JP2003115725A - High-frequency amplifier - Google Patents

High-frequency amplifier

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JP2003115725A
JP2003115725A JP2001308222A JP2001308222A JP2003115725A JP 2003115725 A JP2003115725 A JP 2003115725A JP 2001308222 A JP2001308222 A JP 2001308222A JP 2001308222 A JP2001308222 A JP 2001308222A JP 2003115725 A JP2003115725 A JP 2003115725A
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JP
Japan
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amplitude
phase
signal
amplifier
output
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Application number
JP2001308222A
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Japanese (ja)
Inventor
Akinori Hashimoto
明記 橋本
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency amplifier which can perform efficiently multivalue modulation transmission through a satellite repeater by mounting on it an inexpensive digital processing circuit. SOLUTION: An amplitude-phase control portion 13 of a per-amp. portion 1 comprises an amplitude-phase sensing portion 131 for sensing the amplitude and phase of an input signal from the orthogonal signals obtained by transforming orthogonally the input signal; an amplitude-phase converting portion 132 for outputting based on the informations of the sensed amplitude and phase such amplitude and phase as to change the nonlinear characteristic of a nonlinear amplifier 2 to a linear characteristic; and an amplitude-phase/ orthogonal signal transforming portion 133 for transforming the converted amplitude and phase to orthogonal signals. Thereby, the amplitude-phase control portion 13 so converts the amplitude and phase of the input signal as to change the nonlinear characteristic of the nonlinear amplifier 2 to the linear characteristic, and outputs the converted amplitude and phase as the orthogonal signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波増幅器に関
し、特に、振幅に情報を乗せる変調方式でデジタル変調
を行った信号を増幅する高周波増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency amplifier, and more particularly to a high frequency amplifier for amplifying a signal which has been digitally modulated by a modulation method in which information is added to amplitude.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、通信衛星もしくは放送衛星には、
進行波管増幅器(TWTA:Travelling-Wave Tube Amp
lifier)と呼ばれる高能率増幅器が使われている。この
増幅器は、入力信号レベルの増加に伴い、出力信号レベ
ルが線形に増加せず、出力飽和点を境に利得が減少に転
じ、その後徐々に利得が減少する特性を持っている。こ
の特性の例を図7に示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, communication satellites or broadcasting satellites have been
Traveling-Wave Tube Amp (TWTA)
High efficiency amplifier called lifier) is used. This amplifier has a characteristic that the output signal level does not increase linearly with the increase of the input signal level, the gain starts to decrease at the output saturation point, and then the gain gradually decreases. An example of this characteristic is shown in FIG.

【0003】通常、増幅器は、出力飽和点で最も高効率
・高出力で運用できることから、衛星放送では出力飽和
点で駆動するよう入力信号が調整されている。
Normally, the amplifier can be operated with the highest efficiency and the highest output at the output saturation point, so that in satellite broadcasting, the input signal is adjusted so as to be driven at the output saturation point.

【0004】現在放送中の衛星放送は、アナログ放送に
加え、8PSK(Phase Shift Keying)変調を使ったデ
ジタル放送も行われている。8PSKとは、搬送波の振
幅を一定とし、3ビットのデータ、すなわち、(00
0)、(001)、(010)、(011)、(10
0)、(101)、(110)、(111)という8種
類のデータを0度、45度、90度、・・・、315度
という45度ずつ異なった8種類の位相に1対1で対応
させ、送信データに応じて搬送波の位相を切り替えてデ
ータ伝送を行う変調方式である。このような搬送波の位
相とデータの関係を図8に示す。
In addition to analog broadcasting, satellite broadcasting currently being broadcast includes digital broadcasting using 8PSK (Phase Shift Keying) modulation. 8PSK is a 3-bit data, that is, (00
0), (001), (010), (011), (10
0), (101), (110), and (111) of 8 types of data are 0 to 45 degrees, 90 degrees, ... This is a modulation method in which data is transmitted by correspondingly switching the phase of the carrier wave according to the transmission data. FIG. 8 shows the relationship between the carrier wave phase and data.

【0005】このように、衛星放送では、衛星中継器に
使用されている進行波管増幅器の非線形劣化を受け難く
するため、振幅に情報を乗せない変調方式を採用してい
るものがある。
As described above, some satellite broadcasts employ a modulation method in which information is not added to the amplitude in order to make it difficult for the traveling-wave tube amplifier used in the satellite repeater to undergo non-linear deterioration.

