(57)【要約】【課題】電力効率の改善効果を大幅に向上させることができるフィードフォワード増幅器を提供する。【解決手段】歪除去制御回路４１は、出力端子１６での低歪出力信号中の歪成分電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御電圧を生成する。出力電力制御回路４２は、ダミーロード１４での消費電力をほぼ最小レベルへ収束させるための出力電力制御電圧を生成する。歪除去制御電圧により振幅調整回路２の利得及び位相調整回路４の移相量を制御し、出力電力制御電圧に対して歪除去制御電圧を重み付け加算した制御電圧により振幅調整回路８の利得及び位相調整回路９の移相量を制御する。【選択図】図１
2006033485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、
前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、
前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、
前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、
前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の少なくとも一方により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項４】
請求項１に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項５】
請求項４に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項６】
請求項１に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項７】
請求項６に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項８】
請求項１に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項９】
請求項８に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御され、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１０】
入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、
前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、
前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、
前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、
前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号のいずれか一方により制御され、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１２】
請求項１１に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１３】
請求項１０に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１４】
請求項１３に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１５】
入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、
前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、
前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、
前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力がほぼ最小レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか一方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する歪除去制御手段と、
前記低歪出力信号の電力がほぼ最大レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか他方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する出力電力制御手段と、を有し、
前記歪除去制御手段による制御と前記出力電力制御手段による制御のいずれか一方が他方より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度と異なることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１６】
請求項１５に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記出力電力制御手段による制御が前記歪除去制御手段による制御より先に収束するように、前記出力電力制御手段による制御の収束速度が前記歪除去制御手段による制御の収束速度より速いことを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項１７】
請求項１５に記載のフィードフォワード増幅器であって、
前記歪除去制御手段による制御が前記出力電力制御手段による制御より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度より速いことを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主増幅器にて発生した歪成分を低減するためのフィードフォワード増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフィードフォワード増幅器は、主増幅器にて発生した歪成分を検出するための歪抽出ループと、この歪成分を除去するための歪除去ループと、を備えている。歪抽出ループにおいては、主増幅器への入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを方向性結合器にて結合し、その際に振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで歪成分を検出する。歪除去ループにおいては、歪成分と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器にて結合し、その際に振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで歪成分が低減された低歪出力信号を生成する。このようにして入力信号を増幅するとともに、その際に発生する歪成分の低減を図っている。
【０００３】
しかし、この従来のフィードフォワード増幅器においては、歪成分を除去するために、歪成分と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器にて結合する際に、主増幅器にて増幅された入力信号の一部の電力が方向性結合器のダミーロードにて消費されてしまう。したがって、この従来のフィードフォワード増幅器においては、電力効率が悪化してしまうという問題点がある。
【０００４】
そこで、電力効率の改善を図ったフィードフォワード増幅器の従来例が特開２０００−３１２１１７号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１において、歪抽出ループは、主増幅器への入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを結合させることで抽出歪信号を生成する。その際に、主増幅器にて発生した歪成分に加え主増幅器への入力信号の一部（主としてキャリア分）も抽出歪信号中に入り込むよう、歪抽出ループの制御状態を若干崩してオフセットさせている。より具体的には、歪除去ループにおいて、抽出歪信号と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器により結合する際に、ダミーロードでの消費電力が小さくなるように、歪抽出ループの制御状態を若干オフセットさせている。この歪抽出ループの制御状態を若干崩す動作によって、歪除去ループにおいて、抽出歪信号と主増幅器から出力される信号とを方向性結合器により結合して低歪出力信号を生成する際に、抽出歪信号中のキャリア分を主増幅器から出力される信号と結合させることができる。これによって、低歪出力信号の電力を増大させ、電力効率の改善を図っている。
