JP2003101353A - フィードフォワード非線型歪補償増幅器 - Google Patents
フィードフォワード非線型歪補償増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主増幅器が故障してその利得が低下しても、
該主増幅器で発生する歪成分を効果的に抑圧して状態で
増幅動作が継続できるようにする。 【解決手段】 歪検出ループＬ１では、入力端子１から
のマルチキャリア信号は、分配器２で一部分配された
後、可変減衰器３，可変移相器４を介して主増幅器５に
供給され、そこで増幅されて分配器７に供給される。分
配器２で分配された信号（分配信号）Ｂ’は、可変減衰
器１６で減衰され、同軸遅延線６で遅延され、分配信号
Ｂとして分配器７に供給される。分配器７では、主増幅
器５の出力信号Ａの一部の分配信号Ｃと分配信号Ｂとが
減算処理されて、主増幅器５で発生する歪信号Ｄが得ら
れる。主増幅器５が故障してその利得が低下し、これを
減衰器３で補償できないときには、制御回路１４は制御
信号Ｇ３で可変減衰器１６の減衰量を制御し、分配信号
Ｂ，Ｃの振幅を等しくする。
該主増幅器で発生する歪成分を効果的に抑圧して状態で
増幅動作が継続できるようにする。 【解決手段】 歪検出ループＬ１では、入力端子１から
のマルチキャリア信号は、分配器２で一部分配された
後、可変減衰器３，可変移相器４を介して主増幅器５に
供給され、そこで増幅されて分配器７に供給される。分
配器２で分配された信号（分配信号）Ｂ’は、可変減衰
器１６で減衰され、同軸遅延線６で遅延され、分配信号
Ｂとして分配器７に供給される。分配器７では、主増幅
器５の出力信号Ａの一部の分配信号Ｃと分配信号Ｂとが
減算処理されて、主増幅器５で発生する歪信号Ｄが得ら
れる。主増幅器５が故障してその利得が低下し、これを
減衰器３で補償できないときには、制御回路１４は制御
信号Ｇ３で可変減衰器１６の減衰量を制御し、分配信号
Ｂ，Ｃの振幅を等しくする。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号を増幅す
る主増幅器と、この主増幅器で発生する歪、例えば、該
入力信号をマルチキャリア信号とした場合などでの相互
変調歪を補償するフィードフォワード（Feed Forward：
以下、ＦＦという）ループを備えた非線型歪補償増幅器
に係り、特に、そのＦＦループを最適化するための制御
方法や主増幅器で発生する歪の補償方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】移動体通信用の基地局・中継局では、所
定の周波数間隔で夫々適宜変調された複数の搬送波から
なるマルチキャリア信号を、高周波増幅した後、無線送
信するが、この高周波増幅に用いる増幅器の線型性が充
分良好でないと、例えば、相互変調歪などの各種の歪が
発生する。このため、マルチキャリア信号などの異なる
周波数の複数搬送波からなる信号を増幅する増幅器に対
しては、かかる信号の周波数帯域全体に亘って良好な線
型性が要求される。 【０００３】いま、マルチキャリア信号を例として、マ
ルチキャリア信号の増幅に適する超低歪増幅器を実現す
る手法の１つに、従来、ＦＦ増幅方式が知られている。
これは、入力したマルチキャリア信号を主増幅器で増幅
して出力する本線と、この主増幅器で増幅されたマルチ
キャリア信号からこの主増幅器で発生した歪成分を検出
するＦＦループの歪検出ループと、この歪検出ループで
検出された歪成分を用いて主増幅器で増幅されたマルチ
キャリア信号から歪を除去するＦＦループの歪補償ルー
プとから構成されるものである。 【０００４】かかるＦＦ増幅方式による非線型歪補償増
幅器の従来例が、例えば、特開平７ー３０３０５０号公
報や特開平８ー３０７１６１号公報に開示されている
が、まず、図３により、かかるＦＦ増幅方式による非線
型歪補償増幅器の基本的な構成及びその動作について説
明する。なお、１は入力端子、２は分配器、３は可変減
衰器、４は可変移相器、５は主増幅器、６は同軸遅延
線、７は分配器、８は同軸遅延線、９は可変減衰器、１
０は可変移相器、１１は補助増幅器、１２は分配器、１
３は出力端子、１４は制御回路、１５は制御信号発生回
路である。 【０００５】同図において、入力端子１から分配器２，
主増幅器５，分配器７，同軸遅延線８，分配器１２を通
って出力端子１３に至る信号経路が本線を形成するもの
である。この本線では、入力端子１からの入力信号（こ
こでは、マルチキャリア信号とする）は、分配器２で一
部分配された後、可変減衰器３及び可変移相器４を経由
して主増幅器５に供給される。主増幅器５で高周波増幅
されたマルチキャリア信号は、分配器７で一部分配され
た後、同軸遅延線８で所定の遅延量だけ遅延され、分配
器１２を通って出力端子１３から出力される。 【０００６】かかる本線において、主増幅器５で良好な
線型性が得られない場合、マルチキャリア信号で、例え
ば、相互変調が生じ、これによる歪（相互変調歪）など
といった各種の歪が発生してマルチキャリア信号に混入
する。かかる歪を除去するために、かかる非線型歪補償
増幅器では、いずれもＦＦループの歪検出ループＬ１と
歪補償ループＬ２とが設けられ、歪検出ループＬ１によ
り、主増幅器５で発生してマルチキャリア信号に混入し
た歪成分を検出し、歪補償ループＬ２により、検出した
かかる歪成分を用いて、マルチキャリア信号に混入して
いる歪成分を除去するようにしている。 【０００７】歪検出ループＬ１は、本線での可変減衰器
３，可変移相器４及び主増幅器５と、同軸遅延線６と、
分配器２，７とから構成される。かかる構成の歪検出ル
ープＬ１では、入力端子１から入力されたマルチキャリ
ア信号が分配器２に供給され、その一部が分配されて残