【0006】また、図9に示すような信号点配置の32
QAM(Quadrature Amplitude Moduration)変調のよ
うに、搬送波の振幅と位相の両方を変化させて情報を送
るデジタル変調を利用しようとする場合、進行波管増幅
器の非線形劣化を受け難くするため、入力信号レベルを
絞って(バックオフ)進行波管増幅器の線形性の高い領
域を使って増幅するようにしている。
In addition, 32 of signal point arrangement as shown in FIG.
When using digital modulation, such as QAM (Quadrature Amplitude Moduration) modulation, which sends information by changing both the amplitude and phase of the carrier wave, the input signal level is made less susceptible to nonlinear deterioration of the traveling wave tube amplifier. Is narrowed down (back-off) for amplification using the highly linear region of the traveling wave tube amplifier.

【0007】例えば、出力信号レベルが飽和点よりも3
dB低く(出力バックオフ(OBO)=3dB)なるように
(図7において出力振幅が0.71となる入力振幅で)
進行波管増幅器を駆動した場合の受信信号点をシミュレ
ーションで求めた結果を図10に示す。なお、シミュレ
ーション条件は衛星中継器に現在運用中のBSAT−2
aを想定した。また、理想的な信号点位置に相当する点
に交点がくる格子を点線で併記した。
For example, the output signal level is 3 above the saturation point.
dB lower (output back-off (OBO) = 3 dB) (at input amplitude where output amplitude is 0.71 in Fig. 7)
FIG. 10 shows the result obtained by simulating the reception signal point when the traveling wave tube amplifier is driven. In addition, the simulation conditions are the BSAT-2 currently in operation for the satellite repeater.
a was assumed. In addition, a grid with a crossing point at a point corresponding to an ideal signal point position is also shown by a dotted line.

【0008】この受信信号点と理想的な信号点位置を比
較すると、受信点が歪んでおり(特に、図中矢印の部
分)ビットエラー特性の大きな劣化が生じることが推定
でき、さらに大きなバックオフをとった運用が必要とな
ることが分かる。
Comparing this received signal point with the ideal signal point position, it can be estimated that the receiving point is distorted (particularly, the portion indicated by the arrow in the figure) and the bit error characteristic is greatly deteriorated. It turns out that the operation that took is necessary.

【0009】このように、従来、衛星中継器を使った伝
送では、振幅に情報を乗せない変調方式を使うか、多値
変調を使う場合には、大きなバックオフをとって運用す
る必要があった。しかし、大きなバックオフをとると進
行波管増幅器の効率が劣化し消費電力の増大を招く。さ
らに、高出力の進行波管増幅器を採用する必要があるた
め、衛星中継器の重量が増大し価格も高くなる。
As described above, conventionally, in transmission using a satellite repeater, it is necessary to use a large back-off when using a modulation method in which information is not added to the amplitude or when using multilevel modulation. It was However, if a large back-off is taken, the efficiency of the traveling wave tube amplifier is deteriorated and power consumption is increased. Further, since it is necessary to adopt a high output traveling wave tube amplifier, the weight and cost of the satellite repeater increase.

【0010】このような非線形特性を補償する増幅器も
開発されているが、例えば2000年電子情報通信学会
総合大会、講演番号C−2−56、予稿集107頁の小
黒他、“C帯増幅器の低歪化の一検討”に示されている
ように、高周波のままアナログ的に行われるものであっ
た。
Amplifiers for compensating for such non-linear characteristics have also been developed. For example, the 2000 IEICE General Conference, Lecture No. C-2-56, Proceedings Koguro et al. As discussed in "Consideration of Low Distortion", the high frequency was performed in an analog manner.

【0011】デジタル的手法を使ったものとしては、例
えば特開2000−31869号公報に記載されている
ものがあり、送信前の直交ベースバンド信号に対して後
段の増幅器の振幅・位相特性に対する逆特性を持った回
路を前置するようになっている。しかしながら、高周波
で送信した信号を中継する際に行われる高周波増幅にお
ける非線形歪を補償することはできなかった。
A method using a digital method is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-31869, which is the inverse of the amplitude / phase characteristic of the amplifier at the subsequent stage with respect to the quadrature baseband signal before transmission. It is designed to be preceded by a circuit with characteristics. However, it was not possible to compensate for the non-linear distortion in the high frequency amplification performed when relaying the signal transmitted at the high frequency.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、高周波
信号を増幅する際に精度の良いデジタル化した手法は存
在しなかった。したがって、現状では精度の劣るアナロ
グ的手法による非線形補償方法か、あるいは効率を犠牲
にして大きな出力バックオフをとった運用がなされてき
た。
As described above, there is no accurate digital method for amplifying a high frequency signal. Therefore, at present, a non-linear compensation method using an analog method, which is inferior in accuracy, or an operation in which a large output backoff is taken at the expense of efficiency has been performed.

