(57)【要約】【課題】回路設計を容易にするとともに、パイロット信号が残留することによる不要輻射をなくすること。【解決手段】カップラ１０８は、主増幅部１０４にて増幅された増幅信号の歪み成分を検出する。歪み除去ループ制御部１１６は、増幅信号から歪み成分を除去した後に残留している残留歪み成分とカップラ１０８にて検出した歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出する。比較回路部１２０は、Ｉ成分の電圧値より歪み成分と残留歪み成分との振幅誤差を求めるとともにＱ成分の電圧値より歪み成分と残留歪み成分との位相誤差を求める。制御部１２１は、振幅誤差と位相誤差がなくなるようにベクトル調整器１１１を制御する。カップラ１１３は、フィードバックされた振幅誤差と位相誤差を用いて残留歪み成分を除去する。【選択図】      図１
2004253833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の歪み成分を検出する歪み成分検出手段と、前記入力信号から前記歪み成分を除去する歪み成分除去手段と、前記歪み成分検出手段により検出した前記歪み成分と前記歪み成分を除去した後の前記入力信号に残留した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１位相誤差を求める第１誤差検出手段と、前記第１振幅誤差及び前記第１位相誤差を用いて前記入力信号から前記残留歪み成分を除去する残留歪み成分除去手段と、を具備することを特徴とする歪み除去制御装置。
【請求項２】
前記入力信号の信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２位相誤差を求める第２誤差検出手段とを具備し、前記残留歪み成分除去手段は、前記第２振幅誤差及び前記第２位相誤差を用いて前記残留歪み成分より前記残留信号成分を除去することを特徴とする請求項１記載の歪み除去制御装置。
【請求項３】
入力信号の歪み成分を検出する歪み成分検出手段と、前記入力信号から前記歪み成分を除去する歪み成分除去手段と、前記歪み成分検出手段により検出した前記歪み成分と前記歪み成分を除去した後の前記入力信号に残留した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１位相誤差を求める第１誤差検出手段と、前記第１振幅誤差及び前記第１位相誤差を用いて前記入力信号から前記残留歪み成分を除去する残留歪み成分除去手段と、を具備することを特徴とするフィードフォワード増幅装置。
【請求項４】
前記入力信号の信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分を直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２位相誤差を求める第２誤差検出手段とを具備し、前記残留歪み成分除去手段は、前記第２振幅誤差及び前記第２位相誤差を用いて前記残留歪み成分より前記残留信号成分を除去することを特徴とする請求項３記載のフィードフォワード増幅装置。
【請求項５】
入力信号の歪み成分を検出するステップと、前記入力信号から前記歪み成分を除去するステップと、検出した前記歪み成分と前記歪み成分を除去した後の前記入力信号に残留した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出するステップと、前記Ｉ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるステップと、前記Ｑ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１位相誤差を求めるステップと、前記第１振幅誤差及び前記第１位相誤差を用いて前記入力信号から前記残留歪み成分を除去するステップと、を具備することを特徴とする歪み除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪み除去制御装置及びフィードフォワード増幅装置に関し、例えば信号を増幅する際に発生する歪みを除去する歪み除去制御装置及びフィードフォワード増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の移動体通信や地上波デジタルテレビジョン放送では、広帯域に分布した複数のキャリアを用いて情報を伝達する、いわゆるマルチキャリア通信方式が用いられる。
【０００３】
マルチキャリア送信に際し、高周波電力増幅器（高周波パワーアンプ）をキャリアの数だけ用意するのは、装置サイズやコストの面からみて負担が大きい。
【０００４】
したがって、一つの高周波電力増幅器によって、マルチキャリア信号を一括して増幅することが必要となる。
【０００５】
一つの高周波電力増幅器によって広帯域の高周波信号を増幅する場合、高周波パワー増幅器の非線形性に起因する各種の歪（非直線歪：例えば、相互変調歪）が、現われやすくなる。
【０００６】
非直線歪を低減する方式としては、フィードフォワード方式がある。フィードフォワード方式は、発振回路から出力される基本パイロット信号と、出力端子に現れる信号の一部を分岐した出力信号とを同期検波回路に入力し、同期検波回路は、発振回路から供給される基本パイロット信号を参照信号として用いてこの誤差信号を同期検波し、その結果得られるＩ成分出力及びＱ成分出力を、利得調整回路及び位相調整回路に制御信号として供給して歪み成分を除去するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１８９６３１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の歪み除去制御装置及びフィードフォワード増幅装置においては、フィルタの減衰量等により、送信キャリア帯域近くにパイロット信号を割り当てることができず、一方歪み減衰量を確保するにはできるだけ送信キャリアの近くにパイロット周波数を割り当てることが求められるため、パイロット信号の割り当てに微妙な調整が必要であり、回路設計が面倒であるという問題がある。