JP2001284975A - フィードフォワード増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば広帯域の信号を主増幅器により増幅す
るような場合であっても、歪補償の精度を高めるフィー
ドフォワード増幅器を提供する。 【解決手段】 歪検出ループでは入力信号を分岐して一
方の入力信号を主増幅器４で増幅し、主増幅器出力信号
を分岐して、一方の主増幅器出力信号と前記分岐された
他方の入力信号とを互いに反転して合成して主増幅器で
生じた歪成分信号を抽出し、歪補償ループでは歪検出ル
ープから出力された歪成分信号と前記分岐された他方の
主増幅器出力信号とを互いに反転して合成して主増幅器
で生じた歪成分を除去した主増幅器出力信号を得るに際
して、入力信号は複数の周波数の信号から構成され、ず
れ補償手段Ｖ１〜ＶＮが周波数毎に主増幅器で発生する
振幅ずれや位相ずれの逆成分を主増幅器により増幅され
る信号に各周波数毎に加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば移動体通信
の基地局装置や中継局装置に用いられるフィードフォワ
ード増幅器に関し、特に、例えば広帯域の信号を増幅器
により増幅するような場合であっても、周波数毎に増幅
器で発生する振幅ずれや位相ずれを各周波数毎に補償す
ることにより、歪補償の精度を高めるフィードフォワー
ド増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば携帯電話システム等の移動無線シ
ステムに設けられる基地局装置では、移動局装置等との
間で電波を無線通信することが行われ、また、このよう
なシステムに設けられる中継局装置では、基地局装置か
ら受信した電波を増幅して当該電波を移動局装置に対し
て無線送信する等の中継処理が行われる。このような基
地局装置や中継局装置の送信部等では、例えば多チャン
ネルの電波を同時に増幅することが行われるため、これ
らの装置に備えられる増幅器にはかなりの直線性が要求
されるが、これには限界がある。

【０００３】そこで、例えば増幅器の非線形動作により
発生する歪をキャンセルする回路方式として、非線形歪
補償回路、すなわち自己調整型フィードフォワード（Ｓ
ＡＦＦ：Self Adjusting Feed Forwa rd）回路と呼ばれ
る歪補償増幅器を実装した装置が用いられる。従来よ
り、このようなフィードフォワード増幅器としては、例
えば特開平５−３１５８４７公報に記載されるものや、
特開平８−７８９６５号公報に記載されるものが知られ
ている。

【０００４】このようなフィードフォワード増幅器は、
その大まかな構成として、歪検出ループと歪補償ループ
とを直列に配したものであり、歪検出ループでは、入力
信号を分岐して一方の入力信号を増幅器（本明細書で
は、主増幅器と言う）により増幅し、この主増幅器出力
信号を分岐して、当該分岐された一方の主増幅器出力信
号と前記分岐された他方の入力信号とを互いに反転して
合成することにより主増幅器で生じた歪成分信号を抽出
し、歪補償ループでは、歪検出ループから出力された歪
成分信号を増幅器（本明細書では、補助増幅器と言う）
により増幅し、当該増幅された補助増幅器出力信号と前
記分岐された他方の主増幅器出力信号とを互いに反転し
て合成することにより主増幅器で生じた歪成分を除去し
た主増幅器出力信号を得るようにしている。

【０００５】ここで、図３には、上記のようなフィード
フォワード増幅器の一例を示してある。このフィードフ
ォワード増幅器は、大別すると、上記したように、主増
幅器２５で生じた歪成分信号を抽出する処理を行う歪検
出ループと、主増幅器２５で生じた歪成分を除去した主
増幅器出力信号を得る処理を行う歪補償ループとから構
成されている。

【０００６】歪検出ループでは、例えば増幅対象となる
ＲＦ（無線周波数）信号が入力端子２１を介して方向性
結合器２２に入力され、当該ＲＦ入力信号がベクトル調
整器２３及び主増幅器２５を流れて方向性結合器２７に
入力される側と、遅延線２６を流れて当該方向性結合器
２７に入力される側とに分岐される。

【０００７】ベクトル調整器２３は、信号の振幅成分と
位相成分を可変できるように可変減衰器と可変位相器と
を有しており、方向性結合器２２から入力されたＲＦ入
力信号の振幅及び位相の調整を行う。なお、この例で
は、歪補償ループによる（パイロット信号レベルの）検
出に応じてベクトル調整の制御を行うため、パイロット
信号発振器２４により発生させた特定周波数のパイロッ
ト信号を結合器により主増幅器２５の入力に結合させる
ようにしている。

