(57)【要約】【課題】  歪補償増幅器において、被歪補償増幅器で生成される５次歪成分（ＩＭ５）を低減し、３次歪成分（ＩＭ３）の補償量の劣化を防止する。【解決手段】  入力信号を、第１の経路と、第２の経路と、第３の経路に分配する分配器と、第１の経路に配置される遅延回路と、第２経路に接続される３次歪発生回路と３次歪ベクトル調整器と、第３の経路に配置される２次歪発生回路と２次歪ベクトル調整器と、前記遅延回路からの出力信号と、前記３次歪ベクトル調整器からの出力信号と、前記２次歪ベクトル調整器からの出力信号を合成する合成手段と、合成手段の出力端子に接続される被歪補償増幅器と、該被歪補償増幅器の出力端子に接続される方向性結合器と、該方向性結合器の出力信号の一部を取り出す結合端子に接続される歪検出回路と、該歪検出回路の検出したレベルが最小になるように前記２次歪ベクトル調整器と、前記３次歪ベクトル調整器を調整する制御回路とを備える。【選択図】        図４
2007082069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を、第１の経路と、第２の経路と、第３の経路に分配する分配手段と、
該分配手段の第１の経路に配置される遅延回路と、
前記分配手段の第２経路に接続される３次歪発生回路と、
該３次歪発生回路の出力端子に接続され、３次歪の位相と振幅を調整する３次歪ベクトル調整器と、
前記分配手段の第３の経路に配置される２次歪発生回路と、
該２次歪発生回路の出力端子に接続され、２次歪の位相と振幅を調整するための２次歪ベクトル調整器と、
前記遅延回路からの出力信号と、前記３次歪ベクトル調整器からの出力信号と、前記２次歪ベクトル調整器からの出力信号を合成する合成手段と、
該合成手段の出力端子に接続される被歪補償増幅器と、
該被歪補償増幅器の出力端子に接続される方向性結合器と、
該方向性結合器の出力信号の一部を取り出す結合端子に接続される歪検出回路と、
該歪検出回路の検出したレベルが最小になるように前記２次歪ベクトル調整器と、前記３次歪ベクトル調整器を調整する制御回路とを備えることを特徴とする歪補償増幅器。
【請求項２】
前記分配手段は、入力信号を２分配する第１の分配器と、
該第１の分配器で２分配された一方の信号が入力される第２の分配器とを有し、
該第２の分配器は、入力された信号を２分配し、該２分配した一方の信号を前記第１の経路に、また、該２分配した他方の信号を前記第２の経路に出力し、
前記第１の分配器は、前記２分配した他方の信号を前記第３の経路に出力し、
前記合成手段は、前記３次歪ベクトル調整器の出力端子と、前記遅延回路の出力端子に接続される合成器と、
該合成器の出力端子と前記２次歪ベクトル調整器の出力端子に接続されるダイプレクサとを有することを特徴とする請求項１に記載の歪補償増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キューバープリディストーション型の歪補償増幅器に係り、特に、マイクロ波等の送信用電力増幅器の歪補償技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年情報の高速化、情報量の大容量化により、周波数変調から振幅、位相情報を伝送するシステムが多くなり、システムの直線性が要求されている。
システムの中でも、特に電力増幅器は直線性を保持することが難しく、各種の線形性補償技術が提案されている。
これらの線形性補償技術の中で、予め被歪補償増幅器で発生する歪と反対の歪を作り、被歪補償増幅器で発生する歪をキャンセルするキューバープリディストーション型の歪補償増幅器が知られている。（下記、非特許文献１参照）
図５は、従来のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器の回路構成を示すブロック図である。
図５において、１は分配器、２は遅延回路、３は３次歪発生回路、５は３次歪ベクトル調整器、７は合成器、９は被歪補償増幅器、１０は方向性結合器、１３は歪検出回路、１４は制御回路である。
図５に示す従来のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器では、分配器１において、入力信号を第１の経路と、第２の経路に分配する。
