(57)【要約】【課題】  主増幅部の遅延時間が変化した場合であっても、歪補償帯域を確保するフィードフォワード型歪補償電力増幅回路を提供することを目的とする。【解決手段】  フィードフォワード型歪補償電力増幅回路の主増幅部１０６の入力側にある可変移相器１０４に、直列に可変遅延器１１６を挿入し、周囲温度を検出する温度センサー１１７を備えた制御装置１１５により、温度センサー１１７で検出した周囲温度に基づいて、可変遅延器１１６の遅延線Ａ３０３、遅延線Ｂ３０４、又は遅延線Ｃ３０５を選択して、遅延時間の調整を行う構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を分配する第一の分配器と、この第一の分配器で分配された出力信号が第一の可変移相器と第一の可変減衰器を経て増幅される第一の増幅部と、この第一の増幅部からの出力信号を分配する第二の分配器と、前記第一の分配器で分配され、第一の遅延装置を経た他方の出力信号と前記第二の分配器で分配された出力信号とを合成する第一の合成器と、この第一の合成器で合成された出力信号が第二の可変移相器と第二の可変減衰器を経て増幅される第二の増幅部と、この第二の増幅部からの出力信号と前記第二の分配器で分配され、第二の遅延装置を経た他方の出力信号とを合成する第二の合成器と、前記第一の可変移相器、前記第二の可変移相器、前記第一の可変減衰器及び前記第二の可変減衰器を制御する制御装置とからなるフィードフォワード歪補償電力増幅回路であって、
前記フィードフォワード歪補償電力増幅回路は、可変遅延器を含むことを特徴とするフィードフォワード歪補償電力増幅回路。
【請求項２】
可変遅延器は、第一の分配器の出力端から第一の合成器の入力端に至る経路中または第二の分配器の出力端から第二の合成器の入力端に至る経路中のいずれか少なくとも一つの経路中に、直列に接続されることを特徴とする請求項１に記載のフィードフォワード歪補償電力増幅回路。
【請求項３】
可変遅延器は、制御装置により制御されることを特徴とする請求項２に記載のフィードフォワード歪補償電力増幅回路。
【請求項４】
制御装置は、フィードフォワード歪補償電力増幅回路の周囲温度を検出する温度センサーを有し、この温度センサーで検出した周囲温度に基づいて、可変遅延器を制御することを特徴とする請求項３に記載のフィードフォワード歪補償電力増幅回路。
【請求項５】
制御装置は、周波数設定スイッチを有し、この周波数設定スイッチで設定された所定の周波数に基づいて、可変遅延器を制御することを特徴とする請求項３に記載のフィードフォワード歪補償電力増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードフォワード型歪補償電力増幅回路に関し、特に広帯域の特性を有するフィードフォワード歪補償電力増幅回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィードフォワード歪補償電力増幅回路は、高周波信号の電力増幅器の一種である。図４に一般的なフィードフォワード歪補償電力増幅回路５０２の系統図を示す。入力端子１０１から入力された信号は、主増幅部１０６で増幅され出力端子１０２より出力される。電力効率を考慮すると、主増幅部１０６は、非線形動作となり歪が発生する。フィードフォワード歪補償電力増幅回路５０２は、主増幅部１０６で発生した歪を主信号から抜き出し、主信号と同振幅、逆位相で足し合わせることで歪を除去する技術である。
【０００３】
フィードフォワード歪補償電力増幅回路５０２は、歪抽出ループと歪打消しループにより構成されている。歪抽出ループは、主増幅部１０６の出力信号から歪成分のみを取り出す動作をする。主増幅部１０６の出力は、分配器１０７で出力端子１０２側と合成器１１０側に分配される。合成器１１０では、分配器１０３で分配され遅延装置１０９を通過した歪成分のない信号と、分配器１０７で分配された主増幅部１０６で発生した歪成分を含んだ信号とが合成される。
【０００４】
ここで、遅延装置１０９からの信号と、分配器１０７からの信号が同遅延時間、同振幅、逆位相であるとき、合成器１１０の出力信号は主増幅部１０６で発生した歪成分のみとなり、主増幅部１０６で発生した歪が抽出される。可変移相器１０４と可変減衰器１０５と遅延装置１０９は合成器１１０の２つの入力信号（遅延装置１０９からの信号と分配器１０７からの信号）が同遅延時間、同振幅、逆位相となるように調整するための回路である。