【０００８】方向性結合器２７では、主増幅器２５から
の出力（主増幅器出力信号）を分岐して、当該分岐した
一方の主増幅器出力信号を一方の出力とするとともに、
当該分岐した他方の主増幅器出力信号を信号合成部Ｑ１
で遅延線２６からのＲＦ入力信号と反転合成して他方の
出力とする。すなわち、方向性結合器２７では、主増幅
器２５で増幅されたＲＦ信号及びパイロット信号が分岐
されて、一方の分岐信号が歪補償ループの遅延線２８に
入力されるとともに、ベクトル調整や増幅による遅延と
等しい遅延が遅延線２６により与えられたＲＦ入力信号
と他方の分岐信号とが反転合成されて、当該合成結果
（すなわち、主増幅器２５により増幅されたパイロット
信号及び主増幅器２５でＲＦ入力信号に起因して発生し
た歪成分信号（ＲＦ入力信号の歪成分信号））が歪補償
ループのベクトル調整器３０を介して補助増幅器３１に
入力される。

【０００９】ここで、レベル検出器２９は、方向性結合
器２７からベクトル調整器３０へ入力される信号から結
合器により直流成分を検出し、検出した当該信号の振幅
値を例えば制御回路（図示せず）へ出力する。なお、方
向性結合器２７からベクトル調整器３０へ入力される信
号には、主増幅器２５で発生した歪成分信号や主増幅器
２５により増幅されたパイロット信号が含まれ、また、
信号合成部Ｑ１でＲＦ入力信号が完全に相殺されない
（すなわち、ゼロとならない）場合には相殺しきれなか
ったＲＦ入力信号も含まれる。

【００１０】制御回路では、レベル検出器２９により検
出される信号の振幅値に基づいてベクトル調整器２３の
制御を行い、具体的には、レベル検出器２９により検出
される信号の振幅値が最小（すなわち、歪検出ループに
よるＲＦ入力信号のキャンセル量が最大）となるように
ベクトル調整器２３による振幅及び位相の調整量を制御
する。

【００１１】なお、理想的には、方向性結合器２７の信
号合成部Ｑ１で合成される２つのＲＦ入力信号（すなわ
ち、主増幅器２５から出力されて当該信号合成部Ｑ１へ
伝送されるＲＦ入力信号と、遅延線２６から出力されて
当該信号合成部Ｑ１へ伝送されるＲＦ入力信号）の振幅
を同一にするとともに、これら２つのＲＦ入力信号の位
相を１８０度ずらして合成することにより、当該信号合
成部Ｑ１から出力される信号に含まれるＲＦ入力信号を
ゼロにすることができる。

【００１２】本明細書では、このように２つの信号を同
一振幅及び逆相（１８０度ずれた位相）で合成すること
を反転合成（互いに反転して合成すること）と言ってお
り、本明細書に言う反転合成には、例えば合成される２
つの信号の振幅が実用上で有効な相殺効果が得られる程
度で異なっているような場合や、例えば合成される２つ
の信号の位相差が実用上で有効な相殺効果が得られる程
度で１８０度からずれているような場合も含んでいる。

【００１３】歪補償ループでは、方向性結合器２７から
ベクトル調整器３０へ入力される信号を当該ベクトル調
整器３０により振幅調整及び位相調整した後に補助増幅
器３１により増幅し、当該補助増幅器出力信号とベクト
ル調整や増幅による遅延と等しい遅延が遅延線２８によ
り与えられた主増幅器出力信号とを方向性結合器３２の
信号合成部Ｑ２で反転合成し、これにより主増幅器２５
で発生した歪成分信号をキャンセル除去した信号（主増
幅器２５により増幅されたＲＦ入力信号及びパイロット
信号）を出力端子３４から例えばアンテナへ出力する。

【００１４】ここで、パイロット信号レベル検出器３３
は、方向性結合器３２から出力される信号から結合器に
より直流成分を検出し、検出した当該信号の振幅値を例
えば制御回路（図示せず）へ出力する。なお、方向性結
合器３２から出力される信号には、主増幅器２５により
増幅されたＲＦ入力信号が含まれ、また、信号合成部Ｑ
２で歪成分信号やパイロット信号が完全に相殺されない
（すなわち、ゼロとならない）場合には相殺しきれなか
った歪成分信号やパイロット信号も含まれる。この場
合、方向性結合器３２から出力される信号に含まれる歪
成分信号の量とパイロット信号の量とは相関を有する
（例えば比例する）とみなすことができる。

【００１５】制御回路では、パイロット信号レベル検出
器３３により検出される信号の振幅値に基づいてベクト
ル調整器３０の制御を行い、具体的には、パイロット信
号レベル検出器３３により検出されるパイロット信号の
振幅値が最小（すなわち、歪補償ループによる歪成分信
号のキャンセル量が最大）となるようにベクトル調整器
３０による振幅及び位相の調整量を制御する。

