(57)【要約】  方向性分配器（１２）により分配された他方の変調送信信号の位相を調整する移相器（１９）を備え、方向性合成器（２１）が、移相器（１９）により位相が調整された変調送信信号と方向性分配器（１７）により分配された一方の変調送信信号とを合成し、合成した変調送信信号である合成変調送信信号を誤差増幅回路（２２）に出力するように構成する。
2018150454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を分配する第１の分配器と、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記一方の通信信号を増幅する主増幅回路と、
前記主増幅回路から出力された通信信号を分配する第２の分配器と、
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された通信信号と前記第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記合成された通信信号を増幅する誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力された通信信号と前記第２の分配器により分配された他方の通信信号とを合成する第２の合成器と
を備えたフィードフォワード増幅器。
【請求項２】
前記第２の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記第１の合成器は、前記移相器により位相が調整された通信信号と前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号とを合成し、合成した通信信号を前記誤差増幅回路に出力することを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項３】
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記移相器は、前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整し、位相を調整した通信信号を前記第１の合成器に出力することを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項４】
前記主増幅回路は、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器により振幅が調整された一方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された一方の通信信号を増幅する主増幅器とを備え、
前記誤差増幅回路は、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
当該誤差増幅回路における前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整する移相器と、
当該誤差増幅回路における前記移相器により位相が調整された通信信号を増幅する誤差増幅器とを備えていることを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項５】
通信信号を分配する第１の分配器と、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記一方の通信信号を増幅する主増幅回路と、
前記主増幅回路から出力された通信信号を分配する第２の分配器と、
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された通信信号と前記第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記合成された通信信号を増幅する誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力された通信信号と前記第２の分配器により分配された他方の通信信号とを合成する第２の合成器とを備えた複数のフィードフォワード増幅器と、
前記複数のフィードフォワード増幅器に含まれている前記第２の合成器により合成された通信信号のそれぞれを放射する複数のアンテナと
を備えたアンテナ装置。
【請求項６】
前記第２の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記第１の合成器は、前記移相器により位相が調整された通信信号と前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号とを合成し、合成した通信信号を前記誤差増幅回路に出力することを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記移相器は、前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整し、位相を調整した通信信号を前記第１の合成器に出力することを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記主増幅回路は、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器により振幅が調整された一方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された一方の通信信号を増幅する主増幅器とを備え、
前記誤差増幅回路は、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
当該誤差増幅回路における前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整する移相器と、
当該誤差増幅回路における前記移相器により位相が調整された通信信号を増幅する誤差増幅器とを備えていることを特徴とする請求項５記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記主増幅回路に含まれる前記主増幅器として双方向増幅器が用いられており、
前記アンテナにより通信信号が受信される際には、前記誤差増幅回路に含まれる前記誤差増幅器の動作が停止されることを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記双方向増幅器として、トランジスタが用いられており、
前記双方向増幅器における通信信号の増幅方向が、前記トランジスタに印加されるバイアス電圧を変更することで切り替えられることを特徴とする請求項９記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記トランジスタが直列に複数接続されており、
前記複数のトランジスタの間に、前記アンテナにより通信信号が送信される際に用いられる第１の整合回路と、前記アンテナにより通信信号が受信される際に用いられる第２の整合回路とが接続されていることを特徴とする請求項１０記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信信号を増幅するフィードフォワード増幅器と、フィードフォワード増幅器とアンテナの組を複数備えるアンテナ装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フェーズドアレイ送受信機は、一般的にレーダーの用途に用いられ、通信用の送信機のような線形性を求められることは少ない。
しかし、アンテナ装置としてフェーズドアレイアンテナを実装している送受信機を通信用途に用いる場合には、送信機の線形性が求められることがある。
また、フェーズドアレイアンテナを構成している各々の素子アンテナに接続される高周波モジュール（以下、「ＲＦモジュール」と称する）のサイズを小さくする必要がある。
さらに、ＲＦモジュールの放熱を考慮すると、ＲＦモジュールに含まれる電力増幅器の効率を上げる必要がある。
ただし、電力増幅器の効率を上げると、一般的には非線形性が大きくなり、歪みが発生する。【０００３】
以下の特許文献１に開示されているフェーズドアレイ送受信機は、歪みの発生を抑圧する歪み補償技術を実装している。
