(57)【要約】【課題】小規模の回路構成で、適正な歪みの除去を行うマイクロ波回路を提供することを目的とする。【解決手段】主信号が、入力端子８０１に印加され、増幅器８０４で増幅され、出力端子８０８から増幅された主信号が出力される。周波数変換器８５０、固定バンドパスフィルタ８５２及び可変周波数発振器８６１は、カップラ８３１で分岐した信号の所定周波数領域の信号の大きさを検出する。なお、フィルタ出力端子８５３の出力に基づき、コントローラ８７０は、振幅・位相変更回路８１０、８２０を制御して、増幅器８０４の非線形歪みに基づく雑音の除去を行う。【選択図】        図９
2004282253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波増幅器と、主信号成分除去用振幅・位相変更回路と、雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを有する低歪みマイクロ波回路において、
１つの可変発振器と、
前記マイクロ波増幅器の出力信号の周波数を、前記可変発振器の出力により周波数変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器の出力側に設けた１つのバンドパスフィルタと、
前記可変発振器の周波数を変更し、かつ、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを制御する制御回路とを有することを特徴とする低歪みマイクロ波回路。
【請求項２】
Ｎ個（Ｎは、２上の自然数である。）のマイクロ波増幅器と、前記マイクロ波増幅器毎に設けた主信号成分除去用振幅・位相変更回路と、前記マイクロ波増幅器毎に設けた雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを有する低歪みマイクロ波回路において、
１つの可変発振器と、
前記マイクロ波増幅器の出力信号の周波数を、前記可変発振器の出力により周波数変換する周波数変換器と、
前記周波数変換器の出力側に設けた１つのバンドパスフィルタと、
前記可変発振器の周波数を変更し、かつ、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを制御する制御回路とを有することを特徴とする低歪みマイクロ波回路。
【請求項３】
前記制御回路は、時間と共に、周波数をステップ状に変更するように制御することを特徴とする請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路。
【請求項４】
前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路により、主信号の成分が除去又は低減された信号を、前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路に供給することを特徴とする請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路。
【請求項５】
前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路と雑音号成分除去用振幅・位相変更回路との間の回線の信号を取り出し、その取り出した信号に対して、前記周波数変換器が周波数変換を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路。
【請求項６】
前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路の出力側及び雑音号成分除去用振幅・位相変更回路の入力側に、それぞれ、前記制御回路によって制御されるスイッチ回路を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路。
【請求項７】
マイクロ波増幅器の出力を前記制御回路に供給することを特徴とする請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路。
【請求項８】
前記周波数変換器は、ダブルコンバージョン方式であることを特徴とする請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路。
【請求項９】
マイクロ増幅器に代えて、アダプティブ・アレー・アンテナ、フェーズド・アレー・アンテナ、ビーム・ホーミング・アンテナ・アレーとしたことを特徴とする請求項１ないし８いずれか一項記載の低歪みマイクロ波回路
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低歪みマイクロ波回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波増幅回路は、移動体通信等に広く使用されている。特に、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用いた場合では、５０波以上のキャリアを同一チャネルで使用するため、マルチキャリアによる相互歪みが問題となるので、高効率で低歪みのマイクロ波増幅回路が求められている。
【０００３】
このため、各種のリニアライザが提案されてきた。この種のマイクロ波増幅回路として、フィードフォワード増幅回路や歪フィードバック増幅回路が上げられる。これらの増幅回路は、増幅器で発生した歪み信号（歪み成分）を取り出す歪み抽出回路と、歪み信号を１８０°の位相差で主信号（信号成分）に加えて歪成分を除去する逆歪み付加回路を有する。
【０００４】
これらの回路において、歪成分及び信号成分をモニタする必要がある。従来の信号検出回路の例を図１に示す。
【０００５】