【００１６】なお、ベクトル調整器３０は、例えば上記
したベクトル調整器２３と同様に、信号の振幅成分と位
相成分を可変できるように可変減衰器と可変位相器とを
有しており、方向性結合器２７から入力された信号の振
幅及び位相の調整を行う。また、上述したのと同様に、
理想的には、方向性結合器３２の信号合成部Ｑ２で合成
される２つの歪成分信号（なお、この例では、上記のよ
うにパイロット信号を参照している）の振幅を同一にす
るとともに、これら２つの歪成分信号の位相を１８０度
ずらして合成することにより、当該信号合成部Ｑ２から
出力される信号に含まれる歪成分信号をゼロにすること
ができる。

【００１７】以上のように、上記図３に示したフィード
フォワード増幅器では、歪補償対象の増幅器である主増
幅器２５を含む歪検出ループで反転合成により入力信号
以外の歪成分を検出し、検出した歪成分を歪補償ループ
に入力して当該歪成分を必要な振幅調整及び位相調整や
増幅した後に、当該歪成分と主増幅器２５で増幅された
信号とを反転合成して当該増幅信号に含まれる歪成分を
相殺することにより、主増幅器２５で発生した歪を補償
している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなフィードフォワード増幅器では、例えば線形増幅
器である当該フィードフォワード増幅器に備えられる主
増幅器２５として高出力用の増幅器等が用いられるとこ
ろ、このような増幅器が有している周波数依存特性に応
じて主増幅器２５から出力される増幅信号の振幅や位相
が周波数毎にずれてしまうといった不具合があった。こ
のため、例えば広帯域の信号を増幅するような場合には
特に、振幅や位相の偏差により歪補償が困難になってし
まうといった不具合があった。

【００１９】ここで、主増幅器２５として用いられる増
幅器の周波数依存特性の一例として、図４（ａ）には周
波数に対する位相ずれの特性例を示してあり、同図
（ｂ）には周波数に対する振幅ずれの特性例を示してあ
る。なお、同図（ａ）のグラフの横軸は主増幅器２５に
より増幅される信号の周波数［ＧＨｚ］を示しており、
縦軸は主増幅器２５により増幅されて出力される当該信
号の位相角度のずれ（位相ずれ）［度（°）］を示して
いる。また、同図（ｂ）のグラフの横軸は主増幅器２５
により増幅される信号の周波数［ＧＨｚ］を示してお
り、縦軸は主増幅器２５により増幅されて出力される当
該信号の振幅のずれ（振幅ずれ）［ｄＢ］を示してい
る。

【００２０】同図（ａ）に示した位相ずれの特性は、主
増幅器２５から出力される信号の電力レベルが４５ｄＢ
ｍとなるような設定で当該主増幅器２５を動作させた場
合に得られたものであり、２．０ＧＨｚを基準周波数と
していて、つまり、２．０ＧＨｚの信号が主増幅器２５
で増幅されて出力される場合の当該出力信号の位相をゼ
ロとみなして、周波数に対する位相ずれを示してある。
同図（ａ）に示されるように、周波数と位相ずれとの間
には波型のような相関性があり、例えば、周波数が１．
８ＧＨｚである場合には位相ずれが＋５度であり、周波
数が２．２ＧＨｚである場合には位相ずれが−５度であ
る。

【００２１】また、同図（ｂ）に示した振幅ずれの特性
は、上記と同様に、主増幅器２５から出力される信号の
電力レベルが４５ｄＢｍとなるような設定で当該主増幅
器２５を動作させた場合に得られたものであり、２．０
ＧＨｚを基準周波数としていて、つまり、２．０ＧＨｚ
の信号が主増幅器２５で増幅されて出力される場合の当
該出力信号の振幅をゼロとみなして、周波数に対する振
幅ずれを示してある。同図（ｂ）に示されるように、周
波数と振幅ずれとの間には波型のような相関性があり、
例えば、周波数が１．８ＧＨｚである場合には振幅ずれ
が＋２ｄＢであり、周波数が２．２ＧＨｚである場合に
は振幅ずれが−２ｄＢである。

【００２２】このように、上記のようなフィードフォワ
ード増幅器では、主増幅器２５で周波数毎に振幅ずれや
位相ずれが発生してしまい、このような振幅ずれや位相
ずれは例えば上記従来例で示したような歪検出ループ内
のベクトル調整器２３により振幅調整や位相調整を行っ
たとしても補償されないため、例えば上記従来例で示し
たような方向性結合器２７の信号合成部Ｑ１における歪
成分信号の検出の精度が悪くなってしまうことが生じ
る。このため、上記のようなフィードフォワード増幅器
では、歪補償の精度（歪改善量）が低下してしまい、例
えばスプリアスとなって送出されてしまうこと等が生じ
てしまうといった不具合があった。

