JP2000244253A - Feed forward amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は移動体通信機器の基
地局装置などに用いられるフィードフォワード増幅器に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feedforward amplifier used for a base station device of mobile communication equipment.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、移動体通信機器の基地局の送信装
置には、多数の信号チャンネルを一括して増幅するため
に効率よくかつ線形性のよい電力増幅器が求められ、線
形性についてはフィードフォワード方式による歪補償を
行なうことにより実現されている。2. Description of the Related Art In recent years, a transmitter for a base station of a mobile communication device requires an efficient and highly linear power amplifier to amplify a large number of signal channels at once. This is realized by performing distortion compensation by the forward method.
【0003】フィードフォワード増幅器については、た
とえば John L. B. Walker, "High-Power GaAs FET Amp
lifiers," Artech House, 1993, pp332〜333 にも記さ
れているが、図3に従来のフィードフォワード増幅器の
構成の一例を示す。図において入力端子101は電力分
配器102のポートaに接続され、電力分配器102の
ポートbからはベクトル調整器103を介して入力信号
を電力増幅する主増幅器104に接続され、主増幅器1
04の出力は歪検出用電力合成器105のポートdに接
続されている。また電力分配器102のポートcからは
遅延回路106を介して歪検出用電力合成器105のポ
ートeに接続されている。[0003] For a feed-forward amplifier, see, for example, John LB Walker, "High-Power GaAs FET Amp.
3 shows an example of the configuration of a conventional feedforward amplifier, which is also described in Artech House, 1993, pp. 332 to 333. In the figure, an input terminal 101 is connected to a port a of a power divider 102. , From the port b of the power distributor 102, via a vector adjuster 103, is connected to a main amplifier 104 for power amplifying an input signal.
The output of 04 is connected to the port d of the distortion detection power combiner 105. The port c of the power divider 102 is connected to the port e of the distortion detecting power combiner 105 via the delay circuit 106.
【0004】歪検出用電力合成器105のポートfから
は遅延回路107を介して歪除去用電力合成器108の
ポートhに、また歪検出用電力合成器105のポートg
からベクトル調整器109、補助増幅器110の直列回
路を介して歪除去用電力合成器108のポートiに接続
されている。歪除去用電力合成器108のポートjから
は出力端子111に接続されている。A port f of the distortion detecting power combiner 105 is connected to a port h of the distortion removing power combiner 108 via a delay circuit 107 and a port g of the distortion detecting power combiner 105.
Is connected to the port i of the distortion removing power combiner 108 through a series circuit of a vector adjuster 109 and an auxiliary amplifier 110. The output terminal 111 is connected from the port j of the distortion removal power combiner 108.
【0005】このように構成されたフィードフォワード
増幅器の動作を以下に説明する。まず入力端子101か
ら入力された多チャンネル成分を含んだ入力信号は、電
力分配器102で2分配される。2分配された一方の出
力信号はポートbからベクトル調整器103で位相、振
幅を調整されて主増幅器104で増幅され、歪検出用電
力合成器105のポートdに入力される。このとき主増
幅器104の非線形性のために入力信号成分の他に多チ
ャンネル信号間の相互変調による歪成分を含んだ信号が
入力される。また2分配された他方の信号は、ポートc
から遅延回路106で遅延されて、歪検出用電力合成器
105のポートeに入力される。[0005] The operation of the feedforward amplifier thus configured will be described below. First, an input signal including a multi-channel component input from the input terminal 101 is split into two by a power splitter 102. One of the two divided output signals is adjusted in phase and amplitude by the vector adjuster 103 from port b, amplified by the main amplifier 104, and input to the port d of the distortion detection power combiner 105. At this time, due to the non-linearity of the main amplifier 104, a signal including a distortion component due to intermodulation between multi-channel signals in addition to the input signal component is input. The other signal divided into two is port c
, And is input to the port e of the distortion detection power combiner 105.
【0006】ここでポートdおよびポートeに入力され
た信号の入力信号成分が等振幅で逆位相になるように、
可変減衰器と可変位相器からなるベクトル調整器103
および遅延回路106を調整することにより、ポートg
から入力信号成分が相殺された歪成分のみの信号が出力
され、ポートfからはポートeから入力された信号成分
が出力される。Here, the input signal components of the signals input to the ports d and e are set to have the same amplitude and opposite phases, respectively.
Vector adjuster 103 including variable attenuator and variable phase shifter
And adjusting the delay circuit 106, the port g
Outputs a signal of only the distortion component in which the input signal component is canceled, and the port f outputs the signal component input from the port e.