りが本線に供給される。この分配された信号は、同軸遅
延線６で所定の遅延量だけ遅延された後、分配信号Ｂと
して分配器７に供給される。 【０００８】この分配器７は、主増幅器５の出力信号Ａ
を、その一部を分配して残りを本線の同軸遅延線８に供
給する分配機能とともに、この主増幅器５の出力信号Ａ
の分配信号から同軸遅延線６からの分配信号Ｂを減算す
る減算機能をも有している。そこで、分配器７では、主
増幅器５の出力信号Ａから分配されて信号（図示しない
が、これを、以下、分配信号Ｃという）から同軸遅延線
６からの分配信号Ｂが減算される。この減算処理によっ
て得られる差信号Ｄは歪補償ループＬ２の可変減衰器９
に供給される。 【０００９】ここで、同軸遅延線６の遅延量は、本線で
の可変減衰器３，可変移相器４及び主増幅器５の遅延量
の合計に等しく設定される。可変減衰器３の減衰量は、
主増幅器５の出力信号Ａからの分配器７による分配信号
Ｃと同軸遅延線６からの分配信号とが等しい振幅となる
ように設定され、また、可変移相器４の位相量は、同じ
く分配信号Ｂ，Ｃの位相が一致するように設定されてい
る。従って、分配器７から出力される差信号Ｄは、主増
幅器５で発生する相互変調歪などの歪成分である。可変
減衰器３の減衰量や可変移相器４の位相量は、かかる差
信号Ｄが歪成分として精度良く得られるようにするよう
に、制御回路１４の制御信号発生回路１５で発生される
制御信号Ｇ１，θ１によって制御される。 【００１０】歪補償ループＬ２は、本線での同軸遅延線
８と、可変減衰器９，可変移相器１０及び補助増幅器１
１と、分配器７，１２とから構成されである。かかる構
成の歪補償ループＬ２では、分配器７で主増幅器５の出
力信号Ａのうちの分配信号Ｃ以外の信号、即ち、マルチ
スキャン信号Ｅが、同軸遅延線８で所定の遅延量だけ遅
延された後、分配器１２に供給される。また、分配器７
で得られた歪成分Ｄは、可変減衰器９及び可変移相器１
０を経由して補助増幅器１１に供給される。補助増幅器
１１で増幅された歪成分Ｆは分配器１２に供給される。
この分配器１２は減算機能を有しており、同軸遅延線８
からのマルチスキャン信号Ｅから補助増幅器１１からの
歪成分Ｆを減算する。これにより、主増幅器５で生じた
歪を除去されたマルチスキャン信号Ｇが得られ、出力端
子１３から出力される。 【００１１】ここで、同軸遅延線８の遅延量は、可変減
衰器９，可変移相器１０及び補助増幅器１１の遅延量の
合計に等しく設定される。可変減衰器９の減衰量は、分
配器７から出力されるマルチスキャン信号Ｅに混入して
いる歪成分と補助増幅器１１からの歪成分Ｆとが等しい
振幅となるように設定され、また、可変移相器１０の位
相量は、これら歪成分の位相が一致するように設定され
ている。従って、このように精度良く設定されると、分
配器１２からは歪成分が精度良く除かれたマルチスキャ
ン信号Ｇが得られる。可変減衰器３の減衰量や可変移相
器４の位相量は、かかる歪成分の除去が精度良くなされ
るようにするように、制御回路１４の制御信号発生回路
１５で発生される制御信号Ｇ２，θ２によって制御され
る。 【００１２】上記の特開平８ー３０７１６１号公報に
は、かかるＦＦ増幅器において、可変減衰器３，９の減
衰量や可変移相器４，１０の位相量を電源投入時に設定
する一手段が開示されている。これによると、分配器１
２の出力Ｇを検波する検波器と、温度検出器と、これら
検波器の検波出力と温度検出器の検出温度とに応じた可
変減衰器３，９の減衰量や可変移相器４，１０の位相量
の制御信号を有するメモリテーブルとを用い、検波出力
と検出温度とに応じた制御信号をメモリテーブルから読
み取って可変減衰器３，９の減衰量や可変移相器４，１
０の位相量を制御し、これにより、特に、電源投入時で
の歪成分を最小に抑圧できるようにするとともに、定常
動作時において、主増幅器５や補助増幅器１１の故障に
よる利得低下が生じた場合、そのときに用いられている
制御信号と、そのときの検波出力と検出温度とに応じた
メモリテーブルでの制御信号との不一致を検出し、この
検出によって警報信号を出力してかかる故障を発見でき
るようにしている。 【００１３】また、上記の特開平７ー３０３０５０号に
記載の従来技術は、パイロット信号を用いて可変減衰器
３，９の減衰量や可変移相器４，１０の位相量（ここで
は、可変減衰器と可変移相器とをまとめてベクトル変調
器としている）を設定するものである。即ち、図３にお
いて、入力端子１から第１のパイロット信号を入力し、
また、主増幅器５の出力側から分配器７に第２のパイロ
ット信号を入力する。そして、分配器７からの差信号Ｄ
から第１のパイロット信号を検出して歪検出ループＬ１
をチェックし、かかる第１のパイロット信号が検出され
ないように、歪検出ループＬ１のベクトル変調器、即
ち、可変減衰器３と可変移相器４とを設定制御する。ま
た、分配器１２の出力Ｇから第２のパイロット信号を検
出し、これが検出されないように、歪補償ループＬ２の
ベクトル変調器、即ち、可変減衰器９と可変移相器１０
との設定値を補償する。 【００１４】かかる特開平７ー３０３０５０号に記載の
従来技術において、上記の補償がなされれば、検出器の
第１または第２のパイロット信号の検出レベルはほぼ０
となるが、主増幅器５が故障するなどしてほぼ０となり
得ず、所定レベル以上の検出レベルが得られた場合に
は、このことを表示して操作者や保守者に知らせるとと
もに、電源を遮断するようにしている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】以上のように、図３に
示すような従来のＦＦ増幅器では、主増幅器５が正常に
動作しているときに、分配器７から出力される差信号Ｄ
が歪成分のみからなるように、可変減衰器３の減衰量や
可変移相器４の位相量を設定できるものである。しか
