JP2003152457A - 歪補償増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誤差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】 制御回路２０から方向性結合器５を介し
て主増幅器６にパイロット信号Ｐを入力すると、パイロ
ット信号Ｐは電力合成器８で分配され、その一部が誤差
増幅器１３で増幅されて電力合成器１４に供給され、電
力合成器８で電力合成器８からのパイロット信号Ｐがキ
ャンセルされる。制御回路２０は、レベル検出器２５に
より、電力合成器１４に供給される誤差増幅器１３から
のパイロット信号Ｐ（出力信号Ｆ）のレベルを監視し、
この検出レベルが低下すると、誤差増幅器１３が故障し
たものと判定し、電力合成器８の可変減衰器２３の減衰
量を増加させる。これにより、方向性結合器２１の本線
への結合量が低下して装置全体の利得が低下し、電力合
成器１４での歪成分のキャンセル効果を高める。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、マルチキャリア信
号などの複数の異なるキャリアの信号を増幅する増幅装
置に係り、特に、フィードフォワード（Feed Forward：
以下、ＦＦという）方式で歪補償を行なう歪補償増幅装
置に関する。 【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】図２はＦＦ方式による歪補償増幅装置の一
従来例を示すブロック図であって、１は入力端子、２は
電力分配器、３は可変減衰器、４は可変移相器、５は方
向性結合器、６は主増幅器、７は同軸遅延線、８は合成
器、９は同軸遅延線、１０は方向性結合器、１１は可変
減衰器、１２は可変移相器、１３は誤差増幅器、１４は
電力合成器、１５は方向性結合器、１６は出力端子、１
７はＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、１８，１９はレベ
ル検出器、２０は制御回路である。 【０００４】同図において、入力端子１から電力分配器
２，可変減衰器３，可変移相器４，主増幅器５，電力合
成器８，同軸遅延線９，電力合成器１４及び方向性結合
器１５を通って出力端子１６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、電
力分配器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、電力合成
器８で一部分配された後、同軸遅延線９で所定の遅延量
だけ遅延され、電力合成器１４，方向結合器１５を通っ
て出力端子１６から出力される。 【０００５】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、かかる歪補償増幅装
置では、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。 【０００６】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、
電力分配器２と、電力合成器８とから構成されである。
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電力分配器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として電力合成器８に供給さ
れる。 【０００７】この電力合成器８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９
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、電力合成器８
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。 【０００８】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からの電力合成器８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、電力合成器８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。 【０００９】歪補償ループＬ２は、本線での同軸遅延線
９と、可変減衰器１１，可変移相器１２及び誤差増幅器
１３と、電力合成器８，１４とから構成されている。か
かる構成の歪補償ループＬ２では、電力合成器８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９で所定の遅
延量だけ遅延された後、電力合成器１４に供給される。
また、電力合成器８で得られた歪成分Ｄは、可変減衰器
１１及び可変移相器１２を経由して誤差増幅器１３に供
給される。誤差増幅器１３で増幅された歪成分Ｆは電力
合成器１４に供給される。この電力合成器１４は減算機
能を有しており、同軸遅延線９からのマルチスキャン信
号Ｅから誤差増幅器１３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１６から出力される。 【００１０】ここで、同軸遅延線９の遅延量は、可変減
衰器１１，可変移相器１２及び誤差増幅器１３の遅延量
の合計に等しく設定される。可変減衰器１１の減衰量
は、電力合成器８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誤差増幅器１３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１２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、電力合成器１４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。 【００１１】可変減衰器３の減衰量や可変移相器４の位