また、従来の歪み除去制御装置及びフィードフォワード増幅装置においては、高速にパイロット信号を完全に除去することは困難であるため、パイロット信号が出力信号に残留し、送信時における不要輻射等の原因になるという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、誤差成分除去の際にパイロット信号を用いないため、回路設計を容易にすることができるとともに、パイロット信号が残留することによる不要輻射をなくすることができる歪み除去制御装置及びフィードフォワード増幅装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の歪み除去制御装置は、入力信号の歪み成分を検出する歪み成分検出手段と、前記入力信号から前記歪み成分を除去する歪み成分除去手段と、前記歪み成分検出手段により検出した前記歪み成分と前記歪み成分を除去した後の前記入力信号に残留した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１位相誤差を求める第１誤差検出手段と、前記第１振幅誤差及び前記第１位相誤差を用いて前記入力信号から前記残留歪み成分を除去する残留歪み成分除去手段と、を具備する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、直交検波により検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を用いて歪み成分と残留歪み成分との振幅誤差と位相誤差を求めることができ、入力信号から振幅誤差と位相誤差を除去することにより入力信号から歪み成分を除去することができるので、入力信号から歪み成分を除去するためのパイロット信号が不要になるためにパイロット信号の割り当てを行う微妙な設定も不要になって回路設計を容易にすることができ、さらにパイロット信号が歪み成分を除去した後の出力信号に残留することがないので、不要輻射を極力少なくすることができる。
【００１２】
本発明の歪み除去制御装置は、前記構成において、前記入力信号の信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２位相誤差を求める第２誤差検出手段とを具備し、前記残留歪み成分除去手段は、前記第２振幅誤差及び前記第２位相誤差を用いて前記残留歪み成分より前記残留信号成分を除去する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、前記効果に加えて、直交検波により検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を用いて信号成分と残留歪み成分に残留する残留信号成分との振幅誤差と位相誤差を求めることができ、振幅誤差と位相誤差を除去することにより残留歪み成分から残留信号成分を除去することができるので、残留歪み成分から残留信号成分を除去するためのパイロット信号が不要になるためにパイロット信号の割り当てを行う微妙な設定も不要になって回路設計を容易にすることができ、パイロット信号が歪み成分を除去した後の出力信号に残留することがないので、不要輻射を極力少なくすることができるとともに、さらに歪み成分を精度良く除去することができる。
【００１４】
本発明のフィードフォワード増幅装置は、入力信号の歪み成分を検出する歪み成分検出手段と、前記入力信号から前記歪み成分を除去する歪み成分除去手段と、前記歪み成分検出手段により検出した前記歪み成分と前記歪み成分を除去した後の前記入力信号に残留した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１位相誤差を求める第１誤差検出手段と、前記第１振幅誤差及び前記第１位相誤差を用いて前記入力信号から前記残留歪み成分を除去する残留歪み成分除去手段と、を具備する構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、直交検波により検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を用いて歪み成分と残留歪み成分との振幅誤差と位相誤差を求めることができ、入力信号から振幅誤差と位相誤差を除去することにより入力信号から歪み成分を除去することができるので、入力信号から歪み成分を除去するためのパイロット信号が不要になるためにパイロット信号の割り当てを行う微妙な設定も不要になって回路設計を容易にすることができ、さらにパイロット信号が歪み成分を除去した後の出力信号に残留することがないので、不要輻射を極力少なくすることができる。
【００１６】
本発明のフィードフォワード増幅装置は、前記構成において、前記入力信号の信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分を直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、前記Ｉ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２振幅誤差を求めるとともに前記Ｑ成分の電圧値より前記信号成分と前記残留歪み成分に残留する残留信号成分との第２位相誤差を求める第２誤差検出手段とを具備し、前記残留歪み成分除去手段は、前記第２振幅誤差及び前記第２位相誤差を用いて前記残留歪み成分より前記残留信号成分を除去する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、前記効果に加えて、直交検波により検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を用いて残留歪み成分と残留歪み成分に残留する残留信号成分との振幅誤差と位相誤差を求めることができ、残留歪み成分から振幅誤差と位相誤差を除去することにより残留歪み成分から残留信号成分を除去することができるので、残留歪み成分から残留信号成分を除去するためのパイロット信号が不要になるためにパイロット信号の割り当てを行う微妙な設定も不要になって回路設計を容易にすることができ、パイロット信号が歪み成分を除去した後の出力信号に残留することがないので、不要輻射を極力少なくすることができるとともに、さらに歪み成分を精度良く除去することができる。
