(57)【要約】【課題】ドレイン変調に用いられる電源電圧の遅延や歪みを軽減した増幅器及び信号処理装置を提供する。【解決手段】増幅器１０は、ドレイン変調を行う増幅器であって、互いに対向する第１主面及び第２主面を有するプリント基板４００と、第１主面上に配置された増幅回路１００と、ドレイン変調を行うための可変の電源電圧を増幅回路１００に供給する変調電源回路２００と、を備え、変調電源回路２００は、電源電圧を出力する出力部２５０を有し、増幅回路１００は、電源電圧が供給される入力部１５０を有し、出力部２５０は、プリント基板４００の第２主面側に位置し、プリント基板４００を貫通する導体を介して入力部１５０に接続される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレイン変調を行う増幅器であって、
互いに対向する第１主面及び第２主面を有する基板と、
前記第１主面上に配置された増幅回路と、
ドレイン変調を行うための可変の電源電圧を前記増幅回路に供給する電源回路と、
を備え、
前記電源回路は、前記電源電圧を出力する出力部を有し、
前記増幅回路は、前記電源電圧が供給される入力部を有し、
前記出力部は、前記基板の前記第２主面側に位置し、前記基板を貫通する導体を介して前記入力部に接続される、増幅器。
【請求項２】
前記基板の前記第２主面側に配置された、電磁遮断機能を有する構造体をさらに備え、
前記出力部は、前記基板と前記構造体とによって規定される密閉空間内に位置する、請求項１に記載の増幅器。
【請求項３】
前記出力部は、前記基板を挟んで、前記入力部に接続される導体の直下に位置する、請求項１又は２に記載の増幅器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の増幅器と、
前記増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記入力信号を補正する歪補償部と、
を備える、信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号の包絡線成分を用いて信号増幅を行う増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線基地局に用いられる送信機などの高出力信号を必要とする機器においては、信号増幅のために電力増幅器が用いられている。しかし、高出力の電力増幅器は消費電力が大きく、発熱やエネルギーロスなどの問題点があった。そこで、増幅器の効率を改善するためにＥＴ（Envelope Tracking）やＥＥＲ（Envelope Elimination and Restoration）などのドレイン変調を用いた増幅器が開発されている。
【０００３】
送信機が送信する信号の変調方式には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）などの、搬送波の振幅が時間経過により変化する変調方式が用いられる。このような時間変化により搬送波の振幅が変化する信号を送信する送信機において、送信信号の最大ピーク値まで信号を増幅できる電力を増幅器に常に供給し続けると、最大ピーク値の送信信号が必要でない場合には、エネルギーロスや発熱が発生してしまう。しかし、最大ピーク値の送信信号が必要な場合に不十分な電力の供給を行っていると、増幅器が飽和するなどし、適切に信号増幅を行えなくなる。そこで、ドレイン変調を用いる増幅器は、増幅器の電源電力を入力信号の瞬時ピーク値が描く包絡線成分の変化に合わせて増減させることで、無駄な電力消費を抑え、効率のよい信号増幅を行うことができる。
【０００４】
下記特許文献１には、入力信号が所定値より小さい場合は小信号用の増幅器により信号増幅を行い、入力信号が所定値より大きい場合はドレイン変調を行う増幅器により信号増幅を行う増幅器が開示されている。下記特許文献１に係る増幅器によれば、ダイナミックレンジが広く、大信号を増幅する場合は効率がよくて、小信号を増幅する場合にも信号劣化の少ない信号増幅を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３６５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ドレイン変調を用いる増幅器においては、入力信号の瞬時ピーク値が描く包絡線成分の時間変化に合わせて、電源電力を変化させる必要がある。しかし、電源からドレイン変調を用いる増幅器へ電力を供給する電力供給経路は分布定数によるインピーダンス成分を持ち、電力供給経路が不必要に長い場合、ドレイン変調に用いられる電源電圧の遅延や歪みの原因となる。ドレイン変調を用いる増幅器は、この電源電圧の遅延や歪みによって適切にドレイン変調を用いる増幅器に電圧が印加されず、増幅器の適切な動作を妨げるという問題点があった。
【０００７】