【００２３】具体的に、上記図４（ａ）及び同図（ｂ）
に示した周波数依存特性を有した主増幅器２５を用いた
フィードフォワード増幅器を例とすると、このようなフ
ィードフォワード増幅器では、例えば主増幅器２５から
の出力信号の電力レベルを４５ｄＢｍ前後に設定した場
合には上記従来例で示したような歪検出ループ内のベク
トル調整器２３により使用周波数帯域の信号の振幅及び
位相を調整しても十分な歪改善量を得ることができない
周波数帯が発生してしまうため、上述のような不具合が
生じてしまうことになる。

【００２４】特に、例えば今後の移動体通信方式として
は、従来用いられていた方式と比べて周波数占有帯域の
広いＷ−ＣＤＭＡ方式が主流となることが予想される
が、上記のようなフィードフォワード増幅器を用いた場
合には、このような広帯域の信号を主増幅器で増幅する
際に周波数毎に発生する振幅ずれや位相ずれの影響が大
きいため、この影響を解消することができる技術の開発
が必須とされている。

【００２５】なお、上記のような振幅ずれや位相ずれの
影響を回避するために、従来では、例えば使用周波数帯
域を構成する各周波数帯域毎に専用の主増幅器を備える
といった構成も検討等されていたが、このような構成で
は多数の主増幅器を備える必要があることから経済性が
悪いといった問題があった。こうしたことから、例えば
広帯域の信号を共通の主増幅器で増幅した場合であって
も、周波数毎に主増幅器で発生する振幅ずれや位相ずれ
の影響を解消することができる技術の開発が望まれてい
た。

【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、例えば広帯域の信号を（共通
の）増幅器により増幅するような場合であっても、周波
数毎に増幅器で発生する振幅ずれや位相ずれを各周波数
毎に補償して、歪補償の精度を高めることができるフィ
ードフォワード増幅器を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るフィードフォワード増幅器では、歪検
出ループと歪補償ループとを直列に配して有し、歪検出
ループでは入力信号を分岐して一方の入力信号を増幅器
により増幅し、増幅器出力信号を分岐して、当該分岐さ
れた一方の増幅器出力信号と前記分岐された他方の入力
信号とを互いに反転して合成することにより増幅器で生
じた歪成分信号を抽出し、歪補償ループでは歪検出ルー
プから出力された歪成分信号と前記分岐された他方の増
幅器出力信号とを互いに反転して合成することにより増
幅器で生じた歪成分を除去した増幅器出力信号を得るに
際して、入力信号が複数の周波数の信号から構成されて
いる場合において、ずれ補償手段が周波数毎に増幅器で
発生する振幅ずれ或いは位相ずれの少なくともいずれか
一方の逆成分を当該増幅器により増幅される信号に各周
波数毎に加える。

【００２８】従って、増幅器により増幅される信号に各
周波数毎に加えられる前記逆成分と周波数毎に当該増幅
器で発生する振幅ずれや位相ずれとが打ち消し合うた
め、例えば広帯域の信号を増幅器により増幅するような
場合であっても、周波数毎に増幅器で発生する振幅ずれ
や位相ずれを各周波数毎に補償することができる。この
ため、例えば増幅器から出力される信号の振幅や位相を
周波数にかかわらず同一（或いは、実用上で有効な程度
でほぼ同一）にすることができ、これにより、歪補償の
精度を高めることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係るフィード
フォワード増幅器を図面を参照して説明する。図１に
は、本例のフィードフォワード増幅器の一例を示してあ
り、このフィードフォワード増幅器の構成や動作は、例
えば歪検出ループに備えられた主増幅器４の前段におい
て当該主増幅器４で発生する振幅ずれや位相ずれを各周
波数毎に補償するといった点を除いては、上記図３に示
したフィードフォワード増幅器の構成や動作と同様であ
る。

【００３０】このため、本例では、例えば上記図３に示
したものと同様な構成部分であるパイロット信号発振器
３や、主増幅器４や、２つの遅延線５、７や、信号合成
部Ｐ１での信号合成によって歪成分信号を検出する方向
性結合器６や、レベル検出器８や、補助増幅器１０や、
当該方向性結合器６と補助増幅器１０との間に備えられ
たベクトル調整器９や、信号合成部Ｐ２での信号合成に
よって歪成分信号を除去する方向性結合器１１や、パイ
ロット信号レベル検出器１２や、出力端子１３について
は、詳しい説明を省略する。