し、主増幅器５での増幅素子などが破損などして主増幅
器５の利得が減少する場合があり、このような場合に
は、可変減衰器３の減衰量でもってかかる主増幅器５の
利得低下を補償することができない場合もある。即ち、
可変減衰器３の減衰量の調整可能範囲を越えて、主増幅
器５の利得が減少してしまう場合もあるのである。 【００１６】このような場合、上記特開平８ー３０７１
６１号公報に記載の従来技術では、これを検出すると、
警報を発するものであり、また、上記の特開平７ー３０
３０５０号に記載の従来技術では、これを表示するとと
もに、電源を遮断するようにしていた。 【００１７】しかし、主増幅器が故障すると同時に電源
を遮断してしまうと、かかるＦＦ増幅回路は、従って、
このＦＦ増幅回路を使用した移動通信用の基地局・中継
局は動作が停止してしまい、移動通信ができなくなって
しまう。また、上記の特開平８ー３０７１６１号公報に
記載のように、警報を発しながらそのままＦＦ増幅回路
を動作状態にしておくと、主増幅器５の出力信号Ａの分
配信号Ｃと同軸遅延線６からの分配信号Ｂとで振幅が一
致しなくなるので、分配器７から出力される差信号Ｄに
は、歪成分ばかりでなく、マルチキャリア信号の搬送波
も含まれることになり、補助増幅器１１の出力信号Ｆで
の歪成分と同軸遅延線８からのマルチキャリア信号Ｅ中
の歪成分との振幅が一致しなくなり、分配器１２の出力
信号Ｇに歪成分が残留することになる。 【００１８】本発明の目的は、かかる問題を解消し、主
増幅器がその増幅素子が破損するなどして故障しても、
該主増幅器で発生する歪成分を効果的に抑圧した状態で
動作を続けることができるようにしたフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器を提供することにある。 【００１９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力信号を第１，第２の２系統の信号に
分配する第１の分配手段と、該分配手段で分配されて該
第１の系統の信号を増幅する主増幅器と、該第１の分配
手段で分配された該第２の系統の信号を、該第１の系統
の信号の遅れを補償するように、遅延する遅延手段と、
該主増幅器の出力信号を第３，第４の２系統の信号に分
配し、該第３の系統の信号と該遅延手段からの該第２の
系統の信号とを減算処理して該主増幅器で混入された歪
成分を抽出する第２の分配手段と、該第２の分配手段で
抽出された該歪成分を用いて該第２の分配手段で分配さ
れた該第４の系統の信号から該主増幅器で混入された歪
成分を除去する歪補償手段とを備えたフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器であって、該第１の分配手段で分
配された該第２の系統の信号を処理する可変減衰手段を
設け、該可変減衰器で処理された該第２の系統の信号を
該遅延手段に供給する構成とする。 【００２０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明によるフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器の一実施形態を示すブロック図で
あって、１６は可変減衰器であり、図３に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。 【００２１】同図において、歪検出ループＬ１における
分配器２と同軸遅延線６との間に可変減衰器１６を設け
ており、これ以外の構成は、図３に示した従来例と同様
である。この可変減衰器１６は、主増幅器５がその増幅
素子が破損するなどして故障し、主増幅器５の利得が可
変減衰器３で補償できない程度に低下しても、主増幅器
５の出力信号Ａからの分配器７による分配信号Ｃと同軸
遅延線６からの分配信号Ｂとがほぼ等しい振幅となるよ
うにするものである。 【００２２】分配器２により、入力端子１からの入力マ
ルチスキャン信号から分配された分配信号Ｂ’は、可変
減衰器１６で減衰された後、図３に示した従来例と同
様、同軸遅延線６で遅延され、分配信号Ｂとして分配器
７に供給される。これ以降の処理は、図３に示した従来
例と同様である。 【００２３】この可変減衰器１６では、制御回路１４か
らの制御信号Ｇ３により、その減衰量として、それを増
加できるように、所定の初期値（例えば、最小減衰量）
が設定されており、かかる状態で、分配器７による主増
幅器５の出力信号Ａからの分配信号Ｃと同軸遅延線６か
らの分配信号Ｂとの振幅が一致するように、制御回路１
４が、制御信号Ｇ１，θ１により、可変減衰器３の減衰
量と可変移相器４の位相量とを制御する。 【００２４】制御回路１４は、例えば、分配器７から分
配信号Ｂ，Ｃを取り込み、これらを振幅比較することに
より、これらの振幅を監視しており、これらが不一致と
なると、制御信号Ｇ１により、可変減衰器３の減衰量を
制御して、これら分配信号Ｂ，Ｃの振幅が一致するよう
にしている。 【００２５】そこで、いま、主増幅器５の増幅素子が破
損するなどしてその利得が減少すると、制御回路１４
は、制御信号Ｇ１により、可変減衰器３の減衰量を制御
して分配信号Ｂ，Ｃの振幅が一致するようにするが、こ
の減衰量を最小にしても、分配信号Ｂ，Ｃの振幅を一致
させることができない場合には、制御回路１４は、制御
信号Ｇ３により、可変減衰器１６の減衰量を制御し（増
加させ）、分配信号Ｂの方の振幅を小さくする。これに
より、分配信号Ｂ，Ｃの振幅を一致させることができ
る。 【００２６】この場合、出力端子１３に得られるマルチ
スキャン信号Ｇの振幅が減少するが、このマルチスキャ
ン信号Ｇでは、主増幅器５で発生する歪が効果的に抑圧
されたおり、増幅動作を停止させることなく、歪が効果
