JP2002043863A - 増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪検出ループと歪除去ループを備えた増幅装
置で、高レベルの信号が入力された場合であっても歪除
去の性能劣化を抑制する。 【解決手段】 歪検出ループでは入力した信号を分配し
て一方の分配信号を主増幅回路３で増幅するとともに当
該増幅信号と他方の分配信号とを逆相加算することによ
り主増幅回路３で発生した歪成分を検出し、歪除去ルー
プでは歪検出ループにより検出された歪成分信号を補助
増幅回路８で増幅するとともに当該増幅信号と歪検出ル
ープから出力された前記増幅信号とを逆相加算すること
により当該増幅信号から歪成分を除去する。このような
構成において、歪検出ループの前段に備えられた歪発生
回路２１が、高レベルの信号が入力された場合に補助増
幅回路８で発生する歪みを抑制する歪みを発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歪検出ループによ
り入力した信号を主増幅回路で増幅するとともに当該主
増幅回路で発生した歪成分を検出し、歪除去ループによ
り当該歪成分信号を補助増幅回路で増幅するとともに当
該増幅信号を用いて前記主増幅回路の増幅信号から歪成
分を除去する増幅装置に関し、特に、高レベルの信号が
入力された場合であっても歪除去の性能劣化を抑制する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】信号を増幅器（主増幅回路）で増幅する
増幅装置では、例えば信号を増幅器で増幅するときに発
生する相互変調歪や雑音等といった歪成分を増幅信号か
ら除去すること（歪補償）を行うために、歪検出ループ
や歪除去ループから成る歪補償回路を備える場合があ
る。図３には、このような増幅装置の一例として、歪補
償回路を備えた（フィードフォワード型の）共通増幅装
置の構成例を示してある。

【０００３】同図に示した増幅装置には、３つの方向性
結合器（第１方向性結合器〜第３方向性結合器）１、
５、９と、２つのベクトル調整器（第１ベクトル調整
器、第２ベクトル調整器）２、７と、主増幅回路３と、
２つの遅延線（第１遅延線、第２遅延線）４、６と、補
助増幅回路８と、制御回路１０と、前段増幅回路１１と
が備えられており、この増幅装置では以下に示すよう
に、例えば増幅対象となるマイクロ波帯の多周波信号
（マルチトーン）を前段増幅回路１１により入力し、当
該信号を主増幅回路３で増幅等した後に第３方向性結合
器９から出力する。

【０００４】前段増幅回路１１は、信号を増幅する増幅
器から構成されており、入力した多周波信号を増幅して
第１方向性結合器１へ出力する。第１方向性結合器１
は、例えば１つの入力端と２つの出力端とを有してお
り、前段増幅回路１１から出力された増幅信号を入力端
から入力する一方、入力した信号を２つの信号に分配し
て、分配した各信号を各出力端からそれぞれ第１ベクト
ル調整器２と第１遅延線４へ出力する。

【０００５】第１ベクトル調整器２は、例えば後述する
制御回路１０による制御に従って信号の振幅や位相を調
整する機能を有しており、第１方向性結合器１から入力
された信号の振幅や位相を調整して、当該信号を主増幅
回路３へ出力する。なお、振幅や位相の調整の仕方につ
いては後述する。

【０００６】主増幅回路３は、信号を増幅する増幅器か
ら構成されており、第１ベクトル調整器２から入力され
た信号を増幅して第２方向性結合器５へ出力する。ここ
で、主増幅回路３から出力される増幅信号には、例えば
入力された多周波信号を増幅する際に発生した相互変調
歪や雑音等といった歪成分が含まれる。第１遅延線４
は、信号を伝送する機能を有しており、第１方向性結合
器１から入力された信号を伝送して第２方向性結合器５
へ出力する。

【０００７】第２方向性結合器５は、例えば２つの入力
端と２つの出力端とを有しており、一方の入力端には上
記した主増幅回路３から出力された増幅信号が入力さ
れ、他方の入力端には上記した第１遅延線４から出力さ
れた信号が入力される。そして、第２方向性結合器５
は、前記一方の入力端から入力した増幅信号（の所定の
割合分）を一方の出力端から第２遅延線６へ出力すると
ともに、当該増幅信号（の残りの割合分）と前記他方の
入力端から入力した信号とを加算して得られる信号を他
方の出力端から第２ベクトル調整器７へ出力する。

【０００８】ここで、第２方向性結合器５で加算される
上記した２つの信号（すなわち、第２方向性結合器５に
入力される２つの信号）は、上記した第１ベクトル調整
器２での振幅位相調整等により逆相（すなわち、互いに
位相が１８０°反転している状態）で加算されるように
制御されており、これにより、上記した第２方向性結合
器５の他方の出力端からは、例えば主増幅回路３で発生
した増幅信号中の歪成分（歪成分信号）のみが検出され
て第２ベクトル調整器７へ出力される。上記した第１ベ
クトル調整器２では、このような逆相加算が実現される
ように振幅や位相の調整が行われる。