【0013】そこで、本発明は、廉価なデジタル処理回
路の搭載で、衛星中継器による多値変調伝送を効率よく
行うことができる高周波増幅器を提供することを目的と
する。
Therefore, an object of the present invention is to provide a high frequency amplifier which can carry out multi-level modulation transmission by a satellite repeater efficiently by mounting an inexpensive digital processing circuit.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明は、非線形特性を持つ非線形増幅器と、
該非線形増幅器の前段に入力信号の振幅及び位相を変換
する前置回路部とを備え、前記前置回路部は、入力され
る高周波信号を低周波信号に変換する入力周波数変換部
と、該入力周波数変換部で変換した低周波信号をデジタ
ル信号に変換するA/D変換部と、該A/D変換部で変
換されたデジタル信号から入力信号の振幅及び位相を検
出し、検出した振幅及び位相に基づいて振幅及び位相を
変換し、変換した振幅及び位相を直交信号に変換して出
力する振幅・位相制御部と、該振幅・位相制御部が出力
する直交信号をアナログ信号に変換するD/A変換部
と、該D/A変換部が出力するアナログ信号を入力信号
と同じ中心周波数の高周波信号に変換する出力周波数変
換部とを有し、前記非線形増幅器の非線形特性を補償
し、前記非線形増幅器の出力が線形になるように入力信
号の振幅及び位相を変換することを特徴とするものであ
る。
As a means for solving the above problems, the present invention provides a non-linear amplifier having a non-linear characteristic,
A pre-circuit unit for converting the amplitude and phase of an input signal is provided in the preceding stage of the nonlinear amplifier, the pre-circuit unit includes an input frequency conversion unit for converting an input high frequency signal into a low frequency signal, and the input frequency conversion unit. A / D converter that converts the low-frequency signal converted by the frequency converter into a digital signal, and the amplitude and phase of the input signal detected from the digital signal converted by the A / D converter, and the detected amplitude and phase And an amplitude / phase control unit that converts the amplitude and the phase based on the above, converts and outputs the converted amplitude and phase into a quadrature signal, and D / that converts the quadrature signal output by the amplitude / phase control unit into an analog signal. A non-linear characteristic of the non-linear amplifier is compensated by having an A conversion section and an output frequency conversion section for converting an analog signal output from the D / A conversion section into a high frequency signal having the same center frequency as the input signal. amplifier Output is characterized in that to convert the amplitude and phase of the input signal to be linear.

【0015】これにより、入力信号の振幅及び位相が非
線形増幅器の非線形特性を補償するように変換され、非
線形増幅器の出力が線形になる。
As a result, the amplitude and phase of the input signal are converted so as to compensate for the non-linear characteristic of the non-linear amplifier, and the output of the non-linear amplifier becomes linear.

【0016】前記非線形増幅器は進行波管増幅器であ
り、前記前置回路部は、出力振幅については、出力飽和
点までは前記進行波管増幅器の振幅特性の横軸と縦軸を
入れ替えた特性とするとともに、前記出力飽和点以上の
入力振幅に対しては一定振幅を出力する特性とし、出力
位相については、前記出力振幅が前記進行波管増幅器に
入力されたときの位相シフト量を符号反転させた特性と
するように入力信号の振幅及び位相を変換することは好
ましい。これにより、進行波管増幅器の出力が線形特性
を持つこととなる。
The non-linear amplifier is a traveling-wave tube amplifier, and the pre-circuit section has a characteristic in which the horizontal axis and the vertical axis of the amplitude characteristic of the traveling-wave tube amplifier are switched up to the output saturation point. In addition, with a characteristic that a constant amplitude is output for an input amplitude above the output saturation point, for the output phase, the phase shift amount when the output amplitude is input to the traveling wave tube amplifier is sign-inverted. It is preferable to convert the amplitude and phase of the input signal so as to obtain the above characteristics. As a result, the output of the traveling wave tube amplifier has a linear characteristic.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図1〜図6は本発明の一実施形態の高周波増幅
器を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 are diagrams showing a high-frequency amplifier according to an embodiment of the present invention.