このフェーズドアレイ送受信機は、ＲＦモジュールに含まれる電力増幅器としてフィードフォワード増幅器を用いることで歪みを補償し、ＲＦモジュールの線形性を高めている。
具体的には、フィードフォワード増幅器における誤差増幅器の経路に位相制御用のプロセッサを挿入し、位相制御用のプロセッサが、フィードフォワード増幅器の歪み抽出ループで抽出された歪み成分が主ビーム内に入らないように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０００−５１７１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、歪み抽出ループで抽出された歪み成分が主ビーム内に入らないように制御することができるが、歪み成分が主ビームの外側に放射されて、サイドローブレベルが高くなってしまうことがある。このため、ビーム方向の変更等が行われた際に、意図しない方向に歪み成分が発生して、アンテナパターンが劣化してしまうことがあるという課題があった。【０００６】
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、意図しない方向への歪み成分の発生を抑えることができるフィードフォワード増幅器及びアンテナ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るフィードフォワード増幅器は、通信信号を分配する第１の分配器と、第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、一方の通信信号を増幅する主増幅回路と、主増幅回路から出力された通信信号を分配する第２の分配器と、第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器と、移相器により位相が調整された通信信号と第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成する第１の合成器と、第１の合成器により合成された通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、合成された通信信号を増幅する誤差増幅回路と、誤差増幅回路から出力された通信信号と第２の分配器により分配された他方の通信信号とを合成する第２の合成器とを備えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器を備え、第１の合成器が、移相器により位相が調整された通信信号と第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成するように構成したので、意図しない方向への歪み成分の発生を抑えることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１によるフィードフォワード増幅器を実装しているフェーズドアレイ送信機を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるアンテナ装置３のアンテナパターンを示す説明図である。
【図４】アンテナ５−１〜５−Ｎから放射される変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向である場合のアンテナパターンを示す説明図である。
【図５】アンテナ５−１〜５−Ｎから放射される変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と異なる方向である場合のアンテナパターンを示す説明図である。
【図６】移相器１９を実装していない従来のアンテナ装置において、ビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向でる場合のアンテナパターンを示す説明図である。
【図７】ビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と異なる方向であるために、劣化しているアンテナパターンを示す説明図である。
【図８】変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と３０度異なる方向である場合のアンテナ装置３のアンテナパターンを示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１による他のフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２によるフィードフォワード増幅器を実装しているフェーズドアレイ送受信機を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態２によるフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態２によるフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の主増幅器５０を示す構成図である。
【図１３】フィードフォワード増幅器４−ｎにおける変調送信信号の流れを示す説明図である。
【図１４】フィードフォワード増幅器４−ｎにおける変調受信信号の流れを示す説明図である。
【図１５】主増幅器５０の他の例を示す構成図である。
【図１６】主増幅器５０の他の例を示す構成図である。
【図１７】周波数変換部７の他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるフィードフォワード増幅器を実装しているフェーズドアレイ送信機を示す構成図である。
図１において、モデム１は送信対象の通信信号である送信信号を変調し、変調した送信信号である変調送信信号を周波数変換部２に出力する。
周波数変換部２はモデム１から出力された変調送信信号の周波数をベースバンド帯の周波数から高周波帯の周波数に変換し、周波数変換後の変調送信信号をアンテナ装置３に出力する。
【００１２】
アンテナ装置３はフェーズドアレイアンテナであり、ＲＦモジュールであるフィードフォワード増幅器４−ｎとアンテナ５−ｎとの組をＮ個備えている。ｎ＝１，２，・・・，Ｎである。
フィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は周波数変換部２から出力された周波数変換後の変調送信信号の歪みを補償しながら、変調送信信号を増幅して、増幅後の変調送信信号をアンテナ５−ｎに出力する。
アンテナ５−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）はフィードフォワード増幅器４−ｎから出力された変調送信信号を空間に放射する。
制御器６はフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎに含まれている可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の移相量を制御する。
【００１３】
図２はこの発明の実施の形態１によるフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す構成図である。
図２において、入力端子１１は周波数変換部２から出力された周波数変換後の変調送信信号を入力する端子である。
方向性分配器１２は入力端子１１から入力された変調送信信号を分配する第１の分配器である。
方向性分配器１２は分配した一方の変調送信信号をルートＡ（図２では、「ＲｏｕｔｅＡ」と表記している）に出力し、分配した他方の変調送信信号をルートＢ（図２では、「ＲｏｕｔｅＢ」と表記している）に出力する。
【００１４】
主増幅回路１３は可変減衰器１４、移相器１５及び主増幅器１６を備えており、ルートＡに設けられている。
主増幅回路１３は、方向性分配器１２により分配された一方の変調送信信号の振幅及び位相を調整するとともに、一方の変調送信信号を増幅し、振幅及び位相を調整した増幅後の変調送信信号を方向性分配器１７に出力する。
可変減衰器１４は制御器６によって利得が制御され、当該利得によって方向性分配器１２により分配された一方の変調送信信号の振幅を調整する。