【０００９】なお、図３に示した回路構成では、上記の
ように第１方向性結合器１と第２方向性結合器５との間
の回路により主増幅回路３で発生した増幅信号中の歪成
分を検出することが行われており、こうした歪検出を行
う回路により歪検出ループが構成されている。

【００１０】第２遅延線６は、信号を伝送する機能を有
しており、第２方向性結合器５から入力された増幅信号
を伝送して第３方向性結合器９へ出力する。第２ベクト
ル調整器７は、例えば後述する制御回路１０による制御
に従って信号の振幅や位相を調整する機能を有してお
り、第２方向性結合器５から入力された歪成分信号の振
幅や位相を調整して、当該歪成分信号を補助増幅回路８
へ出力する。なお、振幅や位相の調整の仕方については
後述する。補助増幅回路８は、信号を増幅する増幅器か
ら構成されており、第２ベクトル調整器７から入力され
た歪成分信号を所望のレベルに増幅して第３方向性結合
器９へ出力する。

【００１１】第３方向性結合器９は、例えば２つの入力
端と１つの出力端とを有しており、一方の入力端には上
記した第２遅延線６から出力された増幅信号が入力さ
れ、他方の入力端には上記した補助増幅回路８から出力
された歪成分信号が入力される。そして、第３方向性結
合器９は、上記した２つの入力端から入力した増幅信号
と歪成分信号とを加算して得られる信号を出力端から出
力する。

【００１２】ここで、第３方向性結合器９で加算される
上記した２つの信号（すなわち、第３方向性結合器９に
入力される２つの信号）は、上記した第２ベクトル調整
器７での振幅位相調整等により逆相で加算されるように
制御されており、これにより、上記した第３方向性結合
器９の出力端からは、上記した第２遅延線６から入力さ
れた増幅信号中の歪成分が除去された信号が出力され
る。上記した第２ベクトル調整器７では、このような逆
相加算が実現されるように振幅や位相の調整が行われ
る。また、上記した補助増幅回路８での歪成分の増幅
は、例えば歪除去ループにより増幅信号中の歪成分がな
るべく多く除去される程度に行われるのが好ましい。

【００１３】なお、図３に示した回路構成では、上記の
ように第２方向性結合器５と第３方向性結合器９との間
の回路により主増幅回路３から出力された増幅信号中の
歪成分を除去することが行われており、こうした歪除去
を行う回路により歪除去ループが構成されている。

【００１４】制御回路１０は、上記した２つのベクトル
調整器２、７を制御する機能を有しており、例えば上記
した歪検出ループや歪除去ループでの逆相加算が最適に
行われるように２つのベクトル調整器２、７での振幅調
整値や位相調整値を自動的に設定する。なお、このよう
な設定は、例えば歪検出ループにより検出される歪成分
信号中に含まれる入力多周波信号のレベルを小さくする
制御や、例えば歪除去ループから出力される歪除去後の
増幅信号中に含まれる歪成分のレベルを小さくする制御
により実現される。

【００１５】以上のように、上記図３に示した増幅装置
では、歪検出ループと歪除去ループとから成る歪補償回
路を備え、歪検出ループでは前段増幅回路１１により増
幅した入力多周波信号を分配して一方の分配信号を主増
幅回路３で増幅するとともに当該増幅した信号と他方の
分配信号とを逆相加算することにより主増幅回路３で発
生した歪成分を検出し、歪除去ループでは補助増幅回路
８により増幅した前記歪成分信号と歪検出ループから出
力された前記増幅信号とを逆相加算することにより当該
増幅信号から歪成分を除去する。このような歪検出及び
歪除去を行うことにより、上記した増幅装置では、入力
した信号を主増幅回路で増幅して出力するに際して、当
該主増幅回路で発生する相互変調歪等を出力信号から除
去することができる。

【００１６】なお、上記した歪検出ループや歪除去ルー
プで２つの信号を逆相加算することにより不要な成分を
抑圧（除去）する場合の抑圧量を図４を用いて概略的に
示す。同図には、上記したループの一つの一例を概略的
に示してある。すなわち、分配器（入力側の方向性結合
器）３１が抑圧対象となる信号を２つの信号（例えばそ
れぞれ電圧Ｖ０）に分配して、分配した一方の信号を結
合器（出力側の方向性結合器）３３へ出力する一方、分
配した他方の信号を位相反転回路３２を介して結合器３
３へ出力し、結合器３３が入力した２つの信号を加算し
て出力するループを示してある。