【0007】つぎにポートfから出力された入力信号成
分と歪成分とを含んだ信号は、遅延回路107で遅延さ
れて歪除去用電力合成器108のポートhに入力され
る。またポートgから出力された歪成分の信号は、ベク
トル調整器109を経由して補助増幅器110で増幅さ
れ、歪除去用電力合成器108のポートiに入力され
る。ここで、ポートhおよびポートiに入力された信号
の歪成分が等振幅で逆位相になるように、ベクトル調整
器109おょび遅延回路107を調整することにより、
ポートjから出力端子111へ歪成分が相殺された入力
信号成分のみの信号が出力される。Next, the signal including the input signal component and the distortion component output from the port f is delayed by the delay circuit 107 and input to the port h of the distortion removal power combiner 108. The signal of the distortion component output from the port g is amplified by the auxiliary amplifier 110 via the vector adjuster 109, and is input to the port i of the distortion removal power combiner 108. Here, by adjusting the vector adjuster 109 and the delay circuit 107 so that the distortion components of the signals input to the port h and the port i have the same amplitude and opposite phases,
A signal consisting of only the input signal component from which the distortion component has been canceled is output from the port j to the output terminal 111.
【0008】図4(a)〜(d)に図3のポートa,
d,gおよびjにおける信号の周波数スペクトルを示
す。FIGS. 4 (a) to 4 (d) show ports a,
4 shows the frequency spectrum of the signal at d, g and j.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成での課題の1は主増幅器104における消費電
力が大きい点である。主増幅器104には歪の発生を少
なくするために通常A級増幅器を用いていて、これは歪
みは少ないが電力効率が低く損失が大きい。効率を高め
るためにAB級増幅器を用いると歪が増加し、また基本
波と歪との相互変調も生じて広い周波数範囲にわたって
歪が発生してフィードフォワード方式だけでは十分にキ
ャンセルし切れないという問題が起こる。However, one of the problems with the above-mentioned conventional configuration is that the power consumption of the main amplifier 104 is large. In order to reduce the occurrence of distortion, the main amplifier 104 usually uses a class A amplifier, which has low distortion but low power efficiency and large loss. If a class AB amplifier is used to increase the efficiency, distortion increases, and intermodulation between the fundamental wave and distortion also occurs, causing distortion over a wide frequency range, and the feedforward method alone cannot sufficiently cancel. Happens.
【0010】また課題の2として、遅延回路106,1
07に用いる遅延素子は、たとえば同軸ケーブルをスパ
イラル状に巻いたもので、ケーブルの長さは約3m程度
必要であり、大きなスペースを必要とし、また大電力の
場合の通過電力損失も大きいという問題点があった。As a second problem, the delay circuits 106, 1
The delay element used in 07 is, for example, a coaxial cable spirally wound, requires a cable length of about 3 m, requires a large space, and has a large passing power loss in the case of large power. There was a point.
【0011】本発明はこのような従来の課題を解決し、
消費電力を低減し、かつ遅延素子のスペースも小さくて
済み、その中での損失も少ないフィードフォワード増幅
器の提供を目的とする。The present invention solves such a conventional problem,
An object of the present invention is to provide a feedforward amplifier that requires less power consumption, requires less space for a delay element, and has less loss therein.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のフィードフォワード増幅器は、第1の構成に
おいては、入力信号を2分配する電力分配器と、前記電
力分配器の2分配した一方の出力信号の振幅と位相を調
整する第1のベクトル調整器と、前記第1のベクトル調
整器の出力を入力して電力増幅する主増幅器と、前記電
力分配器の2分配した他方の出力信号の位相を遅延させ
る第1の遅延回路と、前記主増幅器の出力と前記第1の
遅延回路の出力とを逆位相で合成する歪検出用電力合成
器と、前記歪検出用電力合成器の合成信号を2分配した
一方の出力を遅延させる第2の遅延回路と、前記歪検出
用電力合成器の合成信号を2分配した他方の出力信号の
振幅と位相を調整する第2のベクトル調整器と、前記第
2のベクトル調整器の出力を増幅する補助増幅器と、前
記第2の遅延回路の出力と前記補助増幅器の出力とを逆
位相で合成する歪除去用電力合成器とを備え、前記歪検
出用電力合成器において前記第2のベクトル調整器への
入力信号が目的とする信号成分が打ち消されて歪成分だ
けになるように前記第1のベクトル調整器と前記第1の
遅延回路とを調整し、前記歪除去用電力合成器の2つの
入力信号の歪成分が打ち消されて目的とする信号成分だ
けが出力されるように前記第2のベクトル調整器と前記
第2の遅延回路とを調整し、かつ少なくとも前記第2の
遅延回路が、または前記第1および第2の遅延回路が位
相遅延特性を持ったフィルタで構成されたことを特徴と
する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a feedforward amplifier comprising: a power divider for dividing an input signal into two parts; and a power divider for dividing the input signal into two parts. A first vector adjuster for adjusting the amplitude and phase of one of the output signals, a main amplifier for inputting the output of the first vector adjuster and amplifying the power, and the other output of the power splitter divided into two A first delay circuit for delaying a signal phase, a distortion detection power combiner for combining the output of the main amplifier and the output of the first delay circuit in opposite phases, and a distortion detection power combiner. A second delay circuit for delaying one of the outputs obtained by dividing the combined signal into two, and a second vector adjuster for adjusting the amplitude and phase of the other output signal obtained by dividing the combined signal of the distortion detection power combiner into two; And the second vector adjustment An auxiliary amplifier for amplifying the output of the second delay circuit; and a distortion removing power combiner for combining the output of the second delay circuit and the output of the auxiliary amplifier in opposite phases. The first vector adjuster and the first delay circuit are adjusted so that the target signal component of the input signal to the second vector adjuster is canceled out and becomes only a distortion component. Adjusting the second vector adjuster and the second delay circuit so that the distortion components of the two input signals of the synthesizer are canceled and only the intended signal component is output, and at least the second Or the first and second delay circuits are constituted by filters having phase delay characteristics.
