(57)【要約】【課題】電力増幅器の出力信号の歪みを補正する部分の動作範囲を広くすることなく、電力増幅器の出力信号の平均電力を適正に調整することができる信号補償装置及び電力増幅装置を得ることを目的とする。【解決手段】レベル制御器１４によるＲＦ信号の平均電力の調整が収束した後、歪み補正器１１が電力増幅器４の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号をダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号に付加する。これにより、歪み補正器１１の動作範囲を広くすることなく、電力増幅器４から出力されるＲＦ信号の平均電力を適正に調整することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅する電力増幅器の入力側に設置され、上記電力増幅器の出力信号を基準値と比較し、その比較結果に応じて上記入力信号の平均電力を調整する電力調整手段と、上記電力調整手段による電力調整が収束すると、上記電力増幅器の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号を上記電力増幅器の入力信号に与える歪み補償手段とを備えた信号補償装置。
【請求項２】
入力信号を増幅する電力増幅器の入力側に設置され、上記電力増幅器の出力信号を上記電力増幅器の入力信号と比較し、その比較結果に応じて上記入力信号の平均電力を調整する電力調整手段と、上記電力調整手段による電力調整が収束すると、上記電力増幅器の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号を上記電力増幅器の入力信号に与える歪み補償手段とを備えた信号補償装置。
【請求項３】
電力調整手段は、電力増幅器の出力信号が所定値より小さい場合に限り、入力信号の平均電力を調整することを特徴とする請求項１または請求項２記載の信号補償装置。
【請求項４】
入力信号を増幅する電力増幅器と、上記電力増幅器の入力側に設置され、上記電力増幅器の出力信号を基準値と比較し、その比較結果に応じて上記入力信号の平均電力を調整する電力調整手段と、上記電力調整手段による電力調整が収束すると、上記電力増幅器の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号を上記電力増幅器の入力信号に与える歪み補償手段とを備えた電力増幅装置。
【請求項５】
入力信号を増幅する電力増幅器と、上記電力増幅器の入力側に設置され、上記電力増幅器の出力信号を上記電力増幅器の入力信号と比較し、その比較結果に応じて上記入力信号の平均電力を調整する電力調整手段と、上記電力調整手段による電力調整が収束すると、上記電力増幅器の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号を上記電力増幅器の入力信号に与える歪み補償手段とを備えた電力増幅装置。
【請求項６】
電力調整手段は、電力増幅器の出力信号が所定値より小さい場合に限り、入力信号の平均電力を調整することを特徴とする請求項４または請求項５記載の電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力増幅器が入力信号を増幅する際に発生する非線形の信号歪みを補償する信号補償装置及び電力増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の信号補償装置は、電力増幅器がＲＦ信号を増幅する際に発生する非線形の信号歪みを補償するため、電力増幅器の入力信号であるＲＦ信号の瞬時値に応じた歪み信号を当該ＲＦ信号に与える歪み信号発生回路を備えている。
また、信号補償装置は、電力増幅器から出力されるＲＦ信号の平均電力を一定化するため、電力増幅器の入力信号であるＲＦ信号の平均電力を調整する利得調整回路を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９４３３５号公報（段落番号［００１３］から［００１７］、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の信号補償装置は以上のように構成されているので、電力増幅器から出力されるＲＦ信号の信号歪みが補償されるが、歪み信号発生回路の応答速度が利得調整回路の応答速度よりも速いため、歪み信号発生回路がＲＦ信号の信号歪みを補償すると同時に、本来的には利得調整回路が実施するＲＦ信号の電力調整も行うことになる。したがって、歪み信号発生回路の動作範囲が広く（電力調整能力が大きい）なければ、所望の特性が得られず、また、利得調整回路の存在意義が失われる課題があった。