また、この問題の解決のために電力供給経路を短く設定しようとした場合にも、基板上にドレイン変調を用いる増幅器を実装する際、各素子の配置などの設計上の制約や、素子の取り付けなどの製造工程上の制約において、電力供給経路長を自由に設定することが困難な場合があった。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みて成されたものであり、ドレイン変調に用いられる電源電圧の遅延や歪みを軽減した増幅器及び信号処理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】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る増幅器は、ドレイン変調を行う増幅器であって、互いに対向する第１主面及び第２主面を有する基板と、前記第１主面上に配置された増幅回路と、ドレイン変調を行うための可変の電源電圧を前記増幅回路に供給する電源回路と、を備え、前記電源回路は、前記電源電圧を出力する出力部を有し、前記増幅回路は、前記電源電圧が供給される入力部を有し、前記出力部は、前記基板の前記第２主面側に位置し、前記基板を貫通する導体を介して前記入力部に接続されることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記基板を貫通する前記導体は、前記出力部及び前記入力部とは別の部材であってもよいし、又は、前記出力部の一部あるいは前記入力部の一部であってもよい。
【００１１】
第１の態様に係る増幅器によれば、基板の第１主面側に増幅回路が配置され、基板の第２主面側に電源回路が有する電源電圧を出力する出力部が配置される。そして、増幅回路が有する電源電圧が供給される入力部と当該出力部とが、基板を貫通する導体を介して接続されるので、電源回路から増幅回路までの電力供給経路長を、基板の第１主面に配置される他の素子の実装状況によらずに設定することができる。したがって、電力供給経路の余剰経路を短くできるため、電力供給経路に存在するインピーダンス成分の影響によるドレイン変調に用いられる可変電圧の歪みや遅延などの乱れを軽減し、ドレイン変調を用いた信号増幅を適切に行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る増幅器は、第１の態様に係る増幅器において特に、前記基板の前記第２主面側に配置された、電磁遮断機能を有する構造体をさらに備え、前記出力部は、前記基板と前記構造体とによって規定される密閉空間内に位置することを特徴としている。
【００１３】
第２の態様に係る増幅器によれば、基板と基板の第２主面側に配置された電磁遮断機能を有する構造体とによって規定された密閉空間内に、電源回路の出力部が位置することで、電源回路の出力部を電磁遮断することができる。したがって、電源回路の出力部から発生する漏れ信号が妨害波となって、周囲に位置する素子が誤作動するのを防ぐことが可能となる。
【００１４】
本発明の第３の態様に係る増幅器は、第１又は第２の態様に係る増幅器において特に、前記出力部は、前記基板を挟んで、前記入力部に接続される導体の直下に位置することを特徴とする。
【００１５】
第３の態様に係る増幅器によれば、基板の第２主面側に配置された電源回路の出力部が、基板を挟んで、基板の第１主面側に配置された増幅回路の入力部に接続される導体の直下に位置する。そのため、基板の第２主面上に電力供給経路を配線する必要がないため、電力供給経路長をさらに短くすることが可能となる。
【００１６】
本発明の第４の態様に係る信号処理装置は、第１から第３のいずれか一つの態様に係る増幅器と、前記増幅器への入力信号と前記増幅器からの出力信号とに基づいて、前記入力信号を補正する歪補償部と、を備えることを特徴としている。
【００１７】
第４の態様に係る信号処理装置によれば、第１から第３のいずれか一つの態様に係る増幅器への入力信号と当該増幅器からの出力信号とに基づいて、歪補償部が当該入力信号を補正するので、当該出力信号は歪補償され、信号歪みに関する入出力特性を改善することが可能となる。また、この歪補償に際しては、第１から第３のいずれか一つの態様に係る増幅器を用いるので、電力供給経路に存在するインピーダンス成分によってドレイン変調
に用いられる可変電圧が乱れ、歪補償部が誤った信号の補正を行うのを防ぐことができる。さらに、電源回路の出力部を、基板と電磁遮断機能を有する構造体とにより規定された密閉空間内に配置した場合は、電源回路の出力部から発生する妨害波によって歪補償部に用いられる回路などが誤作動するのを防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ドレイン変調に用いられる電源電圧の遅延や歪みを軽減した増幅器及び信号処理装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る増幅器の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】高周波回路に用いられる本発明の実施の形態に係る増幅器の電気回路の例を概略的に示した図である。
【図３】電源端子が縦型の電源ユニットを用いた増幅器の基板への実装例を模式的に示した断面図である。
【図４】増幅回路をユニット筐体化した増幅ユニットの入力部の構造を模式的に示した図である。
