＤ／Ａ変換器６ａと振幅補正用のテーブル５ｂ及びＤ／Ａ変換器６ｂとを別個のものとして備えたが、例えば位相補正用と振幅補正用とでテーブルやＤ／Ａ変換器が共通化されてもよい。
【０１０６】
以上のように、本例の増幅装置では、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を主増幅器１０で増幅するに際して、２乗検波器１６と振幅回路１５との間に備えられた位相回路２２及び位相回路７により当該振幅回路１５を制御するための制御信号の振幅と位相を変化させ、これによりプリディストーションにおいて発生させる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの位相と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みの位相が、増幅器で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの位相と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みの位相とそれぞれ逆位相になるようにしたため、例えば従来と比べて、大きな歪み補償量を得ることができ、増幅器の線形化に役立つことができる。
【０１０７】
具体的には、本例では、周波数ｆ１の信号及び周波数ｆ２の信号を増幅器で増幅する場合に発生する互いに瞬時位相が異なる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪み及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側３次歪みを補償する歪み補償装置において、２乗検波回路１６や振幅回路２２や位相回路７や振幅回路１５から構成される振幅変調手段が、増幅器１０で発生する周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側３次歪みの瞬時位相と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の上側３次歪みの瞬時位相との差に対応して互いに位相が異なる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の上側側帯波及び周波数（２・ｆ１−ｆ２）の下側側帯波を増幅器１０により増幅される信号に対して振幅変調により発生させ、当該側帯波を用いて増幅器１０で発生する歪みを補償する。
【０１０８】
ここで、本例では、主増幅器１０が本発明に言う増幅器に相当する。
また、本例では、２乗検波器１６が周波数（ｆ２−ｆ１）の制御信号を出力する機能により本発明に言う制御信号出力手段が構成されており、振幅回路２２が当該制御信号の振幅を変化させる機能により本発明に言う振幅変化手段が構成されており、位相回路７が当該制御信号の位相を変化させる機能により本発明に言う位相変化手段が構成されており、振幅回路１５が振幅変調を行う機能により本発明に言う振幅変調実行手段が構成されており、これらの手段から振幅変調手段が構成されている。
【０１０９】
なお、主信号に位相歪みを与えるための位相回路８と、主信号に振幅歪みを与えるための振幅回路９の並び順としては、本例のように位相回路８の後段に振幅回路９が備えられてもよく、あるいは、振幅回路９の後段に位相回路８が備えられる構成が用いられてもよい。
【０１１０】
また、好ましい態様例として、周波数ｆ１の主信号及び周波数ｆ２の主信号に対して下側の周波数（２・ｆ１−ｆ２）に発生する歪みの歪み補償後における残存量と、上側の周波数（２・ｆ２−ｆ１）に発生する歪みの歪み補償後における残存量とを検出し、これら２つの歪みの残存量の差が最小となるように位相回路７による位相変化量を制御することができる。また、振幅回路２２を制御することで振幅変調の変調度を調整し、振幅回路１５で発生させる周波数（２・ｆ２−ｆ１）の側帯波と周波数（２・ｆ１−ｆ２）の側帯波のレベルを最適に調整し、分岐部１１から取得される増幅された信号に含まれる上側の周波数（２・ｆ２−ｆ１）に発生する歪みの歪み補償後における残存量及び下側の周波数（２・ｆ１−ｆ２）に発生する歪みの歪み補償後における残存量をそれぞれ最小になるように調整してもよい。
【０１１１】
本例では、歪み検知回路１２の歪みレベル検出機能により本発明に言う歪みレベル検出手段が構成されており、位相制御回路１９及び変調度制御回路２３の機能により本発明に言う側帯波調整手段が構成される。
【０１１２】
次に、本発明の第２実施例に係る増幅装置を図面を参照して説明する。
図２には、本発明に係る歪み補償装置を適用した歪み補償回路を備えた増幅装置の一例として、プリディストーション方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の構成例を示してある。
【０１１３】