第１の経路には遅延回路２が配置される。また、第２の経路には、３次歪発生回路３と、３次歪ベクトル調整器５が配置される。３次歪発生回路３により、非直線歪を改善する周波数での３次歪成分（ＩＭ３）を生成する。
遅延回路２により所定時間遅延された入力信号と、３次歪発生回路３で生成された３次歪成分（ＩＭ３）とは、合成器７で合成され、被歪補償増幅器９に入力される。
方向性結合器１０により、被歪補償増幅器９からの出力信号の一部は歪検出回路１３に入力される。歪検出回路１３において検出された３次歪成分（ＩＭ３）の信号が最小になるように、制御回路１４が、３次歪ベクトル調整器５を制御して、被歪補償増幅器９の歪を補償する。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【非特許文献１】野島、岡本、大山、”マイクロ波SSB-AM方式用プリディストーション非線形ひずみ補償回路”、電子通信学会論文誌(B),vol.J67-B,no.1,pp78-85（昭59-1）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器は、３次歪発生回路３において３次歪成分（ＩＭ３）を生成し、当該３次歪発生回路３で生成された３次歪成分（ＩＭ３）が、被歪補償増幅器９で発生する３次歪成分と、等振幅、逆位相になるように、３次歪ベクトル調整器５で調整して、歪補償を行うものである。
しかしながら、被歪補償増幅器９から５次歪成分（ＩＭ５）が発生する場合、５次歪成分（ＩＭ５）が、３次歪成分（ＩＭ３）に影響を与える。
そのため、３次歪成分（ＩＭ３）しか補償できない、従来のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器では、５次歪成分（ＩＭ５）の影響のため３次歪成分（ＩＭ３）の補償量を劣化させるという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、歪補償増幅器において、被歪補償増幅器で生成される５次歪成分（ＩＭ５）を低減し、３次歪成分（ＩＭ３）の補償量の劣化を防止することが可能となる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
前述の課題を解決するために、本発明の歪補償増幅器は、入力信号を、第１の経路と、第２の経路と、第３の経路に分配する分配手段と、該分配手段の第１の経路に配置される遅延回路と、前記分配手段の第２経路に接続される３次歪発生回路と、該３次歪発生回路の出力端子に接続され、３次歪の位相と振幅を調整する３次歪ベクトル調整器と、前記分配手段の第３の経路に配置される２次歪発生回路と、該２次歪発生回路の出力端子に接続され、２次歪の位相と振幅を調整するための２次歪ベクトル調整器と、前記遅延回路からの出力信号と、前記３次歪ベクトル調整器からの出力信号と、前記２次歪ベクトル調整器からの出力信号を合成する合成手段と、該合成手段の出力端子に接続される被歪補償増幅器と、該被歪補償増幅器の出力端子に接続される方向性結合器と、該方向性結合器の出力信号の一部を取り出す結合端子に接続される歪検出回路と、該歪検出回路の検出したレベルが最小になるように前記２次歪ベクトル調整器と、前記３次歪ベクトル調整器を調整する制御回路とを備える。
【０００６】
また、本発明では、前記分配手段は、入力信号を２分配する第１の分配器と、該第１の分配器で２分配された一方の信号が入力される第２の分配器とを有し、該第２の分配器は、入力された信号を２分配し、該２分配した一方の信号を前記第１の経路に、また、該２分配した他方の信号を前記第２の経路に出力し、前記第１の分配器は、前記２分配した他方の信号を前記第３の経路に出力し、前記合成手段は、前記３次歪ベクトル調整器の出力端子と、前記遅延回路の出力端子に接続される合成器と、該合成器の出力端子と前記２次歪ベクトル調整器の出力端子に接続されるダイプレクサとを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の歪補償増幅器によれば、被歪補償増幅器で生成される５次歪成分（ＩＭ５）を低減し、３次歪成分（ＩＭ３）の補償量の劣化を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の歪補償増幅器の原理を説明するための図である。