【図５】電源端子が縦型の電源ユニットの出力部の構造を模式的に示した図である。
【図６】電源コネクタが縦型の電源ユニットを用いた増幅器の基板への実装例を模式的に示した断面図である。
【図７】電源コネクタが縦型の電源ユニットの出力部の構造を模式的に示した図である。
【図８】電源端子が横型の電源ユニットを用いた増幅器の基板への実装例を模式的に示した断面図である。
【図９】電源端子が横型の電源ユニットの出力部の構造を模式的に示した図である。
【図１０】電源コネクタが横型の電源ユニットを用いた増幅器の基板への実装例を模式的に示した断面図である。
【図１１】電源コネクタが横型の電源ユニットの出力部の構造を模式的に示した図である。
【図１２】基板の裏面に変調電源回路を構成する素子を実装した増幅器の基板への実装例を模式的に示した断面図である。
【図１３】変調電源回路に用いられる電源ＩＣの出力端子が基板を貫いて実装される増幅器の実装例を模式的に示した断面図である。
【図１４】電源端子が横型の電源ユニットが基板裏面にない場合の増幅器の実装例を模式的に示した断面図である。
【図１５】電源コネクタが横型の電源ユニットが基板の裏面にない場合の増幅器の実装例を模式的に示した断面図である。
【図１６】本発明の変形例に係る信号処理装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００２１】
本発明の実施の形態に係る増幅器１０は、ＥＴ（Envelope Tracking）やＥＥＲ（Envelope Elimination and Restoration）などのドレイン変調を用いた増幅器である。図１は、増幅器１０の構成を概略的に示すブロック図である。増幅器１０は、増幅回路１００、ドレイン変調を行うための可変の電源電圧を供給する変調電源回路２００、包絡線取得部３００、及びカップラ３５０を備える。増幅器１０に対して入力される入力信号Ｓ１０は、カップラ３５０に入力される。カップラ３５０は、入力信号Ｓ１０を分配し、増幅回路
１００に対して信号Ｓ１１を入力し、包絡線取得部３００に対して信号Ｓ１２を入力する。包絡線取得部３００の出力である包絡線情報信号Ｓ１３は、変調電源回路２００に対して入力される。変調電源回路２００の出力であるドレイン変調電圧Ｓ１４は、増幅回路１００に対して入力される。増幅回路１００の出力である出力信号Ｓ１５は、増幅器１０の出力となる。
【００２２】
次に、増幅器１０の基本的な動作の説明をする。増幅器１０に対して入力された入力信号Ｓ１０は、カップラ３５０によって、増幅回路１００に対して入力する信号Ｓ１１と包絡線取得部３００に対して入力する信号Ｓ１２とに分配される。包絡線取得部３００は、信号Ｓ１２に含まれる信号の瞬時ピーク値の変化から、その包絡線成分を取得し、包絡線情報信号Ｓ１３として変調電源回路２００に向けて出力する。変調電源回路２００は、包絡線情報信号Ｓ１３に基づいて、出力するドレイン変調電圧Ｓ１４の電圧値を変化させる。増幅回路１００は、ドレイン変調電圧Ｓ１４を電源電圧として用いて信号Ｓ１１を増幅する。以上のような、増幅器１０が有する信号増幅機能については、一般的なドレイン変調を用いた増幅器の信号増幅機能と同様のものであってよい。
【００２３】
図２は、高周波回路に用いられる増幅器１０の電気回路の例を概略的に示した図である。図２では、変調電源回路２００から増幅回路１００への電力供給経路は、１／４波長経路４１０と余剰経路４２０とから構成される。変調電源回路２００は出力部２５０から電力供給経路に向けて電源電力を出力し、電力供給経路から供給される電源電力は入力部１５０から増幅回路１００に対して入力される。また、１／４波長経路４１０の終端にはコンデンサ４１５が接続されており、電力供給経路はコンデンサ４１５を介して接地されている。
【００２４】
図２の高周波回路に用いられる増幅器１０は、ＲＦ信号である入力信号Ｓ１０に含まれる搬送波振幅の瞬時ピーク値の包絡線成分を取得し、当該包絡線成分に基づいたドレイン電圧を用いて信号の増幅を行う。このとき、１／４波長経路４１０は、入力信号Ｓ１０に含まれる搬送波の波長の１／４に相当する長さとし、１／４波長経路４１０とコンデンサ４１５とのインピーダンスを適切に設定することで、増幅回路１００で増幅を行う信号の搬送波の周波数において、増幅回路１００側から見た電源供給経路をオープン（無限大のインピーダンス）とする。よって、増幅回路１００により増幅される信号が変調電源回路２００側に影響を与えるのを防ぐことができる。一方、変調電源回路２００が電源供給経路に対して入力するドレイン変調電圧Ｓ１４は、入力信号Ｓ１０に含まれる搬送波の周波数より十分に低い周波数成分を含んでいる。このドレイン変調電圧Ｓ１４が含む周波数帯では、１／４波長経路４１０が持つ長さは無視できる程度に短いものであるが、電源供給経路が１／４波長経路４１０より長く、余剰経路４２０が長くなってしまうと、余剰経路４２０が持つインピーダンス成分によって、ドレイン変調電圧Ｓ１４が遅延や歪みなどにより乱れることがある。
【００２５】
