(57)【要約】    【課題】      位相信号増幅系と振幅信号増幅系の遅延調整を行う遅延調整回路を工夫することにより、小型で低コストな遅延調整回路となるＥＥＲシステムを提供する。    【解決手段】  入力信号はカプラ２によって振幅信号増幅系の経路と位相信号増幅系の経路とに分配され、振幅信号は振幅信号検出回路３で取り出されて振幅信号増幅器４で電圧増幅され、位相信号増幅器７の電圧源として供給される。一方、位相信号は、高効率な第１の飽和増幅器５によって生成され、遅延調整回路６に入力される。遅延調整回路６は、可変減衰器６ａが位相信号の入力レベルを調整しながら第２の飽和増幅器６ｂによって位相信号の増幅を行うため、位相信号と振幅信号との遅延時間を適正に揃えることができる。そして、位相信号増幅器７が、振幅信号増幅器４から供給された電源によって位相信号の増幅を行うことにより振幅信号と位相信号との再合成を行い、高周波変調信号を出力する。  【選択図】      図１
2006203456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を位相信号と振幅信号とに分離し、前記位相信号の電力増幅に第１の飽和増幅器を使用する位相信号増幅系と、前記振幅信号に対応する電圧を発生させる振幅信号増幅系とに基づいてポーラ変調を行い、高周波変調信号を出力するＥＥＲシステムであって、
前記位相信号増幅系と前記振幅信号増幅系との間の遅延時間を調整する遅延調整回路は、
前記位相信号のレベルを可変させる可変減衰器と、
前記可変減衰器によって可変された位相信号の増幅を行う第２の飽和増幅器と、
を備えていることを特徴とするＥＥＲシステム。
【請求項２】
さらに、前記第２の飽和増幅器へ入力される位相信号のレベルを監視するレベル検出回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のＥＥＲシステム。
【請求項３】
入力信号をベースバンド処理部で位相信号と振幅信号に分離することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＥＥＲシステム。
【請求項４】
入力信号を位相信号と振幅信号とに分離し、それぞれ個別の経路で増幅した後に前記位相信号と前記振幅信号とをポーラ変調して高周波変調信号を出力するＥＥＲシステムにおける遅延調整方法であって、
前記位相信号のレベルを可変調整するステップと、
可変調整された前記位相信号のレベルに応じて飽和増幅を行うステップと、
飽和増幅された位相信号に基づいて前記位相信号と前記振幅信号の遅延時間の調整を行うステップと、
を含むことを特徴とするＥＥＲシステムにおける遅延調整方法。
【請求項５】
さらに、飽和増幅を行う前の前記位相信号のレベルを監視するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載のＥＥＲシステムにおける遅延調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飽和増幅器を使用する高周波増幅部とその高周波増幅部の電源電圧を制御する電源電圧制御部とによって構成されてポーラ変調を行うＥＥＲ（Envelope Elimination Restoration）システム等に関し、特に、高周波増幅部の位相信号と電源電圧制御部の振幅信号との遅延時間を適正に調整する遅延調整回路を備えたＥＥＲシステム、及びＥＥＲシステムにおける遅延調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無線通信システムの通信装置などに設けられる高周波増幅器は低歪みと高効率が要求されているが、一般的に、高周波増幅器は線形性と高効率を両立されることが困難であった。そこで、このようなトレイドオフの関係を解決する対策の一つとして、高周波増幅器を効率の良い飽和動作で使うことのできるＥＥＲシステムが提案されている。このＥＥＲシステムは無線通信業界では周知の技法である。図７は、従来のＥＥＲシステムの回路構成を示す図である。図７に示すＥＥＲシステムでは、入力信号はカプラ１０によって分岐され、一方の入力信号は検波回路１１へ入力することで振幅信号成分のみが取り出される。また、他方の入力信号はリミッタ回路１５によって位相信号成分のみの高周波信号となるため、高周波電力増幅を行う高周波増幅器１３には振幅増幅が不要となる。これによって高周波増幅器１３は高効率な飽和増幅器を用いることができる。