【０００５】
その他にも、特許文献２の並列電力分配合成増幅器、及び特許文献３のフィードフォワード増幅器が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１２１１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１３３８６４号公報
【特許文献３】特開２００４−１５５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１において、電力効率をさらに改善するためには、歪抽出ループの制御状態をさらに崩して、抽出歪信号中に入り込む入力信号のレベルをさらに増大させる必要がある。しかし、特許文献１において、ダミーロードでの消費電力がさらに小さくなるように、抽出歪信号中に入り込む入力信号のレベルをさらに増大させようとすると、抽出歪信号を補助増幅器にて増幅する際に歪成分が発生する。この補助増幅器にて発生する歪成分によって、補助増幅器の出力側における歪成分レベルが抽出歪信号中に入力信号が入り込まない場合と比較して変化するため、歪除去ループの最適な制御状態に影響を与えることになる。一方、歪除去ループの制御状態を最適に補償すると、ダミーロードでの消費電力に影響を与えることになる。
【０００８】
このように、特許文献１においては、歪抽出ループの制御と歪除去ループの制御とが互いに干渉してしまうことになるため、歪抽出ループの制御状態を崩すことができる範囲が歪除去ループの制御に実質的に影響を与えない狭い範囲に限られることになる。したがって、電力効率を大幅に改善させることが困難であるという問題点がある。また、特許文献３においては、２つのループを独立させて制御することができないという問題点がある。
【０００９】
本発明は、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができるフィードフォワード増幅器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】
【００１０】
本発明に係るフィードフォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の少なくとも一方により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを要旨とする。
【００１１】
この本発明においては、歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号の少なくとも一方により制御し、歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号の両方により制御する。これによって、フィードフォワード信号中に含ませる入力信号の電力を増大させても、低歪出力信号中に含まれる歪成分の電力を低減させるための歪除去制御と低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御とが互いに干渉することなく、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、この本発明によれば、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
【００１２】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われるため、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
【００１３】
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で出力電力制御を行うことができる。
【００１４】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われるため、歪除去効果をより安定して得ることができる。
【００１５】
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で歪除去制御を行うことができる。
【００１６】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させるのに要する時間を短縮することができる。
【００１７】
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響及び歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で、歪除去制御及び出力電力制御を行うことができる。
【００１８】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させるのに要する時間を短縮することができる。
【００１９】
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御され、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響及び歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で、歪除去制御及び出力電力制御を行うことができる。
【００２０】
また、本発明に係るフィードフォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力を低減させるための歪除去制御信号を生成する歪除去制御手段と、前記低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御信号を生成する出力電力制御手段と、を有し、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号のいずれか一方により制御され、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号と前記出力電力制御信号の両方により制御されることを要旨とする。
【００２１】
この本発明においては、歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号のいずれか一方により制御し、歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を歪除去制御信号と出力電力制御信号の両方により制御する。これによって、フィードフォワード信号中に含ませる入力信号の電力を増大させても、低歪出力信号中に含まれる歪成分の電力を低減させるための歪除去制御と低歪出力信号の電力を増大させるための出力電力制御とが互いに干渉することなく、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、この本発明によれば、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
【００２２】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号により制御され、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号を前記歪除去制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われるため、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
【００２３】
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号に対して前記歪除去制御信号を重み付け加算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で出力電力制御を行うことができる。
【００２４】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記出力電力制御信号により制御され、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号を前記出力電力制御信号で補償した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われるため、歪除去効果をより安定して得ることができる。