【0013】この構成によって遅延回路素子の容積を大
幅に小さくでき、特に第2の遅延フィルタの場合は主増
幅器で電力増幅された大電力の信号が通過するが、従来
の同軸遅延回路よりも遅延フィルタを用いるほうが容積
が小さくなるだけではなく通信号に対する損失も少なく
できるよう作用する。With this configuration, the volume of the delay circuit element can be significantly reduced. In particular, in the case of the second delay filter, a high-power signal amplified by the main amplifier passes, but the delay is longer than that of the conventional coaxial delay circuit. The use of the filter not only reduces the volume but also functions to reduce the loss to the passing signal.
【0014】また本発明のフィードフォワード増幅器の
第2の構成は、第1の構成において目的とする信号周波
数のみを通過させる帯域通過フィルタを出力端に備えた
ことを特徴とするもので、この構成によってフィードフ
ォワード回路で除去し切れなかった歪を除去するように
作用する。A second configuration of the feedforward amplifier according to the present invention is characterized in that the output terminal has a band-pass filter that allows only a target signal frequency in the first configuration. Thus, the distortion that cannot be completely removed by the feedforward circuit is removed.
【0015】また本発明のフィードフォワード増幅器の
第3の構成は、第2の構成において、主増幅器がAB級
電力増幅器であるということを特徴とするもので、この
構成によって増幅器の電力効率を高めて省電力化でき、
AB級電力増幅によって相互変調歪の増加する分はバン
ドパスフィルタで抑圧するように作用する。A third configuration of the feedforward amplifier according to the present invention is characterized in that, in the second configuration, the main amplifier is a class AB power amplifier, and this configuration increases the power efficiency of the amplifier. Power saving,
The increase in the intermodulation distortion due to the class AB power amplification acts to be suppressed by the bandpass filter.
【0016】また本発明のフィードフォワード増幅器の
第4の構成は、入力信号を複数系統の出力に分配する分
配器と、前記分配器の複数の分配出力をそれぞれ入力し
て増幅する請求項1−3のいずれかに記載の複数のフィ
ードフォワード増幅器と、前記複数のフィードフォワー
ド増幅器の出力を合成する合成器と、前記合成器の出力
端に、目的とする信号周波数のみを通過させる帯域通過
フィルタを備えたことを特徴とするものである。Further, in a fourth configuration of the feedforward amplifier according to the present invention, a distributor for distributing an input signal to a plurality of outputs, and a plurality of distributed outputs of the distributor are input and amplified. 3. A plurality of feedforward amplifiers according to any one of (3), a combiner that combines outputs of the plurality of feedforward amplifiers, and a band-pass filter that passes only a target signal frequency at an output end of the combiner. It is characterized by having.
【0017】この構成によって単体のフィードフォワー
ド増幅器ではできない高出力が得られ、また冗長性を持
たせることにより、作動中にいずれかの単体のフィード
フォワード増幅器に故障が生じても出力が低下するのみ
にて継続して作動でき、システムの信頼性を高めるよう
作用し、総合的に小形かつ省電力のフィードフォワード
増幅器を実現することができる。With this configuration, a high output that cannot be obtained with a single feedforward amplifier can be obtained, and by providing redundancy, even if a failure occurs in one of the single feedforward amplifiers during operation, the output only decreases. , And acts to enhance the reliability of the system, and a small and power-saving feedforward amplifier can be realized comprehensively.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、図面に基
づいて本発明の実施の形態1のフィードフォワード増幅
器について説明する。本実施形態のフィードフォワード
増幅器のブロック図を示す図1において、入力端子1は
電力分配器2のポートaに接続され、電力分配器2のポ
ートbからは位相と振幅を調整するベクトル調整器3を
介して入力信号を電力増幅する主増幅器4に接続され、
主増幅器4の出力は歪検出用電力合成器5のポートdに
接続される。また電力分配器2のポートcからは遅延フ
ィルタ6を介して歪検出用電力合成器5のポートeに接
続される。遅延フィルタ6は、たとえば図示のように互
いに容量で結合した並列共振回路2個を接続したもので
通過する信号を遅延させる。この並列共振回路はストリ
ップラインで実現できる。(Embodiment 1) A feedforward amplifier according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1 showing a block diagram of a feedforward amplifier of the present embodiment, an input terminal 1 is connected to a port a of a power divider 2 and a vector adjuster 3 for adjusting a phase and an amplitude from a port b of the power divider 2. Is connected to the main amplifier 4 for power-amplifying the input signal via
The output of the main amplifier 4 is connected to the port d of the distortion detection power combiner 5. The port c of the power divider 2 is connected to the port e of the distortion detecting power combiner 5 via the delay filter 6. The delay filter 6 delays a signal passing therethrough, for example, by connecting two parallel resonant circuits that are capacitively coupled to each other as illustrated. This parallel resonance circuit can be realized by a strip line.