なお、歪み信号発生回路がＲＦ信号の電力を適正に調整した後に、遅れて歪み信号発生回路が応答すると、ＲＦ信号の電力が不適正になる。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、電力増幅器の出力信号の歪みを補正する部分の動作範囲を広くすることなく、電力増幅器の出力信号の平均電力を適正に調整することができる信号補償装置及び電力増幅装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る信号補償装置は、電力調整手段による入力信号の平均電力の調整が収束した後、歪み補償手段が電力増幅器の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号を電力増幅器の入力信号に与えるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力増幅装置を示す構成図であり、図において、ダウンコンバータ１は入力信号であるＲＦ信号の周波数を下げて、そのＲＦ信号を信号補償装置２に与える。アップコンバータ３は信号補償装置２による信号補償後のＲＦ信号の周波数を上げて電力増幅器４に与える。
電力増幅器４はアップコンバータ３から与えられたＲＦ信号を増幅する。ダウンコンバータ５は電力増幅器４の出力信号であるＲＦ信号の周波数を下げて、そのＲＦ信号を信号補償装置２に与える。
【０００８】
歪み補正器１１はレベル制御器１４による電力調整が収束すると、電力増幅器４の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号をダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号に与える歪み補償手段を構成している。
検波器１２はダウンコンバータ５から与えられたＲＦ信号の電力（または電圧）を検波する。比較器１３は検波器１２により検波された電力を外部基準値と比較し、両者の差分に応じてレベル制御器１４における減衰率を調整する。レベル制御器１４は比較器１３により調整された減衰率でＲＦ信号の電力を減衰する。なお、検波器１２、比較器１３及びレベル制御器１４は電力調整手段を構成している。
【０００９】
次に動作について説明する。
ダウンコンバータ１は、ＲＦ信号を入力すると、そのＲＦ信号に対する周波数変換を実施して、そのＲＦ信号の周波数を下げる。
一方、ダウンコンバータ５は、電力増幅器４から出力信号されたＲＦ信号を入力すると、そのＲＦ信号に対する周波数変換を実施して、そのＲＦ信号の周波数を下げる。
【００１０】
信号補償装置２の歪み補正器１１は、後述するレベル制御器１４による電力調整が収束する前の初期段階では、ダウンコンバータ１から出力されたＲＦ信号をそのままレベル制御器１４に出力する。
信号補償装置２の検波器１２は、ダウンコンバータ５から与えられたＲＦ信号の電力を検波する。
信号補償装置２の比較器１３は、検波器１２がＲＦ信号の電力を検波すると、そのＲＦ信号の電力を外部基準値と比較し、両者の差分に応じてレベル制御器１４における減衰率を調整する。即ち、ＲＦ信号の電力が外部基準値より大きければ、両者の差分に応じてレベル制御器１４の減衰率を大きくし、そのＲＦ信号の電力が外部基準値より小さければ、両者の差分に応じてレベル制御器１４の減衰率を小さくする。
信号補償装置２のレベル制御器１４は、比較器１３により調整された減衰率でＲＦ信号の電力を減衰する。これにより、ＲＦ信号の平均電力の一定化が図られる。
【００１１】
アップコンバータ３は、信号補償装置２による信号補償後のＲＦ信号の周波数を送信周波数まで上げて電力増幅器４に与える。
電力増幅器４は、アップコンバータ３からＲＦ信号が与えられると、固定の増幅率でＲＦ信号の電力を増幅し、増幅後のＲＦ信号を出力する。
【００１２】
信号補償装置２の歪み補正器１１は、レベル制御器１４から電力調整が収束したことを示す情報を受信した場合、あるいは、ＲＦ信号の入力時点から所定時間が経過した場合、レベル制御器１４による電力調整が収束したものと判断し、電力増幅器４から出力されるＲＦ信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号をダウンコンバータ１から出力されたＲＦ信号に与える。
具体的には、ダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号の振幅Ｘとダウンコンバータ５から与えられたＲＦ信号の振幅Ｙとを比較して、その差分であるＸ−Ｙに相当する歪み信号を生成し、その歪み信号をダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号に付加する。