【０００５】
歪打消しループは、歪成分を含んだ主増幅部１０６の出力信号から、歪成分を除去する動作をする。合成器１１４には２つの入力信号（遅延装置１０８からの信号と、歪増幅部１１３からの信号）がある。主増幅部１０６の出力から分配器１０７、遅延装置１０８を通過し合成器１１４に入力する信号と、主増幅部１０６を出力し、分配器１０７、合成器１１０、可変移相器１１１、可変減衰器１１２、歪増幅部１１３を通過し合成器１１４に入力する信号とが入力信号となるが、入力信号のうち歪成分が同遅延時間、同振幅、逆位相であるとき合成器１１４の出力信号は主増幅部１０６で発生した歪成分が打ち消され、歪成分のない信号となる。
【０００６】
可変移相器１１１、可変減衰器１１２、及び遅延装置１０８は、合成器１１４に入力する２つの信号を同遅延時間、同振幅、逆位相になるように調整するための回路である。一般的に、遅延装置１０８、遅延装置１０９は同軸ケーブルの線路長により調整し運用中に可変することはない。可変移相器１０４及び可変減衰器１０５は合成器１１０の出力が歪成分のみとなるように制御装置１１５により制御される。可変移相器１１１及び可変減衰器１１２は、合成器１１４の出力で歪が打ち消されるように制御装置１１５により制御される。
【０００７】
特許文献１では、可変移相器、前段増幅器、可変減衰器、及び後段増幅器を順に接続して主増幅部及び補助増幅部を構成することにより出力雑音レベルの増加を防ぐフィードフォワード歪補償電力増幅回路を開示している。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３１２５２６号公報（００１２〜００１８段、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来のフィードフォワード歪補償電力増幅回路では、位相と振幅の制御のみを実施していたため、主増幅部の遅延時間が変化した場合に遅延時間を調整することができず、主増幅部の遅延時間が変化したときには歪補償帯域が狭まるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、主増幅部の遅延時間が変化した場合であっても、歪補償帯域を確保するフィードフォワード歪補償電力増幅回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るフィードフォワード歪補償電力増幅回路は、入力信号を分配する第一の分配器と、第一の分配器で分配された出力信号が第一の可変移相器と第一の可変減衰器を経て増幅される第一の増幅部と、第一の増幅部からの出力信号を分配する第二の分配器と、第一の分配器で分配され、第一の遅延装置を経た他方の出力信号と第二の分配器で分配された出力信号とを合成する第一の合成器と、第一の合成器で合成された出力信号が第二の可変移相器と第二の可変減衰器を経て増幅される第二の増幅部と、第二の増幅部からの出力信号と第二の分配器で分配され、第二の遅延装置を経た他方の出力信号とを合成する第二の合成器と、第一の可変移相器、第二の可変移相器、第一の可変減衰器及び第二の可変減衰器を制御する制御装置とからなるフィードフォワード歪補償電力増幅回路であって、フィードフォワード歪補償電力増幅回路は、可変遅延器を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、主増幅部の遅延時間が変化した場合、可変移相器で位相調整を行うだけではなく、可変遅延器も用いることで、主増幅部の遅延時間が変化したときに歪補償帯域を広帯域化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るフィードフォワード歪補償電力増幅回路の各種実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１におけるフィードフォワード歪補償電力増幅回路５００の構成を示すブロック図である。図１において、本実施の形態１におけるフィードフォワード歪補償電力増幅回路５００は、従来のフィードフォワード歪補償電力増幅回路５０２の可変移相器１０４の前に直列に可変遅延器１１６を挿入し、主増幅部１０６の遅延時間変化に応じて可変遅延器１１６の遅延時間を調整する構成としたものである。また、制御装置１１５には、温度センサー１１７が備えられている。
