(57)【要約】【課題】  カーテシアン型負帰還増幅器のフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する方法を容易にし、常にフォワード側ＲＦ部回路のゲインを所定とするカーテシアン型負帰還増幅器を使用した電力増幅器を提供する。【解決手段】  電力増幅器１２の出力に第１の検波器２３を設け、変調器２１の出力に第２の検波器２８を設け、変調器２１と電力増幅器１２の間に第１の可変減衰器２６を設け、電力増幅器１２の出力信号の一部を帰還変調信号として取り出す帰還路と復調器２２の間に第２の可変減衰器２７を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定周波数の搬送波を発生する搬送波発振器と、入力信号により前記搬送波を変調し変調信号を出力する変調器と、前記変調信号を所要電力まで増幅する電力増幅器と、前記電力増幅器の出力信号の一部を帰還変調信号として取り出す帰還路と、前記帰還路からの帰還変調信号を前記搬送波により復調し帰還復調信号を出力する復調器とを有し、前記帰還復調信号を前記入力信号にフィードバックする前記電力増幅器の非線形歪を補償するようにした電力増幅器の非線形歪補償回路において、前記電力増幅器の出力に第１の検波器を設け、前記変調器の出力に第２の検波器を設け、前記変調器と前記電力増幅器の間に第１の可変減衰器を設け、前記電力増幅器の出力信号の一部を帰還変調信号として取り出す帰還路と前記復調器の間に第２の可変減衰器を設けたことを特徴とする電力増幅器の非線形歪補償回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負帰還法により電力増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償回路に関し、特に、無線機における電力増幅器の非線形歪補償回路の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＱＰＳＫや多値ＱＡＭのような線形変調方式を使用するディジタル化無線機、特に移動通信用においては周波数有効利用の観点より厳しい隣接チャンネル漏洩電力が規定されている。このため、電力増幅器の非線形歪により発生する隣接チャネルへの妨害を補償する必要がある。
【０００３】
従来の電力増幅器の非線形補償回路を使用した直交変調による無線機の送信部の回路ブロック図を図３に示し、従来技術の説明をする。
【０００４】
図３は、同相信号と直交信号とにより増幅器に帰還を行うカーテシアン型負帰還増幅器を使用している一例である（文献公知発明に係るものではない）。
【０００５】
図３において、１，２は信号入力端子、３，４は加算器、５，６は増幅器、７，８は変調器、９は９０°移相器、１０は変調器７，８からの変調信号を加算する加算器、２１は変調器７，８と９０°移相器９と加算器１０とからなる直交変調器、２５はスイッチ付きコネクタ、２６，２７は可変減衰器、１１は不要成分を除去するフィルタ、１２は電力増幅器、１３はアンテナである。
【０００６】
また、１４は電力増幅器１２の出力から帰還信号を取り出すための方向性結合器、１５，１６は復調器、１７は９０°移相器、２２は、復調器１５，１６と９０°移相器１７とからなる直交復調器、１８は搬送波発振器（局部発振器）、２０は入力信号と帰還信号との位相差を検出する位相差検出器、１９は搬送波発振器１８から出力された搬送波の位相を移相差検出器２０の検出出力で移相する可変位相器、２３は検波器、２４はＣＰＵを示す。
【０００７】
信号入力端子１より印加された直交成分信号（Ｑ）は、加算器３と位相差検出器２０に入力され、信号入力端子２より印加された同相成分信号（Ｉ）は、加算器４と位相差検出器２０に入力される。
【０００８】
加算器３に入力された直交成分信号は、加算器３に別途入力される帰還直交成分信号（Ｑｒ）の直交成分信号（Ｑ）に対する最適位相差値を０°とすると、帰還直交成分信号（Ｑｒ）を減算された直交成分信号となり、増幅器５へ出力され、増幅器５で所要のレベルまで増幅されてから直交変調器２１の変調器７へ出力される。
【０００９】