図１（Ａ）の信号検出回路は、増幅器１０１、カップラ１０４、周波数変換器（ダウンコンバータ）１０５、発振器１０６及びバンドパスフィルタ１０８、１２８、１３８から構成されている。主信号が入力端子１０２に印加され、増幅器１０１で増幅され、出力端子１０３から増幅された主信号が出力される。
【０００６】
ここで、周波数の関係について説明する。図２（Ａ）に示すように、増幅器１０１に、周波数ｆ１０〜ｆ１１（以下、「周波数Ｆ１」と言う。）の主信号Ｓ１と周波数ｆ２０〜ｆ２１（以下、「Ｆ２」と言う。）の主信号Ｓ２とが供給される。増幅器１０１の出力には、増幅器１０１の非線形歪みに起因して、周波数Ｆ１の信号Ｓ１と周波数Ｆ２の信号Ｓ２の外に、（２Ｆ１−Ｆ２）の低域の歪雑音（以下、「低域雑音Ｎ１」と言う。）と、（２Ｆ２−Ｆ１）の高域の歪雑音（以下、「高域雑音Ｎ２」と言う。）とが発生する。
【０００７】
また、増幅器１０１の出力信号である、主信号Ｓ１、主信号Ｓ２、低域雑音Ｎ１及び高域雑音Ｎ２は、カップラ１０４で分岐され、周波数変換器１０５で、発振器１０６の周波数ｆ１０６により周波数変換される。周波数変換された信号が、バンドパスフィルタ１０８、１２８及び１３８で選択されて、バンドパスフィルタ出力端子１０９、１２９及び１３９から出力される。なお、周波数変換器１０５は、ダウンコンバータであり、増幅器１０１の出力信号の周波数（２Ｆ１−Ｆ２）、Ｆ１、Ｆ２、（２Ｆ２−Ｆ１）を、発振器１０６の周波数ｆ１０６により、（２Ｆ１−Ｆ２）−ｆ１０６、Ｆ１−ｆ１０６、Ｆ２−ｆ１０６、（２Ｆ２−Ｆ１）−ｆ１０６の周波数に変換する。
【０００８】
図３は、周波数変換された後の信号を示し、信号３０４と信号３０５が主信号成分であり、それぞれ、Ｆ１−ｆ１０６、Ｆ２−ｆ１０６の周波数領域を有する。また、信号３０３は、低域雑音Ｎ１であり、（２Ｆ１−Ｆ２）−ｆ１０６の周波数領域を有し、信号３０６は、高域雑音Ｎ２であり、（２Ｆ２−Ｆ１）−ｆ１０６の周波数領域を有する。
【０００９】
バンドパスフィルタ１０８、１２８及び１３８の選択特性が、図３の３０８、３２８及び３３８となっているので、バンドパスフィルタ１０８、１２８及び１３８の出力端子１０９、１２９及び１３９からは、低域雑音Ｎ１、主信号Ｓ１及び高域雑音Ｎ２の信号が出力される。
【００１０】
図１（Ｂ）の信号検出回路は、増幅器２０１、カップラ２０３、２０４、２０７周波数変換器（ダウンコンバータ）２０５、２２５、２３５発振器２０６、２２６、２３６及びバンドパスフィルタ２０８、２２８、２３８から構成されている。主信号が、入力端子２０２に印加され、増幅器２０１で増幅され、出力端子２４０から増幅された主信号が出力される。また、バンドパスフィルタ２０８、２２８、２３８で選択された信号が、バンドパスフィルタ出力端子２０９、２２９、２３９から出力される。
【００１１】
図１（Ｂ）の信号検出回路は、バンドパスフィルタ２０８、２２８、２３８毎に、周波数変換器２０５、２２５、２３５及び発振器２０６、２２６、２３６を設けたもので、基本的には、図１（Ａ）と同じであるので、説明を省略する。なお、図１（Ｂ）の信号検出回路では、発振器２０６、２２６、２３６の周波数を所定の周波数に設定することにより、バンドパスフィルタ１０８、１２８及び１３８の周波数特性を同一とすることができる。
【００１２】
また、このような信号検出回路を用いた低歪みフィードバック増幅器を図４に示す（特許文献１参照）。
【００１３】
図４の低歪みフィードバック増幅器は、増幅器４０４、４３０、カップラ４０２、４０３、４０５、４０７、４０８、４３１、振幅・位相変更回路４１０、４２０、周波数変換器（ダウンコンバータ）４４０、４５０、３ｄｂカップラ４６０、発振器４６１及びバンドパスフィルタ４４２、４４４、４４６、４５２から構成されている。主信号が、入力端子４０１に印加され、増幅器４０４で増幅され、出力端子４０６から増幅された主信号が出力される。また、バンドパスフィルタ４４２、４４４、４４６、４５２で選択された信号が、バンドパスフィルタ出力端子４４３、４４５、４４７、４５３から出力される。発振器の数を減らすために、３ｄｂカップラ４６０を用いて、発振器４６１の出力を分配している。
【００１４】
点Ａには、振幅・位相変更回路４１０の出力とカップラ４０８からの信号が供給される。振幅・位相変更回路４１０の出力は、振幅・位相変更回路４１０により、増幅器４０４で増幅される前の信号の振幅と位相が変更されたものであり、カップラ４０８からの信号は、増幅器４０４で増幅された信号が、カップラ４０５及びカップラ４０８を介して供給されたものである。ここでは、点Ａにおける主信号が零になるように、振幅・位相変更回路４１０が制御される。
【００１５】
主信号の存在しない信号は、雑音のみの信号である。この雑音のみの信号は、増幅器４３０で増幅され、振幅・位相変更回路４２０により、雑音の振幅と位相が変更されて、点Ｂに供給される。ここでは、点Ｂにおける雑音成分が、入力信号に加算される。その内の加算された雑音成分が、増幅器４３０で増幅される雑音成分を零になるように、振幅・位相変更回路４２０が制御される。
【００１６】
また、カップラ４０５、４０７、周波数変換器４４０、３ｄｂカップラ４６０、発振器４６１及びバンドパスフィルタ４４２、４４４、４４６によって、図３における信号３０３、３０４及び３０６を、バンドパスフィルタ出力端子４４３、４４５、４４７から得ることができる。
【００１７】
また、カップラ４０５、４０８、周波数変換器４５０、３ｄｂカップラ４６０、発振器４６１及びバンドパスフィルタ４５３によって、図３における信号３０５を、バンドパスフィルタ出力端子４５３から得ることができる。
【００１８】
上述のように、振幅・位相変更回路４１０、４２０を制御するために、バンドパスフィルタ４４２、４４４、４４６及び４５２の出力が利用される。
【００１９】