【００１７】ここで、例えば処理が必要とされる信号の
周波数帯域におけるループの特性として、振幅偏差がｄ
（デシベル：ｄＢ）であり、位相偏差がθ（度：゜）で
あるとすると、上記図４中に示したように、不要成分の
抑圧量Ｋ（ｄＢ）は式１で示される。なお、式１中の”
ｊ”は虚数部分を表している。また、具体例として、振
幅偏差ｄが０．１ｄＢであり、位相偏差θが１゜である
場合には、約４０ｄＢの抑圧量Ｋが確保される。

【００１８】

【数１】

【００１９】ところで、上記図３に示したような増幅装
置に多周波信号が入力される場合には、各周波数成分
（各トーン）の信号の位相の重なりによって瞬時的にピ
ーク電力が増加してしまうことや、また、各周波数成分
の信号が変調波信号であるようなときには各周波数成分
の変調波信号の振幅変動の重なり（例えば振幅のピーク
付近の重なり）によって瞬時的にピーク電力が増加して
しまうことがあるため、入力信号のレベルが瞬時的に高
くなってしまうことが生じる。

【００２０】ここで、図５には、主増幅回路３の入出力
特性の一例をグラフで示してある。このグラフの横軸は
主増幅回路３に入力される信号のレベル（例えば入力電
力のレベル）を示し、縦軸は主増幅回路３から出力され
る増幅信号のレベル（例えば出力電力のレベル）及び当
該増幅信号の位相を示している。また、同図中の特性Ｑ
１が出力レベルの特性を示し、特性Ｑ２が出力信号の位
相の特性を示している。

【００２１】同図に示されるように、例えば通常状態よ
り高いレベルのピーク電力が主増幅回路３に入力され、
当該主増幅回路３の出力レベルが飽和電力付近のレベル
にまで到達すると、当該主増幅回路３から出力される増
幅信号の位相特性に変化を生じる位相歪が発生してしま
う。そして、このような位相歪が発生すると、例えば上
記図３に示したような増幅装置では、瞬時的に歪検出ル
ープのバランスが崩れ、当該歪検出ループの抑圧量が劣
化してしまうことが生じてしまう。

【００２２】更に、上記のように歪検出ループで抑圧量
の劣化が生じると、抑圧することができなかった信号分
が歪除去ループの補助増幅回路８に入力されてしまう。
なお、ベクトル調整器では、例えば信号のレベルが瞬時
的に増加してしまった場合には、これに追従することが
できない。

【００２３】ここで、補助増幅回路８は例えば主増幅回
路３と同様な非線形特性を有しているため、補助増幅回
路８では、上記のように歪検出ループで抑圧されなかっ
た信号分が入力されることによって通常状態より高いレ
ベルの信号が入力されて、当該補助増幅回路８の出力レ
ベルが飽和電力付近のレベルにまで増加してしまうと、
歪（例えば相互変調歪）が発生してしまう。そして、補
助増幅回路８で発生した歪はそのまま（例えば上記図３
で示した第３方向性結合器９で結合されて）増幅装置か
ら出力されてしまうため、歪除去ループでは必要な抑圧
量を得ることができず、増幅装置の性能劣化を引き起こ
してしまう。

【００２４】また、上記した前段増幅回路１１において
も、主増幅回路３等と同様な非線形特性を有しているた
め、過大なピーク電力が入力されると歪みが発生してし
まう。そして、前段増幅回路１１で発生した歪みはその
まま増幅装置から出力されてしまうため、増幅装置の性
能劣化を引き起こしてしまう。なお、例えば上記図３に
示したような増幅装置では、（前段増幅回路１１を有し
ない）歪検出ループと歪除去ループとの結合量によって
当該増幅装置の利得が決まるところ、それ以外の利得を
実現する場合に前段増幅回路１１を備えることが必要と
なっている。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例で述べたよ
うに、例えば上記図３に示したような従来の歪補償回路
を備えた増幅装置では、入力される信号のレベルが（例
えば瞬時的に）高くなると歪除去ループの抑圧量が劣化
してしまい、これにより、増幅装置の性能劣化を引き起
こしてしまうといった不具合があった。なお、過大なピ
ーク電力が入力されても歪を発生させない大電力用の増
幅器を用いて前段増幅回路１１や補助増幅回路８を構成
する対処法では、消費電力が増大してしまって好ましく
ない。