そこで、増幅器１０を基板上に実装する際には、増幅回路１００を基板の表面（第１主面側）に配置し、変調電源回路２００の出力部２５０を基板の裏面（第２主面側）に配置する。増幅回路１００と出力部２５０とを基板の別の面に配置することにより、基板に実装された他の素子に妨げられることなく電力供給経路を柔軟に基板配線できるようになる。したがって、余剰経路４２０が可能な限り短くなるように、電力供給経路を設定することができる（余剰経路４２０がなくてもよい）。
【００２６】
次に、増幅器１０であって、構成部品の基板への配置方法が異なる増幅器１０Ａ〜１０Ｈの基板への実装例を以下に示す。図３は、電源端子が縦型の電源ユニット２０１Ａを用いた増幅器１０Ａの基板への実装例を模式的に示した断面図である。増幅器１０Ａは、増幅回路１００を内部に含む増幅ユニット１０１、変調電源回路２００を内部に含む電源ユ
ニット２０１Ａ、プリント基板４００、金属シャーシ５００、及びシールド６５０を備えており、図示されていないが、その他の増幅器１０Ａの動作に必要な構成部品も有している。また、プリント基板４００は、基板配線された導体路である１／４波長経路４１０及びスルーホール４５０を有している。
【００２７】
図４は、増幅回路１００をユニット筐体化した増幅ユニット１０１の入力部１５０の構造を模式的に示した図である。増幅ユニット１０１は、内部に増幅回路１００を含み、表面に電源電力が供給される入力部１５０と、入力部１５０に接続される電源入力端子１０５とを有しており、電源入力端子１０５に印加されるドレイン変調電圧Ｓ１４を電源として動作する。さらに、増幅ユニット１０１は、信号入力端子１０６と信号出力端子１０７とを有しており、信号入力端子１０６に対して信号Ｓ１１が入力されると、ドレイン変調を用いた信号増幅を行い、信号出力端子１０７から出力信号Ｓ１５を出力する。
【００２８】
図５は、電源端子が縦型の電源ユニット２０１Ａの出力部２５０の構造を模式的に示した図である。電源ユニット２０１Ａは、内部に変調電源回路２００を含んでおり、信号Ｓ１２に基づく包絡線情報信号Ｓ１３が入力されると、増幅回路１００のドレイン変調に用いられるドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する。また、電源ユニット２０１Ａは、電源電力を出力する出力部２５０を表面に有しており、出力部２５０から電源端子２０５を通じて、電力供給経路へとドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する。また、出力部２５０と電源端子２０５とは、通常、電源ユニット２０１を取り付ける際に垂直方向を向く面に備えられている。なお、本実施の形態では、このように出力部２５０が電源ユニット２０１の垂直方向を向く面に備わっているものを「縦型の電源ユニット」と称し、逆に出力部２５０が電源ユニット２０１の水平方向を向く面（側面）に備わっているものを「横型の電源ユニット」と称している。
【００２９】
図３の実装例に示したように、増幅器１０Ａは、プリント基板４００の表面（第１主面）に増幅ユニット１０１が配置されており、プリント基板４００の裏面（第２主面）に電源ユニット２０１Ａが配置されている。そして、電源ユニット２０１Ａの電源端子２０５は、プリント基板４００に空けられたスルーホール４５０を通してプリント基板４００の表面側まで貫通し、１／４波長経路４１０の終端に、はんだ４１２によってはんだ付けされている。よって、増幅器１０Ａにおいては、電源ユニット２０１Ａが有する電源端子２０５が、出力部２５０と入力部１５０とを接続する、プリント基板４００を貫く導体となっている。
【００３０】
図６は、電源コネクタが縦型の電源ユニット２０１Ｂを用いた増幅器１０Ｂの基板への実装例を模式的に示した断面図である。増幅器１０Ｂは、増幅回路１００を内部に含む増幅ユニット１０１、変調電源回路２００を内部に含む電源ユニット２０１Ｂ、プリント基板４００、金属シャーシ５００、及びシールド６５０を備えており、図示されていないが、その他の増幅器１０Ｂの動作に必要な構成部品も有している。また、プリント基板４００は、基板配線された導体路である１／４波長経路４１０と、プリント基板４００の表面から裏面に貫通する導体４１１とを有しており、裏面には電源ユニット２０１Ｂを接続するための基板側コネクタ２０７を備えている。
【００３１】
図７は、電源コネクタが縦型の電源ユニット２０１Ｂの出力部２５０の構造を模式的に示した図である。電源ユニット２０１Ｂが出力部２５０を介してドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する動作は電源ユニット２０１Ａと同じであるが、電源ユニット２０１Ｂは、出力部２５０から基板側コネクタ２０７に接続される電源コネクタ２０６を通じて、電力供給経路へとドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する。また、図７は例示であり、電源コネクタ２０６はオス型コネクタでもメス型コネクタでもよく、基板側コネクタ２０７と接続できるものであればよい。
【００３２】