加算器４に入力された同相成分信号は、加算器４に別途入力される帰還同相成分信号（Ｉｒ）を減算された同相成分信号となり、増幅器６へ出力され、増幅器６で所要のレベルまで増幅されてから直交変調器２１の変調器８へ出力される。
【００１０】
一方、搬送波発振器１８では、所要周波数の搬送波が発振されており、直交変調器２１の変調器８、９０°移相器９および可変位相器１９へ出力されている。９０°移相器９に入力した搬送波は、位相が９０°だけ移相され、直交変調器２１の変調器７へ入力される。
【００１１】
また、可変位相器１９に入力した搬送波は、直交復調器２２の復調器１６、９０°移相器１７へ入力され、さらに９０°移相器１７に入力した搬送波は、位相が９０°だけ移相され、直交復調器２２の復調器１５へ入力される。
【００１２】
変調器７に入力された直交成分信号は、９０°移相器９出力の搬送波を変調する。そして変調器７は、直交成分信号による変調信号を加算器１０へ出力する。変調器８に入力された同相成分信号は、変調器８に別途入力される搬送波を変調する。そして変調器８は、同相成分信号による変調信号を加算器１０へ出力する。
【００１３】
直交成分信号による変調信号と同相成分信号による変調信号とは、加算器１０で加算され、スイッチ付きコネクタ２５へ出力され、可変減衰器２６を通過し、フィルタ１１へ出力される。
【００１４】
フィルタ１１に入力した直交変調信号は、不要成分を除去された後、電力増幅器１２へ出力される。電力増幅器１２に入力した直交変調信号は、所要電力まで増幅され、電力増幅器１２の非線形歪と相殺補償され、歪のない直交変調信号がアンテナ１３より送信される。
【００１５】
電力増幅器１２で所要電力まで増幅された送信出力の一部は、方向性結合器１４で取り出され、可変減衰器２７を通過し、直交復調器２２の復調器１５，１６に帰還入力される。
【００１６】
復調器１５に帰還入力した帰還信号は、復調器１５に別途入力される上記９０°移相器１７で９０°移相された所要周波数の搬送波により帰還直交成分信号（Ｑｒ）を復調する。そして復調器１５は、復調した帰還直交成分信号を加算器３および位相差検出器２０へ出力する。
【００１７】
復調器１６に帰還入力した帰還信号は、復調器１６に別途入力される上記所要周波数の搬送波により帰還同相成分信号（Ｉｒ）を復調する。そして復調器１６は、復調した帰還同相成分信号を加算器４および位相差検出器２０へ出力する。
【００１８】
直交復調器２２に入力される搬送波は、帰還信号Ｉｒ，Ｑｒが最適な位相となるよう可変位相器１９で位相差φが補正される。この位相量の検出制御は位相差検出器２０より行われる。位相差φは直交変調器２１から直交復調器２２までのスイッチ付きコネクタ２５、可変減衰器２６、フィルタ１１、電力増幅器１２、方向性結合器１４、可変減衰器２７等による遅延時間により決まる値で、入力した上記直交成分信号（Ｑ）および同相成分信号（Ｉ）と、上記帰還直交成分信号（Ｑｒ）および帰還同相成分信号（Ｉｒ）より求める。この帰還ループによりフィードバックが構成され、電力増幅器１２等により発生する非線形歪を補償することができる。
【００１９】
送信出力レベルの制御は可変減衰器２７の減衰量を可変することにより行う。電力増幅器１２の出力に接続された検波器２３の検波電圧をＣＰＵ２４が読み込み、規定の送信出力レベルが出力されている時の検波電圧になるように可変減衰器２７の減推量をＣＰＵ２４が制御することにより、規定の送信出力レベルを得ることができる。
【００２０】
次に、図４を用いて、従来より行われているカーテシアン型負帰還増幅器のフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する方法について説明をする。スイッチ付きコネクタ２５に信号発生器３０を接続する。この時、スイッチ付きコネクタ２５のスイッチが切り替わり信号発生器３０から出力される信号は、直交変調器２１には入力されず、可変減衰器２６のみに入力される。
【００２１】