【００２６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、歪検出ループにより入力した
信号を主増幅回路で増幅するとともに当該主増幅回路で
発生した歪成分を検出し、歪除去ループにより当該歪成
分信号を補助増幅回路で増幅するとともに当該増幅信号
を用いて前記主増幅回路の増幅信号から歪成分を除去す
るに際して、例えば瞬時的に高レベルの信号が入力され
てしまった場合であっても、歪除去の性能劣化を抑制す
ることができる増幅装置を提供することを目的とする。
なお、本発明では、上記のような大電力用の増幅器を用
いなくとも、このような効果を奏することを実現する。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る増幅装置では、入力した信号を分配し
て一方の分配信号を主増幅回路で増幅するとともに当該
増幅信号と他方の分配信号とを逆相加算することにより
主増幅回路で発生した歪成分を検出する歪検出ループ
と、歪検出ループにより検出された歪成分信号を補助増
幅回路で増幅するとともに当該増幅信号と歪検出ループ
から出力された（主増幅回路による）前記増幅信号とを
逆相加算することにより当該増幅信号から歪成分を除去
する歪除去ループとを備えた構成において、高レベルの
信号が入力された場合に補助増幅回路で発生する歪みを
抑制する歪みを発生させる歪発生回路を歪検出ループの
前段に備えた。

【００２８】従って、例えば瞬時的に高レベルの信号が
入力されてしまったような場合であっても、歪発生回路
により発生させた歪みによって補助増幅回路で発生する
歪みが抑制されるため、増幅装置における歪除去性能の
劣化を抑制することができ、これにより、歪除去ループ
において必要な抑圧量を得ることを補償することができ
る。なお、本発明では、上記課題で述べたような大電力
用の増幅器を用いて補助増幅回路を構成しなくとも、こ
のような効果を奏することが可能であるため、低消費電
力化を図ることができる。

【００２９】ここで、増幅装置による増幅対象となる信
号（入力信号）としては、特に限定はないが、上述のよ
うに、本発明は多周波信号を増幅処理するような場合に
特に有効である。また、２つの信号を逆相加算すると
は、上述のように、これら２つの信号を互いに位相が１
８０°反転している状態で加算することを言い、更に、
例えば２つの信号の振幅を同一とした場合には、これら
２つの信号を相殺させる（ゼロにする）ことができる。
なお、本発明では、例えば実用上で有効な程度であれ
ば、このような逆相加算が必ずしも１８０°の反転状態
で行われなくともよく、多少の位相（振幅についても同
様）のずれがあってもよい。

【００３０】また、本発明に言う高レベルの信号とは、
例えば補助増幅回路で発生する歪みが歪除去ループの抑
圧量を劣化させてしまう程度に高いレベルの信号のこと
を言い、本発明では、上記のように、このような高レベ
ルの信号が入力された場合であっても、歪除去の性能劣
化を防止することを実現する。

【００３１】また、補助増幅回路で発生する歪みを抑制
する歪みとは、例えば補助増幅回路で発生する歪みの特
性に対して逆の特性を有した歪みのことを言う。具体例
として、補助増幅回路で信号の位相が小さくなる（或い
は大きくなる）特性の歪みが発生する場合には、信号の
位相が大きくなる（或いは小さくなる）特性の歪みが逆
特性の歪みとなる。同様に、補助増幅回路で信号の振幅
が小さくなる（或いは大きくなる）特性の歪みが発生す
る場合には、信号の振幅が大きくなる（或いは小さくな
る）特性の歪みが逆特性の歪みとなる。

【００３２】また、本発明では、補助増幅回路で発生す
る歪みと歪発生回路で発生させる歪みとが相殺させられ
る（つまり、補助増幅回路で発生する歪みの影響がゼロ
となる）態様を用いるのが（最も）好ましいが、例えば
実用上で有効な程度で補助増幅回路で発生する歪みの影
響を抑制することができれば、他の態様が用いられても
よい。

【００３３】また、歪発生回路としては、上記のような
所定の歪みを発生させることができるものであれば、ど
のような回路が用いられてもよい。具体的には、例えば
非線形特性により歪みを発生させる増幅器を用いて歪発
生回路を構成することや、また、例えば信号のレベルを
変化させる可変減衰器や信号の位相を変化させる可変位
相器を用いて歪発生回路を構成すること等が可能であ
る。

【００３４】また、例えば上記図３に示した増幅装置の
ように歪検出ループの前段に前段増幅回路を備えた増幅
装置では、当該前段増幅回路を用いて上記した歪発生回
路を構成することも可能である。すなわち、本発明に係
る増幅装置では、好ましい態様として、入力した信号を
増幅する前段増幅回路と、当該増幅信号を分配して一方
の分配信号を主増幅回路で増幅するとともに当該増幅し
た信号と他方の分配信号とを逆相加算することにより主
増幅回路で発生した歪成分を検出する歪検出ループと、
歪検出ループにより検出された歪成分信号を補助増幅回
路で増幅するとともに当該増幅信号と歪検出ループから
出力された（主増幅回路による）前記増幅信号とを逆相
加算することにより当該増幅信号から歪成分を除去する
歪除去ループとを備えた構成において、高レベルの信号
が入力された場合に補助増幅回路で発生する歪みが抑制
されるように前段増幅回路で発生する歪みの振幅及び位
相の少なくともいずれか一方を制御する歪抑制手段を備
えた。