【０００３】
つまり、振幅信号成分と位相信号成分は互いに独立した経路で増幅され、入力信号に対して電力増幅されたＲＦ変調信号（高周波変調信号）を出力することができる。振幅信号成分と位相信号成分の再合成の方法は、高周波増幅器１３の電源電圧を振幅信号成分に対応する電圧増幅器１２で生成された電圧とすることで、振幅信号成分を位相信号成分のみである高周波信号に再合成することができる。このような再合成をするときに、位相信号増幅系と振幅信号増幅系の遅延時間が揃わなければ所望の高周波変調信号を生成することはできない。そのため、ＥＥＲシステムでは、位相信号成分を増幅する経路と、振幅信号成分を増幅する経路との遅延時間を揃える遅延調整回路１４が不可欠となる。
【０００４】
従来の遅延調整回路１４としては、一般的には、同軸ケーブルを用いて遅延を調整する方法が知られている。しかし、この方法は、遅延調整量が大きい場合には同軸ケーブルを長くする必要があるので、ＥＥＲシステムによる通信装置の小型・軽量化の妨げとなる。また、遅延量の調整時において、カットアンドトライによって同軸ケーブルを短く切断し過ぎてしまった場合は、その同軸ケーブルを使用することができなくなるなどの問題がある。そこで、この解決策として、フィードフォワード歪補償方式に用いた遅延調整回路などが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなフィードフォワード歪補償方式は通信業界では広く利用されている技法であり、ＥＥＲシステムと同様に、独立した二つの経路の遅延調整が必要なシステムである。二つの経路とは、主増幅器からなる歪を抽出する経路と、補助増幅器からなる歪を除去する経路である。この技術では、図８に示す従来の遅延調整回路のように、遅延調整回路１４が４ポートサーキュレータ１６と遅延平坦型フィルタ１７とによって構成されている。この方法によれば同軸ケーブルを用いることなく遅延調整を行うことができる。
【特許文献１】特開２００２−１１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記の特許文献１に開示されたＥＥＲシステムの技術によれば、遅延調整回路を一定のレベルまで小型化することはできるが、無線通信システムにおける通信装置などがさらに小型化かつ低コスト化されてきている現状にあって、それに見合うような状態で、遅延調整回路をさらに小型・軽量化したり低コスト化したりすることができない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、位相信号増幅系と振幅信号増幅系の二つの経路の遅延調整を行う遅延調整回路を工夫することにより、従来技術よりもさらに小型で低コストな遅延調整回路となるようなＥＥＲシステム及びＥＥＲシステムにおける遅延調整方法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】
【０００７】
本発明のＥＥＲシステムは、入力信号を位相信号と振幅信号とに分離し、位相信号の電力増幅に第１の飽和増幅器を使用する位相信号増幅系と、振幅信号に対応する電圧を発生させる振幅信号増幅系とに基づいてポーラ変調を行い、高周波変調信号を出力するＥＥＲシステムであって、位相信号増幅系と振幅信号増幅系との間の遅延時間を調整する遅延調整回路は、位相信号のレベルを可変させる可変減衰器と、可変減衰器によって可変された位相信号の増幅を行う第２の飽和増幅器とを備えた構成を採る。
【０００８】
また、本発明のＥＥＲシステムにおける遅延調整方法は、入力信号を位相信号と振幅信号とに分離し、それぞれ個別の経路で増幅した後に前記位相信号と前記振幅信号とをポーラ変調して高周波変調信号を出力するＥＥＲシステムにおける遅延調整方法であって、前記位相信号のレベルを可変調整するステップと、可変調整された前記位相信号のレベルに応じて飽和増幅を行うステップと、飽和増幅された位相信号に基づいて前記位相信号と前記振幅信号の遅延時間の調整を行うステップと、を含む方法を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＲＦ入力変調信号である入力信号を位相信号と振幅信号とに分離して、位相信号の電力増幅に飽和増幅器を使用する位相信号増幅系と、振幅成分に対応する電圧を発生する振幅信号増幅系と、二つの系の遅延時間を調整する遅延調整回路とから構成されるＥＥＲシステムにおいて、遅延調整回路に位相信号増幅系の飽和増幅器を使用している。このようにして、遅延調整回路に位相信号増幅系の飽和増幅器を使用することによって、部品点数が少なく小型で低コストな遅延調整回路を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