また、周波数を変更して、歪みのみを検出する方法が知られている（特許文献２参照）。特許文献２に記載された発明は、歪み検出手段５〜９がそれぞれの隣接キャリア信号間に位置する複数の周波数を検出用周波数として切り替え、検出用周波数に隣接する周波数を有するキャリア信号を増幅器の出力信号から除去して増幅器で発生する検出用周波数の歪みを検出し、歪み補償手段９、２が検出される歪みが低減されるように増幅器による増幅前の送信信号の歪みを補償する。また、キャリア信号検出手段５〜９が送信信号に含まれるキャリア信号を検出し、歪み検出手段は検出されたキャリア信号の周波数に隣接する周波数のみを検出用周波数として切り替える。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−２７１１５０号公報
【００２１】
【特許文献２】
特開２００１−２１７７９２号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１のものは、３ｄｂカップラ４６０を用いて、発振器の数を１つにしているが、発振器を１つにしても、必要な信号を取り出すために、周波数変換器が２個及びバンドパスフィルタが４個必要である。これは、一つの増幅器４０４に対して必要であり、増幅器がＮ個であれば、そのＮ倍の周波数変換器とバンドパスフィルタが必要となるという問題がある。
【００２３】
また、バンドパスフィルタの出力に基づいて、振幅・位相変更回路４１０、４２０を制御するので、これらの多くの周波数変換器は、高線形性が要求されるという問題がある。
【００２４】
また、特許文献２のものは、歪みのみを検出して制御するものである。しかしながら、主信号の情報が無いと、歪みが小さくなったが、主信号も小さくなり過ぎて、意味のない場合が生じる。したがって、特許文献２のものは、主信号の情報が必要がないため、適正な歪みの除去ができないという問題がある。
【００２５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、小規模の回路構成で、適正な歪みの除去を行うマイクロ波増幅回路を提供することを目的とするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００２７】
請求項１に記載された発明は、マイクロ波増幅器と、主信号成分除去用振幅・位相変更回路と、雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを有する低歪みマイクロ波回路において、１つの可変発振器と、前記マイクロ波増幅器の出力信号の周波数を、前記可変発振器の出力により周波数変換する周波数変換器と、前記周波数変換器の出力側に設けた１つのバンドパスフィルタと、前記可変発振器の周波数を変更し、かつ、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを制御する制御回路とを有することを特徴とする。
【００２８】
請求項１に記載された発明によれば、マイクロ波増幅器と、主信号成分除去用振幅・位相変更回路と、雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを有する低歪みマイクロ波回路において、１つの可変発振器と、前記マイクロ波増幅器の出力信号の周波数を、前記可変発振器の出力により周波数変換する周波数変換器と、前記周波数変換器の出力側に設けた１つのバンドパスフィルタと、前記可変発振器の周波数を変更し、かつ、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを制御する制御回路とを有することにより、小規模の回路構成で、適正な歪みの除去を行うマイクロ波回路を提供することができる。
【００２９】
請求項２に記載された発明は、Ｎ個（Ｎは、２上の自然数である。）のマイクロ波増幅器と、各マイクロ波増幅器毎に設けた主信号成分除去用振幅・位相変更回路と、各マイクロ波増幅器毎に設けた雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを有する低歪みマイクロ波回路において、１つの可変発振器と、前記マイクロ波増幅器の出力信号の周波数を、前記可変発振器の出力により周波数変換する周波数変換器と、前記周波数変換器の出力側に設けた１つのバンドパスフィルタと、
前記可変発振器の周波数を変更し、かつ、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを制御する制御回路とを有することを特徴とする。
【００３０】
請求項２に記載された発明によれば、Ｎ個（Ｎは、２上の自然数である。）のマイクロ波増幅器と、各マイクロ波増幅器毎に設けた主信号成分除去用振幅・位相変更回路と、各マイクロ波増幅器毎に設けた雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを有する低歪みマイクロ波回路において、１つの可変発振器と、前記マイクロ波増幅器の出力信号の周波数を、前記可変発振器の出力により周波数変換する周波数変換器と、前記周波数変換器の出力側に設けた１つのバンドパスフィルタと、前記可変発振器の周波数を変更し、かつ、前記バンドパスフィルタの出力に基づいて、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路とを制御する制御回路とを有することにより、小規模の回路構成で、適正な歪みの除去を行うマイクロ波回路を提供することができる。
【００３１】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路において、前記制御回路は、時間と共に、周波数をステップ状に変更するように制御することを特徴とする。
【００３２】
請求項３に記載された発明によれば、制御回路が時間と共に、周波数をステップ状に変更するように制御することにより、可変発振器とバンドパスフィルタの数を削減することができる。