【００３５】従って、例えば瞬時的に高レベルの信号が
入力されてしまったような場合であっても、前段増幅回
路で発生する歪みの振幅や位相が制御されることによっ
て補助増幅回路で発生する歪みが抑制されるため、増幅
装置における歪除去性能の劣化を抑制することができ、
これにより、歪除去ループにおいて必要な抑圧量を得る
ことを補償することができる。なお、本発明では、上記
課題で述べたような大電力用の増幅器を用いて前段増幅
回路や補助増幅回路を構成しなくとも、このような効果
を奏することが可能であるため、低消費電力化を図るこ
とができる。

【００３６】ここで、前段増幅回路で発生する歪みの振
幅及び位相の少なくともいずれか一方を制御する歪抑制
手段としては、例えば装置の使用状況等に応じて、信号
（歪み）の振幅のみを変化させることが可能な手段（例
えば可変減衰器等）を用いて構成されてもよく、例えば
信号（歪み）の位相のみを変化させることが可能な手段
（例えば可変位相器等）を用いて構成されてもよく、例
えば信号（歪み）の振幅と位相との両方を変化させるこ
とが可能な手段（例えば可変減衰器と可変位相器との組
合せ等）を用いて構成されてもよい。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係る増幅装置
を図面を参照して説明する。図１には、本例の歪補償回
路を備えた（フィードフォワード型の）共通増幅装置の
構成例を示してある。同図に示した増幅装置の構成は、
前段増幅回路１１の前段に可変減衰器１２が備えられて
いるとともに前段増幅回路１１の後段に可変減衰器１３
及び可変位相器１４が備えられているといった点を除い
ては、例えば上記図３に示した増幅装置の構成と同様で
ある。このため、本例では、説明の便宜上から、上記図
３に示した増幅装置とは異なる構成部分について詳しく
説明し、同様な構成部分については上記図３と同一の符
号を付して示す。

【００３８】具体的に、本例の増幅装置には、上記した
２つの可変減衰器１２、１３及び前段増幅回路１１及び
可変位相器１４と、例えば上記図３に示したものと同様
な構成を有する歪検出ループや歪除去ループや制御回路
１０とが備えられている。また、歪検出ループには、例
えば上記図３に示したものと同様な第１方向性結合器１
や第１ベクトル調整器２や主増幅回路３や第１遅延線４
や第２方向性結合器５が備えられている。

【００３９】また、歪除去ループには、例えば上記図３
に示したものと同様な（上記した第２方向性結合器５
や）第２遅延線６や第２ベクトル調整器７や補助増幅回
路８や第３方向性結合器９が備えられている。そして、
本例の増幅装置では、例えば増幅対象となるマイクロ波
帯の多周波信号（マルチトーン）を可変減衰器１２によ
り入力し、当該信号を主増幅回路３で増幅等した後に第
３方向性結合器９から出力する。

【００４０】以下では、本例の増幅装置の特徴点である
上記した２つの可変減衰器１２、１３や可変位相器１
４、及び前段増幅回路１１について詳しく説明する。可
変減衰器１２は、信号のレベル（振幅レベル）を可変に
減衰させる機能を有しており、入力した多周波信号のレ
ベルを減衰させて（或いはそのままのレベルで）当該信
号を前段増幅回路１１へ出力する。

【００４１】前段増幅回路１１は、前段の可変減衰器１
２から入力された信号を増幅して後段の可変減衰器１３
へ出力する。可変減衰器１３は、信号のレベル（振幅レ
ベル）を可変に減衰させる機能を有しており、前段増幅
回路１１から入力された信号のレベルを減衰させて（或
いはそのままのレベルで）可変位相器１４へ出力する。

【００４２】可変位相器１４は、信号の位相を可変に変
化させる機能を有しており、可変減衰器１３から入力さ
れた信号の位相を変化させて（或いはそのままの位相
で）第１方向性結合器１へ出力する。なお、歪検出ルー
プや歪除去ループや制御回路１０の動作は、例えば上記
図３に示したものと同様であり、本例では、歪検出ルー
プの前段に備えられた可変位相器１４から第１方向性結
合器１に入力される信号を主増幅回路３で増幅するとと
もに、当該主増幅回路３で発生する歪みを当該増幅信号
から除去することが行われる。