移相器１５は制御器６によって移相量が制御され、当該移相量によって可変減衰器１４により振幅が調整された一方の変調送信信号の位相を調整する。
主増幅器１６は移相器１５により位相が調整された一方の変調送信信号を増幅し、振幅後の変調送信信号を方向性分配器１７に出力する。
【００１５】
方向性分配器１７は主増幅回路１３の主増幅器１６から出力された増幅後の変調送信信号を分配する第２の分配器である。
方向性分配器１７は分配した一方の変調送信信号を可変減衰器２０に出力し、分配した他方の変調送信信号をルートＡ’（図２では、「ＲｏｕｔｅＡ’」と表記している）に出力する。
【００１６】
遅延線路１８はルートＢに設けられており、方向性分配器１２により分配された他方の変調送信信号を遅延し、遅延後の変調送信信号を移相器１９に出力する。
移相器１９は制御器６によって移相量が制御され、当該移相量によって遅延線路１８から出力された変調送信信号の位相を調整する。
可変減衰器２０は制御器６によって利得が制御され、当該利得によって方向性分配器１７により分配された一方の変調送信信号の振幅を調整する。
方向性合成器２１は移相器１９により位相が調整された変調送信信号と可変減衰器２０により振幅が調整された変調送信信号とを合成し、合成した変調送信信号である合成変調送信信号を誤差増幅回路２２に出力する第１の合成器である。
方向性合成器２１から出力された合成変調送信信号は、主増幅器１６によって生じている歪み成分に相当する。
方向性分配器１２、主増幅回路１３、方向性分配器１７、遅延線路１８、移相器１９、可変減衰器２０及び方向性合成器２１から歪み抽出ループが形成されている。
【００１７】
誤差増幅回路２２は可変減衰器２３、移相器２４及び誤差増幅器２５を備えており、ルートＢ’（図２では、「ＲｏｕｔｅＢ’」と表記している）に設けられている。
誤差増幅回路２２は方向性合成器２１から出力された合成変調送信信号の振幅及び位相を調整するとともに、合成変調送信信号を増幅し、振幅及び位相を調整した増幅後の合成変調送信信号を方向性合成器２７に出力する。
可変減衰器２３は制御器６によって利得が制御され、当該利得によって方向性合成器２１から出力された合成変調送信信号の振幅を調整する。
移相器２４は制御器６によって移相量が制御され、当該移相量によって可変減衰器２３により振幅が調整された合成変調送信信号の位相を調整する。
誤差増幅器２５は移相器２４により位相が調整された合成変調送信信号を増幅し、増幅後の合成変調送信信号を方向性合成器２７に出力する。
【００１８】
遅延線路２６はルートＡ’に設けられており、方向性分配器１７により分配された他方の変調送信信号を遅延し、遅延後の変調送信信号を方向性合成器２７に出力する。
方向性合成器２７は誤差増幅回路２２から出力された増幅後の合成変調送信信号と遅延線路２６から出力された遅延後の変調送信信号とを合成し、その合成変調送信信号と遅延後の変調送信信号との合成信号を出力端子２８に出力する第２の合成器である。
方向性合成器２７から出力された合成信号は、入力端子１１から入力された変調送信信号に含まれている信号成分に相当する。
出力端子２８はアンテナ５−ｎと接続されており、方向性合成器２７から出力された合成信号をアンテナ５−ｎに出力する。
誤差増幅回路２２、遅延線路２６及び方向性合成器２７から歪み除去ループが形成されている。
【００１９】
次に動作について説明する。
モデム１は、送信対象の通信信号である送信信号を変調し、変調した送信信号である変調送信信号を周波数変換部２に出力する。
周波数変換部２は、モデム１から変調送信信号を受けると、その変調送信信号の周波数をベースバンド帯の周波数から高周波帯の周波数に変換し、周波数変換後の変調送信信号をアンテナ装置３のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎに出力する。
【００２０】
フィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎは、周波数変換部２から周波数変換後の変調送信信号を受けると、周波数変換後の変調送信信号の歪みを補償しながら、変調送信信号を増幅して、増幅後の変調送信信号をアンテナ５−１〜５−Ｎに出力する。
以下、フィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の動作を具体的に説明する。
【００２１】
フィードフォワード増幅器４−ｎの方向性分配器１２は、周波数変換部２から出力された変調送信信号が入力端子１１から入力されると、入力端子１１から入力された変調送信信号を分配する。
方向性分配器１２は、分配した一方の変調送信信号をルートＡに出力し、分配した他方の変調送信信号をルートＢに出力する。
【００２２】
主増幅回路１３の可変減衰器１４は、制御器６によって利得が制御され、当該利得によって方向性分配器１２により分配された一方の変調送信信号の振幅を調整し、振幅調整後の変調送信信号を移相器１５に出力する。
主増幅回路１３の移相器１５は、制御器６によって移相量が制御され、当該移相量によって可変減衰器１４から出力された振幅調整後の変調送信信号の位相を調整し、位相調整後の変調送信信号を主増幅器１６に出力する。
主増幅回路１３の主増幅器１６は、移相器１５から位相調整後の変調送信信号を受けると、位相調整後の変調送信信号を増幅し、増幅後の変調送信信号を方向性分配器１７に出力する。
主増幅器１６の非線形性によって、主増幅器１６により増幅された変調送信信号は歪みを生じる。
【００２３】
方向性分配器１７は、主増幅回路１３の主増幅器１６から出力された増幅後の変調送信信号を分配する。
方向性分配器１７は、分配した一方の変調送信信号を可変減衰器２０に出力し、分配した他方の変調送信信号をルートＡ’に出力する。
可変減衰器２０は、制御器６によって利得が制御され、当該利得によって方向性分配器１７により分配された一方の変調送信信号の振幅を調整し、振幅調整後の変調送信信号を方向性合成器２１に出力する。
【００２４】
遅延線路１８は、方向性分配器１２により分配された他方の変調送信信号を遅延し、遅延後の変調送信信号を移相器１９に出力する。
移相器１９は、制御器６によって移相量が制御され、当該移相量によって遅延線路１８から出力された変調送信信号の位相を調整し、位相調整後の変調送信信号を方向性合成器２１に出力する。
方向性合成器２１は、移相器１９により位相が調整された変調送信信号と可変減衰器２０により振幅が調整された変調送信信号とを合成し、合成した変調送信信号である合成変調送信信号を誤差増幅回路２２に出力する。
【００２５】
主増幅回路１３に含まれている可変減衰器１４の利得及び可変減衰器２０の利得が制御器６によって適正に制御され、主増幅回路１３に含まれている移相器１５の移相量及び移相器１９の移相量が制御器６によって適正に制御されることで、主増幅器１６によって生じている歪み成分が高精度に抽出される。
即ち、方向性合成器２１によって２つの変調送信信号が合成されることで、可変減衰器２０により振幅が調整された変調送信信号に含まれている信号成分が除去され、可変減衰器２０により振幅が調整された変調送信信号に含まれている歪み成分のみが、合成変調送信信号として誤差増幅回路２２に出力される。
【００２６】
誤差増幅回路２２の可変減衰器２３は、制御器６によって利得が制御され、当該利得によって方向性合成器２１から出力された合成変調送信信号の振幅を調整し、振幅調整後の合成変調送信信号を移相器２４に出力する。
誤差増幅回路２２の移相器２４は、制御器６によって移相量が制御され、当該移相量によって可変減衰器２３により振幅が調整された合成変調送信信号の位相を調整し、位相調整後の合成変調送信信号を誤差増幅器２５に出力する。
誤差増幅回路２２の誤差増幅器２５は、移相器２４から位相調整後の合成変調送信信号を受けると、位相調整後の合成変調送信信号を増幅し、増幅後の合成変調送信信号を方向性合成器２７に出力する。
【００２７】
遅延線路２６は、方向性分配器１７により分配された他方の変調送信信号を遅延し、遅延後の変調送信信号を方向性合成器２７に出力する。
