(57)【要約】【課題】複数の周波数帯域の歪み補償が行えるようにする。【解決手段】広帯域増幅器１０の前段に接続され、広帯域増幅器１０から出力される信号の歪みを補償するための歪み補償回路装置であって、入力信号が入力されて、当該入力信号に対して、広帯域増幅器１０で発生する歪みの逆歪みを発生させるための歪み補償回路としてのリニアライザＬＲＺ１，２，３を備え、それらのリニアライザＬＲＺ１，２，３は、互いに異なる周波数帯域に対応させて複数個並列配置され、入力信号の周波数値に応じてそれらを切り替えて用いる。また、広帯域増幅器１０で発生する歪みを逆歪みで効率よく打ち消すために、広帯域増幅器１０の前段に、信号の利得の調整を行って、適切な信号出力に調整するための利得可変増幅器２を用いることにより、さらに、歪み特性の改善効果が得られる。【選択図】図３
2012142840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器の前段に接続され、当該増幅器の出力信号の歪みを補償するための歪み補償回路装置であって、
入力信号が入力されて、前記増幅器で発生する歪みを打ち消すための逆歪みを前記入力信号に対して発生させるための歪み補償回路を備え、
前記歪み補償回路は、互いに異なる周波数帯域に対応させて複数個並列配置され、
前記入力信号の周波数値に応じてそれらの歪み補償回路を切り替えて用いる
ことを特徴とする歪み補償回路装置。
【請求項２】
前記複数個の歪み補償回路の前段にスイッチを設け、
前記歪み補償回路への入力信号の切り替えを前記スイッチを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の歪み補償回路装置。
【請求項３】
前記複数個の歪み補償回路の前段に複数のフィルタを設け、
前記フィルタは、互いに異なる周波数帯域の信号のみを通過させるものであって、
前記歪み補償回路への入力信号の切り替えを前記フィルタを用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の歪み補償回路装置。
【請求項４】
増幅器の前段に接続され、当該増幅器の出力信号の歪みを補償するための歪み補償回路装置であって、
入力信号が入力されて、前記増幅器で発生する歪みを打ち消すための逆歪みを前記入力信号に対して発生させるための歪み補償回路を備え、
前記歪み補償回路は、互いに異なる周波数帯域に対応させて複数個直列配置され、
前記歪み補償回路の少なくとも１以上にスイッチが並列接続され、
前記スイッチにより、前記入力信号の周波数値に応じてそれらの歪み補償回路を切り替えて用いる
ことを特徴とする歪み補償回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は歪み補償回路装置に関し、特に、衛星通信用増幅器、移動体通信用増幅器、及び地上マイクロ波通信用増幅器に適用され、振幅非線形性及び位相非線形性を補償する低歪増幅器用の歪み補償回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信用増幅器の小型化や低コスト化のため、複数の周波数帯域を共通の増幅器で使用することが増えてきている。このような用途に使用される増幅器は、リコンフィギャラブル増幅器のように、使用する周波数帯域に合わせて増幅器の整合回路を切り替えたり、使用する周波数帯域をすべて網羅する広帯域増幅器であったりする。通信用増幅器に求められる特性は、増幅器の効率や出力のほかに、歪み特性が重要になる。歪み特性がある一定以上ないと通信ができなく、回避する為には歪み特性を改善する必要がある。歪み特性を改善する装置として歪み補償回路がある。複数の周波数帯域を歪み補償する為には歪み補償回路の周波数特性も広帯域である必要がある。原理的に広帯域に歪み補償できる装置としてアナログプリディストーター方式がある。以下では、従来例として、アナログプリディストーター方式を用いたダイオードリニアライザを挙げる。
【０００３】
まず、従来例１として、特許文献１に記載された装置を挙げる。特許文献１に記載の歪み補償回路は、抵抗と直流電源が直列に接続された回路と、インダクタまたは抵抗のいずれか少なくとも一つを含む回路と順方向にバイアスされたダイオードが直列に接続された回路とが、信号路に対し並列に接続され、信号路の入力側及び出力側にはキャパシタが直列に接続された構成を有する。当該構成においては、入力電力Ｐｉｎの増加に対し、利得Ｇａｉｎが増加し、位相Ｐｈａｓｅが遅れる特性が得られる。直流電圧を変化させることで、歪み補償回路の利得、通過位相特性を容易に調整できる。また、抵抗値を変化させることで、利得、通過位相特性の調整および入力電力に対する感度を調整できる。
【０００４】
また、従来例２として、特許文献２に記載された装置を挙げる。特許文献２に記載の歪み補償回路は、抵抗と直流電源が直列に接続された回路と、インダクタまたは抵抗のいずれか少なくとも一つを含む回路と順方向にバイアスされたダイオードが直列に接続された回路とが、信号路に対し直列に接続され、信号路の入力側及び出力側にはキャパシタが直列に接続された構成を有する。当該構成においては、入力電力Ｐｉｎの増加に対し、利得Ｇａｉｎが減少し、位相Ｐｈａｓｅが進む特性が得られる。この構成においても、従来例１と同様に、直流電圧を変化させることで、歪み補償回路の利得、通過位相特性を容易に調整できる。また、抵抗値を変化させることで、利得、通過位相特性の調整および入力電力に対する感度を調整できる。
【０００５】