【００４３】ここで、上記した２つの可変減衰器１２、
１３は、例えば本例の増幅装置における利得を所定の値
に設定する役割や、例えば前段増幅回路１１で発生する
歪みのレベルを調整する役割を果たしている。また、上
記した可変位相器１４は、例えば前段増幅回路１１で発
生する歪みの位相を調整する役割を果たしている。

【００４４】上記従来例で述べたように、例えば増幅装
置に過大なピーク電力が瞬時的に入力されると、前段増
幅回路１１で歪みが発生する。この歪みとピーク電力を
含む主信号（入力信号）とは第１方向性結合器１で分配
されて、一方の分配信号は第１ベクトル調整器２及び主
増幅回路３を有した経路を介して第２方向性結合器５へ
出力され、他方の分配信号は第１遅延線４を有した経路
を介して第２方向性結合器５へ出力される。

【００４５】そして、第２方向性結合器５では、上記し
た２つの経路を介して入力される一方の信号に含まれる
主信号及び前段増幅回路１１で発生した歪みと、他方の
信号に含まれる主信号及び前段増幅回路１１で発生した
歪みとが互いに同レベルで逆相加算されるように、これ
ら２つの経路を介して入力される２つの信号が合成さ
れ、これにより検出された（主増幅回路３で発生した）
歪成分信号が第２ベクトル調整器７へ出力される。ま
た、主増幅回路３から第２方向性結合器５に入力される
増幅信号は、前段増幅回路１１で発生した歪みとピーク
電力を含む主信号とを所望の電力レベルに増幅したもの
であり、当該増幅信号は第２遅延線６を介して第３方向
性結合器９へ出力される。

【００４６】この場合、理想的には、第２ベクトル調整
器７の入力端では前記主信号や前記前段増幅回路１１で
発生した歪みの成分は抑圧されることになるが、本例の
ように主信号にピーク電力が含まれるときには、当該抑
圧の性能が劣化する。つまり、上記従来例で述べたよう
に、主信号にピーク電力が含まれる場合には、歪検出ル
ープのバランスが崩れ、当該歪検出ループの抑圧量が劣
化する。

【００４７】このため、補助増幅回路８では、第２ベク
トル調整器７から入力される歪成分信号を増幅して第３
方向性結合器９へ出力するに際して、歪検出ループで抑
圧されなかった信号分によって歪みが発生する。つま
り、歪み検出ループの抑圧量の劣化に起因して補助増幅
回路８で発生した歪みが前記歪成分信号と共に第３方向
性結合器９へ出力される。

【００４８】この場合、第３方向性結合器９には、ピー
ク電力を含む（前段増幅回路１１及び主増幅回路３によ
り増幅した後の）主信号、及び前段増幅回路１１で発生
した歪み、及び主増幅回路３で発生した歪みを含んだ信
号（第１の信号）が第２遅延線６から入力されるととも
に、主増幅回路３で発生した歪み、及び補助増幅回路８
で発生した歪みを含んだ信号（第２の信号）が補助増幅
回路８から入力される。そして、第３方向性結合器９で
は、前記第１の信号と前記第２の信号とを合成して、前
記第１の信号に含まれる主増幅回路３で発生した歪みを
除去することが行われるが、上記従来例で述べたよう
に、従来のままでは当該歪除去の性能が劣化してしま
う。

【００４９】そこで、本例では、例えば上記した第１の
信号に含まれる前段増幅回路１１で発生した歪みと上記
した第２の信号に含まれる補助増幅回路８で発生した歪
みとが互いに同レベルで逆相加算されるように、２つの
可変減衰器１２、１３による信号減衰量や可変位相器１
４による位相変化量を適当な値に設定する（或いは図示
していない制御部等により制御する）ことを行う。そし
て、このような同レベルでの逆相加算を行うと、補助増
幅回路８で発生する歪みの影響が抑制されることによ
り、歪除去ループにおける歪除去の性能が改善され、こ
れにより、ピーク電力による増幅装置の性能劣化を防ぐ
ことができる。

【００５０】以上のように、本例の増幅装置では、例え
ば瞬時的に高レベルの信号が入力されてしまったような
場合であっても、前段増幅回路１１で発生する歪みの振
幅や位相が制御されることによって補助増幅回路８で発
生する歪みが抑制されるため、増幅装置における歪除去
性能の劣化を抑制することができ、これにより、歪除去
ループにおいて必要な抑圧量を得ることを補償すること
ができる。また、本例の増幅装置では、例えば上記課題
で述べたような大電力用の増幅器を用いて前段増幅回路
１１や補助増幅回路８を構成しなくとも、このような効
果を奏することが可能であるため、低消費電力化を図る
ことができる。