的に抑圧されたマルチスキャン信号を出力することがで
きる。 【００２７】なお、可変減衰器１６の減衰量がその上限
に達しても、分配信号Ｃの振幅を分配信号Ｂの振幅に一
致させることができない場合には、歪が効果的に抑圧さ
れたマルチスキャン信号を得ることができないから、制
御回路１４は、これを検出することにより、図示しない
手段によって電源を切って増幅動作を停止させる。 【００２８】図２は本発明によるフィードフォワード非
線型歪補償増幅器の他の実施形態を示すブロック図であ
って、１７はパイロット信号発生回路、１８は混合器、
１９はパイロット信号発生回路、２０は混合器、２１，
２２はパイロット検出器であり、図１に対応する部分に
は同一符号を付けて重複する説明を省略する。 【００２９】この実施形態は、上記の特開平７ー３０３
０５０号公報に記載の従来技術のように、パイロット信
号を用いて主増幅器の利得を監視するものである。 【００３０】図２において、パイロット発生器１７で
は、周波数ｆ１のパイロット信号Ｐ１を発生し、混合器
１８で入力端子１からのマルチスキャン信号と混合され
て歪検出ループＬ１に供給される。ここでは、勿論この
パイロット信号Ｐ１の周波数ｆ１は、入力端子１から入
力されるマルチスキャン信号の搬送周波数のいずれとも
異なるものである。歪検出ループＬ１では、このパイロ
ット信号Ｐ１がマルチスキャン信号とともに、図１に示
した実施形態と場合と同様に処理される。従って、分配
器７では、分配信号Ｃ中のパイロット信号Ｐ１と分配信
号Ｂ中のパイロット信号Ｐ１とが減算処理され、分配信
号Ｃと分配信号Ｂとの振幅が等しいときには、分売器７
からの差信号Ｄには、パイロット信号Ｐ１は含まれな
い。 【００３１】パイロット検出回路２１はこの差信号Ｄか
らパイロット信号Ｐ１を検出するものであって、その検
出結果が制御回路１４に供給される。パイロット検出回
路２１でパイロット信号Ｐ１が検出されないときには、
制御回路１４は、各制御信号Ｇ１，θ１，Ｇ３により、
歪検出ループＬ１での各回路の設定値をそのままの値に
保持するが、パイロット検出回路２１でパイロット信号
Ｐ１が検出されると（即ち、その振幅≠０）、制御回路
１４は、制御信号Ｇ１により、パイロット検出回路２１
でのパイロット信号Ｐ１の検出振幅が０となるように、
可変減衰器３の減衰量を制御する。 【００３２】しかし、かかる可変減衰器３の減衰量の制
御にかかわらず、パイロット検出回路２１でのパイロッ
ト信号Ｐ１の検出振幅が０とならない場合には、可変減
衰器３の減衰量を下限に維持したまま（即ち、主増幅器
５の出力信号Ａに混合されているパイロット信号Ｐ１の
振幅を最大にする）、制御信号Ｇ３により、可変減衰器
１６の減衰量を増加させる。これにより、パイロット検
出回路２１でのパイロット信号Ｐ１の検出振幅を０にす
ることができる。 【００３３】勿論、これでも、この検出振幅を０にでき
ない場合には、図１に示した実施形態と同様、図示しな
い手段によって電源を切って増幅動作を停止させる。 【００３４】なお、歪補償ループＬ２を調整可能とする
ためには、パイロット信号Ｐ１やマルチキャリア信号の
搬送周波数とは異なる周波数ｆ２のパイロットＰ２を発
生するパイロット発生器１９を設け、このパイロット信
号Ｐ２を、混合器２０により、主増幅器５の出力信号Ａ
に混合して歪補償ループＬ２の分配器７に供給し、ま
た、分配器１２の出力信号からパイロット検出器２２で
このパイロット信号Ｐ２を検出するようにする。制御回
路１４は、このパイロット検出回路２２の検出出力を取
り込んでその振幅を判定し、この振幅が０となるよう
に、制御信号Ｇ２，θ２により、可変減衰器９の減衰量
と可変移相器１０の位相量とを制御する。 【００３５】分配器７から出力される差信号Ｄにマルチ
スキャン信号が含まれていないときには、差信号Ｄは主
増幅器５による歪成分とパイロット信号Ｐ２とからな
り、また、このとき、分配器７からの出力信号Ｅに含ま
れる歪成分と補助増幅器１１から出力される歪成分との
振幅，位相が一致しているときには、この出力信号Ｅと
歪信号Ｆとに含まれるパイロット信号Ｐ２は振幅，位相
が一致しており、これらパイロット信号Ｐ２が分配器１
２で減算処理されることにより、パイロット検出器２２
でパイロット信号Ｐ２は検出されない。 【００３６】なお、この実施形態でも、パイロット検出
器２１でパイロット信号Ｐ１が検出されないように、歪
検出ループＬ１での可変減衰器３，１６の減衰量や可変
移相器４の位相量が設定された後、パイロット検出器２
２でパイロット信号Ｐ２が検出されないように、歪補償
ループＬ２での可変減衰器９の減衰量や可変移相器１０
の位相量が設定される。 【００３７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主増幅器が故障してその利得が低下しても、主増幅器で
発生する歪を効果的に低減した状態で増幅動作を継続さ
せることができる。
る主増幅器と、この主増幅器で発生する歪、例えば、該
入力信号をマルチキャリア信号とした場合などでの相互
変調歪を補償するフィードフォワード（Feed Forward：
以下、ＦＦという）ループを備えた非線型歪補償増幅器
に係り、特に、そのＦＦループを最適化するための制御
方法や主増幅器で発生する歪の補償方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】移動体通信用の基地局・中継局では、所
定の周波数間隔で夫々適宜変調された複数の搬送波から
なるマルチキャリア信号を、高周波増幅した後、無線送
信するが、この高周波増幅に用いる増幅器の線型性が充
分良好でないと、例えば、相互変調歪などの各種の歪が
発生する。このため、マルチキャリア信号などの異なる