同図に示した本例の増幅装置には、分岐部１と、遅延手段（例えば遅延線）２と、２乗検波器（２乗検波回路）３と、Ａ／Ｄ変換器４と、位相補正用のテーブル５ａと、振幅補正用のテーブル５ｂと、２つのＤ／Ａ変換器６ａ、６ｂと、Ｄ／Ａ変換器出力の折り返し成分を除去するための２つのＬＰＦ１４ａ、１４ｂと、主信号の位相を制御するための位相回路８と、主信号の振幅を制御するための振幅回路９と、分岐部１７と、第２の２乗検波器（２乗検波回路）１６と、振幅回路２２と、遅延回路（例えば遅延線）３１と、主信号を遅延させるための第２の遅延手段１８と、第２の振幅回路１５と、主増幅器１０と、分岐部１１と、歪み検知回路１２と、テーブル更新回路１３と、遅延制御回路３２と、変調度制御回路２３と、遅延制御回路３２及び変調度制御回路２３の出力をデジタル信号からアナログ信号に変化するための２つのＤ／Ａ変換器２０、２１とが備えられている。なお２乗検波器３及び１６は、例えば信号の包絡線成分を取り出すことが出来ればよく、検波方式は２乗検波に限らない。また、２乗検波器３及び１６の出力には高周波成分除去のためのＬＰＦが付加されてもよい。
【０１１４】
ここで、本例の増幅装置の構成や動作は、例えば上記第１実施例の図１に示した位相回路７の代わりに振幅回路２２と振幅回路１５との間に遅延回路３１が備えられている点と、同図に示した位相制御回路１９の代わりに歪み検知回路１２とＤ／Ａ変換器２０との間に遅延制御回路３２が備えられているといった点を除いては、上記第１実施例の図１に示した増幅装置の構成や動作と同様である。
本例では、振幅回路２２から出力されるアナログ信号を遅延回路３１により遅延させて振幅回路１５へ出力することにより、当該制御信号の位相を変化させる。
なお、２乗検波器１６の出力には高周波成分除去のためのＬＰＦが付加されてもよい。
【０１１５】
このような構成においても、例えば上記第１実施例で示した増幅装置と同様な効果を得ることができ、従来と比べて歪み補償を改善することができる。
ここで、本例では、遅延回路３１が制御信号を遅延させることで当該制御信号の位相を変化させる機能により本発明に言う位相変化手段が構成されている。
なお、本例では、信号を遅延させる遅延回路の一例として遅延線を用いたが、他の構成から成る遅延回路を用いることも可能である。また、上記第１実施例で位相回路７に関して述べたのと同様に、信号の遅延時間を外部から制御することが可能な可変遅延回路を遅延回路３１として用いて、当該可変遅延回路による遅延時間を制御するような構成を用いることも可能である。この場合、例えば遅延回路３１における遅延時間を遅延制御回路３２によりフィードバック制御することが行われ、当該制御の機能を用いて本発明に言う側帯波調整手段が構成される。なお、遅延線による位相器は例えば周波数によって位相変化量が変わるので、原理的な歪み補償量は本発明の第１の実施例より若干劣化する場合も考えられる。
【０１１６】
ここで、本発明に係る歪み補償装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。例えば、本例では周波数ｆ１の信号と周波数ｆ２の信号との２波を処理する場合を示したが、ｎ≧３としてｎ波を処理する装置に本発明を適用することもできる。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。例えば、本発明に係る歪み補償装置を備えた増幅装置は、Ｗ−ＣＤＭＡやマルチキャリアなどの信号を送信する通信機の送信部などに設けるのに適している。
【０１１７】
また、本発明に係る歪み補償装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る歪み補償回路を備えた増幅装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例に係る歪み補償回路を備えた増幅装置の構成例を示す図である。
【図３】振幅変調された信号のスペクトラムの一例及び側帯波をベクトル表示したものの一例を示す図である。
【図４】振幅変調された信号のスペクトラムの一例及び制御信号の位相を制御した場合における側帯波をベクトル表示したものの一例を示す図である。
【図５】歪みをキャンセルする様子の一例を示す図である。
【図６】歪みをキャンセルする様子の一例を示す図である。
【図７】フィードフォワード方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の一例を示す図である。
【図８】プリディストーション方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の一例を示す図である。
【図９】増幅器の非線型特性の一例を示す図である。
【図１０】プリディストーション方式を採用した歪み補償回路を備えた増幅装置の他の例を示す図である。
【図１１】増幅器に入力される主信号の一例及び増幅器で発生する歪みの一例を示す図である。
【図１２】従来において歪みをキャンセルする仕方の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１、１１、１７・・分岐部、  ２、１８・・遅延手段、  
３、１６・・２乗検波回路、  ４・・Ａ／Ｄ変換器、
５ａ、５ｂ・・テーブル、  ６ａ、６ｂ、２０、２１・・Ｄ／Ａ変換器、
７、８・・位相回路、  ９、１５、２２・・振幅回路、  １０・・主増幅器、
１２・・歪み検知回路、  １３・・テーブル更新回路、
１４ａ、１４ｂ・・ＬＰＦ、  １９・・位相制御回路、  
２３・・変調度制御回路、  ３１・・遅延回路、  ３２・・遅延制御回路、
【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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