図６の実装例に示したように、増幅器１０Ｂは、プリント基板４００の表面（第１主面）に増幅ユニット１０１が配置されており、プリント基板４００の裏面（第２主面）に電源ユニット２０１Ｂが配置されている。また、プリント基板４００の裏面には基板側コネクタ２０７が実装されており、基板側コネクタ２０７は、導体４１１を介して１／４波長経路４１０の終端に接続されている。そして、電源ユニット２０１Ｂの電源コネクタ２０６は、基板側コネクタ２０７に接続される。
【００３３】
図８は、電源端子が横型の電源ユニット２０１Ｃを用いた増幅器１０Ｃの基板への実装例を模式的に示した断面図である。増幅器１０Ｃは、増幅回路１００を内部に含む増幅ユニット１０１、変調電源回路２００を内部に含む電源ユニット２０１Ｃ、プリント基板４００、金属シャーシ５００、及びシールド６５０を備えており、図示されていないが、その他の増幅器１０Ｃの動作に必要な構成部品も有している。また、プリント基板４００は、基板配線された導体路である１／４波長経路４１０と、プリント基板４００の表面から裏面に貫通する導体４１１とを有している。
【００３４】
図９は、電源端子が横型の電源ユニット２０１Ｃの出力部２５０の構造を模式的に示した図である。電源ユニット２０１Ｃが出力部２５０を介してドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する動作は電源ユニット２０１Ａと同じであるが、ドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する出力部２５０と電源端子２０５とが電源ユニット２０１Ｃの筐体の側面部に配置されている。
【００３５】
図８の実装例に示したように、増幅器１０Ｃは、プリント基板４００の表面（第１主面）に増幅ユニット１０１が配置されており、プリント基板４００の裏面（第２主面）に電源ユニット２０１Ｃが配置されている。また、電源ユニット２０１Ｃの電源端子２０５は、プリント基板４００の表面から裏面に貫通する導体４１１に、はんだ４１２によってはんだ付けされ、導体４１１を介して１／４波長経路４１０の終端に接続されている。
【００３６】
図１０は、電源コネクタが横型の電源ユニット２０１Ｄを用いた増幅器１０Ｄの基板への実装例を模式的に示した断面図である。増幅器１０Ｄは、増幅回路１００を内部に含む増幅ユニット１０１、変調電源回路２００を内部に含む電源ユニット２０１Ｄ、プリント基板４００、金属シャーシ５００、及びシールド６５０を備えており、図示されていないが、その他の増幅器１０Ｄの動作に必要な構成部品も有している。また、プリント基板４００は、基板配線された導体路である１／４波長経路４１０と、プリント基板４００の表面から裏面に貫通する導体４１１とを有しており、裏面には電源ユニット２０１Ｄを接続するための基板側コネクタ２０７が実装されている。
【００３７】
図１１は、電源コネクタが横型の電源ユニット２０１Ｄの出力部２５０の構造を模式的に示した図である。電源ユニット２０１Ｄは、ドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する出力部２５０と電源コネクタ２０６とが電源ユニット２０１Ｄの筐体の側面部に配置されている。電源ユニット２０１Ｄが出力部２５０を介してドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する動作は電源ユニット２０１Ａと同じであるが、電源ユニット２０１Ｄは、出力部２５０から基板側コネクタ２０７に接続された電源コネクタ２０６を通じて、電力供給経路へとドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する。また、図１１は例示であり、電源コネクタ２０６はオス型コネクタでもメス型コネクタでもよく、基板側コネクタ２０７と接続できるものであればよい。
【００３８】
図１０の実装例に示したように、増幅器１０Ｄは、プリント基板４００の表面（第１主面）に増幅ユニット１０１が配置されており、プリント基板４００の裏面（第２主面）に電源ユニット２０１Ｄが配置されている。また、プリント基板４００の裏面には基板側コ
ネクタ２０７が実装されており、基板側コネクタ２０７は、導体４１１を介して１／４波長経路４１０の終端に接続されている。そして、電源ユニット２０１Ｄの電源コネクタ２０６は基板側コネクタ２０７に接続される。
【００３９】
また、本発明の実施の形態に係る増幅器１０おいては、増幅回路１００及び変調電源回路２００は必ずしもユニット筐体化する必要はない。図１２は、基板の裏面に変調電源回路２００を構成する素子を実装した増幅器１０Ｅの基板への実装例を模式的に示した断面図である。この場合、変調電源回路２００を構成する素子のうち、ドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する素子の出力端が変調電源回路２００の出力部２５０となる。プリント基板４００の裏面には導体路４１３が形成されており、出力部２５０は導体路４１３に接続されている。導体路４１３は、プリント基板４００の表面から裏面に貫通する導体４１１を介して１／４波長経路４１０の終端に接続されている。そして、導体路４１３、導体４１１、及び１／４波長経路４１０が、出力部２５０から入力部１５０への電力供給経路となる（このとき、導体路４１３は余剰経路４２０となる）。