【００１８】
本発明の歪み除去方法は、入力信号の歪み成分を検出するステップと、前記入力信号から前記歪み成分を除去するステップと、検出した前記歪み成分と前記歪み成分を除去した後の前記入力信号に残留した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出するステップと、前記Ｉ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるステップと、前記Ｑ成分の電圧値より前記歪み成分と前記残留歪み成分との第１位相誤差を求めるステップと、前記第１振幅誤差及び前記第１位相誤差を用いて前記入力信号から前記残留歪み成分を除去するステップと、を具備するようにした。
【００１９】
この方法によれば、直交検波により検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を用いて歪み成分と残留歪み成分との振幅誤差と位相誤差を求めることができ、入力信号から振幅誤差と位相誤差を除去することにより入力信号から歪み成分を除去することができるので、入力信号から歪み成分を除去するためのパイロット信号が不要になるためにパイロット信号の割り当てを行う微妙な設定も不要になって回路設計を容易にすることができ、さらにパイロット信号が歪み成分を除去した後の出力信号に残留することがないので、不要輻射を極力少なくすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、入力信号から歪み成分を除去した後の残留歪み成分と歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、Ｉ成分の電圧値より歪み成分と残留歪み成分との第１振幅誤差を求めるとともにＱ成分の電圧値より歪み成分と残留歪み成分との第１位相誤差を求める第１誤差検出手段と、第１振幅誤差及び第１位相誤差を用いて前記入力信号から残留歪み成分を除去する残留歪み成分除去手段と、を具備することである。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る歪み除去制御装置をフィードフォワード増幅装置に適用した場合の構成を示す図であり、図２は、本実施の形態１に係る歪み除去ループ制御部の構成を示す図である。フィードフォワード増幅装置１００は、歪み検出ループ回路Ｌ１と歪み除去ループ回路Ｌ２を具備している。
【００２３】
フィードフォワード増幅装置１００は、入力端子１０１、カップラ１０２、ベクトル調整器１０３、主増幅部１０４、カップラ１０５、遅延部１０６、カップラ１０７、カップラ１０８、遅延部１０９、カップラ１１０、ベクトル調整器１１１、誤差増幅部１１２、カップラ１１３、カップラ１１４、出力端子１１５、歪み除去ループ制御部１１６、遅延部１１７、カップラ１１８、歪み検出ループ制御部１１９、比較回路部１２０及び制御部１２１を具備している。
【００２４】
歪み検出ループ回路Ｌ１は、カップラ１０２、ベクトル調整器１０３、主増幅部１０４、カップラ１０５、遅延部１０６、カップラ１０７、カップラ１０８、カップラ１１０、遅延部１１７、カップラ１１８、歪み検出ループ制御回路１１９を具備している。
【００２５】
歪み除去ループ回路Ｌ２は、カップラ１０８、遅延部１０９、カップラ１１０、ベクトル調整器１１１、誤差増幅部１１２、カップラ１１３、カップラ１１４、歪み除去ループ制御部１１６、比較回路部１２０及び制御部１２１を具備している。
【００２６】
歪み除去ループ制御部１１６、比較回路部１２０及び制御部１２１は、誤差検出ユニット１３０（第１誤差検出手段）を構成している。
【００２７】
カップラ１０２は、入力端子１０１と接続されている。ベクトル調整器１０３は、カップラ１０２の出力端子と歪み検出ループ制御部１１９の出力端子に接続されている。主増幅部１０４は、ベクトル調整器１０３の出力端子に接続されている。カップラ１０５は、主増幅部１０４の出力端子に接続されている。遅延部１０６は、カップラ１０２の出力端子に接続されている。カップラ１０７は、遅延部１０６の出力端子に接続されている。カップラ１０８は、カップラ１０５の出力端子とカップラ１０７の出力端子に接続されている。遅延部１０９は、カップラ１０８の出力端子に接続されている。カップラ１１０は、カップラ１０８の出力端子に接続されている。
【００２８】
ベクトル調整器１１１は、カップラ１１０の出力端子と制御部１２１の出力端子に接続されている。誤差増幅部１１２は、ベクトル調整器１１１の出力端子に接続されている。カップラ１１３は、遅延部１０９の出力端子と誤差増幅部１１２の出力端子とに接続されている。カップラ１１４は、カップラ１１３の出力端子に接続されている。出力端子１１５はカップラ１１４の出力端子に接続されている。歪み検出ループ制御部１１６は、カップラ１０７の出力端子、カップラ１１４の出力端子及びカップラ１１８の出力端子に接続されている。遅延部１１７は、カップラ１１０の出力端子に接続されている。カップラ１１８は、遅延部１１７の出力端子に接続されている。歪み検出ループ制御部１１９は、カップラ１０５の出力端子とカップラ１１８の出力端子に接続されている。比較回路部１２０は、歪み除去ループ制御部１１６の出力端子に接続されている。制御部１２１は、比較回路部１２０の出力端子に接続されている。
【００２９】
入力端子１０１は、入力した信号をカップラ１０２へ送る。
【００３０】
カップラ１０２は、入力端子１０１から入力した信号を分配してベクトル調整器１０３と遅延部１０６へ出力する。
【００３１】