周波数の複数搬送波からなる信号を増幅する増幅器に対
しては、かかる信号の周波数帯域全体に亘って良好な線
型性が要求される。 【０００３】いま、マルチキャリア信号を例として、マ
ルチキャリア信号の増幅に適する超低歪増幅器を実現す
る手法の１つに、従来、ＦＦ増幅方式が知られている。
これは、入力したマルチキャリア信号を主増幅器で増幅
して出力する本線と、この主増幅器で増幅されたマルチ
キャリア信号からこの主増幅器で発生した歪成分を検出
するＦＦループの歪検出ループと、この歪検出ループで
検出された歪成分を用いて主増幅器で増幅されたマルチ
キャリア信号から歪を除去するＦＦループの歪補償ルー
プとから構成されるものである。 【０００４】かかるＦＦ増幅方式による非線型歪補償増
幅器の従来例が、例えば、特開平７ー３０３０５０号公
報や特開平８ー３０７１６１号公報に開示されている
が、まず、図３により、かかるＦＦ増幅方式による非線
型歪補償増幅器の基本的な構成及びその動作について説
明する。なお、１は入力端子、２は分配器、３は可変減
衰器、４は可変移相器、５は主増幅器、６は同軸遅延
線、７は分配器、８は同軸遅延線、９は可変減衰器、１
０は可変移相器、１１は補助増幅器、１２は分配器、１
３は出力端子、１４は制御回路、１５は制御信号発生回
路である。 【０００５】同図において、入力端子１から分配器２，
主増幅器５，分配器７，同軸遅延線８，分配器１２を通
って出力端子１３に至る信号経路が本線を形成するもの
である。この本線では、入力端子１からの入力信号（こ
こでは、マルチキャリア信号とする）は、分配器２で一
部分配された後、可変減衰器３及び可変移相器４を経由
して主増幅器５に供給される。主増幅器５で高周波増幅
されたマルチキャリア信号は、分配器７で一部分配され
た後、同軸遅延線８で所定の遅延量だけ遅延され、分配
器１２を通って出力端子１３から出力される。 【０００６】かかる本線において、主増幅器５で良好な
線型性が得られない場合、マルチキャリア信号で、例え
ば、相互変調が生じ、これによる歪（相互変調歪）など
といった各種の歪が発生してマルチキャリア信号に混入
する。かかる歪を除去するために、かかる非線型歪補償
増幅器では、いずれもＦＦループの歪検出ループＬ１と
歪補償ループＬ２とが設けられ、歪検出ループＬ１によ
り、主増幅器５で発生してマルチキャリア信号に混入し
た歪成分を検出し、歪補償ループＬ２により、検出した
かかる歪成分を用いて、マルチキャリア信号に混入して
いる歪成分を除去するようにしている。 【０００７】歪検出ループＬ１は、本線での可変減衰器
３，可変移相器４及び主増幅器５と、同軸遅延線６と、
分配器２，７とから構成される。かかる構成の歪検出ル
ープＬ１では、入力端子１から入力されたマルチキャリ
ア信号が分配器２に供給され、その一部が分配されて残
りが本線に供給される。この分配された信号は、同軸遅
延線６で所定の遅延量だけ遅延された後、分配信号Ｂと
して分配器７に供給される。 【０００８】この分配器７は、主増幅器５の出力信号Ａ
を、その一部を分配して残りを本線の同軸遅延線８に供
給する分配機能とともに、この主増幅器５の出力信号Ａ
の分配信号から同軸遅延線６からの分配信号Ｂを減算す
る減算機能をも有している。そこで、分配器７では、主
増幅器５の出力信号Ａから分配されて信号（図示しない
が、これを、以下、分配信号Ｃという）から同軸遅延線
６からの分配信号Ｂが減算される。この減算処理によっ
て得られる差信号Ｄは歪補償ループＬ２の可変減衰器９
に供給される。 【０００９】ここで、同軸遅延線６の遅延量は、本線で
の可変減衰器３，可変移相器４及び主増幅器５の遅延量
の合計に等しく設定される。可変減衰器３の減衰量は、
主増幅器５の出力信号Ａからの分配器７による分配信号
Ｃと同軸遅延線６からの分配信号とが等しい振幅となる
ように設定され、また、可変移相器４の位相量は、同じ
く分配信号Ｂ，Ｃの位相が一致するように設定されてい
る。従って、分配器７から出力される差信号Ｄは、主増
幅器５で発生する相互変調歪などの歪成分である。可変
減衰器３の減衰量や可変移相器４の位相量は、かかる差
信号Ｄが歪成分として精度良く得られるようにするよう
に、制御回路１４の制御信号発生回路１５で発生される
制御信号Ｇ１，θ１によって制御される。 【００１０】歪補償ループＬ２は、本線での同軸遅延線
８と、可変減衰器９，可変移相器１０及び補助増幅器１
１と、分配器７，１２とから構成されである。かかる構
成の歪補償ループＬ２では、分配器７で主増幅器５の出
力信号Ａのうちの分配信号Ｃ以外の信号、即ち、マルチ
スキャン信号Ｅが、同軸遅延線８で所定の遅延量だけ遅
延された後、分配器１２に供給される。また、分配器７
で得られた歪成分Ｄは、可変減衰器９及び可変移相器１
０を経由して補助増幅器１１に供給される。補助増幅器
１１で増幅された歪成分Ｆは分配器１２に供給される。
この分配器１２は減算機能を有しており、同軸遅延線８
からのマルチスキャン信号Ｅから補助増幅器１１からの
歪成分Ｆを減算する。これにより、主増幅器５で生じた
歪を除去されたマルチスキャン信号Ｇが得られ、出力端
子１３から出力される。 【００１１】ここで、同軸遅延線８の遅延量は、可変減
衰器９，可変移相器１０及び補助増幅器１１の遅延量の
合計に等しく設定される。可変減衰器９の減衰量は、分
配器７から出力されるマルチスキャン信号Ｅに混入して
いる歪成分と補助増幅器１１からの歪成分Ｆとが等しい
振幅となるように設定され、また、可変移相器１０の位
相量は、これら歪成分の位相が一致するように設定され
ている。従って、このように精度良く設定されると、分
配器１２からは歪成分が精度良く除かれたマルチスキャ
ン信号Ｇが得られる。可変減衰器３の減衰量や可変移相
器４の位相量は、かかる歪成分の除去が精度良くなされ