【００３３】
請求項４に記載された発明は、請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路において、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路により、主信号の成分が除去又は低減された信号を、前記雑音号成分除去用振幅・位相変更回路に供給することを特徴とする。
【００３４】
請求項４に記載された発明によれば、主信号成分除去用振幅・位相変更回路により、主信号の成分が除去又は低減された信号を、雑音号成分除去用振幅・位相変更回路に供給することにより、主信号が存在しない信号に対して、雑音号成分除去用振幅・位相変更回路の制御が行われるので、雑音号成分の除去の制御を容易に行うことができる。
【００３５】
請求項５に記載された発明は、請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路において、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路と雑音号成分除去用振幅・位相変更回路との間の回線の信号を取り出し、その取り出した信号に対して、前記周波数変換器が周波数変換を行うことを特徴とする。
【００３６】
請求項５に記載された発明によれば、主信号成分除去用振幅・位相変更回路と雑音号成分除去用振幅・位相変更回路との間の回線の信号を取り出し、その取り出した信号に対して、周波数変換器が周波数変換を行うことにより、主信号成分除去のための信号の取り出しと、雑音号成分を除去するための信号の取り出しとを兼用することができる。
【００３７】
請求項６に記載された発明は、請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路において、前記主信号成分除去用振幅・位相変更回路の出力側及び雑音号成分除去用振幅・位相変更回路の入力側に、それぞれ、前記制御回路によって制御されるスイッチ回路を設けたことを特徴とする。
【００３８】
請求項６に記載された発明によれば、主信号成分除去用振幅・位相変更回路の出力側及び雑音号成分除去用振幅・位相変更回路の入力側に、それぞれ、制御回路によって制御されるスイッチ回路を設けたことにより、主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び雑音号成分除去用振幅・位相変更回路の初期値の設定を容易に行うことができる。
【００３９】
請求項７に記載された発明は、請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路において、マイクロ波増幅器の出力を前記制御回路に供給することを特徴とする。
【００４０】
請求項７に記載された発明によれば、マイクロ波増幅器の出力を制御回路に供給することにより、制御回路は、マイクロ波増幅器の出力に基づいて、主信号成分除去用振幅・位相変更回路及び雑音号成分除去用振幅・位相変更回路の制御を行うので、より精度の高い制御を行うことができる。
【００４１】
請求項８に記載された発明は、請求項１又は２記載の低歪みマイクロ波回路において、前記周波数変換器は、ダブルコンバージョン方式であることを特徴とする。
【００４２】
請求項８に記載された発明によれば、周波数変換器は、ダブルコンバージョン方式であることにより、複数の低歪みフィードバック増幅器に、制御回路等を共有する場合に、変換する周波数の設定を容易に行うことができる。
【００４３】
請求項９に記載された発明は、マイクロ増幅器に代えて、アダプティブ・アレー・アンテナ、フェーズド・アレー・アンテナ、ビーム・ホーミング・アンテナ・アレーとしたことを特徴とするを請求項１ないし８いずれか一項記載の低歪みマイクロ波回路である。
【００４４】
請求項９に記載された発明によれば、マイクロ増幅器に代えて、アダプティブ・アレー・アンテナ、フェーズド・アレー・アンテナ、ビーム・ホーミング・アンテナ・アレーとすることにより、小規模の回路構成で、適正な歪みの除去を行うマイクロ波回路を提供することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図６は、信号検出回路を示す。図６の信号検出回路は、増幅器５０１、カップラ５０４、周波数変換器（ダウンコンバータ）５０５、可変周波数発振器５０６及び固定バンドパスフィルタ５０８から構成されている。主信号が、入力端子５０２に印加され、増幅器５０１で増幅され、フィルタ出力端子５０３から増幅された主信号が出力される。
【００４６】
増幅器１０１に、周波数ｆ１０〜ｆ１１（以下、「周波数Ｆ１」と言う。）の主信号Ｓ１と周波数ｆ２０〜ｆ２１（以下、「Ｆ２」と言う。）の主信号Ｓ２とが供給される。増幅器５０１の出力には、増幅器５０１の非線形歪みに起因して、周波数Ｆ１の信号Ｓ１と周波数Ｆ２の信号Ｓ２の外に、（２Ｆ１−Ｆ２）の低域の歪雑音（以下、「低域雑音Ｎ１」と言う。）と、（２Ｆ２−Ｆ１）の高域の歪雑音（以下、「高域雑音Ｎ２」と言う。）とが発生する。
【００４７】
図７に、増幅器５０１の出力信号を示す。信号６０４と信号６０５が主信号成分であり、それぞれ、Ｆ１、Ｆ２の周波数領域を有する。また、信号６０３は、低域雑音Ｎ１であり、（２Ｆ１−Ｆ２）の周波数領域を有し、信号６０６は、高域雑音Ｎ２であり、（２Ｆ２−Ｆ１）の周波数領域を有する。なお、図７において、横軸が周波数で縦軸が振幅である。
【００４８】
増幅器１０１で増幅された主信号の一部は、カップラ５０４で分岐され、周波数変換器５０５で、可変周波数発振器５０６の周波数により周波数変換される。周波数変換された信号が、バンドパスフィルタ５０８を介して、フィルタ出力端子５０９から出力される。
