(57)【要約】【課題】単純な回路構成で、調整が容易で、変調信号に対しても効果のあるＩＭアンバランスの改善方法を提供する。【解決手段】バイアス電流の設定の違いでＩＭのＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分との大小比が逆転するデバイスで、信号を、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなるバイアス電流の設定で駆動した第１のアンプに通した後、第１のアンプに縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなるバイアス電流の設定で駆動した第２のアンプを通す構成を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイアス電流の設定の違いでＩＭのＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分との大小比が逆転するデバイスで、信号を、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなる前記バイアス電流の設定で駆動した第１のアンプに通した後、前記第１のアンプに縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなる前記バイアス電流の設定で駆動した第２のアンプを通すことを特徴とするＩＭアンバランスの改善方法。
【請求項２】
入力信号であるベースバンド信号の入力部と、出力段のアンプ部と、前記アンプ部の非線形性と逆特性の演算を行う信号補正式演算部と、前記入力部と前記アンプ部との間に、信号補正式に基づき前記入力信号を補正する複素乗算部とを備え、前記アンプ部は、バイアス電流の設定の違いでＩＭのＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分との大小比が逆転するデバイスで構成され、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなる前記バイアス電流の設定で駆動した第１のアンプと、前記第１のアンプに縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなる前記バイアス電流の設定で駆動した第２のアンプとからなることを特徴とする歪み補償アンプ装置。
【請求項３】
前記第２のアンプの出力のＩＭのアンバランスをＩＭアンバランス検出部で検出した後、検出結果から前記ＩＭのアンバランスが最小となるように、バイアス制御部を用いて前記第１のアンプ及び前記第２のアンプの制御を行うことを特徴とする請求項１記載のＩＭアンバランスの改善方法。
【請求項４】
前記アンプ部の出力のＩＭのアンバランスを検出するＩＭアンバランス検出部と、検出結果から前記ＩＭのアンバランスが最小となるように前記アンプ部を制御するバイアス制御部とを備えたことを特徴とする請求項２記載の歪み補償アンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波増幅回路の入出力特性の非線形性により生じるＩＭにおいて、基本波に対してＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分とのアンバランスを改善する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＭアンバランスの改善に関する従来例として、例えば特許文献１に示すものが挙げられる。この文献に示された歪み補償回路は、入力信号を分配する分配回路と、前記分配回路の一方の出力側に接続された、前記分配された入力信号の一方の信号に所定の遅延時間を与えるための遅延回路と、前記分配回路の他方の出力側に接続された、歪み信号を発生するための歪み発生回路と、前記歪み発生回路の出力側に接続され、前記歪み信号の振幅及び位相を変化させるためのベクトル調整回路と、前記遅延回路の出力及び前記ベクトル調整回路の出力を合成し、その合成信号を、後段に直接又は間接的に接続される予定の歪み補償の対象となる回路手段に出力するための合成回路とを備える。
【０００３】
そして、前記遅延回路の遅延時間は、前記ベクトル調整回路からの前記出力がないとすれば前記回路手段で発生することになる歪みの位相差に基づいて設定される前置歪み補償回路で、後段に接続されるアンプで発生するアンバランスのあるＩＭを打ち消すことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−５７５３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示すＩＭアンバランス補償方法では、回路構成が複雑で、部品点数が多く、回路調整が非常に難しいという課題がある。
【０００６】