今、図１に示す増幅器２０に、周波数がｆ１（Ｖcosω１ｔ）と、ｆ２（Ｖcosω２ｔ）の２つの基本波と２次歪成分を含む信号が入力されると、増幅器２０のトランジスタの非線形性により、３次歪成分（ＩＭ３）と、５次歪成分（ＩＭ５）が生成される。
今、Ｖｉを入力電圧、Ｖ，α，βを係数とすると、入力電圧（Ｖｉ）は、下記（１）式のように表される。
［数１］
Vi＝V｛cosω１ｔ+cosω２ｔ＋αcos２ω１ｔ+αcos２ω２ｔ＋βcos(ω１＋ω２）ｔ｝
・・・・・・・・・・・・  （１）
増幅器２０の非線形出力電圧をＶｏ、係数を、ａ０，ａ１，ａ２，ａ３とすると、３次までの級数展開を用いて、増幅器２０の出力電圧（Ｖｏ）は、下記（２）式のように表される。
［数２］
Ｖｏ＝ａ０＋ａ１Ｖｉ＋ａ２Ｖｉ２＋ａ３Ｖｉ３    ・・・・・・・・・  （２）
【０００９】
前述の（１）式を、（２）式を代入し、３次歪成分（ＩＭ３）のcos｛(２ω１−ω２）ｔ｝と、cos｛(ω１−２ω２）ｔ｝の係数を求めると、下記（３）式のようになる。
［数３］
（４Ｖ２αａ２＋３Ｖ３ａ３＋６Ｖ３α２ａ３＋１２Ｖ３αβａ３）／４
・・・・・・・・・・・・  （３）
同様に、５次歪成分（ＩＭ５）のcos｛(３ω１−２ω２）ｔ｝と、cos｛(２ω１−３ω２）ｔ｝の係数を求めると、下記（４）式のようになる。
［数４］
３Ｖ３α２ａ３／２        ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （４）
前述の（３）式と、（４）式とから分かるように、２次歪成分の係数（α，β）が、３次歪成分（ＩＭ３）と、５次歪成分（ＩＭ５）に含まれている。
したがって、２次歪成分を適切な振幅と、位相に調整し、被歪補償増幅器に入力することで、被歪補償増幅器から出力される５次歪成分（ＩＭ５）を小さくすることができる。そのため、３次歪成分（ＩＭ３）が、５次歪成分（ＩＭ５）の影響を受けなくなり、キューバープリディストーションの歪補償増幅器における、３次歪成分（ＩＭ３）の歪補償量をさらに増加させることができる。
【００１０】
図２は、本発明の実施例の歪補償増幅器の回路構成を示すブロック図である。
図２において、３０は分配手段、２は遅延回路、３は３次歪発生回路、５は３次歪ベクトル調整器、３１は合成手段、９は被歪補償増幅器、１０は方向性結合器、１１は歪検出回路、１２は制御回路、１５は２次歪発生回路、６は２次歪ベクトル調整器である。
本実施例のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器では、分配手段３０で入力信号を、第１の経路と、第２の経路と、第３の経路に分配する。
第１の経路には遅延回路２が配置される。また、第２の経路（３次歪経路）には、３次歪発生回路３と、３次歪ベクトル調整器５が配置される。さらに、本実施例では、第３の経路（２次歪経路）には、２次歪発生回路１５と、２次歪ベクトル調整器６が配置される。
２次歪発生回路１５と３次歪発生回路３とは、ダイオード、もしくはトランジスタで構成されており、ｆ１（Ｖcosω１ｔ）と、ｆ２（Ｖcosω２ｔ）の２つの入力信号を、２次歪発生回路１５に入力すると２次歪成分が、また、ｆ１（Ｖcosω１ｔ）と、ｆ２（Ｖcosω２ｔ）の２つの入力信号を、３次歪発生回路３に入力すると３次歪成分（ＩＭ３）が出力される。
遅延回路２により所定時間遅延された入力信号と、３次歪発生回路３で生成された３次歪成分（ＩＭ３）と、２次歪発生回路１５で生成された２次歪成分とは、合成手段３１で合成され、被歪補償増幅器９に入力される。
【００１１】
方向性結合器１０により、被歪補償増幅器９からの出力信号の一部は歪検出回路１１に入力される。歪検出回路１１において検出された、３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）の信号が最小になるように、制御回路１２が、３次歪ベクトル調整器５と、２次歪ベクトル調整器６とを制御して、被歪補償増幅器９の歪を補償する。