【００２５】
この態様の本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係は、前記歪除去制御信号に対して前記出力電力制御信号を重み付け減算した制御信号により制御されるものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御が歪除去制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で歪除去制御を行うことができる。
【００２６】
また、本発明に係るフィードフォワード増幅器は、入力信号を増幅する主増幅器を含み、主増幅器へ入力される入力信号の一部と主増幅器から出力される信号の一部とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、主増幅器にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループと、前記フィードフォワード信号を増幅する補助増幅器を含み、補助増幅器から出力されるフィードフォワード信号と主増幅器から出力される信号とを振幅及び位相の相互関係を調整して結合することで、前記歪成分が低減された低歪出力信号を生成する歪除去ループと、を有し、前記入力信号が前記フィードフォワード信号中に含まれるように、前記歪抽出ループにて結合される信号の振幅及び位相の相互関係が調整されるフィードフォワード増幅器であって、前記低歪出力信号中に含まれる前記歪成分の電力がほぼ最小レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか一方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する歪除去制御手段と、前記低歪出力信号の電力がほぼ最大レベルへ収束するように、前記歪抽出ループと前記歪除去ループのいずれか他方にて結合される信号の振幅及び位相の相互関係を制御する出力電力制御手段と、を有し、前記歪除去制御手段による制御と前記出力電力制御手段による制御のいずれか一方が他方より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度と異なることを要旨とする。
【００２７】
この本発明においては、低歪出力信号中に含まれる歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御と、低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御と、のいずれか一方が他方より先に収束するように、歪除去制御の収束速度が出力電力制御の収束速度と異なる。これによって、フィードフォワード信号中に含ませる入力信号の電力を増大させても、歪除去制御と出力電力制御とが互いに干渉することなく、歪除去制御と出力電力制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、この本発明によれば、電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
【００２８】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記出力電力制御手段による制御が前記歪除去制御手段による制御より先に収束するように、前記出力電力制御手段による制御の収束速度が前記歪除去制御手段による制御の収束速度より速いものとすることもできる。こうすれば、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われるため、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
【００２９】
この本発明に係るフィードフォワード増幅器において、前記歪除去制御手段による制御が前記出力電力制御手段による制御より先に収束するように、前記歪除去制御手段による制御の収束速度が前記出力電力制御手段による制御の収束速度より速いものとすることもできる。こうすれば、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われるため、歪除去効果をより安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００３１】
「実施形態１」
図１は、本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。本実施形態に係るフィードフォワード増幅器は、主増幅器５にて発生した歪成分を含むフィードフォワード信号を生成する歪抽出ループ２１と、この歪成分が除去または抑圧された低歪出力信号を生成する歪除去ループ２２と、を備えている。そして、歪抽出ループ２１は、分配回路３、振幅調整回路２、位相調整回路４、主増幅器５、遅延回路６、及び方向性結合器７を備えている。一方、歪除去ループ２２は、振幅調整回路８、位相調整回路９、補助増幅器１０、方向性結合器１１、及び遅延回路１２を備えている。
【００３２】
分配回路３は、入力端子１からの広帯域信号である入力信号を位相調整回路４及び遅延回路６に分配する。位相調整回路４は、分配された入力信号の位相を調整して振幅調整回路２へ出力する。振幅調整回路２は、位相調整回路４からの信号の振幅を調整して主増幅器５へ出力する。主増幅器５は、振幅調整回路２からの信号を増幅して方向性結合器７へ出力する。遅延回路６は、分配された入力信号を遅延させ、方向性結合器７へ出力する。方向性結合器７は、主増幅器５から出力された信号を遅延回路１２を介し方向性結合器１１に供給する一方で、主増幅器５から出力された信号の一部を分岐して遅延回路６からの信号と結合させ、その結果得られたフィードフォワード信号を位相調整回路９に供給する。
【００３３】
位相調整回路９は、方向性結合器７からのフィードフォワード信号の位相を調整して振幅調整回路８へ出力する。振幅調整回路８は、位相調整回路９からの信号の振幅を調整して補助増幅器１０へ出力する。補助増幅器１０は、振幅調整回路８からの信号を増幅して方向性結合器１１へ出力する。方向性結合器１１は、遅延回路１２により遅延された信号と補助増幅器１０にて増幅された信号を結合し、その結果得られた低歪出力信号を出力端子１６を介し図示しない後段の回路へ出力する。なお、方向性結合器１１における信号入出力に使用されていない端子は、ダミーロード１４によって終端されている。
【００３４】
ここで、分配回路３により分配され、方向性結合器７にて結合の対象となる２種類の信号のうち、主増幅器５を通り方向性結合器７に供給される信号には、入力信号成分（以下主信号成分とする）の他に主増幅器５にて発生する歪成分が含まれている。一方、遅延回路６を通り方向性結合器７に供給される信号については、主信号成分のみで歪成分は含まれていない。これら２種類の信号が方向性結合器７内の信号結合点にて結合されることで、歪成分を含むフィードフォワード信号が生成されるが、その際に、振幅調整回路２及び位相調整回路４によりこれら２種類の信号の振幅及び位相の相互関係を調整した上で、これら２種類の信号を結合することができる。
【００３５】
そして、本実施形態においては、歪成分だけでなく主信号成分もフィードフォワード信号中に含まれるように、方向性結合器７にて結合の対象となる２種類の信号における振幅及び位相の相互関係が振幅調整回路２及び位相調整回路４により調整される。
【００３６】
一方、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号のうち、遅延回路１２を通り方向性結合器１１に供給される信号には、主信号成分の他に主増幅器５にて発生した歪成分が含まれている。そして、補助増幅器１０を通り方向性結合器１１に供給されるフィードフォワード信号についても、主信号成分及び歪成分が含まれている。ただし、補助増幅器１０へ入力されるフィードフォワード信号は主信号成分を含むため、フィードフォワード信号が補助増幅器１０にて増幅される際に歪成分が発生する。したがって、補助増幅器１０にて増幅されたフィードフォワード信号については、その歪成分レベルがフィードフォワード信号中に主信号成分が含まれていない場合と比較して変化する。
【００３７】