【0019】歪検出用電力合成器5のポートfからは遅
延フィルタ6と同様な構成の第2の遅延フィルタ7を介
して歪除去用電力合成器8のポートhに接続され、また
歪検出用電力合成器5のポートgから位相と振幅を調整
するベクトル調整器9、補助増幅器10の直列回路を介
して歪除去用電力合成器8のポートiに接続されてい
る。歪除去用電力合成器8のポートjからは目的とする
信号の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタ11
を介して出力端子12に接続されている。The port f of the distortion detecting power combiner 5 is connected to the port h of the distortion removing power combiner 8 through a second delay filter 7 having the same configuration as the delay filter 6, and the distortion detecting power combiner 5 A port g of the power combiner 5 is connected to a port i of the power combiner 8 for distortion removal via a series circuit of a vector adjuster 9 for adjusting phase and amplitude and an auxiliary amplifier 10. A band-pass filter 11 that passes a frequency band of a target signal from a port j of the power combiner 8 for removing distortion.
Is connected to the output terminal 12.
【0020】遅延フィルタ6,7は一種のバンドパスフ
ィルタであるが、帯域通過特性よりも遅延特性に重点を
おいて設計したものであり、バンドパスフィルタ11は
遅延よりも帯域通過特性を重点にして設計されたもので
ある。Although the delay filters 6 and 7 are a kind of bandpass filter, they are designed with emphasis on delay characteristics rather than bandpass characteristics, and the bandpass filter 11 focuses on bandpass characteristics rather than delay. It was designed.
【0021】破線で囲ったフィードフォワードユニット
20は、実施の形態2で説明する複数のフィードフォワ
ード増幅器を並列運転する場合の単位となる。The feedforward unit 20 surrounded by a broken line is a unit when a plurality of feedforward amplifiers described in the second embodiment are operated in parallel.
【0022】このように構成されたフィードフォワード
増幅器の動作を以下に説明する。まず入力端子1から入
力された多チャンネル成分を含んだ入力信号は、電力分
配器2で2分配される。2分配された一方の出力信号は
ポートbからベクトル調整器3で位相と振幅を調整され
て主増幅器4で電力増幅され、歪検出用電力合成器5の
ポートdに入力される。このとき主増幅器4の非線形性
のために入力信号成分の他に相互変調による歪成分を含
んだ信号が入力される。また2分配された他方の信号
は、ポートcから遅延フイルタ6で遅延を受けて、歪検
出用電力合成器5のポートeに入力される。遅延フィル
タ6での遅延は主増幅器4における遅延と同程度の遅延
を得るように設定する。The operation of the feedforward amplifier thus configured will be described below. First, an input signal including a multi-channel component input from the input terminal 1 is split into two by a power splitter 2. One of the two divided output signals is adjusted in phase and amplitude by a vector adjuster 3 from a port b, is power-amplified by a main amplifier 4, and is input to a port d of a distortion detection power combiner 5. At this time, a signal containing a distortion component due to intermodulation in addition to the input signal component due to the non-linearity of the main amplifier 4 is input. The other of the two signals is delayed by the delay filter 6 from the port c and input to the port e of the distortion detection power combiner 5. The delay in the delay filter 6 is set so as to obtain the same delay as the delay in the main amplifier 4.
【0023】ここでポートdおよびポートeに入力され
た信号の入力信号成分が等振幅で逆位相になるように、
ベクトル調整器3および遅延フィルタ6を調整すること
により、ポートgから入力信号成分が相殺された歪成分
のみの信号が出力され、ポートfからはポートeから入
力された信号成分が出力される。逆位相にするためには
ベクトル調整器3での遅延を大にしてポートdからの入
力信号をポートeからの入力信号と逆位相にするか、ま
たはベクトル調整器3では位相の微調整を行ない、ポー
トdからの信号とポートeからの信号とを同位相とし、
歪検出用電力合成器5内でポートdからの信号の位相と
ポートeからの信号の位相とを逆にして加算するように
してもよい。Here, the input signal components of the signals input to the ports d and e are set to have the same amplitude and opposite phases, respectively.
By adjusting the vector adjuster 3 and the delay filter 6, a signal of only the distortion component in which the input signal component is canceled is output from the port g, and the signal component input from the port e is output from the port f. To make the phase opposite, the delay in the vector adjuster 3 is increased so that the input signal from the port d is out of phase with the input signal from the port e, or the vector adjuster 3 finely adjusts the phase. , The signal from port d and the signal from port e are in phase,
In the distortion detection power combiner 5, the phase of the signal from the port d and the phase of the signal from the port e may be reversed and added.