るようにするように、制御回路１４の制御信号発生回路
１５で発生される制御信号Ｇ２，θ２によって制御され
る。 【００１２】上記の特開平８ー３０７１６１号公報に
は、かかるＦＦ増幅器において、可変減衰器３，９の減
衰量や可変移相器４，１０の位相量を電源投入時に設定
する一手段が開示されている。これによると、分配器１
２の出力Ｇを検波する検波器と、温度検出器と、これら
検波器の検波出力と温度検出器の検出温度とに応じた可
変減衰器３，９の減衰量や可変移相器４，１０の位相量
の制御信号を有するメモリテーブルとを用い、検波出力
と検出温度とに応じた制御信号をメモリテーブルから読
み取って可変減衰器３，９の減衰量や可変移相器４，１
０の位相量を制御し、これにより、特に、電源投入時で
の歪成分を最小に抑圧できるようにするとともに、定常
動作時において、主増幅器５や補助増幅器１１の故障に
よる利得低下が生じた場合、そのときに用いられている
制御信号と、そのときの検波出力と検出温度とに応じた
メモリテーブルでの制御信号との不一致を検出し、この
検出によって警報信号を出力してかかる故障を発見でき
るようにしている。 【００１３】また、上記の特開平７ー３０３０５０号に
記載の従来技術は、パイロット信号を用いて可変減衰器
３，９の減衰量や可変移相器４，１０の位相量（ここで
は、可変減衰器と可変移相器とをまとめてベクトル変調
器としている）を設定するものである。即ち、図３にお
いて、入力端子１から第１のパイロット信号を入力し、
また、主増幅器５の出力側から分配器７に第２のパイロ
ット信号を入力する。そして、分配器７からの差信号Ｄ
から第１のパイロット信号を検出して歪検出ループＬ１
をチェックし、かかる第１のパイロット信号が検出され
ないように、歪検出ループＬ１のベクトル変調器、即
ち、可変減衰器３と可変移相器４とを設定制御する。ま
た、分配器１２の出力Ｇから第２のパイロット信号を検
出し、これが検出されないように、歪補償ループＬ２の
ベクトル変調器、即ち、可変減衰器９と可変移相器１０
との設定値を補償する。 【００１４】かかる特開平７ー３０３０５０号に記載の
従来技術において、上記の補償がなされれば、検出器の
第１または第２のパイロット信号の検出レベルはほぼ０
となるが、主増幅器５が故障するなどしてほぼ０となり
得ず、所定レベル以上の検出レベルが得られた場合に
は、このことを表示して操作者や保守者に知らせるとと
もに、電源を遮断するようにしている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】以上のように、図３に
示すような従来のＦＦ増幅器では、主増幅器５が正常に
動作しているときに、分配器７から出力される差信号Ｄ
が歪成分のみからなるように、可変減衰器３の減衰量や
可変移相器４の位相量を設定できるものである。しか
し、主増幅器５での増幅素子などが破損などして主増幅
器５の利得が減少する場合があり、このような場合に
は、可変減衰器３の減衰量でもってかかる主増幅器５の
利得低下を補償することができない場合もある。即ち、
可変減衰器３の減衰量の調整可能範囲を越えて、主増幅
器５の利得が減少してしまう場合もあるのである。 【００１６】このような場合、上記特開平８ー３０７１
６１号公報に記載の従来技術では、これを検出すると、
警報を発するものであり、また、上記の特開平７ー３０
３０５０号に記載の従来技術では、これを表示するとと
もに、電源を遮断するようにしていた。 【００１７】しかし、主増幅器が故障すると同時に電源
を遮断してしまうと、かかるＦＦ増幅回路は、従って、
このＦＦ増幅回路を使用した移動通信用の基地局・中継
局は動作が停止してしまい、移動通信ができなくなって
しまう。また、上記の特開平８ー３０７１６１号公報に
記載のように、警報を発しながらそのままＦＦ増幅回路
を動作状態にしておくと、主増幅器５の出力信号Ａの分
配信号Ｃと同軸遅延線６からの分配信号Ｂとで振幅が一
致しなくなるので、分配器７から出力される差信号Ｄに
は、歪成分ばかりでなく、マルチキャリア信号の搬送波
も含まれることになり、補助増幅器１１の出力信号Ｆで
の歪成分と同軸遅延線８からのマルチキャリア信号Ｅ中
の歪成分との振幅が一致しなくなり、分配器１２の出力
信号Ｇに歪成分が残留することになる。 【００１８】本発明の目的は、かかる問題を解消し、主
増幅器がその増幅素子が破損するなどして故障しても、
該主増幅器で発生する歪成分を効果的に抑圧した状態で
動作を続けることができるようにしたフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器を提供することにある。 【００１９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力信号を第１，第２の２系統の信号に
分配する第１の分配手段と、該分配手段で分配されて該
第１の系統の信号を増幅する主増幅器と、該第１の分配
手段で分配された該第２の系統の信号を、該第１の系統
の信号の遅れを補償するように、遅延する遅延手段と、
該主増幅器の出力信号を第３，第４の２系統の信号に分
配し、該第３の系統の信号と該遅延手段からの該第２の
系統の信号とを減算処理して該主増幅器で混入された歪
成分を抽出する第２の分配手段と、該第２の分配手段で
抽出された該歪成分を用いて該第２の分配手段で分配さ
れた該第４の系統の信号から該主増幅器で混入された歪
成分を除去する歪補償手段とを備えたフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器であって、該第１の分配手段で分
配された該第２の系統の信号を処理する可変減衰手段を
設け、該可変減衰器で処理された該第２の系統の信号を