【００４０】
なお、基板に変調電源回路２００に用いる素子を実装する場合、ドレイン変調電圧Ｓ１４を出力する素子は、金属導体の出力端子を有するＩＣ（Integrated Circuit）などの素子であってよい。図１３は、変調電源回路２００に用いられる電源ＩＣ２６０の電源端子２６５が基板を貫いて実装される増幅器１０Ｆの実装例を模式的に示した断面図である。増幅器１０Ｆは、プリント基板４００の裏面（第２主面）に、電源ＩＣ２６０を含む変調電源回路２００を構成する素子が実装されており、電源ＩＣ２６０が有する電源端子２６５は、プリント基板４００に空けられたスルーホール４５０を通してプリント基板４００の表面側まで貫通している。そして、電源端子２６５は、プリント基板４００の表面側において、１／４波長経路４１０の終端に、はんだ４１２によってはんだ付けされている。電源ＩＣ２６０は、出力端である出力部２５０から電源端子２６５を介し、１／４波長経路４１０にドレイン変調電圧Ｓ１４を印加する。よって、増幅器１０Ｆにおいては、電源ＩＣ２６０が有する電源端子２６５が、出力部２５０と入力部１５０とを接続する、プリント基板４００を貫く導体となっている。
【００４１】
さらに、本発明の実施の形態に係る増幅器１０においては、変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）自体は、プリント基板４００の裏面に配置する必要はなく、変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）の出力部２５０がプリント基板４００の裏面に配置されればよい。図１４は、電源端子が横型の電源ユニット２０１Ｃがプリント基板４００の裏面にない場合の増幅器１０Ｇの実装例を模式的に示した断面図である。図１５は、電源コネクタが横型の電源ユニット２０１Ｄがプリント基板４００の裏面にない場合の増幅器１０Ｈの実装例を模式的に示した断面図である。増幅器１０Ｇ及び増幅器１０Ｈでは、電源ユニット２０１Ｃ及び電源ユニット２０１Ｄの本体はプリント基板４００上に実装されてはいないが、出力部２５０と電源ユニット２０１が有する電源端子２０５又は電源コネクタ２０６とがプリント基板４００の裏面に配置されるようになっている。
【００４２】
また、プリント基板４００、金属シャーシ５００、シールド６５０、及びユニットの筐体は、電磁遮断機能を有する構造体である。これらの構造体は、増幅器１０Ａ〜１０Ｈの増幅回路１００、入力部１５０、変調電源回路２００、出力部２５０、及び入力部１５０と出力部２５０とに接続する導体（電力供給経路）を密閉することで、電磁遮断を行っている。増幅器１０Ａ〜１０Ｈでは（図３、図６、図８、図１０、及び図１２〜１５を参照）、出力部２５０は、金属シャーシ５００、プリント基板４００、及び電源ユニット２０１によって規定される密閉空間６００内に位置しており、出力部２５０から放出される電磁波が密閉空間６００の外部に漏洩することを防いでいる（ただし図３に示した増幅器１０Ａについては、プリント基板４００と電源ユニット２０１Ａとが密着することで、出力
部２５０を密閉しており、プリント基板４００と電源ユニット２０１Ａとの接触面が密閉空間６００となる）。
【００４３】
以上のように、本発明の実施の形態に係る増幅器１０によれば、増幅回路１００（又は増幅回路１００を含む増幅ユニット１０１）をプリント基板４００の表面（第１主面）に配置し、変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）の出力部２５０をプリント基板４００の裏面（第２主面）に配置し、入力部１５０と出力部２５０とをプリント基板４００を貫通する導体（電源端子２０５、２６５、又は導体４１１）を介して配線することで、他の素子のプリント基板４００への実装状況に関わらず、電力供給経路を柔軟に配線することができる。したがって、電力供給経路である１／４波長経路４１０の長さを適切に設定することができ、余分な経路である余剰経路４２０を削減することで、余剰経路４２０のインピーダンス成分に起因するドレイン変調電圧Ｓ１４の歪みや遅延などの乱れを軽減して、ドレイン変調を用いた信号増幅を適切に行うことが可能となる。
【００４４】
さらに、増幅器１０Ａ、１０Ｂ、及び１０Ｆ（図３、図６、及び図１３を参照）において、電源ユニット２０１Ａ、２０１Ｂ、及び電源ＩＣ２６０の出力部２５０は、プリント基板４００を挟んで増幅ユニット１０１の入力部１５０に接続される導体（１／４波長経路４１０）の直下に位置している。このとき、１／４波長経路４１０の終端と出力部２５０とがプリント基板４００を挟んで近接して配置されているので、電力供給経路の余剰経路４２０を短くする（もしくは余剰経路４２０をなくす）ことができ、余剰経路４２０のインピーダンス成分に起因するドレイン変調電圧Ｓ１４の歪みや遅延などの乱れの軽減を効果的に行うことが可能となる。なお、変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）の出力部２５０が、プリント基板４００を挟んで増幅回路１００（又は増幅回路１００を含む増幅ユニット１０１）の入力部１５０に接続される導体（１／４波長経路４１０）の直下となるように設置するのは、余剰経路４２０のインピーダンス成分に起因するドレイン変調電圧Ｓ１４の歪みや遅延などの乱れの軽減を効果的に行うためであり、本発明においては、必ずしも変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）の出力部２５０を、プリント基板４００を挟んで増幅回路１００（又は増幅回路１００を含む増幅ユニット１０１）の入力部１５０に接続される導体（１／４波長経路４１０）の直下となるような設置にする必要はない。