【００３１】以下では、主として、本例の特徴部分であ
る歪検出ループに備えられたＮ個の入力端子Ｔ１〜ＴＮ
や、Ｎ個の方向性結合器Ｈ１〜ＨＮや、Ｎ個のベクトル
調整器Ｖ１〜ＶＮや、２つの方向性結合器１、２につい
て詳しく説明する。まず、本例のフィードフォワード増
幅器では、使用周波数帯域をＮ分割して得られる各周波
数帯域毎のＲＦ信号が各入力端子Ｔ１〜ＴＮを介して入
力される。すなわち、各入力端子Ｔ１〜ＴＮは、増幅対
象となる信号がＮ個の周波数帯域の信号に分割されたも
のを各周波数帯域毎に入力して、当該入力信号を自己の
後段に接続された各方向性結合器Ｈ１〜ＨＮへ出力する
機能を有している。

【００３２】具体的に、増幅対象となる信号全体の周波
数帯域（すなわち、使用周波数帯域）がｆ１［ＧＨｚ］
〜ｆ２（＝ｆ１＋Ｎ・Δ）［ＧＨｚ］であるとすると、
一例として、当該使用周波数帯域を等分割した場合に
は、第１の入力端子Ｔ１にはｆ１［ＧＨｚ］〜（ｆ１＋
Δ）［ＧＨｚ］の信号が入力され、第２の入力端子Ｔ２
には（ｆ１＋Δ）［ＧＨｚ］〜（ｆ１＋２・Δ）［ＧＨ
ｚ］の信号が入力され、第Ｎの入力端子ＴＮには（ｆ１
＋（Ｎ−１）・Δ）［ＧＨｚ］〜ｆ２（＝ｆ１＋Ｎ・
Δ）［ＧＨｚ］の信号が入力されるといったように、第
ｋの入力端子Ｔｋには（ｆ１＋（ｋ−１）・Δ）［ＧＨ
ｚ］〜（ｆ１＋ｋ・Δ）［ＧＨｚ］の信号が入力され
る。

【００３３】各方向性結合器Ｈ１〜ＨＮは、各入力端子
Ｔ１〜ＴＮから入力された各周波数帯域毎の信号を２つ
の信号に分配して、一方の分配信号を自己の後段に接続
された各ベクトル調整器Ｖ１〜ＶＮへ出力するととも
に、他方の分配信号を（全ての方向性結合器Ｈ１〜ＨＮ
に共通の）方向性結合器２へ出力する機能を有してい
る。

【００３４】各ベクトル調整器Ｖ１〜ＶＮは、例えば信
号の振幅成分と位相成分を可変することができるように
可変減衰器と可変位相器とを有しており、各方向性結合
器Ｈ１〜ＨＮから入力された各周波数帯域毎の信号の振
幅や位相を調整して、当該調整後の信号を（全てのベク
トル調整器Ｖ１〜ＶＮに共通の）方向性結合器１へ出力
する機能を有している。

【００３５】方向性結合器１は、上記したＮ個のベクト
ル調整器Ｖ１〜ＶＮから入力される各周波数帯域毎の信
号を合成して、当該合成信号（すなわち、各周波数帯域
毎に振幅や位相を調整した使用周波数帯域の信号）を主
増幅器４へ出力する機能を有している。なお、本例で
は、歪補償ループによる（パイロット信号レベルの）検
出に応じてベクトル調整の制御を行うため、パイロット
信号発振器３により発生させた特定周波数のパイロット
信号を結合器により主増幅器４の入力に結合させるよう
にしている。また、主増幅器４により増幅された信号は
方向性結合器６へ出力されて歪成分信号の検出等に用い
られる。

【００３６】方向性結合器２は、上記したＮ個の方向性
結合器Ｈ１〜ＨＮから入力される各周波数帯域毎の信号
を合成して、当該合成信号（すなわち、使用周波数帯域
の信号）を遅延線５へ出力する機能を有している。な
お、遅延線５へ出力された当該合成信号は当該遅延線５
を介して方向性結合器６へ出力されて歪成分信号の検出
に用いられる。

【００３７】ここで、上記した各ベクトル調整器Ｖ１〜
ＶＮにより行われる振幅や位相の調整について詳しく説
明する。すなわち、本例では、各ベクトル調整器Ｖ１〜
ＶＮにより各周波数帯域毎の信号の振幅や位相を調整す
ることで、方向性結合器６の信号合成部Ｐ１で合成され
る２つのＲＦ入力信号（すなわち、主増幅器４から出力
されて当該信号合成部Ｐ１へ伝送されるＲＦ入力信号
と、遅延線５から出力されて当該信号合成部Ｐ１へ伝送
されるＲＦ入力信号）の振幅を全使用周波数帯域にわた
って同一にするとともに、これら２つのＲＦ入力信号の
位相を全使用周波数帯域にわたって１８０度ずらしてい
る。