相量を上記のように設定するために、電力合成器８から
出力される差信号Ｄを利用する。 【００１２】即ち、電力合成器８と可変減衰器１１との
間に方向性結合器１０が設けられており、この方向性結
合器１０によって差信号Ｄの一部が分配される。この分
配された差信号はレベル検出器１９に供給されてそのレ
ベルが検出され、その検出レベルが制御回路２０に供給
される。制御回路２０は、このレベル検出器１９の検出
レベルが最小となるように、制御信号Ｇ１，θ１によ
り、可変減衰器３の減衰量や可変移相器４の位相量を制
御する。 【００１３】また、可変減衰器１１の減衰量や可変移相
器１２の位相量を上記のように設定するために、パイロ
ット信号が用いられる。 【００１４】即ち、歪検出ループＬ１での可変移相器４
と主増幅器６との間に方向性結合器５を設け、この方向
性結合器５を介して制御回路２０から主増幅器６にマル
チキャリア信号の周波数帯域外のパイロット信号Ｐを入
力する。従って、電力合成器８から出力される差信号Ｄ
には、このパイロット信号Ｐも含まれる。このパイロッ
ト信号Ｐは可変減衰器１１と可変移相器１２とを通り、
誤差増幅器１３で増幅されて電力合成器１４に供給され
る。電力合成器１４では、同軸遅延線９の出力信号に混
入しているパイロット信号Ｐが誤差増幅器１３の出力信
号Ｆのパイロット信号によってキャンセルされる。 【００１５】また、電力合成器１４と出力端子１６との
間に方向性結合器１５を設け、この方向性結合器１５に
より、電力合成器１４の出力信号Ｇの一部を分配する。
方向性結合器１５からの分配信号ＨはＢＰＦ１７に供給
されて、この分配信号Ｈに含まれるパイロット信号Ｐが
分離される。この分離されたパイロット信号Ｐはレベル
検出器１８に供給されてそのレベルが検出され、この検
出結果が制御回路２０に供給される。制御回路２０は、
このレベル検出器１８の検出レベルが最小となるよう
に、制御信号Ｇ２，θ２により、可変減衰器１１の減衰
量や可変移相器１２の位相量を制御する。 【００１６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
歪補償増幅装置において、誤差増幅器１３が、その増幅
素子が破損などして、異常な動作状態となると、誤差増
幅器１３の利得が低下する。このような場合には、電力
合成器８から出力される歪成分は、誤差増幅器１３で充
分増幅されないため、同軸遅延線９の出力信号に混入し
ている歪成分とは同振幅となり得えない。このため、電
力合成器１４では、歪成分を充分にはキャンセルするこ
とができず、電力合成器１４の出力信号Ｇに歪成分が大
きく残留することになる。このように歪成分が大きく残
留した状態では、他の高周波信号に対して妨害すること
になり、増幅装置の運用を続けることができなくなる。 【００１７】本発明の目的は、かかる問題を解消し、誤
差増幅器の利得が低下しても、歪成分を効果的に除去す
ることができ、運用を継続することを可能にした歪補償
増幅装置を提供することにある。 【００１８】 【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の系統の信号に分
配する電力分配手段と、該第１の系統の信号を増幅する
主増幅器の出力信号と該第２の系統の信号とから該主増
幅器で生ずる歪成分を抽出する電力合成器を、該主増幅
器の出力信号が供給される第１の方向性結合器と、該第
１の方向性結合器で分配された信号が供給される可変減
衰器と、該可変減衰器の出力信号と該第２の系統の信号
とから該主増幅器で生ずる歪成分を抽出する第２の方向
性結合器とで構成する。 【００１９】 【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は本発明による歪補償増幅装置の
一実施形態を示すブロック図であって、２１，２２は方
向性結合器、２３は可変減衰器、２４はＢＰＦ（バンド
パスフィルタ）、２５はレベル検出器であり、図２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。 【００２０】同図において、この実施形態では、電力合
成器８を主増幅器６の出力信号Ａが供給される方向性結
合器２１と、この方向性結合器２１からの分配信号Ｃを
減衰する可変減衰器２３と、この可変減衰器２３の出力
信号と同軸遅延線７の出力信号Ｂとが供給される方向性
結合器２３とで構成され、また、電力合成器１４に供給
される誤差増幅器１３の出力信号Ｆが一部分配されて供
給され、この信号からパイロット信号Ｐを抽出するＢＰ
Ｆ２４と、この抽出されたパイロット信号Ｐのレベルを
検出するレベル検出器２５とが設けられており、これら
以外の構成は図２に示した従来の歪補償増幅装置と同様
である。 【００２１】次に、この実施形態の動作について説明す
る。 【００２２】誤差増幅器１３が正常か否かを検出するの
にも、制御回路２０から方向性結合器５によって主増幅
器６に入力されるパイロット信号Ｐが用いられる。この
実施形態が使用状態にあるときには、可変減衰器２３の
減衰量は０に設定されており、方向性結合器２１から出
力される分配信号Ｃは減衰することなく可変減衰器２３
を通り、方向性結合器２２に供給される。誤差増幅器１
３が正常か否かを検出するときでも、可変減衰器２３の
減衰量は０に設定されている。 【００２３】この場合には、図２に示した従来の歪補償
増幅装置と同様にして処理が行なわれ、誤差増幅器１３
の出力信号Ｆが電力合成器１４に供給される。電力合成
器１４では、この誤差増幅器１３の出力信号Ｆが一部分
配され、これがＢＰＦ２４に供給されてパイロット信号
Ｐが抽出される。このパイロット信号Ｐはレベル検出器
２５に供給されてそのレベルが検出され、制御回路２０
に供給される。制御回路２０はこのレベル検出器２５の
検出結果から誤差増幅器１３が正常に動作しているか否
かを判定する。 【００２４】誤差増幅器１３が正常に動作しているとき