【００４５】
また、増幅器１０においてドレイン変調を用いた信号増幅を行う際、増幅回路１００（又は増幅回路１００を含む増幅ユニット１０１）及び変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）等から漏れ信号などの妨害波が放出されることがある。回路をユニット筐体化し、ユニット筐体で囲われている増幅ユニット１０１及び電源ユニット２０１から放出される電磁波などの妨害波は、ユニット筐体にて電磁遮断され軽減されるが、その場合にもユニット筐体が有する端子やコネクタから妨害波が放出されることが考えられる。
【００４６】
そこで、増幅回路１００、入力部１５０、変調電源回路２００、出力部２５０、及び入力部１５０と出力部２５０とに接続した導体（電力供給経路）を、電磁遮断機能を持った構造物であるプリント基板４００、金属シャーシ５００、シールド６５０、及びユニットの筐体などによって密閉することにより、増幅器１０から放出される妨害波を電磁遮断し、増幅器１０及び増幅器１０の周辺に位置する素子の誤作動を防ぐことができる。
【００４７】
加えて、プリント基板４００及び金属シャーシ５００は、熱伝導が良いため、熱接触させることで放熱を行うことができる。よって、増幅回路１００（又は増幅回路１００を含む増幅ユニット１０１）及び変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）が電磁遮断機能を有する構造体によって規定される密閉空間６００内に位
置していても、プリント基板４００及び金属シャーシ５００に熱接触させることで、動作時に排出する熱を放熱することが可能である。
【００４８】
なお、出力部２５０に対して、電磁遮断を行うのは漏れ信号などの妨害波が発生した場合に対する予防策であり、本発明において、変調電源回路２００（又は変調電源回路２００を含む電源ユニット２０１）の出力部２５０は、必ずしも電磁遮断機能を有する構造体によって規定される密閉空間６００に位置する必要はない。
【００４９】
〈変形例〉
本発明の変形例に係る信号処理装置２０は、ドレイン変調を用いて信号増幅をする際に、ＤＰＤ（Digital Pre-Distortion）により増幅器の入出力特性における歪補償を行う増幅器である。図１６は、信号処理装置２０の構成を概略的に示すブロック図である。信号処置装置２０は、増幅回路１００、ドレイン変調を行うための可変の電源電圧を供給する電源回路である変調電源回路２００、包絡線取得部３００、歪補償部であるＤＰＤ処理部７００、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）７１０、ＬＰＦ（Low Pass Filter）７２０、周波数変換部７３０、カップラ７４０、周波数変換部７５０、ＬＰＦ７６０、及びＡＤＣ（Analog to Digital Converter）７７０を備える。
【００５０】
次に、信号処理装置２０の動作の説明をする。デジタル信号である入力信号Ｓ２１は、包絡線取得部３００とＤＰＤ処理部７００とに対して入力される。包絡線取得部３００は、入力信号Ｓ２１の包絡線成分を取得し、包絡線情報信号Ｓ１３として変調電源回路２００に対して入力する。変調電源回路２００は、入力された包絡線情報信号Ｓ１３に基づいて、ドレイン変調を行うための可変の電源電圧であるドレイン変調電圧Ｓ１４を増幅回路１００に対して入力する。増幅回路１００は、入力されたドレイン変調電圧Ｓ１４を用いてドレイン変調を用いた信号増幅を行う。
【００５１】
さらに、ＤＰＤ処理部７００は、入力信号Ｓ２１に対し歪み補正を行い、信号Ｓ２２を出力する。ＤＰＤ処理部７００が行う歪み補正については後述する。信号Ｓ２２が入力されたＤＡＣ７１０は、デジタル信号である信号Ｓ２２をアナログ信号である信号Ｓ２３に変換して出力する。ＬＰＦ７２０は、入力された信号Ｓ２３の不要波低減処理を行い、ベースバンドの信号Ｓ２４を出力する。周波数変換部７３０は、入力された信号Ｓ２４の周波数を変換して、信号処理装置２０の目的周波数である信号Ｓ１１を出力する。増幅回路１００は、入力された信号Ｓ１１に対してドレイン変調を用いた信号増幅を行い、信号Ｓ１５を出力する。カップラ７４０は、入力された信号Ｓ１５を出力信号Ｓ１６と帰還信号Ｓ１７とに分配する。そして出力信号Ｓ１６が信号処理装置２０の出力となる。
【００５２】