この本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、単純な回路構成で、調整が容易で、変調信号に対しても効果のあるＩＭアンバランスの改善方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のＩＭアンバランスの改善方法は、バイアス電流の設定の違いでＩＭのＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分との大小比が逆転するデバイスで、信号を、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなるバイアス電流の設定で駆動した第１のアンプに通した後、第１のアンプに縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなるバイアス電流の設定で駆動した第２のアンプを通す構成を有している。
この構成により、ＩＭのアンバランスを改善することができる。
【０００８】
本発明の歪み補償アンプ装置は、入力信号であるベースバンド信号の入力部と、出力段のアンプ部と、アンプ部の非線形性と逆特性の演算を行う信号補正式演算部と、入力部とアンプ部との間に、信号補正式に基づき入力信号を補正する複素乗算部とを備え、アンプ部は、バイアス電流の設定の違いでＩＭのＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分との大小比が逆転するデバイスで構成され、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなるバイアス電流の設定で駆動した第１のアンプと、第１のアンプに縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなるバイアス電流の設定で駆動した第２のアンプとからなる構成を有している。
この構成により、ＩＭを抑圧することができる。
【０００９】
また、本発明のＩＭアンバランスの改善方法は、第２のアンプの出力のＩＭのアンバランスをＩＭアンバランス検出部で検出した後、検出結果からＩＭのアンバランスが最小となるように、バイアス制御部を用いて第１のアンプ及び第２のアンプの制御を行う構成を有している。
この構成により、アンプ部の経年変化や温度等による特性変動とは無関係に、ＩＭアンバランスを最小に抑えることができる。
【００１０】
また、本発明の歪み補償アンプ装置は、アンプ部の出力のＩＭのアンバランスを検出するＩＭアンバランス検出部と、検出結果からＩＭのアンバランスが最小となるようにアンプ部を制御するバイアス制御部とを備えた構成を有している。
この構成により、歪み補償効果を大きくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態に係るＩＭアンバランス改善方法の概略構成図を図１に示す。本発明の第１の実施の形態におけるＩＭアンバランス改善方法で用いる回路は、図１に示すように、バイアス電流の設定の違いでＩＭのＬｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分との大小比が逆転するＬＤＭＯＳデバイスにおいて、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなるバイアス電流の設定Ａで駆動した第２のアンプであるアンプＡ３と、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなるバイアス電流の設定Ｂで駆動した第１のアンプであるアンプＢ４とから構成される。
【００１２】
ここで、図７に示すように、ＬＤＭＯＳデバイスは、バイアス電流を変化させると、ＩＭのＬｏｗｅｒ側成分ＩＭ３ＬとＵｐｐｅｒ側成分ＩＭ３Ｕとの大小関係が逆転する。ただし、Ｌｏｗｅｒ側成分とＵｐｐｅｒ側成分とが交差するバイアス電流条件は非常に狭く、また、入力信号レベルに対して敏感にＩＭの値が変動する特性があるため、バイアス電流の調整のみで安定してＩＭアンバランスを除去することはできない。
【００１３】
従って、本実施の形態のＩＭアンバランスの改善方法によれば、アンプＡ３の入出力特性の非線形性により生じるＩＭは、基本波に対してＬｏｗｅｒ側成分がＵｐｐｅｒ側成分より小さく、アンプＢ４の入出力特性の非線形性により生じるＩＭは、基本波に対してＬｏｗｅｒ側成分がＵｐｐｅｒ側成分より大きいとき、２つのアンプ３，４を縦列に接続することで、前後のアンプ３，４のＩＭはベクトル加算されるために、出力端子２から出力される波形のＩＭアンバランスを改善することができる。さらに、アンバランスの発生するバイアス電流の設定範囲は広く、入力レベル変動に対してもＩＭアンバランス特性が安定しているため、変調入力信号に対しても効果を得ることができる。
【００１４】
図４はＩＭアンバランス改善の実機による確認結果で、図４中のＩＭ３ＬはＬｏｗｅｒ側成分を現し、ＩＭ３ＵはＵｐｐｅｒ側成分を現し、図４（ａ）はＩＭの振幅アンバランスに対する改善効果を、図４（ｂ）はＩＭの位相アンバランスに対する改善効果を示すものである。図中に記した矢印がアンバランスの量を示し、事後ではアンバランス量が改善していることがわかる。なお、アンプＡ３とアンプＢ４の配置は逆でも構わない。また、アンプＡ３とアンプＢ４に使用するデバイスは、例えばＧａＡｓＦＥＴとＬＤＭＯＳのようなＩＭベクトル特性の異なる構造の組み合わせでも改善効果を得ることができる。