ベクトル調整器１０３は、歪み検出ループ制御部１１９からフィードバックされる振幅誤差と位相誤差を用いて、歪み検出ループＬ１のキャリア抑圧特性を維持するようにカップラ１０２から受ける信号を制御して、主増幅部１０４へ出力する。ベクトル調整器１０３は、カップラ１０５から出力される信号と後述するカップラ１０７から出力される信号の位相差が１８０度になるように調整を行なう。
【００３２】
主増幅部１０４は、ベクトル調整器１０３から入力した信号を増幅して増幅信号を生成してカップラ１０５へ出力する。主増幅部１０４から出力された増幅信号は、キャリア成分（信号成分）と歪み成分を含む。
【００３３】
カップラ１０５は、主増幅部１０４から入力した信号を歪み検出ループ制御部１１９とカップラ１０８へ出力する。
【００３４】
遅延部１０６は、カップラ１０２から入力した信号を、遅延させてカップラ１０７へ出力する。
【００３５】
カップラ１０７は、遅延部１０６から入力した信号をカップラ１０８と歪み除去ループ制御部１１６へ出力する。
【００３６】
歪み成分検出手段であるカップラ１０８は、互いの位相差が１８０度であるカップラ１０５から入力した信号とカップラ１０７から入力した信号（位相ずれ信号）とを合成して歪み成分を検出し、検出した歪み成分をカップラ１１０へ出力する。また、カップラ１０８は、カップラ１０５から入力した信号をそのまま遅延部１０９へ出力する。
【００３７】
遅延部１０９は、カップラ１０８から入力した信号の位相が、カップラ１１３において、誤差増幅部１１２からカップラ１１３に入力する歪み成分に比べて１８０度の位相差が生じるように遅延させることにより位相を調整してカップラ１１３へ出力する。
【００３８】
カップラ１１０は、カップラ１０８から入力した歪み成分を遅延部１１７とベクトル調整器１１１へ出力する。
【００３９】
残留歪み成分除去手段であるベクトル調整器１１１は、カップラ１１０から入力した歪み成分から、誤差検出ユニット１３０からフィードバックされる振幅誤差と位相誤差を用いて残留歪み成分を除去するように振幅制御と位相制御を行なう。そして、ベクトル調整器１１１は、振幅制御と位相制御した歪み成分を誤差増幅部１１２へ出力する。
【００４０】
誤差増幅部１１２は、ベクトル調整器１１１から入力した歪み成分を増幅してカップラ１１３へ出力する。
【００４１】
歪み成分除去手段及び残留歪み成分除去手段であるカップラ１１３は、遅延部１０９から入力した信号と誤差増幅部１１２から入力した歪み成分とを合成して、遅延部１０９から入力した信号から歪み成分を除去してキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分をカップラ１１４へ出力する。カップラ１１３は、制御部１２１にて歪み成分と残留歪み成分との振幅誤差と位相誤差がなくなるように制御された場合には、遅延部１０９から入力した信号と誤差増幅部１１２から入力した歪み成分との振幅誤差と位相誤差を除去することができる。
【００４２】
カップラ１１４は、カップラ１１３から入力した信号を出力端子１１５から出力するとともに歪み除去ループ制御部１１６へ出力する。カップラ１１４から出力される信号は、歪み成分が完全に除去されずにキャリア成分に残留する残留歪み成分が含まれている場合がある。
【００４３】
歪み除去ループ制御部１１６は、カップラ１１４から入力した出力信号成分とカップラ１０７から入力したキャリア成分を用いて出力信号成分からキャリア成分を除去して残留歪み成分を検出するとともに、検出した残留歪み成分とカップラ１１８から入力した歪み成分とを直交検波して、Ｉ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を比較回路部１２０へ出力する。なお、歪み除去ループ制御部１１６の詳細については、後述する。
【００４４】
遅延部１１７は、カップラ１１０から入力した信号を遅延させてカップラ１１８へ出力する。
【００４５】
カップラ１１８は、遅延部１１７から入力した歪み成分を歪み検出ループ制御部１１９と歪み除去ループ制御部１１６へ出力する。
【００４６】
歪み検出ループ制御部１１９は、カップラ１０５の結合出力から取り出した送信キャリアとカップラ１１８から取り出した歪み成分に含まれる残留信号成分から主増幅部１０４の出力信号と遅延部１０７の出力信号との振幅誤差と位相誤差を出力し、検出した振幅誤差と位相誤差をベクトル調整器１０３へ出力する。
【００４７】
比較回路部１２０は、歪み除去ループ制御部１１６から入力したＩ成分の電圧値及びＱ成分の電圧値と基準電圧とを比較する。そして、比較回路部１２０は、比較の結果、Ｉ成分の電圧値を振幅誤差（第１振幅誤差）とするとともにＱ成分の電圧値を位相誤差（第１位相誤差）として制御部１２１へ出力する。なお、比較回路部１２０の詳細については、後述する。
【００４８】
制御部１２１は、比較回路部１２０から入力した振幅誤差と位相誤差より、ベクトル調整器１１１において電圧値を調整するように制御する。
【００４９】
次に、歪み除去ループ制御部１１６の構成について、図２を用いて説明する。歪み除去ループ制御部１１６は、遅延部２０１、直交検波部２０２、遅延部２０３及びカップラ２０４を具備している。
【００５０】
遅延部２０１は、カップラ１１８の出力端子に接続されている。直交検波部２０２は、遅延部２０１の出力端子とカップラ２０４の出力端子に接続されている。遅延部２０３は、カップラ１０７の出力端子に接続されている。カップラ２０４は、カップラ１１４の出力端子と遅延部２０３の出力端子に接続されている。
【００５１】
遅延部２０１は、カップラ１１８より入力した歪み成分を遅延させて直交検波部２０２へ出力する。
【００５２】
直交検波部２０２は、遅延部２０１から入力した歪み成分とカップラ２０４から入力した残留歪み成分とを直交検波してＩ成分出力の電圧値とＱ成分出力の電圧値を検出し、検出したＩ成分出力の電圧値とＱ成分出力の電圧値を比較回路部１２０へ出力する。ここで、Ｉ成分出力の電圧値は、残留歪み成分における歪み成分に対する振幅誤差（第１振幅誤差）を示すものであり、Ｑ成分出力の電圧値は、残留歪み成分における歪み成分に対する位相誤差（第１位相誤差）を示すものである。
【００５３】
遅延部２０３は、カップラ１０７より入力したキャリア成分を遅延させてカップラ２０４へ出力する。