【００３８】なお、このようなベクトル調整器Ｖ１〜Ｖ
Ｎによる振幅や位相の調整は、例えばレベル検出器８に
より検出される信号の振幅値に基づいて行われ、具体的
には、例えば制御回路（図示せず）がレベル検出器８に
より検出される信号の振幅値が最小（すなわち、歪検出
ループによるＲＦ入力信号のキャンセル量が最大）とな
るように各ベクトル調整器Ｖ１〜ＶＮによる振幅及び位
相の調整量を制御することにより行われる。

【００３９】本例では、上記のような各ベクトル調整器
Ｖ１〜ＶＮによる振幅や位相の調整を行うことにより、
主増幅器４の周波数依存特性に応じて周波数毎に当該主
増幅器４で発生する振幅ずれや位相ずれを各周波数帯域
毎に補償することも実現されており、以下で、これにつ
いて具体的に説明する。

【００４０】なお、一般に、本例のようなフィードフォ
ワード増幅器では使用周波数帯域内で３０ｄＢ以上の歪
抑圧量を確保することが望ましく、このためには当該使
用周波数帯域内での周波数毎の振幅ずれが０．５ｄＢ以
内であって位相ずれが２度以内であることが必要である
ため、本例では、このような条件を満たすように振幅及
び位相の調整を行う場合を示す。また、本例では、主増
幅器４の周波数依存特性が上記図４（ａ）及び同図
（ｂ）に示したのと同じ特性である場合を例として示
す。

【００４１】すなわち、このような場合には、例えば図
２（ａ）及び同図（ｂ）に示されるように、使用周波数
帯域である１．８ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚ（（２．０±
０．２）ＧＨｚ）の帯域を８等分する。ここで、使用周
波数帯域の幅は４００ＭＨｚであることから、このよう
な帯域分割を行うと、分割された各周波数帯域の幅は５
０ＭＨｚとなる。

【００４２】なお、図２（ａ）には、主増幅器４に関す
る周波数に対する位相ずれの特性例として上記図４
（ａ）に示したのと同様な特性が示されており、図２
（ａ）のグラフの横軸は主増幅器４により増幅される信
号の周波数［ＧＨｚ］を示しており、縦軸は主増幅器４
により増幅されて出力される当該信号の位相角度のずれ
（位相ずれ）［度（°）］を示している。また、図２
（ｂ）には、主増幅器４に関する周波数に対する振幅ず
れの特性例として上記図４（ｂ）に示したのと同様な特
性が示されており、図２（ｂ）のグラフの横軸は主増幅
器４により増幅される信号の周波数［ＧＨｚ］を示して
おり、縦軸は主増幅器４により増幅されて出力される当
該信号の振幅のずれ（振幅ずれ）［ｄＢ］を示してい
る。

【００４３】同図（ａ）に示されるように、５０ＭＨｚ
の幅を有した各周波数帯域内での位相ずれは、例えば
１．９５ＧＨｚ〜２．０ＧＨｚの周波数帯域内及び２．
０ＧＨｚ〜２．０５ＧＨｚの周波数帯域内で最も大き
く、その位相ずれの大きさは約２度となる。また、同図
（ｂ）に示されるように、５０ＭＨｚの幅を有した各周
波数帯域内での振幅ずれは、例えば１．９５ＧＨｚ〜
２．０ＧＨｚの周波数帯域内及び２．０ＧＨｚ〜２．０
５ＧＨｚの周波数帯域内で最も大きく、その振幅ずれの
大きさは約０．５ｄＢとなる。

【００４４】このため、本例の場合には、例えば入力端
子Ｔ１〜ＴＮや方向性結合器Ｈ１〜ＨＮやベクトル調整
器Ｖ１〜ＶＮの数を８として（すなわち、Ｎ＝８とし
て）、各入力端子Ｔ１〜ＴＮが５０ＭＨｚの帯域幅を有
する各周波数帯域毎の信号を入力し、各方向性結合器Ｈ
１〜ＨＮが当該各周波数帯域毎の信号を分配し、各ベク
トル調整器Ｖ１〜ＶＮが当該各周波数帯域毎の信号の振
幅や位相を調整する構成とすることで、使用周波数帯域
内での周波数毎の振幅ずれを０．５ｄＢ以内とするとと
もに位相ずれを２度以内とすることができる。

【００４５】ここで、本例の各ベクトル調整器Ｖ１〜Ｖ
Ｎでは上述のように方向性結合器６の信号合成部Ｐ１で
反転合成が実現されるように各周波数帯域毎の信号の振
幅や位相を調整しているが、説明の便宜上から仮に各ベ
クトル調整器Ｖ１〜ＶＮが主増幅器４で発生する周波数
毎の振幅ずれや位相ずれの補償のみを行っているとする
と、各ベクトル調整器Ｖ１〜ＶＮでは、例えば各周波数
毎に主増幅器４で発生する振幅ずれの逆成分を各周波数
帯域毎の信号に加えることにより当該信号の振幅ずれを
低減させるとともに、例えば各周波数毎に主増幅器４で
発生する位相ずれの逆成分を各周波数帯域毎の信号に加
えることにより当該信号の位相ずれを低減させているこ
ととなる。