【００４９】
受信機のチューナ回路と同じく、可変周波数発振器５０６の発振周波数を、時間と共に、ステップ状に変更することにより、周波数変換器５０５、可変周波数発振器５０６及び固定バンドパスフィルタ５０８の組み合わせで、信号６０３、信号６０４、信号６０５及び信号６０６を、出力端子５０９から抽出することができる。
【００５０】
つまり、可変周波数発振器５０６の発振周波数を、時間と共に、ステップ状に変更することにより、バンドパスフィルタ特性６０９、６１１、６１２、６１３で選択されて、低域側の雑音６０３（Ｎ１）、一方の主信号６０４（Ｓ１）、他方の信号６０５（Ｓ２）及び広域側の雑音６０６（Ｎ２）を順に、フィルタ出力端子５０９から取り出すことができる。
【００５１】
このように、従来では複数のバンドパスフィルタが必要であったが、図６の検出回路を用いることにより、バンドパスフィルタを一つで済ますことができる。
【００５２】
図８に、可変周波数発振器の例を示す。図８の可変周波数発振器は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）型であり、ローパスフィルタ７０３の出力でその発振周波数が変化する電圧制御発振器７０２、位相検出器７０６の出力に対して低域成分を通過させるローパスフィルタ７０３、電圧制御発振器７０２の発振周波数を設定する分周器（１／Ｎ、なお、Ｎは分周比である。）７０４、分周器７０４で１／Ｎに分周された電圧制御発振器７０２の出力の位相と水晶発振器７０７の出力の位相との位相差を検出する位相検出器７０６及び水晶発振器７０７から構成されている。
【００５３】
制御入力端子７０５の信号に対応して、分周器７０４の分周比が変更され、分周器７０４の分周比に対応した周波数の信号を、出力端子７０１から得ることができる。
【００５４】
図６の信号検出回路及び図８の可変周波数発振器を用いた低歪みマイクロ波増幅回路を図９に示す。図９の低歪みマイクロ波増幅回路は、増幅器８０４、８３０、８６０、カップラ８０２、８０３、８０５、８０８、８３１、振幅・位相変更回路８１０、８２０、周波数変換器（ダウンコンバータ）８５０、固定バンドパスフィルタ８５２、可変周波数発振器８６１、コントローラ８７０及びメモリ８７１から構成されている。
【００５５】
なお、メモリ８７１には、固定バンドパスフィルタ８５２からの出力値を格納する。また、増幅器８３０は、振幅・位相変更回路８２０の前段に、増幅器８６０は、振幅・位相変更回路８１０の前段に設けられている。なお、増幅器８０４、８３０様々な増幅器を用いることができるが、ここでは、スイッチング機能を有する電界効果トランジスタであるとして説明する。
【００５６】
図９の低歪みマイクロ波増幅回路において、主信号が、入力端子８０１に印加され、増幅器８０４で増幅され、出力端子８０８から増幅された主信号が出力される。
【００５７】
周波数変換器８５０、固定バンドパスフィルタ８５２及び可変周波数発振器８６１は、図６の信号検出回路と同様な動作を行う。その結果、フィルタ出力端子８５３から、カップラ８３１で分岐した信号の所定周波数領域の信号を検出（モニタ）することができる。なお、フィルタ出力端子８５３の出力は、コントローラ８７０に供給される。
【００５８】
振幅・位相変更回路８１０の入力側には、増幅器８０４で増幅される前の主信号が供給されている。また、増幅器８６０で増幅された振幅・位相変更回路８１０の出力信号と増幅器８０４の出力信号が、点Ｃでカップラ８０８で加算される。振幅・位相変更回路８１０の振幅と位相を調整することにより、点Ｃでの主信号の大きさを零とする。その結果、点Ｃにおける信号は、増幅器８０４で増幅された信号の雑音成分のみとなる。なお、振幅・位相変更回路８１０の８１１は、位相を制御する信号入力端子（以下、「位相制御端子」と言う。）であり、８１２は、振幅を制御する信号入力端子（以下、「振幅制御端子」と言う。）である。端子８１１に供給された制御信号により、振幅・位相変更回路８１０の移相量が制御され、端子８１２に供給された制御信号により、振幅・位相変更回路８１０の振幅量（減衰量）が制御される。
【００５９】
また、振幅・位相変更回路８２０には、雑音成分のみの信号が、増幅器８３０を介して供給されている。振幅・位相変更回路８２０により、雑音の振幅と位相が変更されて、点Ｄに供給される。ここでは、増幅器８０４の入力側で、点Ｄにおける雑音成分が、端子８０１に印加された入力信号に加算される。増幅器８０４に印加された信号の内、この加算された雑音成分が、主信号を増幅器８０４で増幅する際に発生する雑音成分をキャンセルするように、振幅・位相変更回路４２０が制御される。
【００６０】
なお、振幅・位相変更回路８１０、８２０の振幅と位相の制御は、固定バンドパスフィルタ８５２の出力に基づいて、コントローラ８７０が行う。
【００６１】
図１０に、増幅器５０１の出力信号を示す。信号９２０と信号９２１が主信号成分であり、それぞれ、Ｆ１、Ｆ２の周波数領域を有する。また、信号９０３は、低域雑音Ｎ１であり、（２Ｆ１−Ｆ２）の周波数領域を有し、信号９０６は、高域雑音Ｎ２であり、（２Ｆ２−Ｆ１）の周波数領域を有する。信号９２０と信号９２１は、点Ｃでの主信号である。なお、図１０において、横軸が周波数で縦軸が振幅である。
【００６２】
コントローラ８７０の処理を図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定の処理フローである。
【００６３】
図９の入力端子８０１に、１波の連続波を供給して、振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定を行う。なお、入力端子８０１に、２波の信号、又は、実際の信号を供給しても同様に振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定を行うことができる。