には、レベル検出器２５で検出されるレベルは所定の高
い正常値にあり、この正常値が検出されたときには、制
御回路２０は、制御信号Ｇ３により、可変減衰器２３の
減衰量を０に保持する。また、このとき、制御回路２０
は、図２に示した従来の歪補償増幅装置と同様、レベル
検出器１８の検出レベルが最小とするように、制御信号
Ｇ２，θ２により、可変減衰器１１の減衰量と可変移相
器４の位相量を設定する。 【００２５】誤差増幅器１３の利得が、その増幅素子が
破損するなどして、低下すると、レベル検出器２５で検
出されるパイロット信号Ｐのレベルが異常に低下する。
制御回路２０は、これを検出すると、誤差増幅器１３の
利得が異常と判定し、制御信号Ｇ３により、可変減衰器
２３の減衰量を増加させる。これにより、方向性結合器
２１の本線（同軸遅延線９側）への結合量が変化し、方
向性結合器２１で分配される分配信号Ｅの電力が、従っ
て、そのレベルが低下する。また、方向性結合器２１か
ら出力される分配信号Ｃが可変減衰器２３によって減衰
されて方向性結合器２２に供給される。このときも、制
御回路２０は、レベル検出器１９の検出レベルが最小と
なるように、可変減衰器３の減衰量を制御するので、方
向性結合器２２では、主増幅器６で発生した歪成分が精
度良く抽出される。 【００２６】この歪成分からなる方向性結合器２２から
の差信号Ｄは、利得が低下した誤差増幅器１３で増幅さ
れた後、電力合成器１４に供給され、同軸遅延線９の出
力信号を減算する。このとき、誤差増幅器１３の利得が
低下しているから、誤差増幅器１３の出力信号Ｆ、即
ち、歪成分はこの誤差増幅器１３で充分増幅されていな
いが、方向性結合器２１の上記結合量の低減により、同
軸遅延線９の出力信号のレベルも低下しているので、同
軸遅延線９の出力信号でのレベルが低下された歪成分が
誤差増幅器１３からの歪成分Ｆによって良好にキャンセ
ルされることになる。 【００２７】ここで、方向性結合器２１の上記本線への
結合量を低減させたことにより、電力合成器１４の出力
信号Ｇの電力が低下し、このため、この実施形態を基地
局や中継器に用いた場合、そのセルが狭くなるが、電力
合成器１４からは歪成分が良好にキャンセルされた出力
信号Ｇが得られることになるから、この実施形態を継続
して動作させることができ、通信の中断を回避すること
ができる。 【００２８】このようにして、誤差増幅器１３の利得が
その増幅素子の破損などによって低下しても、この実施
形態では、装置全体（即ち、歪補償増幅装置）の利得を
低下させることにより、そのまま継続して動作させるこ
とができる。 【００２９】なお、図１に示す実施形態での装置全体の
利得は、同軸遅延線７，９の線路の損失を無視すると、
電力分配器２での本線への結合量と電力合成器８での本
線への結合量（方向性結合器２１，２２の結合量や可変
減衰器２３の減衰量）との和で決まり、この実施形態で
は、可変減衰器２３の減衰量を大きくして方向性結合器
２１の本線への結合量を低減することにより、装置全体
の利得を低下させている。また、誤差増幅器１３に要求
される利得は、方向性結合器１０や可変減衰器１１，可
変移相器１２の損失を無視すると、電力合成器８，１４
の結合量の和で決まるが、誤差増幅器１３の利得がその
増幅素子の破損などによって低下した状態とは、かかる
要求される利得が得られない状態にあることである。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誤差増幅器が故障してその利得が低下しても、装置全体
の利得を低減することができて、歪成分を良好にキャン
セルすることを可能とし、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】本発明による歪補償増幅装置の一実施形態を示
すブロック図である。 【図２】歪補償増幅装置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 電力分配器 ３ 可変減衰器 ４ 可変移相器 ５ 方向性結合器 ６ 主増幅器 ７ 同軸遅延線 ８ 電力合成器 ９ 同軸遅延線 １１ 可変減衰器 １２ 可変移相器 １３ 誤差増幅器 １４ 分配器 １６ 出力端子 ２０ 制御回路 ２１，２２ 方向性結合器 ２３ 可変減衰器 ２４ バンドパスフィルタ ２５ レベル検出器

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 FA20 GN02 GN07 KA15 KA16 KA23 KA45 MA20 SA14 TA01 5J500 AA01 AA41 AC21 AF20 AK15 AK16 AK23 AK45 AM20 AS14 AT01

Claims (1)

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
   分配する電力分配手段と、該電力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の系統の信号と該電力分配手段からの該第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
   抽出する電力合成手段と、該電力合成手段で抽出された
   該歪成分を用いて該電力合成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歪補償増幅装置において、 該電力合成手段が、 該該主増幅器の出力信号を該第３，第４の２系統の信号
   に分配する第１の方向性結合器と、 該第１の方向性結合器から出力される該第３の系統の信
   号を減衰する可変減衰器と、 該可変減衰器で減衰処理された該第３の系統の信号と該
   電力分配手段からの該第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の方向
   性結合器ととで構成されたことを特徴とする歪補償増幅
   装置。