【００１３】
なお、信号補償装置２の比較器１３は、電力調整が収束すると（電力変動がほとんどない状態になると）、その後、電力増幅器４の出力信号の電力が若干変動しても、歪み補正器１１により電力調整可能な範囲の変動であれば、レベル制御器１４の減衰率を一定に保持するが、歪み補正器１１により電力調整可能な範囲を超える変動が生じると、一旦、歪み補正器１１の動作を停止させてから、再度、レベル制御器１４の減衰率を調整し、その後、歪み補正器１１を再動作させる。
【００１４】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、レベル制御器１４によるＲＦ信号の平均電力の調整が収束した後、歪み補正器１１が電力増幅器４の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号をダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号に付加するように構成にしたので、歪み補正器１１の動作範囲を広くすることなく、電力増幅器４から出力されるＲＦ信号の平均電力を適正に調整することができる効果を奏する。
【００１５】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による電力増幅装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
検波器１５はダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号の電力（または電圧）を検波し、その検波結果を比較器１３に与える。なお、検波器１５は電力調整手段を構成している。
【００１６】
次に動作について説明する。
検波器１５が設けられている点以外では、上記実施の形態１と同様であるため、相違している部分のみを説明する。
この実施の形態２では、検波器１５がダウンコンバータ１から与えられたＲＦ信号の電力を検波し、その検波結果を比較器１３に与える。
信号補償装置２の比較器１３は、検波器１２により検波されたＲＦ信号の電力と検波器１５により検波されたＲＦ信号の電力を比較し、両者の差分に応じてレベル制御器１４における減衰率を調整する。
【００１７】
即ち、検波器１２により検波されたＲＦ信号の電力が検波器１５により検波されたＲＦ信号の電力より大きければ、両者の差分に応じてレベル制御器１４の減衰率を大きくし、検波器１２により検波されたＲＦ信号の電力が検波器１５により検波されたＲＦ信号の電力より小さければ、両者の差分に応じてレベル制御器１４の減衰率を小さくする。
これにより、上記実施の形態１と同様の効果を奏する他に、電力増幅器４から出力されるＲＦ信号の平均電力を入力信号であるＲＦ信号の平均電力の変動に追従させることができる効果を奏する。
【００１８】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による電力増幅装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
Ａ／Ｄコンバータ２１はダウンコンバータ５から与えられたアナログのＲＦ信号をデジタル信号に変換する。選択器２２はＡ／Ｄコンバータ２１から出力されたデジタルのＲＦ信号が所定値より小さい場合に限り、そのＲＦ信号を検波器１２に与える。なお、Ａ／Ｄコンバータ２１及び選択器２２は電力調整手段を構成している。
【００１９】
次に動作について説明する。
Ａ／Ｄコンバータ２１及び選択器２２が設けられている点以外では、上記実施の形態１と同様であるため、相違している部分のみを説明する。
Ａ／Ｄコンバータ２１は、ダウンコンバータ５からアナログのＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号をデジタル信号に変換する。
【００２０】
選択器２２は、Ａ／Ｄコンバータ２１からデジタルのＲＦ信号を受けると、そのＲＦ信号と所定値を比較し、そのＲＦ信号が所定値より小さい場合に限り、そのＲＦ信号を検波器１２に与える。
即ち、入力信号であるＲＦ信号の振幅が小さい場合、電力増幅器４による非線形歪みが小さくなり、入力信号であるＲＦ信号の振幅が大きい場合、電力増幅器４による非線形歪みが大きくなるが、非線形歪みが大きいとき、電力増幅器４の出力信号であるＲＦ信号に基づいてレベル制御器１４の減衰率を調整すると、非線形歪みの影響で減衰率が不適になる。
そこで、選択器２２は、非線形歪みの影響が少ないときにレベル制御器１４の減衰率を調整するため、そのＲＦ信号が所定値より小さい場合に限り、そのＲＦ信号を検波器１２に与える。
【００２１】