方向性合成器２７は、誤差増幅回路２２から出力された増幅後の合成変調送信信号と遅延線路２６から出力された遅延後の変調送信信号とを合成し、その合成変調送信信号と遅延後の変調送信信号との合成信号を出力端子２８に出力する。
これにより、出力端子２８から合成信号がアンテナ５−ｎに出力され、アンテナ５−ｎから合成信号である電磁波が空間に放射される。
【００２８】
誤差増幅回路２２の可変減衰器２３の利得が制御器６によって適正に制御され、誤差増幅回路２２の移相器２４の移相量が制御器６によって適正に制御されることで、主増幅器１６によって生じている歪み成分が高精度に除去される。
即ち、方向性合成器２７によって増幅後の合成変調送信信号と遅延後の変調送信信号とが合成されることで、遅延線路２６から出力された遅延後の変調送信信号に含まれている歪み成分が除去され、遅延線路２６から出力された遅延後の変調送信信号に含まれている信号成分のみが、合成信号として出力端子２８に出力される。
これにより、主増幅回路１３の主増幅器１６が変調送信信号を増幅する際、歪みが発生して、増幅後の変調送信信号が歪んでいても、方向性合成器２７から信号成分のみを含む合成信号が出力される。
【００２９】
ここでは、フィードフォワード増幅器４−ｎに含まれている可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の移相量が制御器６によって適正に制御されることを前提としている。
ただし、制御器６による利得及び位相の制御量が適正であっても、制御器６により制御される前の可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の位相に誤差が含まれている場合、歪みの発生を高精度に補償することができず、方向性合成器２７から歪み成分が含まれている合成信号が出力される。
よって、制御器６により制御される前に、可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の位相を校正しておく必要がある。
また、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の全てが同一になるように、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎに含まれている可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の位相を校正しておく必要がある。
【００３０】
Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の全てが同一になるように校正する校正方法として、例えば、素子電界ベクトル回転法（以下、「ＲＥＶ法」と称する）が知られている。
例えば、可変減衰器１４の利得を校正した分の利得（以下、「校正利得」と称する）は、可変減衰器２０によって補正され、移相器１５の位相を校正した分の位相（以下、「校正位相」と称する）は、移相器１９によって補正される。
可変減衰器１４の利得及び移相器１５の位相を校正しても、ＲＥＶ法によるアレイアンテナのキャリブレーションでは、可変減衰器２０及び移相器１９によって補正しなければ、フィードフォワード増幅器の自動歪み補償機能によって、可変減衰器１４の利得及び移相器１５の位相が初期値（調整する前の値）に戻ってしまう。このため、可変減衰器１４の利得及び移相器１５の位相を校正するには、校正利得を可変減衰器２０によって補正し、校正位相を移相器１９によって補正する必要がある。
なお、可変減衰器２０における利得の補正量及び移相器１９における位相の補正量は、例えば、以下のように決定される。
制御器６は、例えば、校正利得に対応する利得の補正量と、校正位相に対応する位相の補正量とが記録されているテーブルを保持しており、テーブルを参照して、校正利得に対応する利得の補正量と、校正位相に対応する位相の補正量とを取得することで、利得の補正量及び位相の補正量を決定する。
【００３１】
図３はこの発明の実施の形態１によるアンテナ装置３のアンテナパターンを示す説明図である。
図３において、Ａは実施の形態１のアンテナ装置３のアンテナパターンである。即ち、振幅及び位相が校正されたアンテナ装置３のアンテナパターンを示している。Ｂは振幅及び位相が校正されていないアンテナ装置のアンテナパターンである。図３の例では、可変減衰器１４の利得が±２ｄＢのばらつきを有しており、移相器１５の位相が±１０ｄｅｇのばらつきを有している場合のアンテナ装置３のアンテナパターンを示している。
アンテナパターンＡとアンテナパターンＢを比較すると明らかなように、振幅及び位相が校正されている方が、第１サイドローブ以降のサイドローブレベルが改善している。
【００３２】
アンテナ装置３は、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の全てが同一になるように校正された後、移相器１５，１９，２４の位相を所望の位相に設定することで、アンテナ５−１〜５−Ｎから放射される変調送信信号のビーム方向を切り替えることができる。
図４はアンテナ５−１〜５−Ｎから放射される変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向である場合のアンテナパターンを示す説明図である。
例えば、アンテナ５−１〜５−Ｎから放射される変調送信信号のビーム方向をアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向（アジマス方向＝０ｄｅｇ）とする場合、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける移相器１５の位相Ψ１５が同じ位相となる。また、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける移相器１９の位相Ψ１９が同じ位相となり、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける移相器２４の位相Ψ２４が同じ位相となる。
仮にフィードフォワード増幅器４−２における移相器１５の位相がΨ１５，２＝θ１、移相器１９の位相がΨ１９，２＝０、移相器２４の位相がΨ２４，２＝θ２であるとすれば、フィードフォワード増幅器４−Ｎにおける移相器１５の位相はΨ１５，Ｎ＝θ１、移相器１９の位相はΨ１９，Ｎ＝０、移相器２４の位相はΨ２４，Ｎ＝θ２となる。
【００３３】
図５はアンテナ５−１〜５−Ｎから放射される変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と異なる方向である場合のアンテナパターンを示す説明図である。
アンテナ５−１〜５−Ｎのうち、隣り合っているアンテナの間隔が一定である場合、隣り合っているフィードフォワード増幅器における通過位相が角度ａだけ異なっていれば、変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と異なる方向となる。
仮にフィードフォワード増幅器４−１における移相器１５の位相がΨ１５，１＝θ１、移相器１９の位相がΨ１９，１＝０、移相器２４の位相がΨ２４，１＝θ２であるとすれば、フィードフォワード増幅器４−２における移相器１５の位相はΨ１５，２＝θ１＋ａ、移相器１９の位相はΨ１９，２＝ａ、移相器２４の位相はΨ２４，２＝θ２となる。
また、フィードフォワード増幅器４−Ｎにおける移相器１５の位相はΨ１５，Ｎ＝θ１＋ａ（Ｎ−１）、移相器１９の位相はΨ１９，Ｎ＝ａ（Ｎ−１）、移相器２４の位相はΨ２４，Ｎ＝θ２となる。
【００３４】
Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の全てが同一になるように校正されている場合、移相器１９を実装していない従来のアンテナ装置であっても、ビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向であれば、図６に示すように、図１のアンテナ装置と同様のアンテナパターンを得ることができる。
しかし、ビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と異なる方向である場合、移相器１９を実装していなければ、歪み抽出ループにおいて、歪み成分のみを高精度に抽出することができなくなる。