【0024】つぎにポートfから出力された入力信号成
分と歪成分とを含んだ信号は、遅延フィルタ7で遅延を
受けて歪除去用電力合成器8のポートhに入力される。
またポートgから出力された歪成分の信号は、ベクトル
調整器9で振幅と位相を調整されて補助増幅器10で増
幅され、歪除去用電力合成器8のポートiに入力され
る。ここで、ポートhおよびポートiに入力された信号
の歪成分が等振幅で逆位相になるように、ベクトル調整
器9、補助増幅器10おょび遅延フィルタ7を調整して
ポートhとポートiからの歪成分を同振幅・逆位相にす
ることにより、ポートjから歪成分が相殺された入力信
号成分のみの信号が出力される。この場合も遅延フィル
タ7での遅延は補助増幅器10における遅延と同程度の
遅延を得るように設定し、ベクトル調整器9での遅延を
大にしてポートhへの入力信号の歪成分とポートiへの
歪信号とを逆位相にして入力するか、またはベクトル調
整器9では位相の微調整のみを行ない、歪除去用電力合
成器8内でポートhとポートiからの入力歪成分の位相
を逆にして加算して歪成分を除去してポートjから出力
する。Next, the signal including the input signal component and the distortion component output from the port f is delayed by the delay filter 7 and input to the port h of the distortion removal power combiner 8.
The signal of the distortion component output from the port g is adjusted in amplitude and phase by the vector adjuster 9, amplified by the auxiliary amplifier 10, and input to the port i of the power combiner 8 for distortion removal. Here, the vector adjuster 9, the auxiliary amplifier 10, and the delay filter 7 are adjusted so that the distortion components of the signals input to the ports h and i are equal in amplitude and opposite in phase, and the ports h and i are adjusted. Are made to have the same amplitude and opposite phase, a signal of only the input signal component from which the distortion component has been canceled is output from the port j. Also in this case, the delay in the delay filter 7 is set so as to obtain the same delay as the delay in the auxiliary amplifier 10, the delay in the vector adjuster 9 is increased, and the distortion component of the input signal to the port h and the port i Or the phase of the input distortion component from the port h and the port i in the distortion canceling power combiner 8 is adjusted only by fine adjustment of the phase in the vector adjuster 9. Inversely, the distortion component is removed by addition, and output from the port j.
【0025】このような構成に加えて主増幅器4には、
従来のA級電力増幅器に代えてAB級電力増幅器を用い
ることによって電力増幅器の電力効率を高めることがで
きる。AB級電力増幅ではA級増幅器の場合よりもさら
に相互変調歪が増加するが、歪除去用電力合成器10の
ポートjと出力端子12との間にバンドパスフィルタ1
1を挿入することによって目的とする信号のみを通過さ
せて相互変調によって生じた歪成分を除去して問題のな
いレベルまで低下させることができる。このバンドパス
フィルタ11は主増幅器4がA級増幅であればなくても
よい。In addition to such a configuration, the main amplifier 4 includes
By using a class AB power amplifier instead of a conventional class A power amplifier, the power efficiency of the power amplifier can be increased. In the class AB power amplification, the intermodulation distortion is further increased as compared with the case of the class A amplifier, but the bandpass filter 1 is connected between the port j of the distortion canceling power combiner 10 and the output terminal 12.
By inserting 1, it is possible to pass only the intended signal, remove the distortion component caused by the intermodulation, and reduce it to a level that does not cause any problem. The band-pass filter 11 does not need to have the main amplifier 4 that is a class A amplifier.
【0026】このように本実施形態では、遅延回路に代
えて遅延フィルタを用いることによって素子の容積を大
幅に小さくでき、また主増幅器にAB級電力増幅器を用
いることにより増幅器の電力効率を高めて省電力化で
き、その際相互変調歪の増加する分はバンドパスフィル
タで抑圧して、小形かつ省電力のフィードフォワード増
幅器を実現することができる。特に遅延フィルタ7の場
合は主増幅器4で電力増幅された信号が通過するが、従
来の同軸遅延回路よりも遅延フィルタ7を用いるほうが
容積が小さくなるだけではなく通過信号に対する損失も
少なくできるという効果が得られる。したがって何れか
を従来の遅延回路に代替するとすれば遅延フィルタ6よ
りも遅延フィルタ7のほうを優先すべきである。As described above, in this embodiment, the volume of the element can be significantly reduced by using the delay filter instead of the delay circuit, and the power efficiency of the amplifier can be increased by using the class AB power amplifier as the main amplifier. Power can be saved, and at this time, an increase in intermodulation distortion is suppressed by a bandpass filter, so that a small-sized and power-saving feedforward amplifier can be realized. Particularly, in the case of the delay filter 7, the signal power-amplified by the main amplifier 4 passes. However, the use of the delay filter 7 not only reduces the volume but also reduces the loss to the passing signal as compared with the conventional coaxial delay circuit. Is obtained. Therefore, if one of them is replaced with a conventional delay circuit, the delay filter 7 should be given priority over the delay filter 6.