方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号に含まれる歪成分同士を、方向性結合器１１内の信号結合点にて同振幅かつ逆位相の状態で結合することにより、方向性結合器１１から出力端子１６を介し出力される低歪出力信号から歪成分を除去することができる。さらに、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号に含まれる主信号成分同士を、方向性結合器１１内の信号結合点にて同振幅かつ同位相の状態で結合することにより、主信号成分の電力がダミーロード１４で消費されることなく、方向性結合器１１から出力端子１６を介し出力される低歪出力信号の電力を最大にすることができる。
【００３８】
したがって、本実施形態においては、以上のような関係が成立するように、方向性結合器７にて結合の対象となる２種類の信号における振幅及び位相の相互関係が振幅調整回路２及び位相調整回路４により調整されるとともに、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号における振幅及び位相の相互関係が振幅調整回路８及び位相調整回路９により調整される。
【００３９】
なお、本実施形態においては、振幅調整回路２，８に関して、入力される制御電圧と振幅調整量（利得）との間の特性がほぼ一致するように設定されており、位相調整回路４，９に関して、入力される制御電圧と位相調整量（移相量）との間の特性がほぼ一致するように設定されている。そして、主増幅器５及び補助増幅器１０に関して、歪特性としての歪率（増幅器出力における（歪成分電力／実信号電力））がほぼ一致するように設定されている。ここで、主増幅器５と補助増幅器１０とで歪特性を一致させる方法については、特許文献３を参照されたい。
【００４０】
次に、振幅調整回路２，８における振幅調整量（利得）、及び位相調整回路４，９における位相調整量（移相量）を制御するための制御回路４０の構成について説明する。制御回路４０は、出力端子１６における低歪出力信号中の歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御電圧を生成する歪除去制御回路４１と、出力端子１６における低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御電圧を生成する出力電力制御回路４２と、を備えている。そして、歪除去制御回路４１は、同期検波回路４８及び比較誤差増幅器５０，５１を備えており、出力電力制御回路４２は、同期検波回路４９及び比較誤差増幅器５２，５３を備えている。
【００４１】
出力端子１６での低歪出力信号中の歪成分レベルを検出するために、方向性結合器１１と出力端子１６との間に設けられたカプラ１３により低歪出力信号が分岐されて取り出される。カプラ１３にて分岐された信号経路には、分配器４４が設けられており、カプラ１３により取り出された低歪出力信号がこの分配器４４により分配される。分配器４４にて分岐された信号経路の一方には、歪成分に対応する周波数成分のみを通過させるためのバンドパスフィルタ４５が設けられている。分配器４４により分配された低歪出力信号の一方がこのバンドパスフィルタ４５により濾波されることで、低歪出力信号中から歪成分が抽出される。バンドパスフィルタ４５により濾波された信号（主に歪成分）は、低歪出力信号中の歪成分レベルを検出するための誤差信号として、同期検波回路４８に入力される。
【００４２】
一方、ダミーロード１４における消費電力を検出するために、カプラ１５が設けられている。カプラ１５にて分岐された信号経路には、分配器４６が設けられており、カプラ１５により取り出された信号がこの分配器４６により分配される。ここで、出力端子１６における低歪出力信号の電力がほぼ最大レベルに収束していないときは、カプラ１５により取り出された信号は主信号成分を含んでいる。分配器４６により分配された信号の一方は、この主信号成分レベルを検出するための誤差信号として、同期検波回路４９に入力される。
【００４３】
また、分配器４６にて分岐された信号経路の他方には、歪成分に対応する周波数成分のみを通過させるためのバンドパスフィルタ４７が設けられている。ここで、カプラ１５により取り出された信号は歪成分も含んでいるため、分配器４６により分配された信号の他方がこのバンドパスフィルタ４７により濾波されることで、歪成分が抽出される。バンドパスフィルタ４７により濾波された信号（主に歪成分）は、低歪出力信号中の歪成分レベルを検出するための参照信号として、同期検波回路４８に入力される。ただし、歪成分を主として含む信号であるならば、同期検波回路４８における参照信号として用いることができる。
【００４４】
また、カプラ１３により取り出された低歪出力信号は、主として主信号成分であるため、分配器４４により分配された信号の他方は、ダミーロード１４における主信号成分レベルを検出するための参照信号として、同期検波回路４９に入力される。ただし、主信号成分を主として含む信号であるならば、同期検波回路４９における参照信号として用いることができる。
【００４５】
同期検波回路４８は、バンドパスフィルタ４７により濾波された信号（主に歪成分）を参照信号として用いて、バンドパスフィルタ４５により濾波された信号（主に歪成分）を同相及び直交位相で同期検波する。同相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器５０に入力される。一方、直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器５１に入力される。
【００４６】
一方、同期検波回路４９は、分配器４４により分配された信号の他方を参照信号として用いて、分配器４６により分配された信号の一方を同相及び直交位相で同期検波する。同相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器５２に入力される。一方、直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、比較誤差増幅器５３に入力される。
【００４７】
ここで、同期検波回路４８にて同相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号に含まれる歪成分同士の信号結合点における振幅誤差（同振幅で誤差なし）とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器５０は、この直流電圧を０または０に近い微少な値に一致させるための振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａを出力する。
【００４８】
そして、同期検波回路４８にて直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号に含まれる歪成分同士の信号結合点における位相誤差（逆位相で誤差なし）とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器５１は、この直流電圧を０または０に近い微少な値に一致させるための位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐを出力する。
【００４９】
一方、同期検波回路４９にて同相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号に含まれる主信号成分同士の信号結合点における振幅誤差（同振幅で誤差なし）とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器５２は、この直流電圧を０または０に近い微少な値に一致させるための振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａを出力する。
【００５０】
そして、同期検波回路４９にて直交位相で同期検波することで発生した直流電圧は、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号に含まれる主信号成分同士の信号結合点における位相誤差（同位相で誤差なし）とみなすことができる。そこで、比較誤差増幅器５３は、この直流電圧を０または０に近い微少な値に一致させるための位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐを出力する。
【００５１】
振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａにより振幅調整回路２における利得が制御され、位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐにより位相調整回路４における移相量が制御される。これによって、方向性結合器７にて結合の対象となる２種類の信号における振幅及び位相の相互関係が制御される。