このため、方向性合成器２１から出力される合成変調送信信号に信号成分が残るようになり、方向性合成器２７から出力される合成信号に歪み成分が残るので、歪みの補償が不十分となる。
図７はビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と異なる方向であるために、劣化しているアンテナパターンを示す説明図である。
図７では、方向性合成器２７から出力される合成信号に歪み成分が残り、方向性合成器２７から出力される合成信号に含まれている信号成分の信号レベルが低下しているために、アンテナパターンが崩れている様子を示している。
【００３５】
図８は変調送信信号のビーム方向がアンテナ５−１〜５−Ｎの正面方向と３０度異なる方向である場合のアンテナ装置３のアンテナパターンを示す説明図である。
図８において、Ｃは実施の形態１のアンテナ装置３のアンテナパターンである。即ち、振幅及び位相が校正されたアンテナ装置３のアンテナパターンを示している。Ｄは振幅及び位相が校正されていないアンテナ装置のアンテナパターンである。図８の例では、可変減衰器１４の利得が±２ｄＢのばらつきを有しており、移相器１５の位相が±１０ｄｅｇのばらつきを有している場合のアンテナ装置３のアンテナパターンを示している。
アンテナパターンＣとアンテナパターンＤを比較すると明らかなように、振幅及び位相が校正されている方が、第１サイドローブ以降のサイドローブレベルが改善しており、意図しない方向への歪み成分の発生が抑えられていることが分かる。
【００３６】
ここで、フィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の校正の具体例を説明する
例えば、ＲＥＶ法を用いて、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の全てが同一になるように、制御器６が、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の位相を調整する。
具体的には、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎのうち、例えば、フィードフォワード増幅器４−１を基準のフィードフォワード増幅器とする。
そして、制御器６は、フィードフォワード増幅器４−２〜４−Ｎにおける可変減衰器１４，２０，２３の利得が、基準のフィードフォワード増幅器４−１における可変減衰器１４，２０，２３の利得と一致するように校正する。
また、制御器６は、フィードフォワード増幅器４−２〜４−Ｎにおける移相器１５，１９，２４の位相が、基準のフィードフォワード増幅器４−１における移相器１５，１９，２４の位相と一致するように校正する。
【００３７】
例えば、フィードフォワード増幅器４−２の振幅が基準のフィードフォワード増幅器４−１の振幅よりも１．４ｄＢだけ低く、フィードフォワード増幅器４−２の位相が基準のフィードフォワード増幅器４−１の位相よりも６ｄｅｇだけ進んでいる場合を想定する。
この場合、制御器６は、フィードフォワード増幅器４−２の振幅を１．４ｄＢだけ高め、フィードフォワード増幅器４−２の位相を６ｄｅｇだけ遅らせるように校正する。
即ち、制御器６は、フィードフォワード増幅器４−２が正常に動作したときの可変減衰器１４の利得に１．４ｄＢを加えるとともに、可変減衰器２０の利得から１．４ｄＢを減らす校正を行う。
また、制御器６は、フィードフォワード増幅器４−２が正常に動作したときの移相器１５の位相から６ｄｅｇを減らすとともに、移相器１９の位相から６ｄｅｇを減らす校正を行う。
【００３８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、方向性分配器１２により分配された他方の変調送信信号の位相を調整する移相器１９を備え、方向性合成器２１が、移相器１９により位相が調整された変調送信信号と方向性分配器１７により分配された一方の変調送信信号とを合成し、合成した変調送信信号である合成変調送信信号を誤差増幅回路２２に出力するように構成したので、意図しない方向への歪み成分の発生を抑えることができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態１によれば、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎの歪み抽出ループ内に移相器１９を配置しているので、アンテナ装置３のビームフォーミング時に歪み補償を行うことができる。このため、意図しない方向への歪み成分の発生を抑えることができる。
また、この実施の形態１によれば、Ｎ個のフィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎにおける歪み補償特性の全てが同一になるように、制御器６が、可変減衰器１４，２０，２３の利得及び移相器１５，１９，２４の位相を調整するので、変調送信信号のビーム方向を切り替えても、意図しない方向への歪み成分の発生を抑えることができる効果を奏する。
【００３９】
この実施の形態１では、可変減衰器２０が、方向性分配器１７と方向性合成器２１の間に配置されている例を示しているが、これに限るものではない。
例えば、図９に示すように、可変減衰器２０を移相器１９の前段に配置し、可変減衰器２０が、遅延線路１８から出力された変調送信信号の振幅を調整し、振幅調整後の変調送信信号を移相器１９に出力するようにしてもよい。
この場合も、制御器６が、可変減衰器２０の利得を調整することで、意図しない方向への歪み成分の発生を抑えることができる。
図９はこの発明の実施の形態１による他のフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す構成図である。
【００４０】
実施の形態２．
この実施の形態２では、フィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎの主増幅回路１３に含まれている主増幅器１６として双方向増幅器が用いられている例を説明する。
主増幅器１６として双方向増幅器が用いられることで、フィードフォワード増幅器４−１〜４−Ｎを実装している通信機を、フェーズドアレイ送受信機として機能させることができる。
【００４１】
図１０はこの発明の実施の形態２によるフィードフォワード増幅器を実装しているフェーズドアレイ送受信機を示す構成図である。
図１１はこの発明の実施の形態２によるフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す構成図である。
図１０において、図１と同一符号は同一または相当部分を示し、図１１において、図２及び図９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。
【００４２】
図１０において、周波数変換部７は図１の周波数変換部２と同様に、モデム１から出力された変調送信信号の周波数をベースバンド帯の周波数から高周波帯の周波数に変換し、周波数変換後の変調送信信号をアンテナ装置３に出力する。
また、周波数変換部７は、アンテナ装置３から出力された変調受信信号の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換し、周波数変換後の変調受信信号をモデム１に出力する。
【００４３】
デジタルアナログ変換器であるＤＡ変換器３１（図１０では、「ＤＡ」のように表記している）はモデム１から出力された変調送信信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。
増幅器３２はＤＡ変換器３１から出力されたアナログの変調送信信号を増幅する。
バンドパスフィルタ３３は増幅器３２により増幅された変調送信信号に含まれている不要な周波数成分を除去する。
ローカル信号源３４は局部発振信号を発振し、局部発振信号をミクサ３５，４１に出力する。
【００４４】
ミクサ３５はバンドパスフィルタ３３を通過してきた変調送信信号にローカル信号源３４から出力された局部発振信号を乗算することで、当該変調送信信号の周波数をベースバンド帯の周波数から高周波帯の周波数に変換する。