【0018】図1において、高周波増幅器は、進行波管
増幅器等の非線形増幅器2に非線形増幅器2の非線形特
性を補償する前置回路部1を前置した構成となってい
る。
In FIG. 1, the high-frequency amplifier has a configuration in which a non-linear amplifier 2 such as a traveling-wave tube amplifier is preceded by a pre-circuit unit 1 for compensating the non-linear characteristic of the non-linear amplifier 2.

【0019】前置回路部1は、入力される高周波信号を
低周波信号に変換する入力周波数変換部11と、アナロ
グ信号をデジタル信号に変換するA/D変換部12a,
12bと、入力信号の振幅・位相を変換して出力する振
幅・位相制御部13と、デジタル信号をアナログ信号に
変換するD/A変換部14a,14bと、低周波信号を
高周波信号に変換する出力周波数変換部15と、予め設
定された周波数の信号を生成する発振器16と、入力信
号の位相を90度変える90度移相器17とを備えてい
る。
The front circuit section 1 includes an input frequency conversion section 11 for converting an input high frequency signal into a low frequency signal, an A / D conversion section 12a for converting an analog signal into a digital signal,
12b, an amplitude / phase control unit 13 for converting and outputting an amplitude / phase of an input signal, D / A conversion units 14a, 14b for converting a digital signal into an analog signal, and a low frequency signal into a high frequency signal. The output frequency conversion unit 15, an oscillator 16 that generates a signal having a preset frequency, and a 90-degree phase shifter 17 that changes the phase of the input signal by 90 degrees are provided.

【0020】入力周波数変換部11は、乗算器111
a,111bと、低域濾波部112a,112bとを備
え、入力信号を直交信号(I信号、Q信号)に変換する
ものである。また、振幅・位相制御部13は、I信号、
Q信号から振幅情報と位相情報を検出する振幅・位相検
出部131と、この振幅情報と位相情報に基づき振幅・
位相を変換する振幅・位相変換部132と、変換された
振幅・位相を直交信号に変換する振幅・位相/直交信号
変換部133とを備えている。また、出力周波数変換部
15は、低域濾波部151a,151bと、乗算器15
2a,152bと、加算器153と、帯域通過炉波部1
54とを備え、入力される直交信号を高周波信号に変換
するものである。
The input frequency converter 11 includes a multiplier 111.
a, 111b and low-pass filters 112a, 112b are provided to convert an input signal into a quadrature signal (I signal, Q signal). Further, the amplitude / phase control unit 13 uses the I signal,
An amplitude / phase detector 131 that detects amplitude information and phase information from the Q signal, and an amplitude / phase detector 131 based on this amplitude information and phase information.
An amplitude / phase converter 132 for converting a phase and an amplitude / phase / quadrature signal converter 133 for converting the converted amplitude / phase into a quadrature signal are provided. The output frequency converter 15 includes a low-pass filter 151a and 151b and a multiplier 15
2a and 152b, an adder 153, and a band pass reactor wave unit 1
54, and converts the input quadrature signal into a high frequency signal.

【0021】このような高周波増幅器において、前置回
路部1は、非線形増幅器2の線形性を改善する機能を有
している。
In such a high frequency amplifier, the pre-circuit unit 1 has a function of improving the linearity of the non-linear amplifier 2.

【0022】例えば、非線形増幅器2の特性が図7のよ
うな場合、このような特性を持つ増幅器の線形性を改善
するためには、図2のような入出力特性を持つ回路を増
幅器の前段に設置すればよい。なお、図中の2本の点線
は、図7で示した振幅特性、位相特性のグラフを示すも
のである。
For example, when the characteristic of the non-linear amplifier 2 is as shown in FIG. 7, in order to improve the linearity of the amplifier having such characteristic, a circuit having the input / output characteristic as shown in FIG. It can be installed in. The two dotted lines in the figure show the graph of the amplitude characteristic and the phase characteristic shown in FIG.