【００５１】ここで、本例では、入力した信号を増幅す
る前段増幅回路１１が本発明に係る前段増幅回路に相当
する。また、本例では、当該増幅信号を第１方向性結合
器１により分配して一方の分配信号を主増幅回路３で増
幅するとともに、第１ベクトル調整器２や第１遅延線４
を用いて、当該増幅した信号と他方の分配信号とを第２
方向性結合器５により逆相加算することにより主増幅回
路３で発生した歪成分を検出する歪検出ループが本発明
に係る歪検出ループに相当する。

【００５２】また、本例では、歪検出ループにより検出
された歪成分信号を補助増幅回路８で増幅するととも
に、第２遅延線６や第２ベクトル調整器７を用いて、当
該増幅信号と歪検出ループから出力された（主増幅回路
３による）前記増幅信号とを逆相加算することにより当
該増幅信号から歪成分を除去する歪除去ループが本発明
に係る歪除去ループに相当する。

【００５３】また、本例では、高レベルの信号が入力さ
れた場合に補助増幅回路８で発生する歪みが抑制される
ように、２つの可変減衰器１２、１３や可変位相器１４
が前段増幅回路１１で発生する歪みの振幅や位相を制御
する機能により、本発明に係る歪抑制手段が構成されて
いる。また、本例では、このような２つの可変減衰器１
２、１３や可変位相器１４や前段増幅回路１１が、高レ
ベルの信号が入力された場合に補助増幅回路８で発生す
る歪みを抑制する歪みを発生させる回路により本発明に
係る歪発生回路が構成されており、当該回路は歪検出ル
ープの前段に備えられている。

【００５４】次に、本発明の他の実施例に係る増幅装置
を説明する。図２には、本例の歪補償回路を備えた（フ
ィードフォワード型の）共通増幅装置の構成例を示して
ある。同図に示した増幅装置の構成は、上記図１に示し
た２つの可変減衰器１２、１３及び可変位相器１４及び
前段増幅回路１１が備えられておらず、第１方向性結合
器１の前段（歪検出ループの前段）に歪発生回路２１が
備えられているといった点を除いては、例えば上記図１
に示した増幅装置の構成と同様である。このため、本例
では、説明の便宜上から、上記図１に示した増幅装置と
は異なる構成部分について詳しく説明し、同様な構成部
分については上記図１と同一の符号を付して示す。

【００５５】以下では、本例の増幅装置の特徴点である
上記した歪発生回路２１について詳しく説明する。すな
わち、歪発生回路２１は、所定の振幅歪みや所定の位相
歪み（或いは、図示していない制御部等により調整が可
能な振幅歪みや位相歪み）を発生させる機能を有してお
り、本例では、高レベルの信号が入力された場合に補助
増幅回路８で発生する歪みを抑制する歪みを発生させる
ような設定が行われており、これにより、当該入力信号
及び当該歪みを第１方向性結合器１へ出力する。

【００５６】つまり、例えば上記図１に示した増幅装置
では前段増幅回路１１で発生する歪みの振幅や位相を調
整することで補助増幅回路８で発生する歪みの影響を抑
制したが、本例の増幅装置では、歪発生回路２１により
発生させる歪みによって補助増幅回路８で発生する歪み
の影響を抑制することにより、増幅装置から出力されて
しまう（主増幅回路３で発生した）残留歪みをプリディ
ストーション方式で補償することが実現されている。

【００５７】なお、歪検出ループや歪除去ループや制御
回路１０の動作は、例えば上記図１に示したものと同様
であり、本例では、歪検出ループの前段に備えられた歪
発生回路２１から第１方向性結合器１に入力される信号
を主増幅回路３で増幅するとともに、当該主増幅回路３
で発生する歪みを当該増幅信号から除去することが行わ
れる。

【００５８】以上のように、本例の増幅装置では、例え
ば瞬時的に高レベルの信号が入力されてしまったような
場合であっても、歪発生回路２１により発生させた歪み
によって補助増幅回路８で発生する歪みが抑制されるた
め、増幅装置における歪除去性能の劣化を抑制すること
ができ、これにより、歪除去ループにおいて必要な抑圧
量を得ることを補償することができる。また、本例の増
幅装置では、例えば上記課題で述べたような大電力用の
増幅器を用いて補助増幅回路８を構成しなくとも、この
ような効果を奏することが可能であるため、低消費電力
化を図ることができる。