バンドパスフィルタ３６はミクサ３５により周波数が変換された変調送信信号に含まれている不要な周波数成分を除去する。
増幅器３７はバンドパスフィルタ３６を通過してきた変調送信信号を増幅する。
【００４５】
切替スイッチ３８は増幅器３７により増幅された変調送信信号をアンテナ装置３に出力し、アンテナ装置３から出力された変調受信信号を増幅器３９に出力する。
増幅器３９は切替スイッチ３８から出力された変調受信信号を増幅する。
バンドパスフィルタ４０は増幅器３９により増幅された変調受信信号に含まれている不要な周波数成分を除去する。
ミクサ４１はバンドパスフィルタ４０を通過してきた変調受信信号にローカル信号源３４から出力された局部発振信号を乗算することで、当該変調受信信号の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換する。
【００４６】
バンドパスフィルタ４２はミクサ４１により周波数が変換された変調受信信号に含まれている不要な周波数成分を除去する。
増幅器４３はバンドパスフィルタ４２を通過してきた変調受信信号を増幅する。
アナログデジタル変換器であるＡＤ変換器４４（図１０では、「ＡＤ」のように表記している）は増幅器４３により増幅された変調受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルの変調受信信号をモデム１に出力する。
【００４７】
図１１において、主増幅器５０は双方向増幅器で実現されており、移相器１５により位相が調整された一方の変調送信信号を増幅し、振幅後の変調送信信号を方向性分配器１７に出力する。
また、主増幅器５０は方向性分配器１７から出力された変調受信信号を増幅し、振幅後の変調受信信号を移相器１５に出力する。
なお、誤差増幅回路２２に含まれている誤差増幅器２５は、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際には、制御器６によって動作が停止される。
【００４８】
図１２はこの発明の実施の形態２によるフィードフォワード増幅器４−ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の主増幅器５０を示す構成図である。
図１２において、ゲート接地のトランジスタ５１，５２，５３は移相器１５と方向性分配器１７との間に直列に接続されている。
なお、トランジスタ５１のソースは、コンデンサ５８を介して移相器１５と接続され、トランジスタ５２のソースは、トランジスタ５１のドレインと接続されている。
また、トランジスタ５３のソースは、トランジスタ５２のドレインと接続され、トランジスタ５３のドレインは、コンデンサ５９を介して方向性分配器１７と接続されている。
【００４９】
バイアス電源５４，５５はバイアス電圧を出力する電源である。
切替スイッチ５６はトランジスタ５１，５２，５３が方向性分配器１７から出力された変調受信信号を増幅する際に、バイアス電源５４から出力されたバイアス電圧をトランジスタ５１のソースに印加する。
切替スイッチ５７はトランジスタ５１，５２，５３が移相器１５により位相が調整された変調送信信号を増幅する際に、バイアス電源５５から出力されたバイアス電圧をトランジスタ５３のドレインに印加する。
コンデンサ５８は移相器１５とトランジスタ５１のソースとの間に接続されている。
コンデンサ５９はトランジスタ５３のドレインと方向性分配器１７との間に接続されている。
【００５０】
次に動作について説明する。
主増幅器５０は、双方向増幅器で実現されており、制御器６が、切替スイッチ５６，５７の接続先を切り替えることで、主増幅器５０における信号の増幅方向を切り替えることができる。
即ち、制御器６は、アンテナ装置３が変調送信信号を送信する際には、バイアス電源５５から出力されたバイアス電圧がトランジスタ５３のドレインに印加されるように、切替スイッチ５７の接続先を切り替える。因みに、バイアス電源５４から出力されるバイアス電圧は、トランジスタ５１のソースに印加されないように、切替スイッチ５６の接続先を切り替える。
これにより、主増幅器５０のトランジスタ５１，５２，５３は、移相器１５により位相が調整された変調送信信号を増幅し、増幅後の変調送信信号を方向性分配器１７に出力する。
図１３はフィードフォワード増幅器４−ｎにおける変調送信信号の流れを示す説明図である。
変調送信信号の流れは、図１３に示すように、上記実施の形態１と同様である。このため、上記実施の形態１と同様に、変調送信信号に対する歪みの補償処理が行われる。
【００５１】
制御器６は、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際には、バイアス電源５４から出力されたバイアス電圧がトランジスタ５３のソースに印加されるように、切替スイッチ５７の接続先を切り替える。因みに、バイアス電源５５から出力されるバイアス電圧は、トランジスタ５３のドレインに印加されないように、切替スイッチ５７の接続先を切り替える。
これにより、主増幅器５０のトランジスタ５１，５２，５３は、方向性分配器１７から出力された変調受信信号を増幅し、増幅後の変調受信信号を移相器１５に出力する。
【００５２】
図１４はフィードフォワード増幅器４−ｎにおける変調受信信号の流れを示す説明図である。
誤差増幅回路２２に含まれている誤差増幅器２５は、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際には、制御器６によって動作が停止される。このため、アンテナ装置３から出力された変調受信信号が方向性合成器２７によって分配されて、一方の変調受信信号が誤差増幅回路２２に出力されても、一方の変調受信信号は、誤差増幅回路２２を通過しない。
方向性合成器２７によって分配された他方の変調受信信号は、図１４に示すように、遅延線路２６及び方向性分配器１７を経由して主増幅回路１３に到達し、主増幅回路１３により増幅された変調受信信号は、方向性分配器１２及び入力端子１１を経由して周波数変換部７に出力される。
【００５３】
周波数変換部７は、アンテナ装置３から変調受信信号を受けると、変調受信信号の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換し、周波数変換後の変調受信信号をモデム１に出力する。
モデム１は、周波数変換部７から周波数変換後の変調受信信号を受けると、変調受信信号に対する復調処理を実施し、復調した受信信号を出力する。
これにより、アンテナ装置３を送受共用で使用することができるため、送信用の図１のアンテナ装置３と別個に、受信用のアンテナ装置を設ける必要がない。
【００５４】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、主増幅回路１３に含まれる主増幅器５０として双方向増幅器が用いられており、アンテナ５−ｎにより変調受信信号が受信される際には、誤差増幅回路２２に含まれている誤差増幅器２５の動作が停止されるように構成したので、フィードフォワード増幅器４−ｎを送受共用で使用することができる効果を奏する。
【００５５】
この実施の形態２では、ゲート接地のトランジスタ５１，５２，５３が、移相器１５と方向性分配器１７との間に直列に接続されている例を示しているが、これに限るものではない。
例えば、エミッタ接地のトランジスタが、移相器１５と方向性分配器１７との間に複数直列に接続されているものであってもよい。
この場合、トランジスタ５１のベースは、コンデンサ５８を介して移相器１５と接続され、トランジスタ５２のベースは、トランジスタ５１のコレクタと接続される。
また、トランジスタ５３のベースは、トランジスタ５２のコレクタと接続され、トランジスタ５３のコレクタは、コンデンサ５９を介して方向性分配器１７と接続される。
【００５６】
この実施の形態２では、制御器６が、切替スイッチ５６，５７の接続先を切り替えることで、主増幅器５０における信号の増幅方向を切り替える例を示しているが、これに限るものではない。
図１５は主増幅器５０の他の例を示す構成図である。
例えば、制御器６が、図１５に示すように、バイアス電源６１，６２から出力されるバイアス電圧を切り替えることで、主増幅器５０における信号の増幅方向を切り替えるようにしてもよい。