また、従来例３として、特許文献３に記載された装置を挙げる。特許文献３に記載の歪み補償回路は、抵抗と直流電源が直列に接続された回路と、インダクタまたは抵抗のいずれか少なくとも一つを含む回路と順方向にバイアスされたダイオードと逆方向にバイアスされたダイオードが直列に接続された回路とが、信号路に対し直列に接続され、信号路の入力側及び出力側にはキャパシタが直列に接続された構成を有する。当該構成においては、入力電力Ｐｉｎの増加に対し、利得Ｇａｉｎがいったん減少し、さらに入力電力Ｐｉｎを増加すると利得Ｇａｉｎが増加する特性が得られる。また、入力電力Ｐｉｎの増加に対し、位相Ｐｈａｓｅはいったん進み、さらに入力電力Ｐｉｎを増加すると位相Ｐｈａｓｅが遅れる特性が得られる。この構成においても、従来例１，２と同様に、直流電圧を変化させることで、歪み補償回路の利得、通過位相特性を容易に調整できる。また、抵抗値を変化させることで、利得、通過位相特性の調整および入力電力に対する感度を調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３３３５９０７号公報
【特許文献２】特許第３９５１５２１号公報
【特許文献３】特許第４３１９６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１，２，３に記載の従来例１，２，３においては、複数の周波数帯域を共通の増幅器で使用すると周波数帯域毎に歪み特性が異なるため、同一のダイオードリニアライザでは複数の周波数帯域を完全に補償することができない場合があった。このことについて、広帯域増幅器を例にとって説明する。図１は、ある３つの周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）について広帯域増幅器の出力電力に対する、（ａ）利得特性、（ｂ）位相特性、（ｃ）歪み特性をそれぞれ示している。周波数ｆ１は、出力電力Ｐｏｕｔの増加に対して利得特性が増加し、位相特性は遅れる。周波数ｆ２は出力電力Ｐｏｕｔの増加に対して利得特性は平坦で、位相特性は進む。周波数ｆ３は出力電力Ｐｏｕｔの増加に対して利得特性は減少し、位相特性は周波数ｆ２の場合よりもさらに進む。通信用途で使用する場合、増幅器の線形性が重要で、増幅器で発生する歪みが問題になる。通信規格が、例えば、規定の出力がＡ以上で、歪みがＢ以下となると定められている場合、図３（ｃ）に示すように、周波数ｆ２は当該通信規格を満足しているが、周波数ｆ１とｆ３は満足できていない。このような場合に、線形性を高めるための手段としてダイオードリニアライザを使用することがある。従来例１，２，３の利得特性と位相特性を、それぞれ、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。周波数ｆ１の線形性を高めるためには従来例２，３を使用するのが最適であるが、そうすると、周波数ｆ３は線形性をさらに悪化させてしまい、周波数ｆ２の線形性も悪化させてしまう。一方、周波数ｆ３の線形性を高めるには従来例１が最適であるが、その場合には、周波数ｆ１は線形性をさらに悪化させてしまい、また、周波数ｆ２の線形性も悪化させてしまう。
【０００８】
このように、従来例１，２，３においては、ある周波数の線形性を高めると、他の周波数の線形性が悪化してしまうので、単一のダイオードリニアライザでは複数の周波数帯域を完全に補償することができないという問題点があった。
【０００９】
この発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、複数の周波数帯域を補償できるようにして、各周波数帯域間の周波数帯域をも通信用途に使用することを可能にする、歪み補償回路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】
【００１０】
この発明は、増幅器の前段に接続され、当該増幅器の出力信号の歪みを補償するための歪み補償回路装置であって、入力信号が入力されて、前記増幅器で発生する歪みを打ち消すための逆歪みを前記入力信号に対して発生させるための歪み補償回路を備え、前記歪み補償回路は、互いに異なる周波数帯域に対応させて複数個並列配置され、前記入力信号の周波数値に応じてそれらの歪み補償回路を切り替えて用いることを特徴とする歪み補償回路装置である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、増幅器の前段に接続され、当該増幅器の出力信号の歪みを補償するための歪み補償回路装置であって、入力信号が入力されて、前記増幅器で発生する歪みを打ち消すための逆歪みを前記入力信号に対して発生させるための歪み補償回路を備え、前記歪み補償回路は、互いに異なる周波数帯域に対応させて複数個並列配置され、前記入力信号の周波数値に応じてそれらの歪み補償回路を切り替えて用いることを特徴とする歪み補償回路装置であるので、複数の周波数帯域を補償できるようにして、各周波数帯域間の周波数帯域をも通信用途に使用することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】複数の周波数帯域について、広帯域増幅器の出力電力に対する、利得特性、位相特性、および、歪特性をグラフで示した説明図である。
【図２】従来例１，２，３におけるダイオードリニアライザを用いた場合の利得特性および位相特性をグラフで示した説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置の構成を示した構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置に設けられた各リニアライザの利得特性および位相特性をグラフで示した説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置における各周波数帯域ごとの歪み補償前後の広帯域増幅器の歪み特性をグラフで示した説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置における各周波数帯域における歪み補償後の広帯域増幅器の歪み特性をグラフで示した説