【００５２】
合成器５４は、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａに対して振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａを所定の重み付けで加算した振幅調整用の制御電圧Ｖ２Ａ＋ｋ１Ａ×Ｖ１Ａを出力する。また、合成器５５は、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐに対して位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐを所定の重み付けで加算した位相調整用の制御電圧Ｖ２Ｐ＋ｋ１Ｐ×Ｖ１Ｐを出力する。ここで、ｋ１Ａ，ｋ１Ｐは正の係数である。そして、振幅調整用の制御電圧Ｖ２Ａ＋ｋ１Ａ×Ｖ１Ａにより振幅調整回路８における利得が制御され、位相調整用の制御電圧Ｖ２Ｐ＋ｋ１Ｐ×Ｖ１Ｐにより位相調整回路９における移相量が制御される。これによって、方向性結合器１１にて結合の対象となる２種類の信号における振幅及び位相の相互関係が制御される。
【００５３】
ここで、振幅調整回路８における利得及び位相調整回路９における移相量が、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってそれぞれ制御される場合を考える。その場合は、ダミーロード１４における消費電力をほぼ最小レベルへ収束させるための制御が行われることで、出力端子１６での低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御が行われる。ただし、この出力電力制御は、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相も変化させることになる。
【００５４】
この出力電力制御が行われると同時に、振幅調整回路２における利得及び位相調整回路４における移相量が、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによってそれぞれ制御される。ここで、補助増幅器１０の入力におけるフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相が変化すると、補助増幅器１０にて発生する歪成分の振幅及び位相が変化するため、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相も変化する。したがって、この制御が行われることで、出力端子１６での低歪出力信号中における歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御が行われる。ただし、この歪除去制御は、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相も変化させることになる。したがって、この歪除去制御と前述の出力電力制御とが互いに干渉してしまうことになる。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、振幅調整回路８における利得を、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａだけで制御するのではなく、この制御電圧Ｖ２Ａを振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａで補償した制御電圧によって制御する。より具体的には、振幅調整回路８における利得を、この制御電圧Ｖ２Ａに対して振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ａ＋ｋ１Ａ×Ｖ１Ａによって制御する。同様に、位相調整回路９における移相量を、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐだけで制御するのではなく、この制御電圧Ｖ２Ｐを位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐで補償した制御電圧によって制御する。より具体的には、位相調整回路９における移相量を、この制御電圧Ｖ２Ｐに対して位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ｐ＋ｋ１Ｐ×Ｖ１Ｐによって制御する。
【００５６】
このように、本実施形態においては、歪除去制御に用いられる振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐが出力電力制御にも考慮されることで、歪除去制御の収束動作により出力電力制御の収束動作が受ける影響分を、この制御電圧Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｐによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、歪除去制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、出力電力制御の収束動作が振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐにより行われる。これによって、歪除去制御の収束動作が行われても出力電力制御の収束動作を安定化させることができ、出力電力制御の収束動作がほぼ最適（出力端子１６での低歪出力信号の電力がほぼ最大）に収束している状態を維持させながら歪除去制御の収束動作を行うことができる。したがって、本実施形態においては、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。
【００５７】
例えば、歪除去制御の収束動作の際に、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａによって振幅調整回路２における利得が減少した場合を考える。その場合は、歪除去制御の収束動作によって、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを増大させる方向に、出力電力制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、本実施形態においては、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａが振幅調整回路８にも出力されているので、この制御電圧Ｖ１Ａによって振幅調整回路８における利得を減少させる方向に補償することができ、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを減少させる方向に補償することができる。そして、振幅調整回路２における利得の減少による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、出力電力制御の収束動作が行われる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態においては、出力端子１６での低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御と、出力端子１６での低歪出力信号中における歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御とが互いに干渉するのを抑止することができる。これによって、ダミーロード１４での消費電力が低減するようにフィードフォワード信号中に含ませる主信号成分のレベルを増大させても、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。したがって、本実施形態によれば、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。
【００５９】
そして、本実施形態においては、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響をフィードフォワード的に補償した状態で出力電力制御が行われることにより、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われる。したがって、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態においては、温度変化や経時変化等の外乱に対して、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適な状態に適応させることができ、歪除去性能及び電力効率の両方を良好な状態に保つことができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、出力電力制御及び歪除去制御の両方をパイロット信号を用いることなく行うことができるので、制御回路４０の構成を簡略化することができる。