【００５９】ここで、本例では、（歪発生回路２１か
ら）入力した信号を第１方向性結合器１により分配して
一方の分配信号を主増幅回路３で増幅するとともに、第
１ベクトル調整器２や第１遅延線４を用いて、当該増幅
信号と他方の分配信号とを第２方向性結合器５により逆
相加算することにより主増幅回路３で発生した歪成分を
検出する歪検出ループが本発明に係る歪検出ループに相
当する。

【００６０】また、本例では、歪検出ループにより検出
された歪成分信号を補助増幅回路８で増幅するととも
に、第２遅延線６や第２ベクトル調整器７を用いて、当
該増幅信号と歪検出ループから出力された（主増幅回路
３による）前記増幅信号とを逆相加算することにより当
該増幅信号から歪成分を除去する歪除去ループが本発明
に係る歪除去ループに相当する。また、本例では、高レ
ベルの信号が入力された場合に補助増幅回路８で発生す
る歪みを抑制する歪みを発生させる歪発生回路２１が本
発明に係る歪発生回路に相当し、当該回路は歪検出ルー
プの前段に備えられている。

【００６１】ここで、本発明に係る増幅装置の構成とし
ては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構
成が用いられてもよい。また、本発明に係る増幅装置
は、信号を増幅器で増幅することを行う種々な分野に適
用されてもよく、一例として、通信対象となる多周波信
号の増幅を行う無線通信システムにおける増幅装置とし
て用いることができる。

【００６２】また、本発明に係る増幅装置により行われ
る歪除去等の各種の処理としては、例えばプロセッサや
メモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサ
がＲＯＭに格納された制御プログラムを実行することに
より制御される構成が用いられてもよく、また、例えば
当該処理を実行するための各機能手段が独立したハード
ウエア回路として構成されてもよい。また、本発明は上
記の制御プログラムを格納したフロッピーディスクやＣ
Ｄ−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録
媒体として把握することもでき、当該制御プログラムを
記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行
させることにより、本発明に係る処理を遂行させること
ができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る増幅
装置によると、入力した信号を分配して一方の分配信号
を主増幅回路で増幅するとともに当該増幅信号と他方の
分配信号とを逆相加算することにより主増幅回路で発生
した歪成分を検出する歪検出ループと、歪検出ループに
より検出された歪成分信号を補助増幅回路で増幅すると
ともに当該増幅信号と歪検出ループから出力された前記
増幅信号とを逆相加算することにより当該増幅信号から
歪成分を除去する歪除去ループとを備えた構成におい
て、高レベルの信号が入力された場合に補助増幅回路で
発生する歪みを抑制する歪みを発生させる歪発生回路を
歪検出ループの前段に備えたため、例えば瞬時的に高レ
ベルの信号が入力されてしまったような場合であって
も、増幅装置における歪除去性能の劣化を抑制すること
ができ、これにより、歪除去ループにおいて必要な抑圧
量を得ることを補償することができる。また、本発明に
係る増幅装置では、例えば上記課題で述べたような大電
力用の増幅器を用いて補助増幅回路を構成しなくとも、
このような効果を奏することが可能であるため、低消費
電力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る歪補償回路を備えた共
通増幅装置の構成例を示す図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る歪補償回路を備えた
共通増幅装置の構成例を示す図である。

【図３】従来例に係る歪補償回路を備えた共通増幅装置
の構成例を示す図である。

【図４】ループの抑圧量を説明するための図である。

【図５】主増幅回路の特性の一例を示す図である。

【符号の説明】

１、５、９・・方向性結合器、 ２、７・・ベクトル調
整器、３・・主増幅回路、 ４、６・・遅延線、 ８・
・補助増幅回路、１０・・制御回路、 １１・・前段増
幅回路、 １２、１３・・可変減衰器、１４・・可変位
相器、 ２１・・歪発生回路、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 CA36 FA08 FA20 GN02 GN04 GN05 GN07 KA00 KA04 KA15 KA16 KA23 KA68 MA14 TA01 5J092 AA01 AA41 CA21 CA36 FA08 FA20 KA00 KA04 KA15 KA16 KA23 KA68 MA14 TA01

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力した信号を分配して一方の分配信号
   を主増幅回路で増幅するとともに当該増幅信号と他方の
   分配信号とを逆相加算することにより主増幅回路で発生
   した歪成分を検出する歪検出ループと、歪検出ループに
   より検出された歪成分信号を補助増幅回路で増幅すると
   ともに当該増幅信号と歪検出ループから出力された前記
   増幅信号とを逆相加算することにより当該増幅信号から
   歪成分を除去する歪除去ループとを備えた増幅装置にお
   いて、 高レベルの信号が入力された場合に補助増幅回路で発生
   する歪みを抑制する歪みを発生させる歪発生回路を歪検
   出ループの前段に備えたことを特徴とする増幅装置。