信号発生器３０より規定の出力レベル信号をスイッチ付きコネクタ２５に入力し、可変減衰器２６、フィルタ１１、電力増幅器１２を通過した信号レベルを、電力増幅器１２に接続された電力計３１で測定する。電力計３１で測定する信号レベルが規定の送信出力レベルとなるように可変減衰器２６の減衰量を調整することにより、フォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
従来より行われているカーテシアン型負帰還増幅器のフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する方法では、調整時に信号発生器が必要であり手間がかかり、調整の自動化ができない。また、調整後、温度変化によりフィルタ１１、電力増幅器１２のゲインが変化した場合にフォワード側ＲＦ部回路のゲインが変化してしまうという欠点がある。
【００２３】
本発明の目的は、カーテシアン型負帰還増幅器のフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する方法を容易にし、常にフォワード側ＲＦ部回路のゲインを所定とするカーテシアン型負帰還増幅器を使用した電力増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明は、所定周波数の搬送波を発生する搬送波発振器と、入力信号により前記搬送波を変調し変調信号を出力する変調器と、前記変調信号を所要電力まで増幅する電力増幅器と、前記電力増幅器の出力信号の一部を帰還変調信号として取り出す帰還路と、前記帰還路からの帰還変調信号を前記搬送波により復調し帰還復調信号を出力する復調器とを有し、前記帰還復調信号を前記入力信号にフィードバックする前記電力増幅器の非線形歪を補償するようにした電力増幅器の非線形歪補償回路において、前記電力増幅器の出力に第１の検波器を設け、前記変調器の出力に第２の検波器を設け、前記変調器と前記電力増幅器の間に第１の可変減衰器を設け、前記電力増幅器の出力信号の一部を帰還変調信号として取り出す帰還路と前記復調器の間に第２の可変減衰器を設けたことを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、電力増幅器の非線形歪補償回路において、前記第２の可変減衰器の減衰量を所定量として送信動作させ、前記第１の検波器の検波電圧値と、前記第２の検波器の検波電圧値によって、前記第１の可変減衰器の減衰量を調整することにより、フォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整することを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、電力増幅器の非線形歪補償回路において、前記第１の検波器と、前記復調器の入力に設けた第３の検波器の検波電圧値によってバックワード側回路の異常検出動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、カーテシアン型負帰還増幅器のフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する方法を容易にし、常にフォワード側ＲＦ部回路のゲインを所定とするカーテシアン型負帰還増幅器を使用した電力増幅器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態による電力増幅器の非線形補償回路を使用した無線機の送信部を示す回路ブロック図である。
【００３０】
図１において、１は直交成分信号入力端子、２は同相成分信号入力端子、３は入力直交成分信号と帰還直交成分信号とを加算する加算器、４は入力同相成分信号と帰還同相成分信号とを加算する加算器、５は加算補正された直交成分信号を増幅する増幅器、６は加算補正された同相成分信号を増幅する増幅器、７は直交成分信号で搬送波を変調する変調器、８は同相成分信号で搬送波を変調する変調器、９は搬送波の位相を９０°移相する９０°移相器、１０は変調器７，８からの変調信号を加算する加算器、２１は変調器７，８と９０°移相器９と加算器１０とからなる直交変調器、１１は直交変調信号の不要成分を除去するフィルタ、１２は直交変調信号を所要電力まで増幅する電力増幅器、１３はアンテナである。
【００３１】