【００６２】
次に、本実施形態の他の例について説明する。
【００６３】
本実施形態においては、図２に示すように、振幅調整回路２における利得を、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａに対して振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ａ＋ｋ２Ａ×Ｖ１Ａによって制御し、位相調整回路４における移相量を、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐに対して位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ｐ＋ｋ２Ｐ×Ｖ１Ｐによって制御してもよい。図２に示す構成においては、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａが合成器６０にて振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａと重み付け合成され、位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐが合成器６１にて位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐと重み付け合成される。また、振幅調整回路８における利得及び位相調整回路９における移相量は、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによってそれぞれ制御される。なお、ｋ２Ａ，ｋ２Ｐは正の係数である。
【００６４】
図２に示す構成において、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによる歪除去制御は、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相も変化させることになる。したがって、歪除去制御の収束動作が出力電力制御の収束動作に影響を与えることになる。
【００６５】
ただし、図２に示す構成においては、歪除去制御の収束動作により出力電力制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、歪除去制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、出力電力制御の収束動作が振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐにより行われる。
【００６６】
例えば、歪除去制御の収束動作の際に、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａによって振幅調整回路８における利得が増大した場合を考える。その場合は、歪除去制御の収束動作によって、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを増大させる方向に、出力電力制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、図２に示す構成においては、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａが振幅調整回路２にも出力されているので、この制御電圧Ｖ１Ａによって振幅調整回路２における利得を増大させる方向に補償することができ、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の主信号成分レベルを減少させる方向に補償することができる。
【００６７】
したがって、図２に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われることで、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。
【００６８】
また、本実施形態においては、図３に示すように、振幅調整回路８における利得を、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａに対して振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ａ−ｋ３Ａ×Ｖ２Ａによって制御し、位相調整回路９における移相量を、位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐに対して位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ｐ−ｋ３Ｐ×Ｖ２Ｐによって制御してもよい。図３に示す構成においては、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａがインバータ回路５６により符号反転されてから、合成器６２にて振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａと重み付け合成される。同様に、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐがインバータ回路５７にて符号反転されてから、合成器６３にて位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐと重み付け合成される。また、振幅調整回路２における利得及び位相調整回路４における移相量は、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってそれぞれ制御される。なお、ｋ３Ａ，ｋ３Ｐは正の係数である。
【００６９】
図３に示す構成において、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによる出力電力制御は、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を変化させることになり、歪除去制御の収束動作に影響を与えることになる。
【００７０】
ただし、図３に示す構成においては、出力電力制御の収束動作により歪除去制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、出力電力制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、歪除去制御の収束動作が振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐにより行われる。
【００７１】
例えば、出力電力制御の収束動作の際に、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａによって振幅調整回路２における利得が減少した場合を考える。その場合は、出力電力制御の収束動作によって、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを減少させる方向に、歪除去制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、本実施形態においては、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａがインバータ回路５６にて符号反転されてから振幅調整回路８に出力されているので、この制御電圧Ｖ２Ａによって振幅調整回路８における利得を増大させる方向に補償することができ、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを増大させる方向に補償することができる。
【００７２】
したがって、図３に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、図３に示す構成においては、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われることで、歪除去効果をより安定して得ることができる。
【００７３】