【００４６】つまり、本例の場合には、８分割された周
波数帯域の全て（使用周波数帯域）にわたって振幅ずれ
が０．５ｄＢ以内であって位相ずれが２度以内となるよ
うに、各周波数帯域毎の信号の振幅や位相を各周波数帯
域毎に調整することが行われている。そして、このよう
な調整を行うことにより、方向性結合器６の信号合成部
Ｐ１で合成される２つのＲＦ入力信号の振幅を使用周波
数帯域全体にわたってほぼ同一にするとともに、これら
２つのＲＦ入力信号の位相差を使用周波数帯域全体にわ
たってほぼ１８０度にすることができるため、使用周波
数帯域全体にわたって十分な歪低減量を確保することが
できる。

【００４７】以上のように、本例のフィードフォワード
増幅器では、例えば広帯域の信号を共通の主増幅器４に
より増幅するような場合であっても、周波数毎に主増幅
器４で発生する振幅ずれや位相ずれを各周波数帯域毎に
補償することができ、これにより、主増幅器４から出力
される信号の振幅や位相を周波数にかかわらず同一（或
いは、実用上で有効な程度でほぼ同一）にすることがで
きるため、歪補償の精度を高めることができる。

【００４８】なお、本例では、上述のように、フィード
フォワード増幅器に入力される増幅対象となる信号は複
数の周波数の信号から構成されている。また、本例で
は、各ベクトル調整器Ｖ１〜ＶＮが主増幅器４により増
幅される信号の振幅や位相を各周波数帯毎に調整して、
周波数毎に主増幅器４で発生する振幅ずれや位相ずれを
補償する機能により、本発明に言うずれ補償手段が構成
されている。ここで、このような振幅ずれや位相ずれの
補償は、上記したように、例えば周波数毎に主増幅器４
で発生する振幅ずれや位相ずれの逆成分を主増幅器４に
より増幅される信号に各周波数帯毎に加えることにより
実現される。

【００４９】なお、本例では、好ましい態様として、増
幅器（本例では、主増幅器４）で発生する振幅ずれと位
相ずれとの両方を補償する場合を示したが、例えばいず
れか一方のみを補償するような構成が用いられてもよ
く、このような構成においても、振幅ずれと位相ずれと
のいずれか一方を補償することにより、従来と比べて歪
補償の精度を高めることができる。

【００５０】また、増幅器（本例では、主増幅器４）に
より増幅される信号に加える振幅ずれの逆成分や位相ず
れの逆成分としては、例えば当該増幅器で発生する振幅
ずれの正負を反転させたもの（大きさは同じ）や位相ず
れの正負を反転させたもの（大きさは同じ）を用いると
ずれを完全に相殺する（すなわち、ゼロにする）ことが
できて好ましいが、実用上で有効な程度でずれを低減さ
せることができれば、例えば増幅器で発生する振幅ずれ
の大きさや位相ずれの大きさと異なる大きさの逆成分が
用いられてもよい。

【００５１】また、本例では、好ましい態様として、方
向性結合器６の信号合成部Ｐ１での反転合成を実現する
ための振幅調整及び位相調整を各ベクトル調整器Ｖ１〜
ＶＮで行うに際して、同時に、各周波数毎に増幅器（本
例では、主増幅器４）で発生する振幅ずれや位相ずれを
補償したが、例えば増幅器で発生する振幅ずれや位相ず
れを補償する手段（例えばベクトル調整器）と前記反転
合成を実現するための手段（例えばベクトル調整器）と
を別個に構成することも可能である。

【００５２】また、増幅器（本例では、主増幅器４）で
発生する振幅ずれや位相ずれを補償する仕方としては、
例えば増幅器で発生した振幅ずれや位相ずれを検出して
当該検出結果に基づいて行う仕方（本例では、前記反転
合成の精度に基づいて行う仕方、すなわち当該反転合成
結果中に含まれるＲＦ入力信号の電力レベルに基づいて
行う仕方）ばかりでなく、例えば理論や実験により予め
得られた各周波数毎の振幅ずれや位相ずれに基づいて行
う仕方が用いられてもよい。

【００５３】また、本例では、好ましい態様として、増
幅器（本例では、主増幅器４）により増幅される前の信
号の振幅や位相を各周波数毎に調整して振幅ずれや位相
ずれを補償する場合を示したが、例えば増幅器により増
幅された後の信号の振幅や位相を各周波数毎に調整して
振幅ずれや位相ずれを補償する構成とすることも可能で
ある。