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置において、周波数ｆ１からある一定周波数分だけ離れた周波数の場合の利得特性と位相特性をグラフで示した説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置におけるダイオードリニアライザを用いた場合の利得特性および位相特性をグラフで示した説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置における各リニアライザに複数のバイアス電圧をかけた場合の歪み特性をグラフで示した説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る歪み補償回路装置の構成を示した構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る歪み補償回路装置における各フィルタで切り替えた場合の歪み特性をグラフで示した説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る歪み補償回路装置の構成を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の歪み補償回路装置の実施の形態について、図面に従って説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１に係る歪み補償回路装置の構成の一例を示した図である。本実施の形態１に係る歪み補償回路装置は、図３（ａ）に示すように、歪み補償回路部１が広帯域増幅器１０に前置された構成である。本実施の形態１の歪み補償回路装置は、図３（ａ）に示すように、歪み補償回路部１と利得可変増幅器２とから構成されている。歪み補償回路部１は、図３（ｂ）に示すように、スイッチ１，２（符号３，４）とリニアライザバンク５とから構成される。リニアライザバンク５は、スイッチ１（符号３）とスイッチ２（符号４）との間に接続されており、リニアライザバンク５内には、複数の周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３）に対応できるように、歪み補償回路としての複数のリニアライザ（ＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３）が設けられている。
【００１５】
スイッチ１（符号３）には、信号が入力される１つの入力端子と、信号をリニアライザバンク５に出力するための３つの出力端子とが設けられている。これらの出力端子は、リニアライザバンク内のリニアライザの個数と同じ数だけ設けられており、各リニアライザに対して１対１に接続されている。スイッチ１（符号３）には、制御回路（図示省略）が接続されている。制御回路は、スイッチ１(符号３）に入力された信号の周波数帯域を検知して、当該周波数帯域に応じたリニアライザがいずれであるかを判定し、当該判定に基づくスイッチ切替用の制御電圧をスイッチ１（符号３）に印加する。それによって、スイッチ１（符号３）は、入力された信号の周波数帯に応じたリニアライザに対して信号が出力できるように、出力端子の切替動作を行う。具体的には、当該切替動作により、スイッチ１（符号３）は、スイッチ１（符号３）に入力された信号の周波数がｆ１の場合はリニアライザバンク５内のリニアライザＬＲＺ１に接続された出力端子から信号を出力し、ｆ２の場合はリニアライザＬＲＺ２に接続された出力端子から信号を出力し、ｆ３の場合にはリニアライザＬＲＺ３に接続された出力端子から信号を出力する。
【００１６】
また、スイッチ２（符号４）には、リニアライザバンク５からの信号が入力されるための３つの入力端子と、信号を利得可変増幅器２に出力するための１つの出力端子とが設けられている。これらの入力端子は、リニアライザバンク内のリニアライザの個数と同じ数だけ設けられており、各リニアライザに対して１対１に接続されている。スイッチ２（符号４）にも制御回路が接続されており、それにより、スイッチ切替用の制御電圧が印加されて、切替動作が行われる。すなわち、スイッチ２（符号４）の入力端子のうちのいずれか１つにリニアライザバンク５からの信号が入力されたときに、制御回路がスイッチ切替用の制御電圧を印加するので、スイッチ２（符号４）では、当該信号が入力された入力端子と信号を出力する出力端子とを接続する切替動作が行われ、当該出力端子から、スイッチ２に入力された信号が利得可変増幅器２に対して出力される。
【００１７】
次に、本実施の形態１に係る歪み補償回路装置の全体の動作について簡単に説明する。まず、スイッチ１（符号３）に信号が入力されると、制御回路の制御により、スイッチ１（符号３）で、当該信号の周波数に応じて上述の切替動作が行われ、当該信号の周波数に応じたリニアライザバンク５内のいずれかのリニアライザＬＲＺｎ（ｎ＝１，２，３）にその信号が入力される。リニアライザＬＲＺｎに信号が入力されると、リニアライザＬＲＺｎは、当該信号に対して広帯域増幅器１０で発生する歪みの逆歪みを発生させ、スイッチ２に入力する。スイッチ２を通過後、スイッチ２から出力された信号は、利得可変増幅器２に入力される。利得可変増幅器２では、リニアライザで発生させた逆歪みが広帯域増幅器１０で発生する歪みを効率よく打ち消すために、入力された当該信号の利得調整を行って、適切な信号出力に調整する。利得可変増幅器２で適切な出力に調整された信号は、広帯域増幅器１０に入力される。広帯域増幅器１０では、広帯域増幅器１０で発生する歪みがリニアライザで発生させた逆歪みによって打ち消され、信号の歪み特性が小さくなる。
【００１８】
ここで、広帯域増幅器１０が、図１の特性を持つ場合を例にして、以下に詳細に説明する。入力信号に使用する各周波数帯域において広帯域増幅器１０の利得特性と位相特性とが逆特性になるリニアライザを用意し、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３として、リニアライザバンク５内に搭載し、それらを並列に接続する。