【００１５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本発明の第２の実施の形態に係る歪み補償アンプ装置の構成図を図２に示す。この歪み補償アンプ装置は、入力信号であるベースバンド信号の入力部であるベースバンド信号入力部８と、出力段のアンプ部７と、アンプ部７の非線形性と逆特性の演算を行う信号補正式演算部６と、ベースバンド信号入力部８とアンプ部７との間に、信号補正式に基づき入力信号を補正する複素乗算部５とを備え、アンプ部７は、図１に示すＬｏｗｅｒ側成分が小さくなるバイアス電流の設定で駆動したアンプＡ３と、アンプＡ３に縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなるバイアス電流の設定で駆動したアンプＢ４とからなる。
【００１６】
ベースバンド信号入力部８にはベースバンドの入力信号が入力される。アンプ部７の入出力特性を補償するために、入力信号にアンプ部７の非線形性と逆特性の演算補正を予め行うことでアンプ部７から出力される歪みを低減する歪み補償方法では、ＩＭのアンバランスが演算式で表現できないために、ＩＭアンバランスがあると歪み抑圧効果が小さくなる。この歪み補償アンプにおいて、第１の実施の形態で示したＩＭアンバランス改善方法をアンプ部７へ用いることで、大きな歪み補償効果を得ることが可能となる。図５は、ＩＭアンバランス改善による歪み補償の実機による確認結果を示すものである。
【００１７】
図６は、本歪み補償方式の原理図で、図６（ａ）はＩＭアンバランスが無い場合を、図６（ｂ）はＩＭアンバランスが有る場合を示す。この歪み補償方式は、Ｌｏｗｅｒ側成分のベクトルＩＭ３ＬとＵｐｐｅｒ側成分のベクトルＩＭ３Ｕの平均ベクトルＡｖｅを差し引くことで、両ＩＭに対して最大の抑圧効果を得ることができる。そのため、図６（ａ）のように、ＩＭアンバランスが無い場合には、平均ベクトルと事前のＩＭのベクトルが一致するため、ＩＭを完全に抑圧することができる。しかしながら、図６（ｂ）に示すように、ＩＭアンバランスがある場合には、平均ベクトルと事前のＩＭとの間に差が有るため、歪み補償後にもＩＭ成分としてＩＭ３Ｌ’とＩＭ３Ｕ’が必ず残る。
【００１８】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
本発明の第３の実施の形態に係るＩＭアンバランス改善方法の概略構成図を図３に示す。本発明の第３の実施の形態におけるＩＭアンバランス改善方法で用いる回路は、図３に示すように、図１の回路にアンプＡ３の出力のＩＭのアンバランスをＩＭアンバランス検出部９で検出した後、検出結果からＩＭのアンバランスが最小となるように、バイアス制御部１０を用いて２つのアンプＡ３，Ｂ４の制御を行うこと構成としている。
【００１９】
従って、本発明の第３の実施の形態によれば、ＩＭアンバランス検出部９で、アンプＡ３から出力されるＩＭのアンバランスをモニタし、その情報に基づき、バイアス制御部１０によりＩＭのアンバランスが最小となるようにアンプＡ３とアンプＢ４のバイアスを制御するので、アンプ部の経年変化や温度等による特性変動とは無関係に、ＩＭアンバランスを最小に抑えることが可能となる。ＩＭアンバランスのモニタする方法は、ＩＭを直接モニタする以外に、予め入力信号にパイロット信号を加え、アンプから出力されるパイロット信号のレベル比をモニタすることでも同様の効果を得ることができる。
【００２０】
また、図２に示すアンプ部７に図３に示す構成を用いることで、アンプ部７のＩＭアンバランスが抑圧されているため、歪み補償効果が大きいことに加え、アンプ部７の経年変化や温度等による特性変動とは無関係に、歪み補償を最大限に動作させることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、信号を、Ｌｏｗｅｒ側成分が小さくなるバイアス電流の設定で駆動した第１のアンプに通した後、前記第１のアンプに縦列に接続した、Ｌｏｗｅｒ側成分が大きくなるバイアス電流の設定で駆動した第２のアンプを通すことにより、単純な回路構成で、変調入力信号に対しても効果のある、ＩＭアンバランスの改善方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＩＭアンバランス改善方法の概略構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る歪み補償アンプ装置の構成図
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るＩＭアンバランス改善方法の概略構成図
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るＩＭアンバランス改善方法の確認結果を示すグラフ
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る歪み補償アンプ装置の確認結果を示すグラフ
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る歪み補償アンプ装置の歪み補償方式の原理を示す説明図
【図７】ＬＤＭＯＳのバイアスによるＩＭアンバランスの例を示すグラフ
【符号の説明】
１  入力端子
２  出力端子
３  アンプＡ
４  アンプＢ
５  複素演算部
６  信号補正式演算部
７  アンプ部
８  ベースバンド信号入力部
９  ＩＭアンバランス検出部
１０  バイアスバイアス制御部
【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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