【0023】まず、振幅特性については、出力飽和点
(図7で示した出力振幅1[V]の点)までは図7の振
幅特性のグラフの横軸と縦軸を入れ替えた曲線とし、そ
れ以上の入力信号の振幅に対しては、一定振幅を出力す
る特性とする。
First, regarding the amplitude characteristic, up to the output saturation point (point of output amplitude 1 [V] shown in FIG. 7), a curve in which the horizontal axis and the vertical axis of the amplitude characteristic graph of FIG. With respect to the amplitudes of the input signals described above, the characteristics are such that a constant amplitude is output.

【0024】また、位相特性については、上述する方法
で求めた振幅特性により、入力振幅に対する出力振幅を
求め、図7の位相特性のグラフから、この出力振幅が入
力されたときの位相シフト量を求め、求めた位相シフト
量の符合を反転させたものである。
Regarding the phase characteristic, the output amplitude with respect to the input amplitude is obtained from the amplitude characteristic obtained by the above method, and the phase shift amount when this output amplitude is input is obtained from the phase characteristic graph of FIG. It is obtained by inverting the sign of the obtained phase shift amount.

【0025】このような入出力特性を前置回路部1に持
たせることで、高周波増幅器の入出力特性は図3に示す
ように、振幅特性は直線になり、位相シフトは0とな
る。このような総合特性とすることで、多値変調波の増
幅も理想的に行うことができる。
By providing the front-end circuit section 1 with such input / output characteristics, the input / output characteristics of the high-frequency amplifier are linear in amplitude characteristics and zero in phase shift as shown in FIG. With such comprehensive characteristics, amplification of multi-valued modulated waves can be ideally performed.

【0026】次に、動作について説明する。高周波増幅
器に中心周波数fc、帯域幅fbの高周波信号が入力される
と、入力周波数変換部11は、この入力信号を乗算器1
11a,111bにより発振器16の生成する信号と、
この信号を90度位相を変更した信号と乗算してI信号
・Q信号からなる直交信号に変換し、それぞれの信号を
低域濾波部112a,112bにより中心周波数fpの低
周波信号に変換し、それぞれ出力する。ここで、中心周
波数fpは、0Hz近傍に選ぶとデジタル回路のクロック周
波数を低減できるため好適である。また、発振器16が
生成する信号の周波数は入力信号の中心周波数fcに近い
値を設定する。
Next, the operation will be described. When a high frequency signal having a center frequency fc and a bandwidth fb is input to the high frequency amplifier, the input frequency conversion unit 11 multiplies this input signal by the multiplier 1
A signal generated by the oscillator 16 by 11a and 111b,
This signal is multiplied by a signal whose phase is changed by 90 degrees to be converted into a quadrature signal composed of I signal and Q signal, and each signal is converted into a low frequency signal having a center frequency fp by the low pass filtering sections 112a and 112b. Output each. Here, it is preferable to select the center frequency fp near 0 Hz because the clock frequency of the digital circuit can be reduced. The frequency of the signal generated by the oscillator 16 is set to a value close to the center frequency fc of the input signal.

【0027】入力周波数変換部11が出力したI信号、
Q信号は、それぞれA/D変換部12a,12bに入力
され、A/D変換部でfb+fp以上の周波数でA/D変換
され、その出力のI信号、Q信号からは、図8や図9に
示すような直交信号点が得られることになる。ただし、
中心周波数fp=0となっていない場合には、図8や図9
に示すような直交信号点が周波数fpで回転している信号
が得られることになる。
I signal output from the input frequency converter 11,
The Q signal is input to the A / D conversion units 12a and 12b, respectively, A / D converted at a frequency of fb + fp or higher in the A / D conversion unit, and the I signal and the Q signal output from the Q signal are shown in FIGS. The orthogonal signal points as shown in are obtained. However,
When the center frequency fp is not 0, the values shown in FIGS.
A signal in which the orthogonal signal points are rotating at the frequency fp is obtained as shown in FIG.

【0028】A/D変換された信号は、振幅・位相制御
部13に入力され、振幅・位相検出部131で、図4、
図5に示すような変換を行うメモリテーブル(入力値を
インデックスとして索引したメモリに出力データ(変換
データ)を記憶しておく変換テーブル)により、入力さ
れたI信号、Q信号の値から図4により振幅を、図5に
より位相を検出し、検出した振幅・位相をそれぞれ振幅
情報、位相情報として出力する。
The A / D-converted signal is input to the amplitude / phase control unit 13, and the amplitude / phase detection unit 131 outputs the signal shown in FIG.
A memory table for performing conversion as shown in FIG. 5 (a conversion table in which output data (conversion data) is stored in a memory in which an input value is indexed as an index) is used to convert the values of the input I signal and Q signal from FIG. Detects the amplitude and the phase shown in FIG. 5, and outputs the detected amplitude and phase as amplitude information and phase information, respectively.