【００１４】
その他の構成に関しては、従来のフィードフォワード歪補償電力増幅回路５０２と同様であり、相当部分には図５と同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
可変遅延器１１６は、遅延装置１０９に直列に配置されてもよい。図１は主増幅器１０６の遅延時間の変化による歪補償帯域の劣化を解決する目的で歪抽出ループに可変遅延器１１６を配置しているが、歪増幅部１１３の遅延時間の変化による歪補償帯域の劣化を解決する目的で歪打消しループに可変遅延器を配置することもできる。また、歪抽出ループと歪打消しループ共に配置することもできる。
【００１６】
可変遅延器１１６は、例えば、長さの異なる遅延線Ａ３０３、遅延線Ｂ３０４、又は遅延線Ｃ３０５を切替器３０１及び切替器３０２により切替えることにより、遅延時間の可変を実施する。切替器３０１は電気的に外部より制御して切替える方法と、手動により切替える方法とが考えられる。図１の例では長さの異なる遅延線は３本であるが、これに限るものではなく、２本以上であればよい。
【００１７】
可変遅延器１１６の制御方法は、例えば、運用前にトレーニングを行い、温度センサー１１７で測定される周囲温度に対する最適な可変遅延器１１６の遅延量を算出しておき、運用中はトレーニングにより取得した、周囲温度に対応した最適な遅延量になるように制御装置１１５より可変遅延器１１６を制御する方法が考えられる。
【００１８】
主増幅部１１６の周囲温度などの要因によりΔｔ変化した場合、合成器１１０の２つの入力の信号に遅延時間Δｔの遅延時間差が生じる。このため、信号周波数に応じた位相差が生じる。可変移相器１０４は信号の中心周波数ｆｃで２つの経路の位相差が０になるように調整すると考えると、遅延差Δｔの時の周波数fでのキャンセル量は数１で示せる。
【００１９】
【数１】
2009004962.tif 000003
【００２０】
ただし、２つの経路の群遅延特性、周波数振幅特性は０と仮定している。振幅差は０と仮定している。ｆは規格化周波数。ｆｃは１。
【００２１】
中心周波数ｆｃで０．１波長分の遅延差がある場合、キャンセル量２０ｄＢを満たせる比帯域は数１より３２％である。遅延差が中心周波数ｆｃで０．２波長分の遅延差がある場合、キャンセル量２０ｄＢを満たせる比帯域は数１より１６％である。よって、初期状態で０．１波長分の遅延差であったものが、０．２波長分の遅延差に増えると１６％ほど、フィードフォワード歪補償電力増幅回路の補償帯域が減少することになる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態１では、周囲温度により遅延差が拡大した場合には、温度センサー１１７で測定される周囲温度に基づいて、可変遅延器１１６により遅延差を縮小するようにしたので、キャンセル量を確保できる比帯域の縮小を小さくでき、フィードフォワード歪補償電力増幅回路の補償帯域を従来の方式に比べて広くできる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１においては、周囲温度の変化に対する遅延を補正する場合について示した。実施の形態２では、周波数に対する遅延を補正する場合について示す。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態２におけるフィードフォワード歪補償電力増幅回路５０１の構成を示すブロック図を示す。図２において、本実施の形態２におけるフィードフォワード歪補償電力増幅回路５０１は、本実施の形態１におけるフィードフォワード歪補償電力増幅回路５００の制御装置１１５に、温度センサー１１７の代わりに使用周波数設定スイッチ１１８を備えたものである。
【００２５】
その他の構成に関しては、本実施の形態１におけるフィードフォワード歪補償電力増幅回路５００と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
主増幅部１０６の遅延特性が周波数に依存している場合、使用する周波数に応じて、可変遅延器１１６を切り替える。可変移相器１０４のみでは対応不能であった広い周波数の入力信号に対応して歪補償を動作させることが可能となる。
【００２７】