さらに、本実施形態においては、図４に示すように、振幅調整回路２における利得を、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａに対して振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ａ−ｋ４Ａ×Ｖ２Ａによって制御し、位相調整回路４における移相量を、位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐに対して位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ｐ−ｋ４Ｐ×Ｖ２Ｐによって制御してもよい。図４に示す構成においては、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａがインバータ回路５８により符号反転されてから、合成器６４にて振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａと重み付け合成される。同様に、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐがインバータ回路５９にて符号反転されてから、合成器６５にて位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐと重み付け合成される。また、振幅調整回路８における利得及び位相調整回路９における移相量は、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってそれぞれ制御される。なお、ｋ４Ａ，ｋ４Ｐは正の係数である。
【００７４】
図４に示す構成においても、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによる出力電力制御は、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相も変化させることになり、歪除去制御の収束動作に影響を与えることになる。
【００７５】
ただし、図４に示す構成においても、出力電力制御の収束動作により歪除去制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってフィードフォワード的に補償することができる。そして、出力電力制御の収束動作による影響分がフィードフォワード的に補償された状態で、歪除去制御の収束動作が振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐにより行われる。
【００７６】
例えば、出力電力制御の収束動作の際に、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａによって振幅調整回路８における利得が増大した場合を考える。その場合は、出力電力制御の収束動作によって、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを増大させる方向に、歪除去制御の収束動作に対して影響を与えることになる。ただし、本実施形態においては、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａがインバータ回路５６にて符号反転されてから振幅調整回路２に出力されているので、この制御電圧Ｖ２Ａによって振幅調整回路２における利得を減少させる方向に補償することができ、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中の歪成分レベルを減少させる方向に補償することができる。
【００７７】
したがって、図４に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、図４に示す構成においては、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われることで、歪除去効果をより安定して得ることができる。
【００７８】
さらに、本実施形態においては、図５，６に示すように、以上に説明した制御回路４０の例を組み合わせることもできる。
【００７９】
図５に示す構成においては、図１に示す構成と比較して、図４のインバータ回路５８，５９及び合成器６４，６５が追加されている。すなわち、振幅調整回路８における利得が、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａに対して振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ａ＋ｋ１Ａ×Ｖ１Ａによって制御され、位相調整回路９における移相量が、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐに対して位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ｐ＋ｋ１Ｐ×Ｖ１Ｐによって制御される。そして、振幅調整回路２における利得が、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａに対して振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ａ−ｋ４Ａ×Ｖ２Ａによって制御され、位相調整回路４における移相量が、位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐに対して位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ｐ−ｋ４Ｐ×Ｖ２Ｐによって制御される。
【００８０】
また、図６に示す構成においては、図２に示す構成と比較して、図３のインバータ回路５６，５７及び合成器６２，６３が追加されている。すなわち、振幅調整回路２における利得が、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａに対して振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ａ＋ｋ２Ａ×Ｖ１Ａによって制御され、位相調整回路４における移相量が、位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐに対して位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐを重み付け加算した制御電圧Ｖ２Ｐ＋ｋ２Ｐ×Ｖ１Ｐによって制御される。そして、振幅調整回路８における利得が、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａに対して振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ａ−ｋ３Ａ×Ｖ２Ａによって制御され、位相調整回路９における移相量が、位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐに対して位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐを重み付け減算した制御電圧Ｖ１Ｐ−ｋ３Ｐ×Ｖ２Ｐによって制御される。
【００８１】
図５，６に示す構成においては、歪除去制御の収束動作により出力電力制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによってフィードフォワード的に補償することができる。それと同時に、出力電力制御の収束動作により歪除去制御の収束動作が受ける影響分を、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってフィードフォワード的に補償することができる。
【００８２】
したがって、図５，６に示す構成においても、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。さらに、図５，６に示す構成においては、歪除去制御が出力電力制御へ与える影響分の補償及び出力電力制御が歪除去制御へ与える影響分の補償を同時に行うことができるので、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させるのに要する時間を短縮することができる。
【００８３】
「実施形態２」
図７は、本発明の実施形態２に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。本実施形態における歪抽出ループ２１及び歪除去ループ２２の構成は、実施形態１と同様である。また、制御回路４０の構成は、実施形態１における図１の構成と比較して、合成器５４，５５が省略されている。