【0029】振幅・位相変換部132は、振幅・位相検
出部131が出力する振幅情報、位相情報を入力され、
この振幅情報、位相情報から図2の入出力関係となるよ
うに設定されたメモリテーブルにより振幅・位相を変換
し出力する。
The amplitude / phase converter 132 receives the amplitude information and phase information output from the amplitude / phase detector 131,
Based on the amplitude information and the phase information, the amplitude and phase are converted and output by the memory table set so as to have the input / output relationship of FIG.

【0030】以上の処理により、入力信号の振幅・位相
が、その入力振幅に応じて図2の入出力特性となるよう
に変換され振幅・位相/直交信号変換部133に出力さ
れることとなる。
By the above processing, the amplitude / phase of the input signal is converted to have the input / output characteristic of FIG. 2 according to the input amplitude and is output to the amplitude / phase / quadrature signal converter 133. .

【0031】振幅・位相/直交信号変換部133は、振
幅・位相変換部132が出力する振幅、位相を入力さ
れ、この振幅、位相を直交位相面上の直交成分(I信
号、Q信号)に変換するように設定されたメモリテーブ
ルにより直交成分に変換してI信号、Q信号としてそれ
ぞれ出力する。
The amplitude / phase / quadrature signal converter 133 receives the amplitude and phase output from the amplitude / phase converter 132, and converts this amplitude and phase into quadrature components (I signal, Q signal) on the quadrature phase plane. It is converted into orthogonal components by a memory table set to be converted and output as I signals and Q signals, respectively.

【0032】振幅・位相制御部13から出力されたI信
号、Q信号は、それぞれD/A変換部14a,14bで
アナログ信号に変換され、出力周波数変換部15で入力
信号の中心周波数fcとなるように周波数変換されて出力
され、後段の非線形増幅器2の入力信号となる。
The I and Q signals output from the amplitude / phase control unit 13 are converted into analog signals by the D / A conversion units 14a and 14b, respectively, and the output frequency conversion unit 15 becomes the center frequency fc of the input signal. Thus, the frequency is converted and output, and becomes the input signal of the non-linear amplifier 2 in the subsequent stage.

【0033】このようにして、図2の入出力特性に従っ
て振幅・位相を変換され高周波信号に変換された信号が
非線形増幅器2に入力されることとなる。
In this way, the signal whose amplitude and phase are converted according to the input / output characteristics of FIG. 2 and converted into a high frequency signal is input to the non-linear amplifier 2.

【0034】非線形増幅器2では、前置回路部1で与え
られた振幅・位相特性を図3の特性とするように非線形
特性が働くので、前置回路部1と非線形増幅器2を合わ
せた総合特性は図3のようになり、高効率・高線形の高
周波増幅器となる。
In the non-linear amplifier 2, since the non-linear characteristic works so that the amplitude / phase characteristic given by the pre-circuit section 1 becomes the characteristic of FIG. 3, the total characteristic of the pre-circuit section 1 and the non-linear amplifier 2 combined. Is as shown in FIG. 3, which is a high-efficiency, highly linear high-frequency amplifier.

【0035】本実施形態による受信信号点をシミュレー
ションで求めた結果を図6に示す。計算条件は図10と
同様OBO=3dBとした。図6と図4を比較すると、図
6は図4に比べ、理想点との差が非常に小さくなってい
ることが分かる。したがって、このときにはビット誤り
率特性の大幅な改善も期待できる。
FIG. 6 shows the result obtained by simulating the received signal points according to this embodiment. The calculation condition was OBO = 3 dB as in FIG. Comparing FIG. 6 and FIG. 4, it can be seen that in FIG. 6, the difference from the ideal point is much smaller than in FIG. Therefore, at this time, a significant improvement in the bit error rate characteristic can be expected.

【0036】このように本実施形態においては、前置回
路部1で後段の非線形増幅器2の非線形特性を補償して
非線形増幅器2の出力が線形特性を持つように振幅・位
相を変換しているので、高効率・高線形の高周波増幅器
を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the amplitude and phase are converted so that the output of the non-linear amplifier 2 has a linear characteristic by compensating for the non-linear characteristic of the post-stage non-linear amplifier 2 in the front circuit section 1. Therefore, a high-efficiency and highly linear high frequency amplifier can be obtained.