【００５４】
残留歪み成分検出手段であるカップラ２０４は、遅延部２０３から入力したキャリア成分とカップラ１１４から入力した出力信号とを合成して残留歪み成分を検出し、検出した残留歪み成分を直交検波部２０２へ出力する。残留歪み成分は、カップラ１１３にて除去できずに出力信号に残留した歪み成分である。
【００５５】
次に、比較回路部１２０の構成について、図３を用いて説明する。なお、図３において、比較回路部１２０はＩ成分とＱ成分の両方について設けられるものであるが、Ｉ成分の処理を行なう比較回路部とＱ成分の処理を行なう比較回路部とは同一構成であるため、Ｉ成分とＱ成分のいずれか一方に用いられる比較回路部のみについて説明する。比較回路部１２０は、抵抗Ｒ１０、抵抗Ｒ１１、コンデンサＣ１０及び増幅器ＡＭＰ１０を具備している。
【００５６】
抵抗Ｒ１０は、歪み除去ループ制御部１１６と増幅器ＡＭＰ１０の反転入力端子との間に接続されている。抵抗Ｒ１１は、増幅器ＡＭＰ１０の反転入力端子と抵抗Ｒ１０の出力端子との間に接続されている。コンデンサＣ１０は、抵抗Ｒ１１と並列に接続されている。増幅器ＡＭＰ１０の非反転入力端子は、基準電圧を受けるものであり、グランドと接続されている。なお、基準電圧は、グランドの電圧値に限らずグランド以外の電圧値にすることができる。
【００５７】
増幅器ＡＭＰ１０は、しきい値以上の電圧が入力される時に正電圧を出力し、しきい値未満の電圧が入力される時に負電圧を出力する。しかし、比較回路部１２０は、増幅器ＡＭＰ１０のみでは出力電圧がばたついて発振して収束しないため、コンデンサＣ１０と抵抗Ｒ１１からなる平滑回路により出力電圧が平滑化されて安定した出力を得ることができる。
【００５８】
次に、直交検波部２０２において、直交検波して振幅誤差と位相誤差を求める動作について、図４を用いて説明する。
【００５９】
カップラ１１３に入力される遅延部１０９から出力した増幅信号に含まれる歪み成分のベクトルをベクトルＡとし、カップラ１１３に入力される誤差増幅部１１２から出力した歪み成分のベクトルをベクトルＢとすると、歪み除去ループ回路Ｌ２で抑圧されてカップラ１１４から出力された抑圧歪み誤差ベクトルＥ０は、「ベクトルＥ０＝ベクトルＡ＋ベクトルＢ」で表現され、ベクトルＡの法線ベクトルをベクトルＡ１とすると、誤差ベクトルＥ０は、次の式（１）で表される。
【数１】
2004253833.tif 000003
【００６０】
ただし、ｋは振幅誤差（基準ベクトルの大きさとの比）であり、θは位相誤差である。実際の制御時には、「ｋ」は略「１」であり、「Δθ」は略「０」なので、「ｃｏｓΔθ」は略「１」であり、「ｓｉｎΔθ」は略「Δθ」となり、式（１）は次の式（２）にて近似できる。
【数２】
2004253833.tif 000004
【００６１】
直交検波部２０２では、基準となるパイロット信号のベクトルＡとその法線ベクトルＡ１との同期検波を行なうので、その出力電圧は「Ｉ成分∝（１−ｋ）」となり、「Ｑ成分∝Δθ」となる。結果として、Ｉ成分より振幅誤差を取り出すことができ、Ｑ成分より位相誤差を取り出すことができ、取り出した振幅誤差と位相誤差をベクトル調整器１１１の可変減衰器と可変位相器の制御電圧に使用する。
【００６２】
次に、フィードフォワード増幅装置１００の動作について、図１及び図２を用いて説明する。
【００６３】
入力端子に入力した入力信号は、キャリア成分Ｓ１、Ｓ２からなり、カップラ１０２にて分岐されたキャリア成分Ｓ１、Ｓ２は、主増幅部１０４にて増幅される。増幅されたキャリア成分Ｓ１、Ｓ２は、増幅されることにより歪み成分Ｓ３、Ｓ４が発生する。なお、キャリア成分は、Ｓ１、Ｓ２の２つの場合に限らず１つ及び３つ以上の数であっても良い。
【００６４】
一方、カップラ１０２にて分岐されたもう一方のキャリア成分Ｓ１、Ｓ２は、遅延部１０６にて遅延されてキャリア成分Ｓ１、Ｓ２とは位相が１８０度ずれたキャリア成分Ｓ５、Ｓ６となる。そして、歪み成分Ｓ３、Ｓ４を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２とキャリア成分Ｓ５、Ｓ６とは、カップラ１０８にて合成され、歪み成分Ｓ７が検出される。なお、歪み検出ループ制御部１１９は、キャリア成分Ｓ１、Ｓ２とキャリア成分Ｓ５、Ｓ６との位相差が１８０度になるようにループ制御する。
【００６５】
次に、歪み成分Ｓ３、Ｓ４を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２は、誤差増幅部１１２から出力される歪み成分Ｓ７と位相差が１８０度になるように遅延されてカップラ１１３へ出力される。
【００６６】
一方、カップラ１０８から出力される歪み成分Ｓ７は、ベクトル調整器１１１にて出力端子に出力される際に残留する歪みがなくなるように振幅誤差と位相誤差を電圧値により制御をされ、誤差増幅部１１２にて増幅された後にカップラ１１３へ出力される。カップラ１１３に入力した歪み成分Ｓ３、Ｓ４を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２と歪み成分Ｓ７は、カップラ１１３にて合成されて歪み成分が除去される。
【００６７】
遅延部１０９からカップラ１１３に入力する歪み成分Ｓ３、Ｓ４と誤差増幅部１１２からカップラ１１３に入力する歪み成分Ｓ７との位相差が１８０度になっていれば、完全に歪み成分Ｓ３、Ｓ４を除去することができるが、実際には、経時変化及び温度変化等の影響により位相差がずれる可能性が高く、増幅されて出力されるキャリア成分Ｓ１、Ｓ２には残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９が残留する可能性が高い。したがって、入力信号を増幅した場合には、増幅信号から残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９を除去するために、歪み除去ループ制御部１１６が必要になる。
【００６８】