【００５４】また、本例では、複数の周波数帯域に分割
された信号が増幅対象の信号として複数の入力端子Ｔ１
〜ＴＮを介してフィードフォワード増幅器に入力される
構成を示したが、例えば複数の周波数帯域に分割されて
いない状態で増幅対象となる信号が１つの入力端子を介
してフィードフォワード増幅器に入力される構成が用い
られてもよく、このような構成においては、フィードフ
ォワード増幅器では例えば当該入力端子から入力した信
号を複数の周波数の信号に分割する手段を備えて、分割
した各周波数毎の信号の振幅や位相を各周波数毎に調整
することで、周波数毎に増幅器で発生する振幅ずれや位
相ずれを補償する。

【００５５】なお、本発明に係るフィードフォワード増
幅器の構成としては、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。具体例として、
フィードフォワード増幅器による増幅対象となる信号の
周波数や、当該信号の周波数帯域幅や、当該信号が例え
ば複数の周波数帯域の信号に分割される場合における各
周波数帯域の帯域幅や、当該分割の数としては、特に限
定はなく、種々な構成が用いられてもよい。なお、本明
細書に言う周波数帯域には、例えば帯域幅がゼロである
周波数帯域（すなわち、或る特定の周波数）も含まれて
いる。

【００５６】また、本発明に係るフィードフォワード増
幅器により行われる振幅ずれや位相ずれの補償処理等の
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
る構成であってもよく、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ＣＤ−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。

【００５７】また、本発明に係るフィードフォワード増
幅器は、種々な装置に適用することが可能なものである
が、上記課題で示したように、特に、例えば周波数占有
帯域の広いＷ−ＣＤＭＡ方式を用いた基地局装置や中継
局装置等に適用して好適なものである。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るフィ
ードフォワード増幅器によると、歪検出ループと歪補償
ループとを直列に配して有し、歪検出ループでは入力信
号を分岐して一方の入力信号を増幅器により増幅し、増
幅器出力信号を分岐して、当該分岐された一方の増幅器
出力信号と前記分岐された他方の入力信号とを互いに反
転して合成することにより増幅器で生じた歪成分信号を
抽出し、歪補償ループでは歪検出ループから出力された
歪成分信号と前記分岐された他方の増幅器出力信号とを
互いに反転して合成することにより増幅器で生じた歪成
分を除去した増幅器出力信号を得るに際して、例えば入
力信号が複数の周波数の信号から構成されている場合に
おいて、周波数毎に増幅器で発生する振幅ずれ或いは位
相ずれの少なくともいずれか一方の逆成分を当該増幅器
により増幅される信号に各周波数毎に加えるようにした
ため、例えば広帯域の信号を増幅器により増幅するよう
な場合であっても、周波数毎に増幅器で発生する振幅ず
れや位相ずれを各周波数毎に補償することができ、これ
により、歪補償の精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィードフォワード増幅器の一例
を示す図である。

【図２】使用周波数帯域を８分割した場合を説明するた
めの図である。

【図３】従来例に係るフィードフォワード増幅器の一例
を示す図である。

【図４】主増幅器の位相や振幅の周波数依存特性の一例
を示す図である。

【符号の説明】

Ｔ１〜ＴＮ・・入力端子、 Ｈ１〜ＨＮ、１、２、６、
１１・・方向性結合器、Ｖ１〜ＶＮ、９・・ベクトル調
整器、 ３・・パイロット信号発振器、４・・主増幅
器、 ５、７・・遅延線、 ８・・レベル検出器、１０
・・補助増幅器、 １２・・パイロット信号レベル検出
器、１３・・出力端子、 Ｐ１、Ｐ２・・信号合成部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 CA62 FA01 FA19 GN02 GN05 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA68 MA14 SA14 TA01 TA03 5J091 AA01 AA41 CA21 CA62 FA01 FA19 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA68 MA14 SA14 TA01 TA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歪検出ループと歪補償ループとを直列に
   配して有し、 歪検出ループでは、入力信号を分岐して一方の入力信号
   を増幅器により増幅し、増幅器出力信号を分岐して、当
   該分岐された一方の増幅器出力信号と前記分岐された他
   方の入力信号とを互いに反転して合成することにより増
   幅器で生じた歪成分信号を抽出し、 歪補償ループでは、歪検出ループから出力された歪成分
   信号と前記分岐された他方の増幅器出力信号とを互いに
   反転して合成することにより増幅器で生じた歪成分を除
   去した増幅器出力信号を得るフィードフォワード増幅器
   において、 入力信号は複数の周波数の信号から構成されており、 周波数毎に増幅器で発生する振幅ずれ或いは位相ずれの
   少なくともいずれか一方の逆成分を当該増幅器により増
   幅される信号に各周波数毎に加えるずれ補償手段を備え
   たことを特徴とするフィードフォワード増幅器。