【００１９】
図１に示すように、周波数ｆ１の広帯域増幅器１０の利得特性はエクスパンジョン特性（出力電力が大きくなると利得が増大し、さらに出力が大きくなると利得が減少する特性）をもち、位相特性は出力電力に対していったん遅れ、さらに出力が大きくなると進む特性になる。周波数ｆ２の利得特性は出力電力に対してほぼ一定で飽和付近で減少特性になり、位相特性も飽和付近で位相が進む特性になる。周波数ｆ３の利得特性は出力電力に対して徐々に減少しており，位相特性も出力電力に対して徐々に進む。
【００２０】
本実施の形態１においては、このような特性の周波数ｆ１〜ｆ３に対応するリニアライザとして、それぞれ、図３（ｃ）に示すリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３を使用する。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に、それぞれ、各リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３の利得特性および位相特性を示す。図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の破線は、いずれも、広帯域増幅器１０に対する理想的な逆特性を示している。また、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）において、本実施の形態１で使用したリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３の実際の特性は実線で示している。いずれの実線も破線にかなり沿うようになっているが、ダイオードを用いたアナログプリディストーターを使用した場合、完全には増幅器の歪み特性と一致することはできない。なぜならば、異なる半導体素子で完全に一致する歪み特性は作り出せないからである。従って、図４に示す実線と破線のずれは実質的に許容範囲とみなす。図５に、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３における、歪み補償前後の広帯域増幅器１０の歪み特性を示す。破線が歪み補償前の特性で、実線が歪み補償後の特性である。通信規格として、規定の出力がＡ以上で、歪みがＢ以下となる場合、周波数ｆ１とｆ３は、歪み補償前は当該通信規定を満足していなかったが、補償後は満足している。周波数ｆ２は、歪補償前から一応満足してはいるが、補償後はさらに歪み特性を改善している。従って、結果としては、いずれの周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３においても、歪み補償後は、通信規格を満足できるレベルに歪み補償されていることがわかる。
【００２１】
上記のように歪み補償した場合、図６に示すように、周波数帯域１ａ、周波数帯域２ａ、周波数帯域３ａにおいて、いずれも、歪みがＢ以下となるので、通信規格を満足し、通信用途に使用できる。ここで、周波数帯域１ａ，２ａ，３ａとは、それぞれ、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３を中心とした、所定の幅の周波数帯域である。これらの周波数帯域の幅は同一でもよいし、互いに異なっていても良い。広帯域増幅器１０の利得特性と位相特性は周波数に応じて変化しているため、ある１つのリニアライザで歪み補償をしても、それで補償できる周波数帯域は制限されてしまう。従って、図６においては、周波数帯域１ａ，２ａ間や、２ａ，３ａ間の周波数帯域については、歪み補償されていない。図７に、周波数ｆ１からある一定周波数分だけ離れた周波数の利得特性と位相特性を示す。破線の特性が、周波数ｆ２に近づく方向に周波数ｆ１から一定周波数分だけずらした周波数の場合で、一点破線の特性が、周波数ｆ２から離れる方向に周波数ｆ１から一定周波数分だけずらした場合である。図１と比較すると、破線の特性がｆ２に似通ってきていることが分かる。
【００２２】
ダイオードを用いたリニアライザは、印加するバイアス電圧を変化させることで、利得特性と位相特性を変化させることができる。図８に特性を示す。図８は、リニアライザＬＲＺ１の場合を示している。図８において、破線がダイオードにかけるバイアス電圧を小さくした場合、一点破線がバイアス電圧を大きくした場合である。バイアス電圧を小さくした場合、図７の破線の特性の逆特性に近くなる。したがって、ダイオードに印加するバイアス電圧を変化させることで、歪み補償回路を並列に並べて切り替えることと同義になる、もしくは、歪み補償回路を並列に並べて切り替えるだけでは補償しきれない周波数帯域についても歪み補償できるようになる。リニアライザＬＲＺ１〜ＬＲＺ３に、３パターンのバイアス電圧をそれぞれ与えた場合、図９に示すように、それぞれ、周波数帯域１ａ，１ｂ，１ｃ、周波数帯域２ａ，２ｂ，２ｃ、周波数帯域３ａ，３ｂ，３ｃを歪み補償でき、周波数ｆ１〜ｆ３周辺の周波数帯域すべてにおいて、歪みＢ以下となるので、通信規格を満足する。さらに言えば、図９の例では、周波数帯域１ｂ〜３ｃまでの間を全て網羅できているので、このようなバイアス電圧の調整によって、各周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の周辺（１ａ，２ａ，３ａ）だけでなく、図６においては補償できていなかった、それらの周波数帯域（１ａ，２ａ，３ａ）の間の周波数帯域（１ｂ，１ｃ，２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃ）も通信用途に利用できるように、歪み補償することができる。以上のことから、個々の周波数帯域にリニアライザを使用するだけでは、周波数帯域１ａ，２ａ，３ａのみしか通信に使用できなかったが、並列に複数のリニアライザを組み合わせて、それらのリニアライザを切り替えること、および、それらのリニアライザに印加するバイアス電圧を変化させることにより、非常に広帯域に歪み補償が可能となる。つまり、リニアライザを複数個並列に使用することで広帯域増幅器１０の帯域すべてを歪み補償できることになる。