【0037】なお、本実施形態においては、振幅・位相
制御部13の振幅の検出、位相の検出、振幅・位相の変
換、振幅・位相/直交信号の変換のそれぞれにメモリテ
ーブルを用意して処理を行ったが、これら全てを1回の
メモリテーブルにより変換するようにしてもかまわな
い。
In this embodiment, a memory table is prepared and processed for each of the amplitude detection, phase detection, amplitude / phase conversion, and amplitude / phase / quadrature signal conversion of the amplitude / phase control unit 13. However, all of these may be converted by a single memory table.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、前置回路部で非線形増
幅器の非線形特性を補償し、前記非線形増幅器の出力が
線形になるように入力信号の振幅及び位相を変換してい
るので、非線形増幅器の出力を線形特性を持つようにす
ることができ、多値変調伝送を効率よく行うことができ
る。
According to the present invention, since the non-linear characteristic of the non-linear amplifier is compensated by the pre-circuit section and the amplitude and phase of the input signal are converted so that the output of the non-linear amplifier becomes linear, The output of the amplifier can be made to have a linear characteristic, and multilevel modulation transmission can be efficiently performed.

【0039】また、非線形増幅器として進行波管増幅器
を使い、この進行波管増幅器の非線形性を補償するよう
に前置回路部を設定すれば、進行波管増幅器の高能率性
を損なうことなく線形増幅することができる。
If a traveling-wave tube amplifier is used as the non-linear amplifier and the front-end circuit section is set so as to compensate for the non-linearity of the traveling-wave tube amplifier, the linearity can be achieved without impairing the high efficiency of the traveling-wave tube amplifier. Can be amplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態の高周波増幅器を示す図で
あり、その概略ブロック図である。
FIG. 1 is a diagram showing a high frequency amplifier according to an embodiment of the present invention, and is a schematic block diagram thereof.

【図2】その前置回路部の入出力特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an input / output characteristic of the front circuit unit.

【図3】その総合入出力特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the total input / output characteristics.

【図4】その振幅検出用メモリテーブルを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the amplitude detection memory table.

【図5】その位相検出用メモリテーブルを示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a phase detection memory table.

【図6】その高周波増幅器を通して32QAM変調信号
を受信したときの受信信号点をシミュレーションで求め
た結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a result obtained by simulating a reception signal point when a 32QAM modulated signal is received through the high frequency amplifier.

【図7】従来の非線形増幅器の入出力特性を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing input / output characteristics of a conventional nonlinear amplifier.

【図8】従来の8PSK変調の信号点配置図である。FIG. 8 is a signal point arrangement diagram of conventional 8PSK modulation.

【図9】従来の32QAM変調の信号点配置図である。FIG. 9 is a signal point constellation diagram of conventional 32QAM modulation.

【図10】従来の衛星中継器を通して32QAM変調信
号を受信したときの受信信号点をシミュレーションで求
めた結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a result of simulating reception signal points when a 32QAM modulated signal is received through a conventional satellite repeater.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前置回路部 11 入力周波数変換部 111a,111b 乗算器 112a,112b 低域濾波部 12a,12b A/D変換部 13 振幅・位相制御部 131 振幅・位相検出部 132 振幅・位相変換部 133 振幅・位相/直交信号変換部 14a,14b D/A変換部 15 出力周波数変換部 151a,151b 低域濾波部 152a,152b 乗算器 153 加算器 154 帯域通過炉波部 16 発振器 17 90度移相器 2 非線形増幅器 1 Front circuit part 11 Input frequency converter 111a, 111b multiplier 112a, 112b Low-pass filter 12a, 12b A / D converter 13 Amplitude / phase control unit 131 Amplitude / phase detector 132 Amplitude / phase converter 133 Amplitude / Phase / Quadrature signal converter 14a, 14b D / A converter 15 Output frequency converter 151a, 151b Low-pass filter 152a, 152b Multiplier 153 adder 154 Bandpass Reactor 16 oscillators 17 90 degree phase shifter 2 Non-linear amplifier