【0027】(実施の形態2)以下実施の形態2のフィ
ードフォワード増幅器のブロック図を示す図2を用いて
説明する。この実施形態では冗長性を持たせるために2
系統のフィードフォワードユニットを用い、1系統が故
障しても他の系統により作動を続けられるように構成し
たものである。(Embodiment 2) A feedforward amplifier according to Embodiment 2 will be described with reference to FIG. In this embodiment, 2 is used to provide redundancy.
The system is configured such that the feedforward unit of the system can be used to continue the operation by another system even if one system fails.
【0028】入力端子21はウイルキンソン形分配器2
2に接続され、このウイルキンソン形分配器22は増幅
すべき周波数の波長に対して4分の1波長に相当する4
分の1波長線路23,24のそれぞれの一端が接続さ
れ、それぞれの他端は、吸収抵抗器25の両端に接続さ
れて構成される。吸収抵抗器25の両端は、それぞれ単
独のフィードフォワードユニット20a,20bの入力
に接続されている。フィードフォワードユニット20
a,20bは、それぞれ図1のフィードフォワードユニ
ット20と同じものである。The input terminal 21 is a Wilkinson distributor 2
2, the Wilkinson-type distributor 22 corresponds to a quarter wavelength with respect to the wavelength of the frequency to be amplified.
One ends of the one-wavelength lines 23 and 24 are connected, and the other ends are connected to both ends of the absorption resistor 25. Both ends of the absorption resistor 25 are connected to the inputs of the independent feedforward units 20a and 20b, respectively. Feed forward unit 20
a and 20b are the same as the feedforward unit 20 of FIG. 1, respectively.
【0029】そして各フィードフォワードユニットの出
力端子はウイルキンソン形合成器26に接続され、この
ウイルキンソン形合成器26は吸収抵抗器27の両端に
それぞれ4分の1波長線路28,29が接続されてい
る。4分の1波長線路28,29の他端はバンドパスフ
ィルタ30の一端に接続され、バンドパスフィルタ30
の他端は出力端子31に接続されている。バンドパスフ
ィルタ30が存在していて、かつ重複して図1のバンド
パスフィルタ11を加えても差し支えない。The output terminal of each feedforward unit is connected to a Wilkinson-type combiner 26. Quarter-wavelength lines 28 and 29 are connected to both ends of an absorption resistor 27 in the Wilkinson-type combiner 26, respectively. . The other ends of the quarter-wavelength lines 28 and 29 are connected to one end of a band-pass filter 30,
Is connected to the output terminal 31. The band-pass filter 30 exists, and the band-pass filter 11 of FIG. 1 may be added redundantly.
【0030】この実施形態ではフィードフォワードユニ
ットは2組の場合を示したが、出力電力を高めるために
ウイルキンソン形分配器、合成器の4分の1波長線路、
吸収抵抗器を追加して3組以上のフィードフォワードユ
ニットを組み合わせてもよい。ウイルキンソン形分配
器、合成器の詳細については、たとえば総合電子出版社
刊、小西良弘著「高周波・マイクロ波回路の構成法」1
993年6月20日発行、pp.134〜135に示さ
れている。In this embodiment, two feed forward units are shown. However, in order to increase output power, a Wilkinson type divider, a quarter wavelength line of a combiner,
Three or more feedforward units may be combined by adding an absorption resistor. For details of the Wilkinson-type distributor and the synthesizer, see, for example, Yoshihiro Konishi, “Construction Method of High-Frequency / Microwave Circuit,” published by Sogo Denshi Shuppan, Ltd.
Published June 20, 993, pp. 134-135.
【0031】図2を用いて動作を説明する。入力端子2
1からの入力はウイルキンソン形分配器22で2分配さ
れてそれぞれのフィードフォワードユニット20a,2
0bで増幅され、歪を低減された後、ウイルキンソン形
合成器26で電力が合成され、バンドパスフィルタ30
で信号帯域外の歪成分を除去されて出力端子31に出力
される。このとき、たとえばフィードフォワードユニッ
ト20a,20bのいずれか、たとえば20bが故障し
たとすると、入力側においては吸収抵抗器25によって
故障したフィードフォワードユニット20bの入力端子
の影響がほとんど無視でき、またフィードフォワードユ
ニット20aの出力端子から見て故障したフィードフォ
ワードユニット20bの出力端子の影響は吸収抵抗器2
7によってほとんど無視できるので、出力は低下するが
総合したシステムを継続して作動させることができる。The operation will be described with reference to FIG. Input terminal 2
1 is split into two by a Wilkinson splitter 22, and the feedforward units 20a, 20a
0b and the distortion is reduced, the power is combined by the Wilkinson combiner 26, and the bandpass filter 30
Then, the distortion component outside the signal band is removed and output to the output terminal 31. At this time, if any one of the feedforward units 20a and 20b, for example, 20b fails, the effect of the input terminal of the feedforward unit 20b that has failed on the input side due to the absorption resistor 25 can be almost neglected. The effect of the output terminal of the feedforward unit 20b which failed when viewed from the output terminal of the unit 20a is due to the absorption resistor 2
7, the output can be reduced but the integrated system can be continuously operated.