また、１４は電力増幅器１２の出力から帰還信号を取り出すための方向性結合器、１５は帰還直交変調信号から直交成分信号を復調する復調器、１６は帰還直交変調信号から同相成分信号を復調する復調器、１７は搬送波の位相を９０°移相する９０°移相器、２２は復調器１５，１６と９０°移相器１７とからなる直交復調器、１８は搬送波発振器（局部発振器）、２０は入力信号と帰還信号との位相差を検出する位相差検出器である。
【００３２】
また、２３は電力増幅器１２の出力に接続した検波器、２８は直交変調器２１の出力に接続した検波器、２９は直交復調器２２の入力に接続した検波器、２４はＣＰＵ、２６は直交変調器２１と電力増幅器１２の間に接続した可変減衰器、２７は電力増幅器１２の出力信号の一部を帰還変調信号として取り出す帰還路と直交復調器２２の間に接続した可変減衰器である。
【００３３】
信号入力端子１より印加された直交成分信号（Ｑ）は、加算器３と位相差検出器２０に入力され、信号入力端子２より印加された同相成分信号（Ｉ）は、加算器４と位相差検出器２０に入力される。
【００３４】
加算器３に入力された直交成分信号は、加算器３に別途入力される帰還直交成分信号（Ｑｒ）の直交成分信号（Ｑ）に対する最適位相差値を０°とすると、帰還直交成分信号（Ｑｒ）を減算された直交成分信号となり、増幅器５へ出力され、増幅器５で所要のレベルまで増幅されてから直交変調器２１の変調器７へ出力される。
【００３５】
加算器４に入力された同相成分信号は、加算器４に別途入力される帰還同相成分信号（Ｉｒ）を減算された同相成分信号となり、増幅器６へ出力され、増幅器６で所要のレベルまで増幅されてから直交変調器２１の変調器８へ出力される。
【００３６】
一方、搬送波発振器１８では、所要周波数の搬送波が発振されており、直交変調器２１の変調器８、９０°移相器９および可変位相器１９へ出力されている。９０°移相器９に入力した搬送波は、位相が９０°だけ移相され、直交変調器２１の変調器７へ入力される。
【００３７】
また、可変位相器１９に入力した搬送波は、直交復調器２２の復調器１６、９０°移相器１７へ入力され、さらに９０°移相器１７に入力した搬送波は、位相が９０°だけ移相され、直交復調器２２の復調器１５へ入力される。
【００３８】
変調器７に入力された直交成分信号は、９０°移相器９出力の搬送波を変調する。そして変調器７は、直交成分信号による変調信号を加算器１０へ出力する。前記変調器８に入力された同相成分信号は、変調器８に別途入力される搬送波を変調する。そして変調器８は、同相成分信号による変調信号を加算器１０へ出力する。
【００３９】
直交成分信号による変調信号と同相成分信号による変調信号とは、加算器１０で加算され、可変減衰器２６を通過し、フィルタ１１へ出力される。
【００４０】
フィルタ１１に入力した直交変調信号は、不要成分を除去された後、電力増幅器１２へ出力される。電力増幅器１２に入力した直交変調信号は、所要電力まで増幅され、電力増幅器１２の非線形歪と相殺補償され、歪のない直交変調信号がアンテナ１３より送信される。
【００４１】
電力増幅器１２で所要電力まで増幅された送信出力の一部は、方向性結合器１４で取り出され、可変減衰器２７を通過し、直交復調器２２の復調器１５，１６に帰還入力される。
【００４２】
復調器１５に帰還入力した帰還信号は、復調器１５に別途入力される前記９０°移相器１７で９０°移相された所要周波数の搬送波により帰還直交成分信号（Ｑｒ）を復調する。そして復調器１５は、復調した帰還直交成分信号を加算器３および位相差検出器２０へ出力する。
【００４３】
復調器１６に帰還入力した帰還信号は、復調器１６に別途入力される前記所要周波数の搬送波により帰還同相成分信号（Ｉｒ）を復調する。そして復調器１６は、復調した帰還同相成分信号を加算器４および位相差検出器２０へ出力する。
【００４４】
直交復調器２２に入力される搬送波は、帰還信号Ｉｒ，Ｑｒが最適な位相となるよう可変位相器１９で位相差φが補正される。この位相量の検出制御は位相差検出器２０より行われる。位相差φは直交変調器２１から直交復調器２２までの可変減衰器２６、フィルタ１１、電力増幅器１２、方向性結合器１４、可変減衰器２７等による遅延時間により決まる値で、入力した上記直交成分信号（Ｑ）および同相成分信号（Ｉ）と、上記帰還直交成分信号（Ｑｒ）および帰還同相成分信号（Ｉｒ）より求める。この帰還ループによりフィードバックが構成され、電力増幅器１２等により発生する非線形歪を補償することができる。