次に、歪み除去ループ制御部１１６において、カップラ１１０から抽出された歪み成分Ｓ７は、遅延部１１７とカップラ１１８を経由するとともに、遅延部２０１にて遅延させられて、直交検波部２０２に入力する。
【００６９】
一方、カップラ１１４にて分岐された残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２は、カップラ２０４に入力する。また、カップラ１０７にて抽出されたキャリア成分Ｓ５、Ｓ６は、遅延部２０３にて遅延させられて、カップラ２０４に入力する。
【００７０】
カップラ２０４に入力した残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２とキャリア成分Ｓ５、Ｓ６は、カップラ２０４にて合成される。この合成の際に、経時変化及び温度変化等によりカップラ２０４から残留歪み成分Ｓ１０が出力される。
【００７１】
したがって、直交検波部２０２は、カップラ２０４から入力した残留歪み成分Ｓ１０と遅延部２０１から入力した歪み成分Ｓ７とを直交検波してＩ成分出力とＱ成分出力を検出し、Ｉ成分出力より残留歪み成分Ｓ１０における歪み成分Ｓ７に対する振幅誤差を検出するとともに、Ｑ成分出力より残留歪み成分Ｓ１０における歪み成分Ｓ７に対する位相誤差を検出し、検出した振幅誤差と位相誤差をベクトル調整器１１１へ出力する。直交検波部２０２は、直交検波することにより残留歪み成分における振幅誤差と位相誤差を検出することができ、検出した振幅誤差と位相誤差がなくなるようにベクトル調整器１１１が制御すればよいだけのため、歪み成分の除去を高速に行なうことができ、ＣＤＭＡ方式に必須のパワーコントロールの際に高速にて追従することができる。
【００７２】
ベクトル調整器１１１に入力した誤差分の電圧値により、カップラ１１０から入力した信号の位相と振幅を制御し、直交検波部２０２のＩ成分とＱ成分の電圧値が０になるまで歪み除去ループＬ２が繰り返される。なお、直交検波部２０２のＩ成分とＱ成分の電圧値がほぼ０になるまで歪み除去ループＬ２を繰り返すのが理想状態であるが、条件によってはオフセット電圧が発生してＩ成分とＱ成分の電圧値が０にならない場合がある。このような場合は、オフセット電圧に応じて０Ｖより若干高い電圧にしきい値を設定して、Ｉ成分とＱ成分の電圧値がしきい値以下になるまで歪み除去ループＬ２を繰り返すようにしても良い。
【００７３】
このように、本実施の形態１によれば、誤差検出ユニット１３０は、歪み成分と残留歪み成分とを直交検波してＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を検出するとともに、検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を用いて振幅誤差と位相誤差を求め、求めた振幅誤差と位相誤差がなくなるように制御するので、パイロット信号が不要になって回路設計を容易にすることができ、パイロット信号が出力信号に残留することによる不要輻射をなくすることができる。
【００７４】
（実施の形態２）
図５は、本実施の形態２に係る歪み除去制御装置をフィードフォワード増幅装置に適用した場合の構成を示す図であり、図６は、本実施の形態２に係る歪み除去ループ制御部の構成を示す図である。フィードフォワード増幅装置５００は、図１に示す本発明の実施の形態１に係るフィードフォワード増幅装置１００において、ベクトル調整器５０１、比較回路部５０３及び制御部５０４を追加し、且つ、歪み除去ループ制御部１１６の代わりに歪み除去ループ制御部５０２を有している。なお、図１と同一構成である部分は同一の符号を付してその説明は省略する。
【００７５】
本実施の形態は、出力信号とキャリア成分とを合成した際に、出力信号から送信キャリア成分を完全に取り除くことは困難であるため、キャリア成分と残留歪み成分とを直交検波することにより、残留歪み成分を検出する際にキャリア成分を最大限取り除くことを特徴とするものである。
【００７６】
歪み除去ループ制御部５０２、比較回路部１２０及び制御部１２１は、第１誤差検出手段である誤差検出ユニット５１０を構成している。
【００７７】
ベクトル調整器５０１、歪み除去ループ制御部５０２、比較回路部５０３及び制御部５０４は、第２誤差検出手段である誤差検出ユニットを構成している。
【００７８】
カップラ１１３は、遅延部１０９から入力した信号と誤差増幅部１１２から入力した歪み成分とを合成して、遅延部１０９から入力した信号から歪み成分を除去してキャリア成分を抽出し、抽出したキャリア成分をカップラ１１４へ出力する。カップラ１１３は、制御部１２１にて歪み成分と残留歪み成分との振幅誤差と位相誤差がなくなるように制御された場合には、遅延部１０９から入力した信号と誤差増幅部１１２から入力した歪み成分との振幅誤差と位相誤差を除去することができる。
【００７９】
ベクトル調整器５０１は、カップラ１１４の出力端子と制御部５０４の出力端子に接続されている。歪み除去ループ制御部５０２は、カップラ１０７の出力端子、カップラ１１８の出力端子及びベクトル調整器５０１の出力端子に接続されている。比較回路部５０３は、歪み除去ループ制御部５０２の出力端子に接続されている。制御部５０４は、比較回路部５０３の出力端子に接続されている。
【００８０】
ベクトル調整器５０１は、歪み除去ループ制御部５０２から入力した振幅誤差に応じた電圧値と位相誤差に応じた電圧値を用いて、カップラ１１４にて抽出した出力信号の一部より残留キャリア成分を取り除くように制御され、振幅誤差と位相誤差を取り除いた後の出力信号を歪み除去ループ制御部５０２へ出力する。
【００８１】
歪み除去ループ制御部５０２は、カップラ１１８から入力した歪み成分とベクトル調整器５０１から入力した残留歪み成分とを直交検波して、Ｉ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を比較回路部１２０へ出力する。また、歪み除去ループ制御部５０２は、カップラ１０７から入力したキャリア成分とベクトル調整器５０１から入力した残留歪み成分に残留している残留キャリア成分とを直交検波して、Ｉ成分の電圧値とＱ成分の電圧値とを検出し、検出したＩ成分の電圧値とＱ成分の電圧値を比較回路部５０３へ出力する。