《発明の概要》
本発明のＥＥＲシステムは、入力信号を位相信号成分と振幅信号成分とに分離し、位相信号成分の高周波電力増幅に飽和増幅器を使用する位相信号増幅系と、振幅成分に対応する電圧を発生させる振幅信号増幅系とを備え、位相信号成分と振幅信号成分とを再合成して高周波変調信号を出力するように構成されている。このとき、位相信号増幅系と振幅信号増幅系との二つの系における信号の遅延時間を調整する遅延調整回路に、入力信号のレベルを可変させる機能を有する位相信号増幅系の飽和増幅器を使用したことを特徴としている。これによって、従来技術に比べて少ない部品点数で位相信号増幅系と振幅信号増幅系における二つの系の遅延時間を最適に調整することができる。
【００１１】
以下、図面を用いて、本発明におけるＥＥＲシステムの実施の形態の幾つかを詳細に説明する。尚、各実施の形態に用いる図面において、同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【００１２】
《実施の形態１》
図１は、本発明の実施の形態１におけるＥＥＲシステムの回路構成を示す図である。ＥＥＲシステム１は、高周波変調信号である入力信号を振幅信号増幅系の経路と位相信号増幅系の経路とに分配するカプラ２、振幅信号増幅系の経路に分配された高周波変調信号から振幅信号成分を取り出す振幅信号検出回路３、及び振幅信号成分の電圧増幅を行う振幅信号増幅器４からなる振幅信号成分増幅系と、カプラ２で位相信号増幅系の経路に分配された高周波変調信号から位相信号成分を取り出す第１の飽和増幅器５、および可変減衰器６ａと第２の飽和増幅器６ｂからなり、振幅信号成分と位相信号成分との遅延時間の調整を行う遅延調整回路６、及び振幅信号増幅器４から出力された振幅信号成分を電圧源として位相信号成分の増幅を行い、高周波変調信号（ＲＦ変調信号）を出力する位相信号増幅器７からなる位相信号増幅系とによって構成されている。
【００１３】
次に、図１に示すＥＥＲシステムの動作について説明する。入力信号はカプラ２によって振幅信号増幅系の経路と位相信号増幅系の経路とに分配される。そして、振幅信号増幅系の振幅信号は振幅信号検出回路３によって取り出された後、振幅信号増幅器４によって電圧増幅されて位相信号増幅系の位相信号増幅器７の電圧源として供給される。一方、カプラ２によって分岐された位相信号増幅系の位相信号は、振幅増幅が不要となるため、高効率な第１の飽和増幅器５によって増幅された後、振幅信号と位相信号との遅延時間を調整するための遅延調整回路６に入力される。
【００１４】
このとき、遅延調整回路６においては、可変減衰器６ａが位相信号の入力レベルを可変調整しながら第２の飽和増幅器６ｂによって位相信号の増幅が行われる。そして、位相信号増幅器７が、振幅信号増幅器４から供給された電源によって位相信号の増幅を行うことにより振幅信号と位相信号との再合成を行い、高周波変調信号（ＲＦ変調信号）を出力する。このとき、遅延調整回路６は、可変減衰器６ａが位相信号の入力レベルを調整しながら第２の飽和増幅器６ｂによって位相信号の増幅を行うため、位相信号と振幅信号との遅延時間を適正に揃えることができる。これによって、ＥＥＲシステムは、位相信号と振幅信号とを最適に再合成して高周波変調信号を生成して出力することができる。
【００１５】
図２は、一般的な高周波増幅器の入出力特性を示す特性図であり、横軸に入力信号のレベル（入力レベル）を表わし、縦軸に出力信号のレベル（出力レベル）と増幅効率を表わしている。また、図３は、一般的な高周波増幅器の入力レベルに対する利得と位相の変化特性を示す特性図であり、横軸に入力レベルを表わし、縦軸に高周波増幅器の利得と位相を表わしている。さらに、図４は、一般的な高周波増幅器の入力レベルに対する遅延量の変化特性を示す特性図であり、横軸に入力レベルを表わし、縦軸に遅延量を表わしている。