即ち、本実施例では、制御回路１２により、３次歪ベクトル調整器５と、２次歪ベクトル調整器６とにおいて、２次歪発生回路１５で生成された２次歪成分と、３次歪発生回路３で生成された３次歪成分（ＩＭ３）とを、各々最適な振幅と、位相にベクトル調整し、被歪補償増幅器９で生じる３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）の、逆特性の歪を与えることにより、３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）を低減させることができる。
図３は、図２に示す歪検出回路１１の一例の回路構成を示すブロック図である。
図３に示す歪み検出回路１１では、ミキサ２１、および狭帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）２２により、３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）とを抽出し、電力検出器２３で、３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）の電力を検出する。
この電力検出器２３で検出した３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）の電力を、制御回路１２に入力し、３次歪成分（ＩＭ３）と５次歪成分（ＩＭ５）の信号を最小にするように、制御回路１２で、３次歪ベクトル調整器５と、２次歪ベクトル調整器６とを制御して、被歪補償増幅器９の歪を補償する。
【００１２】
図４は、図２に示す分配手段と、合成手段の一例の回路構成を示すブロック図である。
図４に示す回路では、分配手段３０は、第１の分配器４と、第２の分配器１とで構成される。
第１の分配器４は、入力信号を２次歪経路と３次歪経路とに分配する。第２の分配器１は、第１の分配器４で分配された３次歪経路上の信号を２分配し、２分配した一方の信号を遅延回路２に入力し、２分配した他方の信号を３次歪発生回路３に入力する。
また、合成手段３１は、合成器７と、ダイプレクサ８とで構成される。
合成器７は、遅延回路２により所定時間遅延された入力信号と、３次歪発生回路３で生成された３次歪成分（ＩＭ３）とを合成する。
ダイプレクサ８は、合成器７からの出力に、２次歪発生回路１５で生成された２次歪成分を合成する。
以上説明したように、本実施例では、２次歪成分を、被歪補償増幅器９に入力することにより、被歪補償増幅器９から出力される３次歪成分（ＩＭ３）と、５次歪成分（ＩＭ５）を低減し、さらに、被歪補償増幅器９に入力される３次歪成分（ＩＭ３）が、被歪補償増幅器９で生じる３次歪成分（ＩＭ３）と、逆振幅、逆位相となるようにすることにより、低歪の増幅器を得ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例の歪補償増幅器の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器の回路構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す歪検出回路の一例の回路構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示す分配手段と、合成手段の一例の回路構成を示すブロック図である。
【図５】従来のキューバープリディストーション型の歪補償増幅器の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１４】
１，４  分配器
２  遅延回路
３  ３次歪発生回路
５  ３次歪ベクトル調整器
６  ２次歪ベクトル調整器
７  合成器
８  ダイプレクサ
９  被歪補償増幅器
１０  方向性結合器
１１，１３  歪検出回路
１２，１４  制御回路
１５  ２次歪発生回路
２０  増幅器
２１  ミキサ
２２  狭帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
２３  電力検出器
３０  分配手段
３１  合成手段
【図１】
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【図２】
2007082069.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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