該遅延手段に供給する構成とする。 【００２０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明によるフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器の一実施形態を示すブロック図で
あって、１６は可変減衰器であり、図３に対応する部分
には同一符号を付けて重複する説明を省略する。 【００２１】同図において、歪検出ループＬ１における
分配器２と同軸遅延線６との間に可変減衰器１６を設け
ており、これ以外の構成は、図３に示した従来例と同様
である。この可変減衰器１６は、主増幅器５がその増幅
素子が破損するなどして故障し、主増幅器５の利得が可
変減衰器３で補償できない程度に低下しても、主増幅器
５の出力信号Ａからの分配器７による分配信号Ｃと同軸
遅延線６からの分配信号Ｂとがほぼ等しい振幅となるよ
うにするものである。 【００２２】分配器２により、入力端子１からの入力マ
ルチスキャン信号から分配された分配信号Ｂ’は、可変
減衰器１６で減衰された後、図３に示した従来例と同
様、同軸遅延線６で遅延され、分配信号Ｂとして分配器
７に供給される。これ以降の処理は、図３に示した従来
例と同様である。 【００２３】この可変減衰器１６では、制御回路１４か
らの制御信号Ｇ３により、その減衰量として、それを増
加できるように、所定の初期値（例えば、最小減衰量）
が設定されており、かかる状態で、分配器７による主増
幅器５の出力信号Ａからの分配信号Ｃと同軸遅延線６か
らの分配信号Ｂとの振幅が一致するように、制御回路１
４が、制御信号Ｇ１，θ１により、可変減衰器３の減衰
量と可変移相器４の位相量とを制御する。 【００２４】制御回路１４は、例えば、分配器７から分
配信号Ｂ，Ｃを取り込み、これらを振幅比較することに
より、これらの振幅を監視しており、これらが不一致と
なると、制御信号Ｇ１により、可変減衰器３の減衰量を
制御して、これら分配信号Ｂ，Ｃの振幅が一致するよう
にしている。 【００２５】そこで、いま、主増幅器５の増幅素子が破
損するなどしてその利得が減少すると、制御回路１４
は、制御信号Ｇ１により、可変減衰器３の減衰量を制御
して分配信号Ｂ，Ｃの振幅が一致するようにするが、こ
の減衰量を最小にしても、分配信号Ｂ，Ｃの振幅を一致
させることができない場合には、制御回路１４は、制御
信号Ｇ３により、可変減衰器１６の減衰量を制御し（増
加させ）、分配信号Ｂの方の振幅を小さくする。これに
より、分配信号Ｂ，Ｃの振幅を一致させることができ
る。 【００２６】この場合、出力端子１３に得られるマルチ
スキャン信号Ｇの振幅が減少するが、このマルチスキャ
ン信号Ｇでは、主増幅器５で発生する歪が効果的に抑圧
されたおり、増幅動作を停止させることなく、歪が効果
的に抑圧されたマルチスキャン信号を出力することがで
きる。 【００２７】なお、可変減衰器１６の減衰量がその上限
に達しても、分配信号Ｃの振幅を分配信号Ｂの振幅に一
致させることができない場合には、歪が効果的に抑圧さ
れたマルチスキャン信号を得ることができないから、制
御回路１４は、これを検出することにより、図示しない
手段によって電源を切って増幅動作を停止させる。 【００２８】図２は本発明によるフィードフォワード非
線型歪補償増幅器の他の実施形態を示すブロック図であ
って、１７はパイロット信号発生回路、１８は混合器、
１９はパイロット信号発生回路、２０は混合器、２１，
２２はパイロット検出器であり、図１に対応する部分に
は同一符号を付けて重複する説明を省略する。 【００２９】この実施形態は、上記の特開平７ー３０３
０５０号公報に記載の従来技術のように、パイロット信
号を用いて主増幅器の利得を監視するものである。 【００３０】図２において、パイロット発生器１７で
は、周波数ｆ１のパイロット信号Ｐ１を発生し、混合器
１８で入力端子１からのマルチスキャン信号と混合され
て歪検出ループＬ１に供給される。ここでは、勿論この
パイロット信号Ｐ１の周波数ｆ１は、入力端子１から入
力されるマルチスキャン信号の搬送周波数のいずれとも
異なるものである。歪検出ループＬ１では、このパイロ
ット信号Ｐ１がマルチスキャン信号とともに、図１に示
した実施形態と場合と同様に処理される。従って、分配
器７では、分配信号Ｃ中のパイロット信号Ｐ１と分配信
号Ｂ中のパイロット信号Ｐ１とが減算処理され、分配信
号Ｃと分配信号Ｂとの振幅が等しいときには、分売器７
からの差信号Ｄには、パイロット信号Ｐ１は含まれな
い。 【００３１】パイロット検出回路２１はこの差信号Ｄか
らパイロット信号Ｐ１を検出するものであって、その検
出結果が制御回路１４に供給される。パイロット検出回
路２１でパイロット信号Ｐ１が検出されないときには、
制御回路１４は、各制御信号Ｇ１，θ１，Ｇ３により、
歪検出ループＬ１での各回路の設定値をそのままの値に
保持するが、パイロット検出回路２１でパイロット信号
Ｐ１が検出されると（即ち、その振幅≠０）、制御回路
１４は、制御信号Ｇ１により、パイロット検出回路２１
でのパイロット信号Ｐ１の検出振幅が０となるように、
可変減衰器３の減衰量を制御する。 【００３２】しかし、かかる可変減衰器３の減衰量の制
御にかかわらず、パイロット検出回路２１でのパイロッ
ト信号Ｐ１の検出振幅が０とならない場合には、可変減
衰器３の減衰量を下限に維持したまま（即ち、主増幅器
５の出力信号Ａに混合されているパイロット信号Ｐ１の
振幅を最大にする）、制御信号Ｇ３により、可変減衰器
１６の減衰量を増加させる。これにより、パイロット検
出回路２１でのパイロット信号Ｐ１の検出振幅を０にす
ることができる。 【００３３】勿論、これでも、この検出振幅を０にでき
ない場合には、図１に示した実施形態と同様、図示しな
い手段によって電源を切って増幅動作を停止させる。 【００３４】なお、歪補償ループＬ２を調整可能とする