【００１６】
図２に示すように、一般的な高周波増幅器は、入力レベルの増加にほぼ比例して出力レベル及び効率は高くなるが、ある入力レベルａ以上になると出力レベルは飽和して一定となり、かつ効率は最大値となる。また、図３に示すように、一般的な高周波増幅器は、入力レベルがある値まで増加しても位相及び利得は一定であるが、入力レベルが高くなったある範囲（ａ〜ｂ）においては、入力レベルが高くなるにしたがって位相は急激に大きくなり、利得は急激に小さくなる。さらに、図４に示すように、一般的な高周波増幅器は、入力レベルがある値まで増加しても遅延量は一定であるが、ある入力レベルａ以上になると遅延量は急激に増加する。つまり、入力レベルが高いａからｂの範囲においては、図３に示すように位相変動を生じ、図４に示すように遅延量がｃのように大きく変動する。
【００１７】
言い換えれば、図２に示すように、入力レベルがａからｂの範囲である飽和動作領域にある高周波増幅器では、入力レベルを変化させるだけで、出力レベルは一定であって遅延量を変化させることができる。このような特性を有する一般的な高周波増幅器を用いたＥＥＲシステムでは、高周波増幅器は飽和動作をさせて使用するため、出力レベルが一定であれば、入力レベルを変動させることは使用上において何ら問題はない。したがって、このような変化範囲（ａ〜ｂ）にある入力レベルに対して飽和動作にある高周波増幅器の遅延量を変化させる特性を利用すれば、図１に示す遅延調整回路６の可変減衰器６ａによって第２の飽和増幅器６ｂの入力レベルを調整することで、位相信号増幅系の遅延調整を行うことができる。よって、結果的には、振幅信号増幅系と位相信号増幅系との遅延時間の調整を行うことができる。
【００１８】
《実施の形態２》
図５は、本発明の実施の形態２におけるＥＥＲシステムの回路構成を示す図である。図５に示す実施の形態２のＥＥＲシステム１ａは、図１に示す実施の形態１のＥＥＲシステム１に加えて、遅延調整回路６に使用する第２の飽和増幅器６ｂの入力レベルを監視するレベル検出回路８が付加された構成となっている。このレベル検出回路８によって遅延調整回路６に使用する第２の飽和増幅器６ｂに対して、最適な入力レベルの範囲から逸脱しないように可変減衰器６ａを自動調整して入力レベルを制御することができる。これによって、例えば、可変減衰器６ａの値を小さくし過ぎることによって生じる第２の飽和増幅器６ｂの過入力破壊を防ぐことができる。
【００１９】
また、入力信号の振幅成分と位相成分の分離は、図６に示すようにベースバンド処理部で予めそれぞれの信号を生成しても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、一般的なＥＥＲシステム以外にも、飽和増幅器を用いた各種の通信システムにおいて振幅信号と位相信号の遅延調整が必要な各種の通信機器に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＥＥＲシステムの回路構成を示す図
【図２】一般的な高周波増幅器の入出力特性を示す特性図
【図３】一般的な高周波増幅器の入力レベルに対する利得と位相の変化特性を示す特性図
【図４】一般的な高周波増幅器の入力レベルに対する遅延量の変化特性を示す特性図
【図５】本発明の実施の形態２におけるＥＥＲシステムの回路構成を示す図
【図６】振幅成分と位相成分をベースバンド処理で分離するＥＥＲシステムを示す図
【図７】従来のＥＥＲシステムの回路構成を示す図
【図８】従来の遅延調整回路の説明図
【符号の説明】
【００２２】
１，１ａ  ＥＥＲシステム
２、１０  カプラ
３  振幅信号検出回路
４  振幅信号増幅器
５  第１の飽和増幅器
６  遅延調整回路
６ａ  可変減衰器
６ｂ  第２の飽和増幅器
７  位相信号増幅器
８  レベル検出回路
１１  検波回路
１２  電圧増幅器
１３  高周波増幅器
１４  遅延調整回路
１５  リミッタ回路
１６  ４ポートサーキュレータ
１７  遅延平坦型フィルタ
【図１】
2006203456.tif 000003
【図２】
2006203456.tif 000004
【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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