例えば、地上デジタル放送の送信機に使用の場合、１３チャンネル（中心周波数：４７３ＭＨｚ）から２８チャンネル（中心周波数：５６３ＭＨｚ）までのチャンネルのうちの
所定の１チャンネルで使用するフィードフォワード歪補償電力増幅回路が考えられる。
【００２８】
主増幅部１０６の群遅延特性に傾きがあると、図５に示すように、１３チャンネルと２８チャンネルで遅延時間が異なる。遅延時間の差は位相差となって現れるため、可変移相器１０４を操作することで補償動作を実現していた。
【００２９】
しかし、可変移相器１０４には変化させ得る移相量に限りがあるため、可変移相器１０４の可能な移相変化量を超える群遅延時間特性を持つ主増幅部１０６に対応して、１３チャンネルから２８チャンネルに対応したフィードフォワード歪補償増幅器を実現することは困難であった。
【００３０】
そこで、可変遅延器１１６を用い、図４に示すように使用するチャンネルに応じて可変遅延器１１４の遅延時間を変更することにより、群遅延特性を擬似的に減らすことが可能となる。したがって、可変移相器１０４で調整しなければならない移相調整範囲を減らすことができ、１３チャンネルから２８チャンネルに対応したフィードフォワード歪補償電力増幅回路を実現することが可能となる。
【００３１】
図４は主増幅部１０６の群遅延時間特性が図３のときに可変遅延器１１６を用いて遅延時間の補正を行ったときのイメージ図である。１３チャンネルから１７チャンネルでは遅延線Ａ３０３を選択、１８チャンネルから２３チャンネルでは遅延線Ｂ３０４を選択、２４チャンネルから２８チャンネルでは遅延線Ｃ３０５を選択する。
【００３２】
遅延線Ａ３０３、遅延線Ｂ３０４、遅延線Ｃ３０５の遅延時間の差を、それぞれ１３チャンネルから１７チャンネルの平均遅延時間、１８チャンネルから２３チャンネルの平均遅延時間、２４チャンネルから２８チャンネルの平均遅延時間の差に近似させる。使用周波数設定スイッチ１１８の設定により、可変遅延器１１６の選択経路を変更することで、１３チャンネルから２８チャンネルでの遅延時間差を短縮する。
【００３３】
可変遅延器１１６の制御方法は、例えば、運用前にトレーニングを行い、周波数に対する最適な可変遅延器１１６の遅延量を算出しておき、運用中は使用周波数設定スイッチ１１８で設定した周波数に対応した最適な遅延量になるように、制御装置１１５により可変遅延器１１６を制御する方法が考えられる。
【００３４】
以上のように、本実施の形態２では、使用周波数により遅延差が拡大した場合には、使用周波数設定スイッチ１１８で設定した周波数に基づいて、可変遅延器１１６により遅延差を縮小するようにしたので、キャンセル量を確保できる比帯域の縮小を小さくでき、フィードフォワード歪補償電力増幅回路の補償帯域を従来の方式に比べて広くできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るフィードフォワード歪補償電力増幅回路の実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るフィードフォワード歪補償電力増幅回路の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るフィードフォワード歪補償電力増幅回路の実施の形態２の主増幅部の群遅延特性例を示す図である。
【図４】従来のフィードフォワード歪補償電力増幅回路の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のフィードフォワード歪補償電力増幅回路の主増幅部の群遅延特性例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０３  分配器
１０４  可変移相器
１０５  可変減衰器
１０６  主増幅部
１０７  分配器
１０８、１０９  遅延装置
１１０  合成器
１１１  可変移相器
１１２  可変減衰器
１１３  歪増幅器
１１４  合成器
１１５  制御装置
１１６  可変遅延器
１１７  温度センサー
１１８  使用周波数設定スイッチ
５００、５０１  フィードフォワード歪補償電力増幅回路
【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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