ためには、パイロット信号Ｐ１やマルチキャリア信号の
搬送周波数とは異なる周波数ｆ２のパイロットＰ２を発
生するパイロット発生器１９を設け、このパイロット信
号Ｐ２を、混合器２０により、主増幅器５の出力信号Ａ
に混合して歪補償ループＬ２の分配器７に供給し、ま
た、分配器１２の出力信号からパイロット検出器２２で
このパイロット信号Ｐ２を検出するようにする。制御回
路１４は、このパイロット検出回路２２の検出出力を取
り込んでその振幅を判定し、この振幅が０となるよう
に、制御信号Ｇ２，θ２により、可変減衰器９の減衰量
と可変移相器１０の位相量とを制御する。 【００３５】分配器７から出力される差信号Ｄにマルチ
スキャン信号が含まれていないときには、差信号Ｄは主
増幅器５による歪成分とパイロット信号Ｐ２とからな
り、また、このとき、分配器７からの出力信号Ｅに含ま
れる歪成分と補助増幅器１１から出力される歪成分との
振幅，位相が一致しているときには、この出力信号Ｅと
歪信号Ｆとに含まれるパイロット信号Ｐ２は振幅，位相
が一致しており、これらパイロット信号Ｐ２が分配器１
２で減算処理されることにより、パイロット検出器２２
でパイロット信号Ｐ２は検出されない。 【００３６】なお、この実施形態でも、パイロット検出
器２１でパイロット信号Ｐ１が検出されないように、歪
検出ループＬ１での可変減衰器３，１６の減衰量や可変
移相器４の位相量が設定された後、パイロット検出器２
２でパイロット信号Ｐ２が検出されないように、歪補償
ループＬ２での可変減衰器９の減衰量や可変移相器１０
の位相量が設定される。 【００３７】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主増幅器が故障してその利得が低下しても、主増幅器で
発生する歪を効果的に低減した状態で増幅動作を継続さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィードフォワード非線型歪補償
増幅器の一実施形態を示すブロック図である。 【図２】本発明によるフィードフォワード非線型歪補償
増幅器の他の実施形態を示すブロック図である。 【図３】フィードフォワード非線型歪補償増幅器の一従
来例を示すブロック図である。 【符号の説明】 １ 入力端子 ２ 分配器 ３ 可変減衰器 ４ 可変移相器 ５ 主増幅器 ６ 同軸遅延線 ７ 分配器 ８ 同軸遅延線 ９ 可変減衰器 １０ 可変移相器 １１ 補助増幅器 １２ 分配器 １３ 出力端子 １４ 制御回路 １５ 制御信号発生回路 １６ 可変減衰器 １７ パイロット発生器 １８ 混合器 １９ パイロット発生器 ２０ 混合器 ２１，２２ パイロット検出器
増幅器の一実施形態を示すブロック図である。 【図２】本発明によるフィードフォワード非線型歪補償
増幅器の他の実施形態を示すブロック図である。 【図３】フィードフォワード非線型歪補償増幅器の一従
来例を示すブロック図である。 【符号の説明】 １ 入力端子 ２ 分配器 ３ 可変減衰器 ４ 可変移相器 ５ 主増幅器 ６ 同軸遅延線 ７ 分配器 ８ 同軸遅延線 ９ 可変減衰器 １０ 可変移相器 １１ 補助増幅器 １２ 分配器 １３ 出力端子 １４ 制御回路 １５ 制御信号発生回路 １６ 可変減衰器 １７ パイロット発生器 １８ 混合器 １９ パイロット発生器 ２０ 混合器 ２１，２２ パイロット検出器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 米永 寛一
東京都中野区東中野三丁目14番20号 株式
会社日立国際電気内
Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 CA89 FA02
GN05 GN07 KA15 KA16 KA23
KA68 MA14 SA13 TA01
5J500 AA01 AA41 AC21 AC89 AF02
AK15 AK16 AK23 AK68 AM14
AS13 AT01
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力信号を第１，第２の２系統の信号に
分配する第１の分配手段と、該分配手段で分配されて該
第１の系統の信号を増幅する主増幅器と、該第１の分配
手段で分配された該第２の系統の信号を、該第１の系統
の信号の遅れを補償するように、遅延する遅延手段と、
該主増幅器の出力信号を第３，第４の２系統の信号に分
配し、該第３の系統の信号と該遅延手段からの該第２の
系統の信号とを減算処理して該主増幅器で混入された歪
成分を抽出する第２の分配手段と、該第２の分配手段で
抽出された該歪成分を用いて該第２の分配手段で分配さ
れた該第４の系統の信号から該主増幅器で混入された歪
成分を除去する歪補償手段とを備えたフィードフォワー
ド非線型歪補償増幅器において、 該第１の分配手段で分配された該第２の系統の信号を処
理する可変減衰手段を設け、 該可変減衰器で処理された該第２の系統の信号を該遅延
手段に供給することを特徴とするフィードフォワード非
線型歪補償増幅器。
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| JP2001287302A JP4709446B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | フィードフォワード非線型歪補償増幅器 |
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| DE (1) | DE60227331D1 (ja) |
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