検波器１２及び比較器１３は、選択器２２からＲＦ信号が与えられた場合には上記実施の形態１と同様に動作するが、選択器２２からＲＦ信号が与えられない場合には、レベル制御器１４の減衰率を調整する処理を実施しない。
この実施の形態３によれば、Ａ／Ｄコンバータ２１によりデジタル信号に変換されたＲＦ信号が所定値より小さい場合に限り、レベル制御器１４の減衰率を調整するので、非線形歪みの影響による減衰率の不適正化を回避することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態３によれば、歪み補正器１１はレベル制御器１４による電力調整の収束を待つことなく、処理を開始することができるため（平均電力の算出時において、選択器２２の作用により歪みの影響を受けない為）、制御の高速化を図ることができる効果を奏する。
【００２２】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、上記実施の形態１の構成（図１の構成）にＡ／Ｄコンバータ２１と選択器２２を追加するものについて示している（図３の構成）。
この実施の形態４では、上記実施の形態２の構成（図２の構成）にＡ／Ｄコンバータ２１と選択器２２を追加するようにしている（図４の構成）。ただし、この場合、Ａ／Ｄコンバータ２１及び選択器２２と同様のＡ／Ｄコンバータ２３及び選択器２４を入力側にも追加している。
この実施の形態４によれば、上記実施の形態３と同様に、非線形歪みの影響による減衰率の不適正化を回避することができる効果を奏する。
なお、この実施の形態４によれば、歪み補正器１１はレベル制御器１４による電力調整の収束を待つことなく、処理を開始することができるため（平均電力の算出時において、選択器２２，２４の作用により歪みの影響を受けない為）、制御の高速化を図ることができる効果を奏する。
【００２３】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、ダウンコンバータ１，５及びアップコンバータ３を搭載しているものについて示している。しかし、ダウンコンバータ１，５及びアップコンバータ３は必ずしも搭載する必要はなく、ダウンコンバータ１，５及びアップコンバータ３が搭載されていない電力増幅装置にも適用することができる。
また、上記実施の形態１〜４では、レベル制御器１４の後段にアップコンバータ３を配置しているものを示しているが、レベル制御器１４の前段にアップコンバータ３を配置するようにしてもよい。
さらに、不要信号を除去するため、電力増幅器４、ダウンコンバータ１，５及びアップコンバータ３の前段に帯域制限用のフィルタをそれぞれ配置するようにしてもよい。
【００２４】
実施の形態６．
上記実施の形態１〜４では、直交復調器を搭載していないものについて示している。しかし、選択器２２，２４の前段又は後段、あるいは、Ａ／Ｄコンバータ２１，２３の前段に直交復調器を搭載するようにしてもよい。この場合も、上記実施の形態１〜４と同様の効果を奏することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電力調整手段による入力信号の平均電力の調整が収束した後、歪み補償手段が電力増幅器の出力信号における非線形歪みを打ち消す歪み信号を電力増幅器の入力信号に与えるように構成にしたので、電力増幅器の出力信号の歪みを補正する部分の動作範囲を広くすることなく、電力増幅器の出力信号の平均電力を適正に調整することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による電力増幅装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による電力増幅装置を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３による電力増幅装置を示す構成図である。
【図４】この発明の実施の形態４による電力増幅装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  ダウンコンバータ、２  信号補償装置、３  アップコンバータ、４  電力増幅器、５  ダウンコンバータ、１１  歪み補正器（歪み補償手段）、１２  検波器（電力調整手段）、１３  比較器（電力調整手段）、１４  レベル制御器（電力調整手段）、１５  検波器（電力調整手段）、２１，２３  Ａ／Ｄコンバータ（電力調整手段）、２２，２４  選択器（電力調整手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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