JP2005269043A - マルチポート増幅器および歪み補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、マルチポート増幅器と、そのマルチポート増幅器の歪み補償を行う歪み補償方法に関し、歪み補償が精度よく安定に達成されることを目的とする。
【解決手段】 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号とパイロット信号とを２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波数信号とパイロット信号とを個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、２^N 個の増幅手段の伝達特性または無線周波信号の信号源の特性に関して、第二の分配合成手段の特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する制御を行う制御手段とを備えて構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信システムの構成要素である通信衛星、無線基地局その他の無線局において、送信されるべき無線信号を電力増幅するマルチポート増幅器と、そのマルチポート増幅器の歪み補償を行う歪み補償方法に関する。

移動通信サービス等の無線通信サービスを提供する無線通信システムの無線基地局や通信衛星の送信部には、一般的に、厳しい小型化の要求を満たすために、複数の無線信号を共通増幅するマルチポート増幅器その他の電力増幅器が備えられる。
このマルチポート増幅器は、例えば、後述する「特許文献１」に示されるように、トラフィックの変動に柔軟に対応可能であり、かつ限られた電力を有効に利用できるために、通信衛星に積極的に搭載されている。さらに、マルチポート増幅器は、近年、地上無線サービスに対しても適用が提案されている空間分割多重方式により複数のアンテナを用いて通信容量を増加させる「ＭＩＭＯ技術」にも適している。

また、マルチポート増幅器に適用される固体増幅器（ＳＳＰＡ）あるいはＴＷＴ増幅器は、一般に、入力信号の電力の増加に応じて出力レベルが飽和出力に近づくにつれて電力効率が上昇する特性を有するが、複数の無線信号を増幅する場合には、固有の非線形性に起因してこれらの無線信号の相互変調歪みが発生するために、干渉や妨害の要因となり得る。したがって、共通増幅に供される高出力の増幅器は、上述した相互変調歪みに起因する回線品質や伝送品質の低下を回避するために飽和点からバックオフした線形性の良い動作点で運用される。

さらに、これらの増幅器は、電力効率が飽和出力時には４０パーセント以上であるにもかかわらず、バックオフ動作時には数パーセントないし１０パーセント程度の低い値となるために、有限の電力資源が必ずしも有効には利用されず、かつ運用に要するコストが高かった。
従来、このような課題を解決するための歪み補償回路としては、「プリディストーション型歪み補償回路」、「フィードバック型歪み補償回路」、「フィードフォーワード型歪み補償回路」等が提案されている。

「プリディストーション型歪み補償回路」は、増幅器の前段に配置され、予め相互変調歪み成分を付加し、その付加した歪み成分が増幅器で発生する歪み成分と相殺し合うように制御される。このような「プリディストーション型歪み補償回路」の内、特に、後述する「非特許文献１」に示される「アナログプリディストーション型歪み補償回路」は、回路規模が小さいため多く利用されている。さらに、近年、後述する「非特許文献２」に示されるように、ベースバンド信号発生時に増幅器の入出力特性が補償されるように信号を生成する「ディジタルプリディストーション型歪み補償回路」も脚光を浴びている。

また、「フィードバック型歪み補償回路」は、後述する「非特許文献３」に示されるように、増幅器の出力信号が無線信号帯域や中間周波数帯域に変換され、かつ入力信号にフィードバックされることによって実現される。しかし、「フィードバック型歪み補償回路」は、一般に、発振する恐れがあり、しかも、狭帯域でしか十分な補償効果が達成されない。

さらに、「フイードフォワード型歪み補償回路」は、後述する「非特許文献４」に示されるように、主増幅器の出力の一部から信号成分がキャンセルされることによって相互変調歪みが抽出され、かつ補助増幅器で増幅された後に合成回路を使って主増幅器の相互変調歪みと補助増幅器の相互変調歪みが相殺し合うように調整される。このような「フイードフォワード型歪み補償回路」は、歪み補償が可能な信号の帯域が広く、かつ歪み補償量が大きいというメリットがあるが、装置全体の規模が大きくなる。

すなわち、これらの歪み補償回路では、振幅や位相のバランスの下で歪み成分が相殺されるため、温度の変動や増幅器の経年変化に応じてこれらのバランスが崩れると、歪み補償の精度が低下する。
従来、このような課題を解決可能な歪み補償回路としては、例えば、図５に示す適応型歪み補償回路がある。