【００２３】
本実施の形態１においては、スイッチ１，２（符号３，４）の切り替え、リニアライザへのバイアス電圧の切り替え、および、利得可変増幅器２の利得調整は、あらかじめ周波数帯域毎にテーブルを作成し（例えば、周波数帯域１ａでは、スイッチ１，２はリニアライザＬＲＺ１に切り替え、リニアライザＬＲＺ１へのバイアス電圧はＶ＝１．５Ｖにし、利得可変増幅器２の利得は５ｄＢにする等、予めすべての周波数帯域に対して決定しておく。注：各周波数帯域１ａ〜３ｃごとにテーブルを作るため、図９の例では、９つのテーブルができる）、使用する周波数帯域に応じて、使用するテーブルを自動的に切り替えるようにする。これにより、制御回路の負荷を抑えながら、高精度な制御が可能となる。なお、当該テーブルの内容は、状況等に応じて更新（電圧や利得の値の微調整やテーブルの追加など）できるようにしておくと、さらに利便性が向上する。
【００２４】
なお、以上の本実施の形態１の説明では、各リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３の機能がそれぞれ１つの各周波数ｆ１〜ｆ３に特化していたが、この場合に限らず、１つのリニアライザの効能が２つ以上の周波数帯域に使用することも可能である。また、後段に接続される広帯域増幅器１０が２つ以上あっても、同様に、本実施の形態１の歪み補償回路を使用することが可能である。また、ここでは、本実施の形態１の歪み補償回路装置を広帯域増幅器に適用する例について述べたが、その場合に限らず、歪み補償量を大きくするために狭帯域増幅器に適用することも可能である。
【００２５】
また、本実施の形態１においては、周波数帯域として、３つの周波数ｆ１〜ｆ３を例に挙げて説明したが、周波数帯域の個数は当然ながらこの場合に限らず、本発明は、２以上の任意の個数の複数の周波数帯域を用いる場合に適用可能であることは言うまでもない。
【００２６】
以上のように、本実施の形態１においては、広帯域増幅器（または狭帯域増幅器）の前段に、歪み補償回路として、複数の周波数帯域にも対応できるように、２以上の複数のリニアライザＬＲＺ１〜３を設けて、それらのリニアライザを並列に接続しておき、入力信号の周波数帯域に基づいて、いずれのリニアライザを用いるかをスイッチ１，２により自動的に切り替えるようにしたので、複数の周波数帯域の歪みを補償することができる。また、リニアライザの切り替えだけでなく、リニアライザに設けられているダイオードに印加するバイアス電圧の調整も行うようにしたので、これにより、さらに広域の周波数帯域を補償できるようになり、各周波数帯域だけでなく、各周波数帯域間の周波数帯域をも通信用途に使用できるという効果が得られる。さらに、歪み補償回路部１の後段に、利得可変増幅器２を設けて、利得調整を行って適切な信号出力に調整してから広帯域増幅器１０に入力するようにしたので、リニアライザで発生させた逆歪みにより、広帯域増幅器１０で発生する歪みを効率よく打ち消すことができ、広帯域増幅器１０から出力される信号の歪み特性を小さくすることができる。さらに、スイッチ１，２の切り替え、バイアス電圧の切り替え、および、利得可変増幅器の利得調整を、予め用意したテーブルを用いて行うようにしたので、制御回路の負荷を抑えながら、高精度の制御を実現することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２に係る歪み補償回路装置の構成の一例を示した図である。本実施の形態２に係る歪み補償回路装置は、図１０（ａ）に示すように、歪み補償回路部１と利得可変増幅器２とから構成されており、歪み補償回路部１が広帯域増幅器１０に前置した構成である。本実施の形態２の構成は、実施の形態１のスイッチ１，２（符号３，４）を、それぞれ、フィルタ１，２（符号１３，１４）に置き換えたものである。他の構成については、実施の形態１と同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００２８】
図１０（ｂ）に示すように、フィルタ１（符号１３）には、各周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３に対応させた３つのフィルタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられている。また、フィルタ２（符号１４）には、同じく各周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３に対応させた３つのフィルタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられている。従って、フィルタ１３ａ，１４ａは周波数ｆ１の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタで、フィルタ１３ｂ，１４ｂは周波数ｆ２の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタで、フィルタ１３ｃ，１４ｃは周波数ｆ３の周波数帯域の信号のみを通過させるフィルタである。このように、フィルタ１３ａ，１４ａと、フィルタ１３ｂ，１４ｂと、フィルタ１３ｃ，１４ｃとは、互いに異なる周波数帯域の信号を通過させるものであり、他の周波数帯域の信号については通過させないものである。具体的には、フィルタ１３ａ，１４ａを、例えば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）から構成し、フィルタ１３ｂ，１４ｂを、例えば、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）から構成し、フィルタ１３ｃ，１４ｃを、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）から構成するようにすればよい。