【００６４】
先ず、コントローラ８７０は、増幅器８３０のゲートバイアスを深くして、増幅器８３０を遮断する（Ｓ１０）。次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から主信号９０４の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、主信号９０４の振幅値をモニタする（Ｓ１１）。この主信号９０４のモニタ値Ａをメモリ８７１に格納する（Ｓ１２）。次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から主信号９０５の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、主信号９０５の振幅値をモニタする（Ｓ１３）。この主信号９０５のモニタ値Ｂをメモリ８７１に格納する（Ｓ１４）。
【００６５】
次いで、コントローラ８７０は、モニタ値Ａとモニタ値Ｂが最低になるように、振幅・位相変更回路８１０の位相制御端子８１１及び振幅制御端子８１２に制御信号を印加して、振幅・位相変更回路８１０の振幅と位相を制御する（Ｓ１５）。例えば、位相制御端子８１１への制御信号の値を一つ動かし、そのときのモニタ値Ａとモニタ値Ｂと、動かす前のモニタ値Ａとモニタ値Ｂとを比較し、大きくなった場合は前の値に戻し、小さくなれば、その値を位相制御端子８１１の制御値とする。次いで、位相制御端子８１１への制御信号の値を、次の値にして同じように比較を行う。これを繰り返して、モニタ値Ａとモニタ値Ｂを最低にする。
【００６６】
振幅・位相変更回路８１０における振幅の制御も、位相制御と同様に、振幅制御端子８１２へ振幅制御信号を印加する。これにより、点Ｃでの信号は、雑音成分のみの信号となる。
【００６７】
次いで、コントローラ８７０は、増幅器８３０のゲートバイアスを正常な値に戻し、増幅器８６０のゲートバイアスを深くして、増幅器８６０を遮断する（Ｓ１６）。
【００６８】
次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から低域歪雑音９０３の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、低域歪雑音９０３の振幅値をモニタする（Ｓ１７）。この低域歪雑音９０３のモニタ値Ｃをメモリ８７１に格納する（Ｓ１８）。次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から高域歪雑音９０６の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、高域歪雑音９０６の振幅値をモニタする（Ｓ１９）。この高域歪雑音９０６のモニタ値Ｄをメモリ８７１に格納する（Ｓ２０）。
【００６９】
次いで、コントローラ８７０は、モニタ値Ｃとモニタ値Ｄが最小になるように、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２に制御信号を印加して、振幅・位相変更回路８２０の振幅と位相を制御する（Ｓ２１）。例えば、位相制御端子８１１への制御信号の値を一つ動かし、そのときのモニタ値Ｃとモニタ値Ｄと、動かす前のモニタ値Ｃとモニタ値Ｄとを比較し、大きくなった場合は前の値に戻し、小さくなれば、その値を位相制御端子８２１の制御値とする。次いで、位相制御端子８２１への制御信号の値を、次の値にして同じように比較を行う。これを繰り返して、モニタ値Ｃとモニタ値Ｄを最低にする。
【００７０】
振幅・位相変更回路８２０における振幅の制御も、位相制御と同様に、振幅制御端子８２２へ振幅制御信号を印加する。これにより、振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定を終了する。
【００７１】
図１２は、振幅・位相変更回路８１０、８２０の運用時の処理フローである。
【００７２】
先ず、コントローラ８７０は、図１１に示したように、振幅・位相変更回路８１０の初期値を設定する（Ｓ３０）。次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から主信号９０４の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、主信号９０４の振幅値をモニタする（Ｓ３１）。この主信号９０４のモニタ値Ａ１をメモリ８７１に格納する（Ｓ３２）。次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から主信号９０５の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、主信号９０５の振幅値をモニタする（Ｓ３３）。この主信号９０５のモニタ値Ｂ１をメモリ８７１に格納する（Ｓ３４）。
【００７３】
次いで、コントローラ８７０は、モニタ値Ａ１とモニタ値Ｂ１が最低になるように、振幅・位相変更回路８１０の位相制御端子８１１及び振幅制御端子８１２に制御信号を印加して、振幅・位相変更回路８１０の振幅と位相を制御する（Ｓ３５）。これにより、点Ｃでの信号は、雑音成分のみの信号となる。
【００７４】
次いで、コントローラ８７０は、図１１に示したように、振幅・位相変更回路８２０の初期値を設定する（Ｓ３６）。
【００７５】
次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から低域歪雑音９０３の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、低域歪雑音９０３の振幅値をモニタする（Ｓ３７）。この低域歪雑音９０３のモニタ値Ｃ１をメモリ８７１に格納する（Ｓ３８）。次いで、コントローラ８７０は、固定バンドパスフィルタ８５２から高域歪雑音９０６の信号が出力されるように、可変周波数発振器８６１を制御して、高域歪雑音９０６の振幅値をモニタする（Ｓ３９）。この高域歪雑音９０６のモニタ値Ｄ１をメモリ８７１に格納する（Ｓ４０）。