【００８４】
本実施形態においては、振幅調整回路２における利得及び位相調整回路４における移相量が、比較誤差増幅器５０からの振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び比較誤差増幅器５１からの位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによってそれぞれ制御される。これによって、出力端子１６での低歪出力信号中における歪成分の電力をほぼ最小レベルへ収束させるための歪除去制御が行われる。そして、振幅調整回路８における利得及び位相調整回路９における移相量が、比較誤差増幅器５２からの振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び比較誤差増幅器５３からの位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってそれぞれ制御される。これによって、出力端子１６での低歪出力信号の電力をほぼ最大レベルへ収束させるための出力電力制御が行われる。
【００８５】
さらに、本実施形態においては、出力電力制御回路４２による出力電力制御が歪除去制御回路４１による歪除去制御より先に収束するように、出力電力制御回路４２による出力電力制御の収束速度が歪除去制御回路４１による歪除去制御の収束速度より十分速い。ここで、比較誤差増幅器５２の利得を比較誤差増幅器５０の利得より大きく設定し、比較誤差増幅器５３の利得を比較誤差増幅器５１の利得より大きく設定することで、出力電力制御の収束速度を歪除去制御の収束速度より速くすることができる。
【００８６】
なお、比較誤差増幅器５０，５１，５２，５３については、例えば図８に示す積分器により実現することができる。この場合は、抵抗Ｒ１Ａ，Ｒ２Ａ，Ｒ１Ｐ，Ｒ２Ｐ及びコンデンサの容量Ｃ１Ａ，Ｃ２Ａ，Ｃ１Ｐ，Ｃ２Ｐに関する以下の（１）、（２）式を満たすことで、出力電力制御の収束速度を歪除去制御の収束速度より速くすることができる。
【００８７】
Ｒ１Ａ×Ｃ１Ａ＞Ｒ２Ａ×Ｃ２Ａ      （１）
Ｒ１Ｐ×Ｃ１Ｐ＞Ｒ２Ｐ×Ｃ２Ｐ      （２）
【００８８】
なお、他の構成については、実施形態１における図１の構成と同様であるため説明を省略する。
【００８９】
実施形態１における図１の構成と同様に、歪除去制御の収束動作は、補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相を調整するだけでなく、このフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相も変化させることになる。ただし、本実施形態においては、出力電力制御の収束速度が歪除去制御の収束速度より十分速いことにより、歪除去制御の収束動作によってこのフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相が変動しても、出力電力制御の収束動作によってこの変動分を早期に補償することができる。これによって、出力電力制御の収束動作が歪除去制御の収束動作より優先して行われ、出力電力制御の収束動作がほぼ最適（出力端子１６での低歪出力信号の電力がほぼ最大）に収束している状態を維持させながら歪除去制御の収束動作を行うことができる。
【００９０】
したがって、本実施形態においても実施形態１と同様に、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができるので、歪除去性能を確保しながら電力効率の改善効果を大幅に向上させることができる。そして、出力電力制御の方が歪除去制御より優先して行われることで、電力効率の改善効果をより安定して得ることができる。さらに、温度変化や経時変化等の外乱に対して、出力電力制御及び歪除去制御の両方をパイロット信号を用いることなくほぼ最適な状態に適応させることができる。
【００９１】
次に、本実施形態の他の例について説明する。
【００９２】
本実施形態においては、図９に示すように、振幅調整回路２における利得及び位相調整回路４における移相量を、振幅調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ａ及び位相調整用の出力電力制御電圧Ｖ２Ｐによってそれぞれ制御し、振幅調整回路８における利得及び位相調整回路９における移相量を、振幅調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ａ及び位相調整用の歪除去制御電圧Ｖ１Ｐによってそれぞれ制御してもよい。
【００９３】
図９に示す構成においても、出力電力制御の収束速度が歪除去制御の収束速度より十分速いことにより、歪除去制御の収束動作によって補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる主信号成分の振幅及び位相が変動しても、出力電力制御の収束動作によってこの変動分を早期に補償することができる。したがって、出力電力制御の収束動作がほぼ最適に収束している状態を維持させながら歪除去制御の収束動作を行うことができるので、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。
【００９４】
また、本実施形態においては、歪除去制御回路４１による歪除去制御が出力電力制御回路４２による出力電力制御より先に収束するように、歪除去制御回路４１による歪除去制御の収束速度を出力電力制御回路４２による出力電力制御の収束速度より十分速くしてもよい。ここで、比較誤差増幅器５０の利得を比較誤差増幅器５２の利得より大きく設定し、比較誤差増幅器５１の利得を比較誤差増幅器５３の利得より大きく設定することで、歪除去制御の収束速度を出力電力制御の収束速度より速くすることができる。
【００９５】
この場合は、出力電力制御の収束動作によって補助増幅器１０の出力におけるフィードフォワード信号中に含まれる歪成分の振幅及び位相が変動しても、歪除去制御の収束動作によってこの変動分を早期に補償することができる。したがって、歪除去制御の収束動作がほぼ最適（出力端子１６での低歪出力信号中の歪成分レベルがほぼ最小）に収束している状態を維持させながら出力電力制御の収束動作を行うことができるので、出力電力制御と歪除去制御とが互いに干渉することなく、出力電力制御及び歪除去制御の両方をほぼ最適に収束させることができる。そして、この場合は、歪除去制御の方が出力電力制御より優先して行われることで、歪除去効果をより安定して得ることができる。
【００９６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の他の構成の概略を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の他の構成の概略を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の他の構成の概略を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の他の構成の概略を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係るフィードフォワード増幅器の他の構成の概略を示す図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るフィードフォワード増幅器の構成の概略を示す図である。
【図８】比較誤差増幅器の構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態２に係るフィードフォワード増幅器の他の構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
２，８  振幅調整回路、４，９  位相調整回路、５  主増幅器、７，１１  方向性結合器、１０  補助増幅器、１３，１５  カプラ、１４  ダミーロード、２１  歪抽出ループ、２２  歪除去ループ、４０  制御回路、４１  歪除去制御回路、４２  出力電力制御回路、４４，４６  分配器、４８，４９  同期検波回路、５０，５１，５２，５３  比較誤差増幅器、５４，５５，６０，６１，６２，６３，６４，６５  合成器。
【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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