【００２９】
フィルタ１（符号１３）には、リニアライザバンク５内のリニアライザの個数と同じ数だけのフィルタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが設けられており、各フィルタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、各リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３に対して１対１に接続されており、自身を通過した信号を対応するリニアライザに入力する。また、同様に、フィルタ２（符号１４）には、リニアライザバンク５内のリニアライザの個数と同じ数だけのフィルタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが設けられており、各フィルタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、各リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３に対して１対１に接続されており、リニアライザからの信号が入力されたときに、それを利得可変増幅器２に入力する。
【００３０】
次に、本実施の形態２に係る歪み補償回路装置の動作について簡単に説明する。フィルタ１（符号１３）に入力された信号は、３つのフィルタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃのうちで、当該信号の周波数帯域に対応するフィルタしか通過できないので、使用周波数に応じたフィルタを通過する。これにより、信号経路が自動的に切り替えられ、フィルタを通過した信号は、リニアライザバンク５内のリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３のうちの、当該信号の周波数帯域に応じたリニアライザＬＲＺｎ（ｎ＝１，２，３）のいずれかに入力される。リニアライザバンク５のリニアライザＬＲＺｎに入力された信号は、当該リニアライザにより、広帯域増幅器１０の歪みの逆歪みが発生され、フィルタ２（符号１４）に入力される。フィルタ２（符号１４）に入力された信号は、３つのフィルタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうちで、当該信号の周波数帯域に対応するフィルタしか通過できないので、使用周波数に応じたフィルタのみを通過する。フィルタ２（符号１４）を通過後、当該信号は、利得可変増幅器２に入力される。利得可変増幅器２では、リニアライザで発生させた逆歪みと広帯域増幅器１０で発生する歪みとを効率よく打ち消すために、利得が調整されて、適切な信号出力に調整される。適切な出力に調整された信号は、広帯域増幅器１０に入力され、広帯域増幅器１０で発生する歪みがリニアライザで発生させた逆歪みで打ち消されて、広帯域増幅器１０から出力される信号の歪み特性が小さくなる。
【００３１】
ここで、広帯域増幅器１０が、図１の特性を持つ場合を例にして、以下に詳細に説明する。上述の実施の形態１で説明したとおり、並列配置したリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３を信号の周波数帯域に応じて切り替えて、かつ、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３のバイアス電圧を調整することで、広帯域増幅器１０の周波数ｆ１〜周波数ｆ３までのすべての周波数帯域で歪み特性を満足することができる。フィルタ１，２（符号１３，１４）の詳細な説明をするため、図１１を用いて説明する。リニアライザＬＲＺ１で歪み補償ができる周波数の範囲を領域Iとする。同様にして、リニアライザＬＲＺ２，ＬＲＺ３で補償できる周波数の範囲を、それぞれ、領域II、領域IIIとする。信号の周波数が領域Iの範囲内にあった場合、リニアライザＬＲＺ２とＬＲＺ３は動作しないことが望ましい。すなわち、信号の周波数が領域Iの範囲内にあった場合、領域IIと領域IIIに対して設けられているフィルタ１３ｂ，１３ｃは、領域Iの範囲の信号を通してはいけない。同様にして、信号の周波数が領域IIの範囲内にあった場合、領域Iと領域IIIに対して設けられたフィルタ１３ａ，１３ｃは、領域IIの範囲の信号を通してはいけない。同様に、信号の周波数が領域IIIの範囲内にあった場合、領域Iと領域IIに対して設けられたフィルタ１３ａ，１３ｂは領域IIIの信号を通してはいけない。このような制限を満たす解のフィルタとして、領域Iに対するフィルタ１３ａはローパスフィルタ（ＬＰＦ）、領域IIに対するフィルタ１３ｂはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、領域IIIに対するフィルタ１３ｃはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）とすることで解を満足できる。
【００３２】