即ち、アンテナ装置３が変調送信信号を送信する際には、制御器６が、バイアス電源６１からトランジスタ５１のソースに与えられるバイアス電圧がＶｃ、バイアス電源６２からトランジスタ５３のドレインに与えられるバイアス電圧がＶｄになるように、バイアス電源６１，６２を制御する。
また、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際には、制御器６が、バイアス電源６１からトランジスタ５１のソースに与えられるバイアス電圧がＶｓ、バイアス電源６２からトランジスタ５３のドレインに与えられるバイアス電圧がＶｃになるように、バイアス電源６１，６２を制御する。
例えば、Ｖｓ＞Ｖｃ、Ｖｄ＞Ｖｃである。
【００５７】
図１５の主増幅器５０は、電源６３が抵抗６４を介してトランジスタ５１，５２，５３のゲートと接続されている。
制御器６が、アンテナ装置３が変調送信信号を送信する際に、電源６３から出力される電圧がＶｇとなり、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際に、電源６３から出力される電圧がＶｃとなるように制御することで、主増幅器５０における送受の入出力特性の線形性を高めることが可能となる。
例えば、Ｖｇ＞Ｖｃである。
【００５８】
この実施の形態２では、ゲート接地のトランジスタ５１，５２，５３が、移相器１５と方向性分配器１７との間に直列に接続されている例を示しているが、これに限るものではない。
図１６は主増幅器５０の他の例を示す構成図である。
図１６の例では、主増幅器５０は、アンテナ装置３が変調送信信号を送信する際に用いられる第１の整合回路７１，７２と、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際に用いられる第２の整合回路８１，８２とを備えている。図１６では、第１の整合回路７１，７２を「整合ＴＸ」のように表記し、第２の整合回路８１，８２を「整合ＲＸ」のように表記している。
第１の整合回路７１は、トランジスタ５１とトランジスタ５２との間に接続され、第１の整合回路７２は、トランジスタ５２とトランジスタ５３との間に接続されている。
第２の整合回路８１は、トランジスタ５１とトランジスタ５２との間に接続され、第２の整合回路８２は、トランジスタ５２とトランジスタ５３との間に接続されている。
【００５９】
切替スイッチ９１はアンテナ装置３が変調送信信号を送信する際に、トランジスタ５１のドレインを第１の整合回路７１と接続し、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際に、トランジスタ５１のドレインを第２の整合回路８１と接続する。
切替スイッチ９２はアンテナ装置３が変調送信信号を送信する際に、トランジスタ５２のソースを第１の整合回路７１と接続し、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際に、トランジスタ５２のソースを第２の整合回路８１と接続する。
【００６０】
切替スイッチ９３はアンテナ装置３が変調送信信号を送信する際に、トランジスタ５２のドレインを第１の整合回路７２と接続し、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際に、トランジスタ５２のドレインを第２の整合回路８２と接続する。
切替スイッチ９４はアンテナ装置３が変調送信信号を送信する際に、トランジスタ５３のソースを第１の整合回路７２と接続し、アンテナ装置３が変調受信信号を受信する際に、トランジスタ５３のソースを第２の整合回路８２と接続する。
【００６１】
図１６のように、制御器６が、切替スイッチ９１〜９４を制御することで、第１の整合回路７１，７２又は第２の整合回路８１，８２のいずれかをトランジスタ５１，５２，５３の段間に接続するように構成しているので、変調送信信号の送信時には、効率と飽和出力と利得を改善することができ、変調受信信号の受信時には、雑音指数ＮＦと利得を改善することが可能となる。
【００６２】
この実施の形態２では、周波数変換部７が図１０に示す構成である例を示したが、周波数変換部７の構成は、図１０に示す構成に限るものではない。
図１７は周波数変換部７の他の例を示す構成図である。
増幅器１０１，１０２は、双方向増幅器である。双方向の増幅器１０１，１０２を用いることで、増幅器の個数を半分に減らすことができる。また、バンドパスフィルタ４０，４２及びミクサ４１を不要にすることができる。
【００６３】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
この発明は、通信信号を増幅するフィードフォワード増幅器に適している。また、この発明は、フィードフォワード増幅器とアンテナの組を複数備えるアンテナ装置に適している。
【符号の説明】
【００６５】
１  モデム、２，７  周波数変換部、３  アンテナ装置、４−１〜４−Ｎ  フィードフォワード増幅器、５−１〜５−Ｎ  アンテナ、６  制御器、１１  入力端子、１２  方向性分配器（第１の分配器）、１３  主増幅回路、１４  可変減衰器、１５  移相器、１６  主増幅器、１７  方向性分配器（第２の分配器）、１８  遅延線路、１９  移相器、２０  可変減衰器、２１  方向性合成器（第１の合成器）、２２  誤差増幅回路、２３  可変減衰器、２４  移相器、２５  誤差増幅器、２６  遅延線路、２７  方向性合成器（第２の合成器）、２８  出力端子、３１  ＤＡ変換器、３２  増幅器、３３  バンドパスフィルタ、３４  ローカル信号源、３５  ミクサ、３６  バンドパスフィルタ、３７  増幅器、３８  切替スイッチ、３９  増幅器、４０  バンドパスフィルタ、４１  ミクサ、４２  バンドパスフィルタ、４３  増幅器、４４  ＡＤ変換器、５０  主増幅器、５１，５２，５３  ゲート接地のトランジスタ、５４，５５  バイアス電源、５６，５７  切替スイッチ、５８，５９  コンデンサ、６１，６２  バイアス電源、６３  電源、６４  抵抗、７１，７２  第１の整合回路、８１，８２  第２の整合回路、９１〜９４  切替スイッチ、１０１，１０２  増幅器。
【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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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年7月18日(2017.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係るフィードフォワード増幅器は、通信信号を分配する第１の分配器と、第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、一方の通信信号を増幅する主増幅回路と、主増幅回路から出力された通信信号を分配する第２の分配器と、第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器と、移相器により位相が調整された通信信号と第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成する第１の合成器と、第１の合成器により合成された通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、合成された通信信号を増幅する誤差増幅回路と、誤差増幅回路から出力された通信信号と第２の分配器により分配された他方の通信信号とを合成する第２の合成器とを備えるようにしたものである。
また、主増幅回路が、第１の分配器により分配された一方の通信信号を増幅する主増幅器として双方向増幅器を備え、誤差増幅回路が、第１の合成器により合成された通信信号を増幅する誤差増幅器を備えており、第２の合成器により合成された通信信号を放射するアンテナによって通信信号が受信される際には、誤差増幅回路に含まれる誤差増幅器の動作が停止されるようにしたものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信信号を分配する第１の分配器と、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記一方の通信信号を増幅する主増幅回路と、