カップラ７４０によって分配された帰還信号Ｓ１７は、周波数変換部７５０に入力される。周波数変換部７５０は、帰還信号Ｓ１７の周波数を変換し、ベースバンドの周波数である信号Ｓ２５を出力する。ＬＰＦ７６０は、入力された信号Ｓ２５に対して不要波低減処理を行い、信号Ｓ２６を出力する。ＡＤＣ７７０は、入力されたアナログ信号である信号Ｓ２６をデジタル信号である信号Ｓ２７に変換して、ＤＰＤ処理部７００に向けて出力する。
【００５３】
次に、ＤＰＤ処理部７００が行う歪み補正について説明する。ＤＰＤ処理部７００に入力された信号Ｓ２７には、増幅回路１００の出力信号である信号Ｓ１５が持つ信号の歪み成分が含まれる。ＤＰＤ処理部７００は、信号Ｓ２７に含まれる歪み成分を取得し、入力信号Ｓ２１に対し、この歪み成分とは逆の特性を持った逆歪みを与えておくことで、信号Ｓ１５が持っていた歪みをＤＰＤ処理部７００が与える逆歪みで相殺し、信号の歪みを補正する。この歪みを補正する回路は、帰還ループになっているため、フィードバック処理
により出力信号Ｓ１６の歪み特性を軽減する。
【００５４】
信号処理装置２０の増幅回路１００、変調電源回路２００、及び包絡線取得部３００は、本発明の実施の形態に係る増幅器１０と同様のものであり、増幅回路１００を基板の表面に配置し、変調電源回路２００の出力部２５０を基板の裏面（第２主面）に配置する。そして、増幅回路１００の入力部１５０と変調電源回路２００の出力部２５０とをプリント基板４００を貫通する導体４１１によって配線することで、適切に電力供給経路を設定でき、ドレイン変調を用いた信号増幅を行いつつ電力供給経路に起因する分布定数によるインピーダンス成分の影響を軽減することが可能である。また、増幅回路１００、入力部１５０、変調電源回路２００、出力部２５０、及び入力部１５０と出力部２５０とに接続する導体（電力供給経路）を、電磁遮断機能を持つ構造体で密閉することで、漏れ信号などの妨害波による誤作動を防ぐことができる。
【００５５】
そして、信号処理装置２０は、増幅回路１００から出力された増幅信号Ｓ１５が持つ信号歪みをＤＰＤによって補正を行う。したがって、信号処理装置２０は、ドレイン変調を用いた信号増幅を行いつつ、入出力特性における歪補償を行うことができる。
【００５６】
このような、入出力特性における歪補償を行う帰還ループを持つ回路では、歪補償部であるＤＰＤ処理部７００に入力される信号Ｓ２７の持つ歪み成分が、信号Ｓ１１が持つ歪み成分以外の原因で発生した歪みであった場合、正常な歪みの補正を行うことが難しい。特にドレイン変調を用いる信号増幅を行った際、変調電源回路２００が出力するドレイン変調電圧Ｓ１４に遅延や歪みがあった場合、信号増幅された信号Ｓ１５がドレイン変調電圧Ｓ１４に起因する歪みを持ってしまうので、入出力特性における歪みの補正を適切に行うことができない場合がある。そこで、本発明の変形例に係る信号処理装置２０を用いることで、変調電源回路２００のドレイン変調電圧Ｓ１４の遅延や歪みなどの乱れを軽減し、ドレイン変調を用いた信号増幅を行いつつ入出力特性における歪補償を適切に行うことが可能となる。
【００５７】
また、本発明の変形例に係る信号処理装置２０は、無線基地局などの送信機の送信出力まで信号を増幅するのに用いることが想定されている。送信機の送信出力の信号増幅においては、非常に高精度な漏洩電力制御が求められることがある（例えば、スプリアス妨害比−５０ｄＢｃ）。このような高い精度の信号を送信する際には信号の歪補償を適切に行う必要があるため、ドレイン変調を用いた増幅を行いつつ電力供給経路に起因する分布定数によるインピーダンス成分の影響を軽減することができる信号処理装置２０を用いることで、送信信号の漏洩電力を抑制することが可能となる。
【００５８】
さらに、無線基地局などにおいて送信出力の信号増幅を行うとき、送信系の回路と受信系の回路とが隣接している場合が多い。このようなとき、高い出力である送信系から発生した妨害波が受信系に回り込み、誤作動を起こすことがある。そういった場合にでも、信号処理装置２０は、妨害波の発生部となる増幅回路１００、入力部１５０、変調電源回路２００、出力部２５０、及び入力部１５０と出力部２５０とに接続される導体（電力供給経路）に対し電磁遮蔽を行っているため、回り込み信号による誤作動を防ぐことが可能である。
【００５９】
なお、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲にとって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１０  増幅器
２０  信号処理装置
１００  増幅回路
１０１  増幅ユニット
１５０  入力部
２００  変調電源回路
２０１  電源ユニット
２０５  電源端子
２０６  電源コネクタ
２０７  基板側コネクタ
２５０  出力部
３００  包絡線取得部
４００  プリント基板
４１１  導体
５００  金属シャーシ
６００  密閉空間
７００  ＤＰＤ処理部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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