【００７６】
次いで、コントローラ８７０は、モニタ値Ｃ１とモニタ値Ｄ１が最低になるように、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２に制御信号を印加して、振幅・位相変更回路８２０の振幅と位相を制御する（Ｓ４１）。これにより、増幅器８３０の入力側において、雑音成分が無くなる（又は小さくなる）。増幅器８３０の入力側において、雑音成分が無くなるということは、増幅器８０４の出力側において、雑音が無くなるということで、低歪みマイクロ波増幅回路が実現される。
【００７７】
図１３は、複数（図では９つであるが、この数に限らす実施できる。）の低歪みフィードバック増幅器において、コントローラ１０５０とメモリ１０５１を、時分割的に共有したものである。
【００７８】
低歪みフィードバック増幅器１０２１〜１０２９は、図９におけるコントローラ８７０とメモリ８７１を除いた回路である。
【００７９】
各歪みフィードバック増幅器１０２１〜１０２９には、低歪みフィードバック増幅器１０２１〜１０２９で増幅される主信号が、入力端子１００１〜１００９に印加され、増幅器１０２１〜１０２９で増幅された信号が、出力端子１０１１〜１０１９から出力される。
【００８０】
コントローラ１０５０には、各歪みフィードバック増幅器１０２１〜１０２９から、モニタ信号（１０４１〜１０４９）が供給され、各歪みフィードバック増幅器１０２１〜１０２９には、コントローラ１０５０から、制御信号（１０３１〜１０３９）が供給されている。
【００８１】
なお、上記説明では、点Ｃと点Ｄを別の点として説明したが、増幅器８３０が導通しているときは、点Ｄは、点Ｃを含むループ回路の一点であるので、点Ｄは点Ｃであってもよい。したがって、点Ｄのモニタ値は点Ｃのモニタ値が利用できる。
【００８２】
図１４は、複数の低歪みフィードバック増幅器に共用されるコントローラ１１０８に印加される信号とコントローラ１１０８から出力される信号を説明するための図である。
【００８３】
図１４の回路は、周波数変換器（ダウンコンバータ）１１０２、可変周波数発振器１１０４、固定バンドパスフィルタ１１０２、コントローラ１１０８及びスイッチ回路１１０７、１１０９から構成されている。スイッチ回路１１０７、１１０９のスイッチングは、コントローラ１１０８によって制御されている。
【００８４】
周波数変換器（ダウンコンバータ）１１０２、可変周波数発振器１１０４及び固定バンドパスフィルタ１１０２は、スイッチ回路１１０７から出力された信号を周波数変換して、コントローラ１１０８に供給し、コントローラ１１０８は、所定の歪みフィードバック増幅器にスイッチ回路１１０８を介して、制御信号を供給する。
【００８５】
スイッチ回路１１０７の入力端子１１１１〜１１１９には、複数の歪みフィードバック増幅器から、モニタされる信号が印加されている。スイッチ回路１１０７で選択されたモニタされる信号が、可変周波数発振器１１０３で周波数変換され、固定バンドパスフィルタ１１０２を介して、コントローラ１１０８でモニタされる。
【００８６】
また、コントローラ１１０８は、スイッチ回路１１０９を制御して、所定の歪みフィードバック増幅器に制御信号を供給する。
【００８７】
図１５は、ダブルコンバージョンタイプの周波数変換器（ダウンコンバータ）の例である。
【００８８】
図１５の周波数変換器は、周波数変換器（ダウンコンバータ）１２２２、１２３２、可変周波数発振器１２２４、１２３４、バンドパスフィルタ１２１１、１２２３、１２３３、中間周波増幅器１２５５及び中間周波フィルタ１２２６から構成されている。可変周波数発振器１２２４及び１２３４の制御信号入力端子１２２５及び１２３５には、可変周波数発振器１２４４及び１２３４の周波数を制御するための制御信号が、印加される。
【００８９】
入力端子１２１０に供給された入力信号は、バンドパスフィルタ１２１１を介して周波数変換器１２２２に供給される。周波数変換器１２２２で中間周波に変換され、中間周波に変換された入力信号は、中間周波増幅器１２５５及び中間周波フィルタ１２２６を介して、周波数変換器１２３２に供給される。周波数変換器１２３２で周波数変換され、周波数変換器１２３２で周波数変換された入力信号は、出力端子１２３６から出力される。
【００９０】
周波数変換器１２２２で大きな周波数変換を行い、周波数変換器１２３２で小さな周波数変換を行うことで、図１３及び図１４のような、複数の低歪みフィードバック増幅器に共用される場合に好適である。例えば、可変周波数発振器１２４４で対象の低歪みフィードバック増幅器の周波数を選択し、可変周波数発振器１２３４で図１０図における信号９０３、信号９０４、信号９０５、信号９０６を選択するようにする。
【００９１】
なお、図９において、コントローラ８７０は、図１６に示すように、カップラ８０９を介して、増幅器８０４の主信号を監視して、制御するようにしてもよい。
【００９２】
なお、上記実施の形態では、増幅器に供給される信号が二つの場合について説明したが、これ以外の場合でも適用できる。
【００９３】
また、図９において、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２の初期値の設定を、増幅器８３０のゲートバイアスを正常な値に戻し、増幅器８６０のゲートバイアスを深くして、増幅器８６０を遮断して行った。
【００９４】
図１７は、図９の低歪みマイクロ波増幅回路の変形例であって、これにより、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２の初期値の設定を、増幅器８３０のゲートバイアスを正常な値とし、増幅器８０４のゲートバイアスを深くして、増幅器８０４を遮断して行うことができる。