前記主増幅回路から出力された通信信号を分配する第２の分配器と、
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された通信信号と前記第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記合成された通信信号を増幅する誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力された通信信号と前記第２の分配器により分配された他方の通信信号とを合成する第２の合成器とを備え、
前記主増幅回路は、前記第１の分配器により分配された一方の通信信号を増幅する主増幅器として双方向増幅器を備え、
前記誤差増幅回路は、前記第１の合成器により合成された通信信号を増幅する誤差増幅器を備えており、
前記第２の合成器により合成された通信信号を放射するアンテナによって通信信号が受信される際には、前記誤差増幅回路に含まれる前記誤差増幅器の動作が停止されることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
【請求項２】
前記第２の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記第１の合成器は、前記移相器により位相が調整された通信信号と前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号とを合成し、合成した通信信号を前記誤差増幅回路に出力することを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項３】
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記移相器は、前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整し、位相を調整した通信信号を前記第１の合成器に出力することを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項４】
前記主増幅回路は、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器により振幅が調整された一方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された一方の通信信号を増幅する前記主増幅器とを備え、
前記誤差増幅回路は、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
当該誤差増幅回路における前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整する移相器と、
当該誤差増幅回路における前記移相器により位相が調整された通信信号を増幅する前記誤差増幅器とを備えていることを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項５】
前記双方向増幅器として、トランジスタが用いられており、
前記双方向増幅器における通信信号の増幅方向が、前記トランジスタに印加されるバイアス電圧を変更することで切り替えられることを特徴とする請求項１記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項６】
前記トランジスタが直列に複数接続されており、
前記複数のトランジスタの間に、前記アンテナにより通信信号が送信される際に用いられる第１の整合回路と、前記アンテナにより通信信号が受信される際に用いられる第２の整合回路とが接続されていることを特徴とする請求項５記載のフィードフォワード増幅器。
【請求項７】
通信信号を分配する第１の分配器と、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記一方の通信信号を増幅する主増幅回路と、
前記主増幅回路から出力された通信信号を分配する第２の分配器と、
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された通信信号と前記第２の分配器により分配された一方の通信信号とを合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅及び位相を調整するとともに、前記合成された通信信号を増幅する誤差増幅回路と、
前記誤差増幅回路から出力された通信信号と前記第２の分配器により分配された他方の通信信号とを合成する第２の合成器とを備えた複数のフィードフォワード増幅器と、
前記複数のフィードフォワード増幅器に含まれている前記第２の合成器により合成された通信信号のそれぞれを放射する複数のアンテナとを備え、
前記主増幅回路は、前記第１の分配器により分配された一方の通信信号を増幅する主増幅器として双方向増幅器を備え、
前記誤差増幅回路は、前記第１の合成器により合成された通信信号を増幅する誤差増幅器を備えており、
前記アンテナによって通信信号が受信される際には、前記誤差増幅回路に含まれる前記誤差増幅器の動作が停止されることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
前記第２の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記第１の合成器は、前記移相器により位相が調整された通信信号と前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号とを合成し、合成した通信信号を前記誤差増幅回路に出力することを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記第１の分配器により分配された他方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器を備えており、
前記移相器は、前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整し、位相を調整した通信信号を前記第１の合成器に出力することを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
前記主増幅回路は、
前記第１の分配器により分配された一方の通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器により振幅が調整された一方の通信信号の位相を調整する移相器と、
前記移相器により位相が調整された一方の通信信号を増幅する前記主増幅器とを備え、
前記誤差増幅回路は、
前記第１の合成器により合成された通信信号の振幅を調整する可変減衰器と、
当該誤差増幅回路における前記可変減衰器により振幅が調整された通信信号の位相を調整する移相器と、
当該誤差増幅回路における前記移相器により位相が調整された通信信号を増幅する前記誤差増幅器とを備えていることを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
前記双方向増幅器として、トランジスタが用いられており、
前記双方向増幅器における通信信号の増幅方向が、前記トランジスタに印加されるバイアス電圧を変更することで切り替えられることを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項１２】
前記トランジスタが直列に複数接続されており、
前記複数のトランジスタの間に、前記アンテナにより通信信号が送信される際に用いられる第１の整合回路と、前記アンテナにより通信信号が受信される際に用いられる第２の整合回路とが接続されていることを特徴とする請求項１１記載のアンテナ装置。
【国際調査報告】
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