【0032】このように本実施形態によれば、入力信号
をウイルキンソン形分配器で複数個に分配し、実施の形
態1のフィードフォワードユニットを複数組用いて増幅
し、それぞれの出力をウイルキンソン形合成器で合成
し、発生した歪をバンドパスフィルタで除去することに
よって省電力で高出力を得ることができ、単体のフィー
ドフォワードユニットの故障のときにも継続して作動で
きる小形で効率の高いフィードフォワード増幅器を提供
することができる。As described above, according to the present embodiment, the input signal is divided into a plurality of signals by the Wilkinson distributor, amplified by using a plurality of sets of the feedforward unit of the first embodiment, and the respective outputs are combined by Wilkinson type. A small, high-efficiency feed that combines power with a filter and removes the generated distortion with a band-pass filter to achieve high output with low power consumption and can operate continuously even when a single feed-forward unit fails. A forward amplifier can be provided.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明のフィードフ
ォワード増幅器は、請求項1の構成により、遅延回路素
子の容積を大幅に小さくでき、特に第2の遅延フィルタ
の場合は主増幅器で電力増幅された大電力の信号が通過
するが、従来の同軸遅延回路よりも遅延フィルタを用い
るほうが容積が小さくなるだけではなく通過信号に対す
る損失も少なくできるという効果が得られる。As described above, according to the feedforward amplifier of the present invention, the volume of the delay circuit element can be greatly reduced by the structure of the first aspect. In particular, in the case of the second delay filter, the main amplifier amplifies the power. Although a high-power signal passes through, using a delay filter as compared with a conventional coaxial delay circuit has the effect of not only reducing the volume but also reducing the loss to the passing signal.
【0034】また請求項2の構成によってフィードフォ
ワード回路で除去し切れなかった歪を除去できるという
効果が得られる。According to the second aspect of the present invention, there is obtained an effect that distortion that cannot be completely removed by the feedforward circuit can be removed.
【0035】また請求項3の構成によって増幅器の電力
効率を高めて省電力化でき、AB級電力増幅によって相
互変調歪の増加する分はバンドパスフィルタで抑圧する
ことによって低下させることができる。According to the third aspect of the present invention, the power efficiency of the amplifier can be increased to save power, and the increase in intermodulation distortion due to class AB power amplification can be reduced by suppressing it with a bandpass filter.
【0036】さらに請求項4の構成によって単体のフィ
ードフォワード増幅器ではできない高出力が得られ、ま
た冗長性を持たせることにより、作動中にいずれかの単
体のフィードフォワードユニットに故障が生じても出力
が低下するのみにて継続して作動でき、システムの信頼
性を高めるよう作用し、総合的に小形かつ省電力のフィ
ードフォワード増幅器を実現することができる。Further, according to the fourth aspect of the present invention, a high output that cannot be obtained with a single feedforward amplifier can be obtained, and by providing redundancy, even if any single feedforward unit fails during operation, the output can be increased. , The operation can be continued only when the power consumption decreases, and the system operates to enhance the reliability of the system. Thus, a small and power-saving feedforward amplifier can be realized.
【図1】本発明の実施の形態1のフィードフォワード増
幅器のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a feedforward amplifier according to a first embodiment of the present invention;
【図2】同じく実施の形態2のフィードフォワード増幅
器のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a feedforward amplifier according to the second embodiment;
【図3】従来のフィードフォワード増幅器のブロック図FIG. 3 is a block diagram of a conventional feedforward amplifier.
【図4】従来のフィードフォワード増幅器の図3のポー
トa,d,g,jでの信号の周波数スペクトル図FIG. 4 is a frequency spectrum diagram of a signal at ports a, d, g, and j in FIG. 3 of the conventional feedforward amplifier.