フロントページの続き Fターム(参考) 5J067 AA01 AA34 CA21 CA87 FA01 FA19 HA48 KA00 KA16 KA26 KA32 KA34 KA42 KA44 SA13 TA01 TA02 5J090 AA01 AA34 CA21 CA87 FA01 FA19 HA48 KA00 KA16 KA26 KA32 KA34 KA42 KA44 SA13 TA01 TA02 5J500 AA01 AA34 AC21 AC87 AF01 AF19 AH48 AK00 AK16 AK26 AK32 AK34 AK42 AK44 AS13 AT01 AT02 Continued front page    F term (reference) 5J067 AA01 AA34 CA21 CA87 FA01                       FA19 HA48 KA00 KA16 KA26                       KA32 KA34 KA42 KA44 SA13                       TA01 TA02                 5J090 AA01 AA34 CA21 CA87 FA01                       FA19 HA48 KA00 KA16 KA26                       KA32 KA34 KA42 KA44 SA13                       TA01 TA02                 5J500 AA01 AA34 AC21 AC87 AF01                       AF19 AH48 AK00 AK16 AK26                       AK32 AK34 AK42 AK44 AS13                       AT01 AT02

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非線形特性を持つ非線形増幅器と、該非線
形増幅器の前段に入力信号の振幅及び位相を変換する前
置回路部とを備え、 前記前置回路部は、入力される高周波信号を低周波信号
に変換する入力周波数変換部と、該入力周波数変換部で
変換した低周波信号をデジタル信号に変換するA/D変
換部と、該A/D変換部で変換されたデジタル信号から
入力信号の振幅及び位相を検出し、検出した振幅及び位
相に基づいて振幅及び位相を変換し、変換した振幅及び
位相を直交信号に変換して出力する振幅・位相制御部
と、該振幅・位相制御部が出力する直交信号をアナログ
信号に変換するD/A変換部と、該D/A変換部が出力
するアナログ信号を入力信号と同じ中心周波数の高周波
信号に変換する出力周波数変換部とを有し、前記非線形
増幅器の非線形特性を補償し、前記非線形増幅器の出力
が線形になるように入力信号の振幅及び位相を変換する
ことを特徴とする高周波増幅器。
1. A non-linear amplifier having a non-linear characteristic, and a pre-circuit unit for converting an amplitude and a phase of an input signal in a front stage of the non-linear amplifier, the pre-circuit unit reducing a high-frequency signal to be input. An input frequency conversion section for converting into a frequency signal, an A / D conversion section for converting the low frequency signal converted by the input frequency conversion section into a digital signal, and an input signal from the digital signal converted by the A / D conversion section Amplitude / phase control unit that detects the amplitude and phase of the signal, converts the amplitude and phase based on the detected amplitude and phase, and converts the converted amplitude and phase into a quadrature signal for output, and the amplitude / phase control unit. A D / A converter for converting the quadrature signal output by the converter into an analog signal, and an output frequency converter for converting the analog signal output by the D / A converter into a high frequency signal having the same center frequency as the input signal. , Said non-linear A high-frequency amplifier, characterized in that the amplitude and phase of an input signal are converted so that the nonlinear characteristic of the amplifier is compensated and the output of the nonlinear amplifier becomes linear.
【請求項2】前記非線形増幅器は進行波管増幅器であ
り、 前記前置回路部は、出力振幅については、出力飽和点ま
では前記進行波管増幅器の振幅特性の横軸と縦軸を入れ
替えた特性とするとともに、前記出力飽和点以上の入力
振幅に対しては一定振幅を出力する特性とし、出力位相
については、前記出力振幅が前記進行波管増幅器に入力
されたときの位相シフト量を符号反転させた特性とする
ように入力信号の振幅及び位相を変換することを特徴と
する請求項1に記載の高周波増幅器。
2. The non-linear amplifier is a traveling-wave tube amplifier, and the front-end circuit section replaces the horizontal axis and the vertical axis of the amplitude characteristic of the traveling-wave tube amplifier up to an output saturation point. In addition to the characteristics, it is a characteristic that outputs a constant amplitude with respect to the input amplitude above the output saturation point, and regarding the output phase, the phase shift amount when the output amplitude is input to the traveling wave tube amplifier is coded. The high frequency amplifier according to claim 1, wherein the amplitude and the phase of the input signal are converted so as to have the inverted characteristics.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017046098A (en) * 2015-08-25 2017-03-02 日本放送協会 Transmission apparatus of digital signal

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