【００８２】
比較回路部５０３は、歪み除去ループ制御部５０２から入力したＩ成分の電圧値及びＱ成分の電圧値と基準電圧値とを比較する。そして、比較回路部５０３は、Ｉ成分の電圧値と基準電圧値との比較の結果の出力電圧を振幅誤差（第２振幅誤差）とするとともにＱ成分の電圧値と基準電圧値との比較の結果の出力電圧値を位相誤差（第２位相誤差）として制御部５０４へ出力する。なお、比較回路部５０３は、図３と同一構成であるため、その説明は省略する。ここで、振幅誤差は、残留歪み成分に残留する残留キャリア成分（残留信号成分）とキャリア成分（信号成分）との振幅誤差であり、位相誤差は、残留歪み成分に残留する残留キャリア成分（残留信号成分）とキャリア成分（信号成分）との位相誤差である。なお、歪み除去ループ制御部５０２の詳細については、後述する。
【００８３】
制御部５０４は、比較回路部５０３から入力した振幅誤差と位相誤差より、ベクトル調整器５０１において電圧値を調整するように制御し、直交検波部２０２のＩ成分とＱ成分の電圧値が０になるまで歪み除去ループＬ２が繰り返される。なお、直交検波器２０２のＩ成分とＱ成分の電圧値がほぼ０になるまで歪み除去ループＬ２を繰り返すのが理想状態であるが、条件によってはオフセット電圧が発生してＩ成分とＱ成分の電圧値が０にならない場合がある。このような場合は、オフセット電圧に応じて０Ｖより若干高い電圧にしきい値を設定して、Ｉ成分とＱ成分の電圧値がしきい値以下になるまで歪み除去ループＬ２を繰り返すようにしても良い。
【００８４】
次に、歪み除去ループ制御部５０２の構成について、図６を用いて説明する。なお、図２と同一構成である部分は、同一の符号を付してその説明は省略する。
【００８５】
カップラ２０４は、制御部５０４にてキャリア成分と残留歪み成分に残留する残留キャリア成分との振幅誤差と位相誤差がなくなるように制御された場合には、ベクトル調整器５０１から入力した信号とカップラ６０１から入力したキャリア成分との振幅誤差と位相誤差を除去することができる。
【００８６】
カップラ６０１は、遅延部２０３の出力端子に接続されている。直交検波部６０２は、カップラ６０３の出力端子と遅延部６０４の出力端子に接続されている。カップラ６０３は、カップラ２０４の出力端子に接続されている。遅延部６０４の入力端子は、カップラ６０１の出力端子に接続されている。比較回路部５０３は、直交検波部６０２の出力端子に接続されている。
【００８７】
カップラ６０１は、遅延部２０３から入力した入力信号成分であるキャリア成分を分岐してカップラ２０４と遅延部６０４へ出力する。
【００８８】
直交検波部６０２は、遅延部６０４から入力したキャリア成分とカップラ６０３から入力した残留キャリア成分とを直交検波することにより、Ｉ成分出力の電圧値とＱ成分出力の電圧値を検出し、検出したＩ成分出力の電圧値とＱ成分出力の電圧値を比較回路部５０３へ出力する。
【００８９】
カップラ６０３は、カップラ２０４から入力した残留入力信号成分を含む残留歪み成分を分岐して直交検波部２０２と直交検波部６０２へ出力する。
【００９０】
遅延部６０４は、カップラ６０１から入力したキャリア成分を遅延させて直交検波部６０２へ出力する。
【００９１】
次に、直交検波部６０２において、直交検波して振幅誤差と位相誤差を求める場合について、図４を用いて説明する。
【００９２】
カップラ２０４に入力されるカップラ６０１から出力した成分のベクトルをベクトルＡとし、カップラ２０４に入力されるベクトル調整器５０１から出力した信号成分のベクトルをベクトルＢとすると、カップラ２０４から出力された抑圧信号誤差ベクトルＥ０は、「ベクトルＥ０＝ベクトルＡ＋ベクトルＢ」で表現され、ベクトルＡの法線ベクトルをベクトルＡ１とすると、誤差ベクトルＥ０は、次の式（３）で表される。
【数３】
2004253833.tif 000005
【００９３】
ただし、ｋは振幅誤差（基準ベクトルの大きさとの比）であり、θは位相誤差である。実際の制御時には、「ｋ」は略「１」であり、「Δθ」は略「０」なので、「ｃｏｓΔθ」は略「１」であり、「ｓｉｎΔθ」は略「Δθ」となり、式（３）は次の式（４）にて近似できる。
【数４】
2004253833.tif 000006
【００９４】
直交ミキサでは、キャリア成分のベクトルＡとその法線ベクトルＡ１との同期検波を行なうので、その出力電圧は「Ｉ成分∝（１−ｋ）」となり、「Ｑ成分∝Δθ」となる。結果として、Ｉ成分より振幅誤差を取り出すことができ、Ｑ成分より位相誤差を取り出すことができ、取り出した振幅誤差と位相誤差をベクトル調整器１１１の可変減衰器と可変位相器の制御電圧に使用する。
【００９５】
次に、フィードフォワード増幅装置５００の動作について、図５及び図６を用いて説明する。なお、歪み検出ループＬ１における動作は、上記実施の形態１における動作と同一であるためその説明は省略する。
【００９６】
歪み成分Ｓ３、Ｓ４を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２は、誤差増幅部１１２から出力される歪み成分Ｓ７と位相差が１８０度になるように遅延されてカップラ１１３へ出力される。
【００９７】
一方、カップラ１０８から出力される歪み成分Ｓ７は、ベクトル調整器１１１にて出力端子に出力される際に残留する歪みがなくなるように振幅誤差と位相誤差を電圧値により制御をされて、誤差増幅部１１２にて増幅された後にカップラ１１３へ出力される。カップラ１１３に入力した歪み成分Ｓ３、Ｓ４を含むキャリア成分Ｓ１、Ｓ２と歪み成分Ｓ７は、カップラ１１３にて合成されて歪み成分が除去される。
【００９８】
遅延部１０９からカップラ１１３に入力する歪み成分Ｓ３、Ｓ４と誤差増幅部１１２からカップラ１１３に入力する歪み成分Ｓ７との位相差が１８０度になっていれば、完全に歪み成分Ｓ３、Ｓ４を除去することができるが、実際には、経時変化及び温度変化等の影響により位相差がずれる可能性が高く、増幅されて出力されるキャリア成分Ｓ１、Ｓ２には残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９が残留する可能性が高い。