1,21 入力端子 2 電力分配器 3,9 ベクトル調整器 4 主増幅器 5 歪検出用電力合成器 6,7 遅延フィルタ 8 歪除去用電力合成器 10 補助増幅器 11,30 バンドパスフィルタ 12,31 出力端子 20,20a,20b フィードフォワードユニット 22 ウイルキンソン形分配器 23,24,28,29 1/4波長線路 25,27 吸収抵抗器 1, 21 input terminal 2 power divider 3, 9 vector adjuster 4 main amplifier 5 distortion detection power combiner 6, 7 delay filter 8 distortion removal power combiner 10 auxiliary amplifier 11, 30 bandpass filter 12, 31 output Terminal 20, 20a, 20b Feed forward unit 22 Wilkinson distributor 23, 24, 28, 29 Quarter wavelength line 25, 27 Absorption resistor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小杉 裕昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 久郷 伸一 神奈川県横浜市港北区網島東四目3番1号 松下通信工業株式会社内 Fターム(参考) 5J090 AA04 AA41 CA21 CA92 FA14 FA20 GN02 GN05 GN07 HA25 HA29 HN03 HN16 KA13 KA15 KA44 KA68 MA14 MA20 SA14 TA01 TA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroaki Kosugi 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Matsushita Communication Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5J090 AA04 AA41 CA21 CA92 FA14 FA20 GN02 GN05 GN07 HA25 HA29 HN03 HN16 KA13 KA15 KA44 KA68 MA14 MA20 SA14 TA01 TA03
Claims (4)
相を調整する第1のベクトル調整器と、 前記第1のベクトル調整器の出力を入力して電力増幅す
る主増幅器と、 前記電力分配器の2分配した他方の出力信号の位相を遅
延させる第1の遅延回路と、 前記主増幅器の出力と前記第1の遅延回路の出力とを逆
位相で合成する歪検出用電力合成器と、 前記歪検出用電力合成器の合成信号を2分配した一方の
出力を遅延させる第2の遅延回路と、 前記歪検出用電力合成器の合成信号を2分配した他方の
出力信号の振幅と位相を調整する第2のベクトル調整器
と、 前記第2のベクトル調整器の出力を増幅する補助増幅器
と、 前記第2の遅延回路の出力と前記補助増幅器の出力とを
逆位相で合成する歪除去用電力合成器とを備え、 前記歪検出用電力合成器において前記第2のベクトル調
整器への入力信号が目的とする信号成分が打ち消されて
歪成分だけになるように前記第1のベクトル調整器と前
記第1の遅延回路とを調整し、 前記歪除去用電力合成器の2つの入力信号の歪成分が打
ち消されて目的とする信号成分だけが出力されるように
前記第2のベクトル調整器と前記第2の遅延回路とを調
整し、 かつ少なくとも前記第2の遅延回路が、または前記第1
および第2の遅延回路が位相遅延特性を持ったフィルタ
で構成されたことを特徴とするフィードフォワード増幅
器。1. A power divider for dividing an input signal into two, a first vector adjuster for adjusting an amplitude and a phase of one of two output signals of the power divider, and a first vector adjuster A main amplifier that receives the output of the power amplifier and amplifies the power, a first delay circuit that delays the phase of the other output signal that is divided into two by the power divider, and an output of the main amplifier and the first delay circuit. A distortion detection power combiner that combines an output with an opposite phase, a second delay circuit that delays one of two outputs of a combined signal of the distortion detection power combiner, and the distortion detection power combiner A second vector adjuster that adjusts the amplitude and phase of the other output signal obtained by dividing the synthesized signal into two, an auxiliary amplifier that amplifies an output of the second vector adjuster, and an output of the second delay circuit And the output of the auxiliary amplifier in opposite phase. And a distortion compensating power combiner, wherein the distortion detecting power combiner cancels out the first signal so that a target signal component of an input signal to the second vector adjuster is canceled out and becomes only a distortion component. And the second delay adjuster and the second delay adjuster so that the distortion components of the two input signals of the distortion removal power combiner are canceled and only the intended signal component is output. And the second delay circuit is adjusted, and at least the second delay circuit or the first delay circuit
And a second delay circuit comprising a filter having a phase delay characteristic.
帯域通過フィルタを出力端に備えた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。2. The feed-forward amplifier according to claim 1, further comprising a band-pass filter at an output end for passing only a target signal frequency.
項2記載のフィードフォワード増幅器。3. The feedforward amplifier according to claim 2, wherein the main amplifier is a class AB power amplifier.
配器と、 前記分配器の複数の分配出力をそれぞれ入力して増幅す
る請求項1−3のいずれかに記載の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の出力を合成する
合成器と、 前記合成器の出力端に、目的とする信号周波数のみを通
過させる帯域通過フィルタを備えたことを特徴とするフ
ィードフォワード増幅器。4. A plurality of feedforward amplifiers according to claim 1, wherein the distributor distributes an input signal to outputs of a plurality of systems, and a plurality of distributed outputs of the distributor are input and amplified. A combiner that combines outputs of the plurality of feedforward amplifiers; and a band-pass filter that passes only a target signal frequency at an output end of the combiner.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11046220A JP2000244253A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Feed forward amplifier |
EP00103060A EP1030441A3 (en) | 1999-02-16 | 2000-02-15 | Feedforward amplifier |
US09/504,365 US6326845B1 (en) | 1999-02-16 | 2000-02-15 | Feedforward amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11046220A JP2000244253A (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Feed forward amplifier |
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JP2000244253A true JP2000244253A (en) | 2000-09-08 |
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ID=12741038
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002100939A (en) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Distortion compensation amplifier |
WO2003026059A1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-03-27 | Paratek Microwave, Inc. | Tunable filters having variable bandwidth and variable delay |
JP2011530870A (en) * | 2008-08-05 | 2011-12-22 | ノースロップ グルムマン コーポレイション | Method and apparatus for a Josephson distributed output amplifier |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP11046220A patent/JP2000244253A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002100939A (en) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Hitachi Kokusai Electric Inc | Distortion compensation amplifier |
WO2003026059A1 (en) * | 2001-09-20 | 2003-03-27 | Paratek Microwave, Inc. | Tunable filters having variable bandwidth and variable delay |
JP2011530870A (en) * | 2008-08-05 | 2011-12-22 | ノースロップ グルムマン コーポレイション | Method and apparatus for a Josephson distributed output amplifier |
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