【００９５】
図９の低歪みマイクロ波増幅回路における図１１の処理手順においては、図９の入力端子８０１に、１波の連続波を供給して、振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定を行った。つまり、コントローラ８７０は、増幅器８３０のゲートバイアスを正常な値とし、増幅器８６０のゲートバイアスを深くして、モニタ値Ｃとモニタ値Ｄが最小になるように、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２に制御信号を印加して、振幅・位相変更回路８２０の振幅と位相を制御した。これに対し、図１７の場合は、図１７の入力端子８０１に、１波の連続波を供給し、コントローラ８７０は、増幅器８３０のゲートバイアスを正常な値とし、増幅器８０４のゲートバイアスを深くして、モニタ値Ｃとモニタ値Ｄが最大になるように、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２に制御信号を印加して、振幅・位相変更回路８２０の振幅と位相を制御するようにする。
【００９６】
なお、図９、図１７の入力端子８０１に、１波の連続波を供給する代わりに、入力端子８０１に、２波の信号、３波以上に信号、又は、実際の信号（例えば、音声信号、映像信号、データ信号等）を供給しても同様に振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定を行うことができる。２波の信号を入力端子８０１に供給する場合は、３次歪みの値を最大になるように、振幅・位相変更回路８２０の位相制御端子８２１及び振幅制御端子８２２を制御信号する。
【００９７】
なお、本発明は、増幅器の代わりに、アダプティブ・アレー・アンテナ、フェーズド・アレー・アンテナ、ビーム・ホーミング・アンテナ・アレーとした場合にも適用できる。
【００９８】
また、増幅器に２つの信号を供給した場合について説明したが、増幅器に３つ以上の帯域のある信号を供給した場合であってもよい。
【００９９】
また、上記実施の形態では、雑音成分として、（２Ｆ１−Ｆ２）の低域の雑音と、（２Ｆ２−Ｆ１）の高域の雑音の場合について説明したが、これ以外の雑音に対しても適用できる。
【０１００】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、小規模の回路構成で、適正な歪みの除去を行うマイクロ波回路を提供することができる。
【０１０１】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の信号検出回路の例を説明するための図である。
【図２】主信号と歪雑音の周波数関係を説明するための図である。
【図３】図１（Ａ）において、周波数変換された後の信号の周波数関係を説明するための図である。
【図４】従来の低歪みフィードバック増幅器を説明するための図である。
【図５】従来の周波数を変更して歪みのみを検出する方法を説明するための図である。
【図６】本実施の形態で使用する信号検出回路を説明するための図である。
【図７】増幅された信号を説明するための図（その２）である。
【図８】本実施の形態の可変周波数発振器を説明するための図である。
【図９】本実施の形態の低歪みマイクロ波増幅回路を説明するための図である。
【図１０】カップラ８３１で分岐した信号を説明するための図である。
【図１１】振幅・位相変更回路８１０、８２０の初期設定の処理フローである。
【図１２】運用時の処理フローである。
【図１３】複数の低歪みフィードバック増幅器において、コントローラを時分割的に共有した場合を説明するための図である。
【図１４】複数の低歪みフィードバック増幅器に共用されるコントローラに印加される信号とコントローラから出力される信号を説明するための図である。
【図１５】ダブルコンバージョンタイプの周波数変換器（ダウンコンバータ）の例を説明するための図である。
【図１６】図９の変形例（その１）である。
【図１７】図９の変形例（その２）である。
【符号の説明】
８０２、８０３、８０５、８０８、８３１、８０９    カップラ
８０４、８３０、８４３、８４２、８６０    増幅器
８１０、８２０    振幅・位相変更回路
８５０、１１０３、１２２２、１２２６    周波数変換器（ダウンコンバータ）８５１、１１０４、１２３４    可変周波数発振器
８５２、１１０２    固定バンドパスフィルタ
８７０    コントローラ
８７１、１０５１    メモリ
１０２１〜１０２９    各歪みフィードバック増幅器
【図１】
2004282253.tif 000003
【図２】
2004282253.tif 000004
【図３】
2004282253.tif 000005
【図４】
2004282253.tif 000006
【図５】
2004282253.tif 000007
【図６】
2004282253.tif 000008
【図７】
2004282253.tif 000009
【図８】
2004282253.tif 000010
【図９】
2004282253.tif 000011
【図１０】
2004282253.tif 000012
【図１１】
2004282253.tif 000013
【図１２】
2004282253.tif 000014
【図１３】
2004282253.tif 000015
【図１４】
2004282253.tif 000016
【図１５】
2004282253.tif 000017
【図１６】
2004282253.tif 000018
【図１７】
2004282253.tif 000019