【００４５】
送信出力レベルの制御は可変減衰器２７の減衰量を可変することにより行う。電力増幅器１２の出力に接続された検波器２３の検波電圧Ｖ１をＣＰＵ２４が読み込み、規定の送信出力レベルが出力されている時の検波電圧Ｖ１になるように可変減衰器２７の減衰量をＣＰＵ２４が制御することにより、規定の送信出力レベルを得ることができる。
【００４６】
この時の可変減衰器２７の減衰量をＧ１とする。また、この時、直交復調器２２の入力に接続された検波器２９の検波電圧Ｖ２と、直交変調器２１の出力に接続された検波器２８の検波電圧Ｖ３をＣＰＵ２４が読み込み、規定の送信出力レベルが出力されている場合の各検波器の検波電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を基準の電圧とする。
【００４７】
次に、図２を用いて、カーテシアン型負帰還増幅器のフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する方法について説明をする。電力増幅器１２の出力に電力計３１を接続し、可変減衰器２７の減衰量をＧ１として送信動作させる。この時、規定の送信出力レベルが出力され、検波器２３の検波電圧はＶ１、検波器２９の検波電圧はＶ２となる。そして、検波器２８の検波電圧が所定値Ｖ３となるようにＣＰＵ２４が可変減衰器２６の減衰量を可変させフォワード側ＲＦ部回路のゲインを調整する。
【００４８】
調整後、運用中に温度変化によりフィルタ１１、電力増幅器１２のゲインが変化した場合には、検波器２８の検波電圧がＶ３となるようにＣＰＵ２４が可変減衰器２６の減衰量を可変させフォワード側ＲＦ部回路のゲインを随時調整する。
【００４９】
また、検波器２３の検波電圧がＶ１で規定の送信出力レベルが送信されている場合は、バックワード側回路のトータルゲインは規定値となっているが、その時、検波器２９の検波電圧がＶ２でない場合は、バックワード側回路のＲＦ部回路及びベースバンド部回路のゲインが規定値とは異なっており、その結果、バックワード側部品の入出力特性（歪特性、雑音特性）が所定の設計値に対して変化するため、隣接チャンネル漏洩電力等の送信性能の劣化が生じる。
【００５０】
そこで、電力増幅器１２の出力に接続した検波器２３の検波電圧値と、直交復調器２２の入力に接続した検波器２９の検波電圧値をＣＰＵ２４が読み込み監視することによりバックワード側回路の異常を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態による電力増幅器の非線形補償回路を使用した無線機の送信部を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による電力増幅器の非線形補償回路のフォワード側ＲＦ部回路のゲインの調整方法及びバックワード側回路の異常の検出方法を示す回路ブロック図である。
【図３】従来の電力増幅器の非線形補償回路を使用した無線機の送信部を示す回路ブロック図である。
【図４】従来の電力増幅器の非線形補償回路のフォワード側ＲＦ部回路のゲインの調整方法を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，２…信号入力端子、３，４…加算器、５，６…増幅器、７，８…変調器、９，１７…９０°移相器、１０…加算器、１１…フィルタ、１２…電力増幅器、１３…アンテナ、１４…方向性結合器、１５，１６…復調器、１８…搬送波発振器、１９…可変位相器、２０…位相差検出器、２１…直交変調器、２２…直交復調器、２３，２８，２９…検波器、２４…ＣＰＵ、２５…スイッチ付きコネクタ、２６，２７…可変減衰器、３０…信号発生器、３１…電力計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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