上述の実施の形態１では使用周波数に応じてスイッチ３，４を切り替える必要があったが、実施の形態２の構成では、このような構成にすることで、使用周波数に応じて自動的に信号経路が変化する（各フィルタ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが、それぞれに該当する周波数帯域の信号のみを通過させ、それ以外の周波数帯域の信号に対しては追加させないため、通過できるフィルタを信号が通過するため、自然と、信号経路が変化する。）。このように、信号経路を制御回路の制御により切り替える必要がなく、自然に信号経路が変化する構成としたため、制御する点数が減り、制御回路の負荷が小さくなるという利点がある。さらに、この回路の利点は、異なる周波数を同時に送信できる点にある。実施の形態１では、スイッチ１（符号３）でＬＲＺｎ（ｎ＝１，２，３）を切り替えているため、周波数ｆ１の信号を用いているときに、周波数ｆ３の信号を入れても、周波数ｆ３の信号の歪み特性は改善しないが（周波数ｆ１の信号も周波数ｆ３の信号もスイッチで切り替えられたリニアライザＬＲＺ１の経路を通過する）、実施の形態２では、フィルタ１（符号１３）でリニアライザＬＲＺｎ（ｎ＝１，２，３）に入る信号を自然と切り分けられるため、周波数ｆ１の信号を用いているときに、周波数ｆ３の信号が入力されても、それぞれ、フィルタ１３ａ，１３ｃを通過して、それぞれに対応するリニアライザＬＲＺ１，３に入力されるので、２つの周波数の信号ともに歪み特性を改善することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態２においても、各リニアライザのバイアス電圧の切り替え、および、利得可変増幅器の利得調整については、予め用意したテーブルを用いて、制御回路（図示せず）が制御するようにする。これにより、制御回路の負荷を抑えながら、高精度の制御を実現することができる。
【００３４】
また、本実施の形態２では、図１０に示すように、利得可変増幅器２を、歪み補償回路部１のフィルタ２（符号１４）の後段で、かつ、広帯域増幅器１０の前段に配置したが、その場合に限らず、利得可変増幅器２を複数個にして、リニアライザＬＲＺｎの後段（ｎ＝１，２，３）で、かつ、フィルタ２（符号１４）の前段に配置するようにしてもよい。このような構成にすることで、２つ以上の信号を歪み補償する場合にさらに歪み特性の改善効果が得られる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態２においては、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態２においては、異なる所定の周波数帯域の信号のみを通過させる複数のフィルタを設けておき、使用周波数に応じて自動的に信号経路が変化する構成としたので、スイッチで切り替える場合に比べて制御する点数が減るため、制御回路の負荷が小さくなるという利点がある。また、スイッチで切り替えずに、フィルタでの通過の可否により自動的に信号経路を切り替えるようにしたので、同時に２つまたは３つの周波数の信号の歪み特性を改善することも可能となる。
【００３６】
なお、上記の実施の形態２の説明では、フィルタ１，２（符号１３，１４）内の各フィルタとして、それぞれ、ＬＰＦ，ＢＰＦ，ＨＰＦの３種類のフィルタを用いたが、この場合に限らず、すべてＢＰＦでも良い。但し、この場合においても、通過する信号の周波数は、各フィルタで互いに異なる周波数帯域になるようにする。
【００３７】
実施の形態３．
図１２は、この発明の実施の形態３に係る歪み補償回路装置の構成の一例を示した図である。本実施の形態３に係る歪み補償回路装置は、図１２（ａ）に示すように、歪み補償回路部１が広帯域増幅器１０に前置した構成である。また、本実施の形態３に係る歪み補償回路は、歪み補償回路部１と利得可変増幅器２とから構成されている。また、図１２（ａ）に示すように、本実施の形態３においては、歪み補償回路部１が、直列に接続された３つのリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３から構成されている。各リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３は、それぞれ、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３に対応して設けられている。本実施の形態３においては、周波数ｆ１〜ｆ３に対応するリニアライザとして、具体的には、それぞれ、図１２（ｂ）に示すリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３を使用する。本実施の形態３では、図１２（ｂ）に示されるように、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２において、それぞれ、並列に、スイッチＳ１，Ｓ２が設けられている。スイッチＳ１、Ｓ２は、制御回路（図示せず）により開閉制御される。他の構成は、上述の実施の形態１，２と同じであるため、ここではその説明を省略する。
【００３８】
スイッチＳ１がＯＦＦのとき、リニアライザＬＲＺ１が動作し、スイッチＳ１がＯＮで、かつ、リニアライザＬＲＺ１に印加するバイアス電圧が負のときは、リニアライザＬＲＺ１は動作しない。同様に、スイッチＳ２がＯＦＦのとき、リニアライザＬＲＺ２が動作し、スイッチＳ２がＯＮで、かつ、リニアライザＬＲＺ２に印加するバイアス電圧が負のときは、リニアライザＬＲＺ２は動作しない。また、スイッチＳ１，Ｓ２が共にＯＮで、かつ、それらのリニアライザＬＲＺ１，２のバイアス電圧が共に負のときは、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２は動作せずに、リニアライザＬＲＺ３のみが動作する。
【００３９】
従って、リニアライザＬＲＺ１のみを動作させる必要があるときは、制御回路の制御により、スイッチＳ１をＯＦＦにして、リニアライザＬＲＺ１のバイアス電圧を正にするとともに、スイッチＳ２をＯＮにして、かつ、リニアライザＬＲＺ２，ＬＲＺ３のバイアス電圧を負にしておく。