【００９９】
したがって、遅延部１０９からカップラ１１３に入力する歪み成分Ｓ３、Ｓ４と誤差増幅部１１２からカップラ１１３に入力する歪み成分Ｓ７との位相差を１８０度にするために、歪み除去ループ制御部５０２が必要になる。
【０１００】
次に、歪み除去ループ制御部５０２において、カップラ１１０から抽出された歪み成分Ｓ７は、遅延部１１７とカップラ１１８を経由するとともに、遅延部２０１にて遅延させられて、直交検波部２０２に入力する。
【０１０１】
一方、カップラ１１４にて分岐されたキャリア成分Ｓ１、Ｓ２とキャリア成分Ｓ５、Ｓ６とは、カップラ２０４にて合成される。この合成の際に、経年変化及び温度変化等によりカップラ２０４から出力される残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９には残留キャリア成分Ｓ１１、Ｓ１２が発生する可能性が高いため、カップラ２０４においては完全にキャリア成分Ｓ１、Ｓ２を除去することができない可能性が高い。
【０１０２】
したがって、直交検波部６０２は、残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９を含む残留キャリア成分Ｓ１１、Ｓ１２と遅延部６０４から入力されるキャリア成分Ｓ５、Ｓ６とを直交検波してＩ成分出力とＱ成分出力を検出し、Ｉ成分出力より残留キャリア成分Ｓ１１、Ｓ１２におけるキャリア成分Ｓ５、Ｓ６に対する振幅誤差（第２振幅誤差）を検出するとともに、Ｑ成分出力より残留キャリア成分Ｓ１１、Ｓ１２におけるキャリア成分Ｓ５、Ｓ６に対する位相誤差（第２位相誤差）を検出し、検出した振幅誤差と位相誤差を比較回路部５０３へ出力する。そして、比較回路部５０３の比較結果に応じて、制御部５０４は、キャリア成分Ｓ１、Ｓ２から振幅誤差と位相誤差が除去されるようにベクトル調整器５０１を制御する。したがってこの後は、カップラ２０４にて、キャリア成分Ｓ１、Ｓ２から残留キャリア成分Ｓ１１、Ｓ１２を除去することができる。
【０１０３】
一方、直交検波部２０２は、残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９を含む残留キャリア成分Ｓ１１、Ｓ１２と遅延部２０１から入力される歪み成分Ｓ７とを直交検波してＩ成分出力とＱ成分出力を検出し、Ｉ成分出力より残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９における歪み成分Ｓ７に対する振幅誤差（第１振幅誤差）を検出するとともに、Ｑ成分出力より残留歪み成分Ｓ８、Ｓ９における歪み成分Ｓ７に対する位相誤差（第１位相誤差）を検出し、検出した振幅誤差と位相誤差を比較回路部１２０へ出力する。
【０１０４】
ベクトル調整器１１１に入力した誤差分の電圧値により、カップラ１１０から入力した信号の位相と振幅を制御し、直交検波部２０２のＩ成分とＱ成分の電圧値が０になるまで歪み除去ループＬ２が繰り返される。なお、直交検波部２０２のＩ成分とＱ成分の電圧値がほぼ０になるまで歪み除去ループＬ２を繰り返すのが理想状態であるが、条件によってはオフセット電圧が発生してＩ成分とＱ成分の電圧値が０にならない場合がある。このような場合は、オフセット電圧に応じて０Ｖより若干高い電圧にしきい値を設定して、Ｉ成分とＱ成分の電圧値がしきい値以下になるまで歪み除去ループＬ２を繰り返すようにしても良い。
【０１０５】
このように、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１の効果に加えて、残留歪み成分に残留しているキャリア成分における第２振幅誤差と第２位相誤差を検出して、検出した第２振幅誤差と第２位相誤算を残留歪み成分より除去するので、正確な歪み成分を検出することができ、キャリア成分から歪み成分を精度良く除去することができる。
【０１０６】
なお、上記実施の形態１及び実施の形態２においては、歪み除去制御装置をフィードフォワード増幅装置に適用することとしたが、歪み除去制御装置をフィードフォワード増幅装置に適用する場合に限らず、歪みが発生する信号処理装置全般に適用可能である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、誤差成分除去の際にパイロット信号を用いないため、回路設計を容易にすることができるとともに、パイロット信号が残留することによる不要輻射をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフィードフォワード増幅装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る歪み除去ループ制御部の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１に係る比較回路部の構成を示すブロック図
【図４】Ｉ成分出力とＱ成分出力から振幅誤差と位相誤差を求める方法を説明する図
【図５】本発明の実施の形態２に係るフィードフォワード増幅装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２に係る歪み除去ループ制御部の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０３、１１１  ベクトル調整器
１０４  主増幅部
１０６  遅延部
１０８、１１３、１１４、２０４  カップラ
１１２  誤差増幅部
１１６  歪み除去ループ制御部
１１９  歪み検出ループ制御部
１２０  比較回路部
１２１  制御部
２０２  直交検波部
【図１】
2004253833.tif 000007
【図２】
2004253833.tif 000008
【図３】
2004253833.tif 000009
【図４】
2004253833.tif 000010
【図５】
2004253833.tif 000011
【図６】
2004253833.tif 000012