同様に、リニアライザＬＲＺ２のみを動作させる必要があるときは、制御回路の制御により、スイッチＳ２をＯＦＦにして、リニアライザＬＲＺ２のバイアス電圧を正にするとともに、スイッチＳ１をＯＮにして、かつ、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ３のバイアス電圧を負にしておく。
また、同様に、リニアライザＬＲＺ３のみを動作させる必要があるときは、制御回路の制御により、スイッチＳ１およびスイッチＳ２を共にＯＮにして、かつ、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２のバイアス電圧を負にするとともに、リニアライザＬＲＺ３のバイアス電圧を正にしておく。
【００４０】
次に、本実施の形態３に係る歪み補償回路装置の動作について簡単に説明する。歪み補償回路部１に入力された信号は、当該信号の使用周波数に応じて切り替えられたリニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３のいずれか１つにおいて、広帯域増幅器１０の歪みの逆歪みを発生させる。当該信号は、利得可変増幅器２に入力される。利得可変増幅器２に入力された信号は、歪み補償回路部１で発生させた逆歪みと広帯域増幅器１０で発生する歪みとを効率よく打ち消すために、利得の調整が行われ、適切な信号出力に調整される。適切な出力に調整された信号は、広帯域増幅器１０に入力され、広帯域増幅器１０で発生する歪みがリニアライザで発生させた逆歪みで打ち消されるため、歪み特性を小さくすることができる。
【００４１】
ここで、広帯域増幅器１０が、図１の特性を持つ場合を例にして、以下に詳細に説明する。上記の実施の形態１で説明したとおり、リニアライザの切り替えを行うとともに、各リニアライザのバイアス電圧を調整することで、広帯域増幅器１０の周波数ｆ１〜周波数ｆ３までのすべての周波数帯域の歪み特性を満足できる。周波数ｆ１の信号が入力された場合について説明する。周波数ｆ１の信号の歪みを改善する為には、リニアライザＬＲＺ１を動作させる必要がある。そのため、スイッチＳ１はＯＦＦにする。ＬＲＺ２は周波数ｆ１の場合は動作させない。そのため、スイッチＳ２はＯＮし、ＬＲＺ２をスキップする。ＬＲＺ２のバイアス電圧を正にした場合、信号がＬＲＺ２に通過してしまうため、ＬＲＺ２のバイアス電圧を負にする。ＬＲＺ３も周波数ｆ１の場合は動作させない。そのため、ＬＲＺ３のバイアス電圧を負にしておく。同様にすることで、周波数ｆ２の時も、周波数ｆ３の時も、歪みを改善することが可能になる。
【００４２】
なお、本実施の形態３においても、スイッチ１，２の切り替え、バイアス電圧の切り替え、および、利得可変増幅器の利得調整を、予め用意したテーブルを用いて行うようにする。これにより、制御回路の負荷を抑えながら、高精度の制御を実現することができる。
【００４３】
また、上述の説明においては、１つのリニアライザのみを動作させることを例に挙げて説明したが、その場合に限らず、この構成で、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３を２つまたは３つ稼働させることで、さらに精度よく歪みを改善することも可能である。
【００４４】
以上のように、本実施の形態３においては、広帯域増幅器（または狭帯域増幅器）の前段に、２以上の異なる周波数帯域用の歪み補償回路として、複数の周波数帯域にも対応できるように、２以上の複数のリニアライザを設けて、それらのリニアライザを直列に接続しておき、入力信号の周波数帯域に基づいて、いずれのリニアライザを用いるかをスイッチＳ１，Ｓ２により切り替えるようにしたので、複数の周波数帯域の歪みを補償することができる。また、リニアライザの切り替えだけでなく、リニアライザに設けられているダイオードに印加するバイアス電圧の調整も行うようにしたので、これにより、さらに広域の周波数帯域を補償できるようになり、各周波数帯域だけでなく、各周波数帯域間の周波数帯域をも通信用途に使用できるという効果が得られる。さらに、歪み補償回路部１の後段に、利得可変増幅器２を設けて、利得調整を行って適切な信号出力に調整してから広帯域増幅器１０に入力するようにしたので、リニアライザで発生させた逆歪みにより、広帯域増幅器１０で発生する歪みを効率よく打ち消すことができ、広帯域増幅器１０から出力される信号の歪み特性を小さくすることができる。さらに、スイッチ１，２の切り替え、バイアス電圧の切り替え、および、利得可変増幅器の利得調整を、予め用意したテーブルを用いて行うようにしたので、制御回路の負荷を抑えながら、高精度の制御を実現することができる。さらに、本実施の形態３においては、同時に、リニアライザＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３を２つまたは３つ稼働させることで、２つまたは３つの周波数の信号ともに歪み特性を改善することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  歪み補償回路部、１ａ，１ｂ，１ｃ，２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂ，３ｃ  周波数帯域、２  利得可変増幅器、３  スイッチ１、４  スイッチ２、５  リニアライザバンク、１０  広帯域増幅器、１３  フィルタ１、１４  フィルタ２、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  フィルタ、ｆ１，ｆ２，ｆ３  周波数、ＬＲＺ１，ＬＲＺ２，ＬＲＺ３  リニアライザ、Ｓ１，Ｓ２  スイッチ。
【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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