このような適応型歪み補償回路では、初段に配置された分配回路５１と、その分配回路５１の分岐路に縦続接続された遅延線路５２とによって得られる主信号の成分と、増幅器５３の出力から分配回路５４を介して得られる信号との差分が合成回路５５によってとられることによって、その増幅器５３によって出力された信号に含まれる相互変調歪みが抽出され、「その相互変調歪みの電力を最小とする適応アルゴリズム」の下で、この増幅器５３の前段に配置された歪み補償回路（ＤＣ）５６の特性に併せて、その歪み補償回路５６と分配回路５１との段間に配置された振幅位相調整回路（ＡＰＡ）５７の利得および移相量が制御部５８によって適宜可変される。
特開昭６１−７８２１３号公報 野島、岡本、大山：「マイクロ波ＳＳＢ−ＡＭ方式用プリディストーション非線形ひずみ補償回路」,電子通信学会論文誌, Vol.J67一B No.1, pp.78-85,1984. J.C. Pedro, J. Perez,"An MMIC linearized amplifier using active feedback," IEEE Microwave and Millimeter一Wave Monolithic Circuits Symp. Dig., pp.113一116, 1993. H.Seide1, H.R. Beurrier and A.N. Friedman, "Error Controlled High Power Linear Amplifiers at VHF", The Bell System Technical Journal, Vol.47, pp.651-722, May/June 1968. S. Andreoli, H.G. McClure, P. Banelli, S. Cacopardi, "Digital linearizer for RF amplifiers," IEEE Trans. on Broadcasting, vol.43, 1, pp.12-19, 1997. 堀口、中山、池田：「適応型リニアライザのひずみ検出回路特性の検討」2000年電子情報通信学会総合大会 C-2-58、pp109、2000

ところで、上述した適応型歪み補償回路では、増幅器５３の前段に縦属接続された分配回路５１、振幅位相調整回路５７および歪み補償回路５６からなる経路の特性が線形であるにもかかわらず、その増幅器５３の特性が非線形であり、特に、温度の変動に応じたこれらの特性の変化が異なるために、既述の適応制御が煩雑となり、あるいは相互変調歪みを十分に抑圧できるとは限らなかった。

さらに、適応型歪み補償回路は、既述のマルチポート増幅器のように、複数の増幅器が備えられる場合には、これらの増幅器に個別に対応した振幅位相調整回路、歪み補償回路その他のハードウエアが備えられなければならないために、回路規模が増大し、かつ質量、体積、電力その他の制約の下で実際には適用され難かった。
本発明は、構成が煩雑化することなく、かつ実装や消費電力にかかわる制約に妨げられることなく歪み補償が精度よく安定に達成されるマルチポート増幅器および歪み補償方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行う。

すなわち、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方は、これらの増幅手段および信号源だけではなく、既述の第一および第二の分配合成手段の特性に偏差があり、その偏差が環境条件に応じて広範に変動し得る場合であっても、その第二の分配手段の特定の出力端子に主として出力されるべきパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となる値に維持される。

したがって、本発明にかかわるマルチポート増幅器では、入力される無線周波信号のレベルが変更されても、ポートの間における特性の偏差や変動に起因して発生し、かつ個々の出力ポートに出力される上記の無線周波信号の相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
請求項２に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御を行う。

すなわち、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方は、これらの増幅手段および信号源だけではなく、既述の第一および第二の分配合成手段の特性に偏差があり、その偏差が環境条件に応じて広範に変動し得る場合であっても、その第二の分配手段の特定の出力端子に出力される上記の相互変調歪みの電力が最小となる値に維持される。

したがって、本発明にかかわるマルチポート増幅器では、入力される無線周波信号のレベルが変更されても、ポートの間における特性の偏差や変動に起因して発生し、かつ個々の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のマルチポート増幅器において、制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行う。

すなわち、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方は、これらの増幅手段および信号源だけではなく、既述の第一および第二の分配合成手段の特性に偏差があり、その偏差が環境条件に応じて広範に変動し得る場合であっても、その第二の分配手段の特定の出力端子に出力される上記の相互変調歪みの電力が最小となり、しかも、この特定の出力端子に出力されるパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となる値に維持される。

したがって、「ポートの間における特性の偏差や変動」が既述の相互変調歪みとパイロット信号との何れか一方の電力として間接的に評価され、「個々の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力」がこの評価の結果に応じて小さな値に抑制される場合に比べて、その相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項４に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が間欠的に入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、パイロット信号が入力されている期間には、第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行い、パイロット信号が入力されていない期間には、特定の出力端子に伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御を行う。

すなわち、上記の相互変調歪みに重畳されたパイロット信号と、その相互変調歪みとは、このパイロット信号が間欠的に入力されることが利用されることによって、構成が複雑な濾波手段を介することなく制御手段によって監視され、かつ両者の差が好適となる値に、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が維持される。

したがって、構成が複雑化することなく、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項５に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となった値を設定する。

本発明にかかわるマルチポート増幅器では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力に伝達されたパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項１にかかわるマルチポート増幅器と異なる。

したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項１にかかわるマルチポート増幅器と同様に、個々の出力ポートに出力される相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
請求項６に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力が最小となった値を設定する。

本発明にかかわるマルチポート増幅器では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力に伝達された相互変調歪みの電力が最小となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項２にかかわるマルチポート増幅器と異なる。
したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項２にかかわるマルチポート増幅器と同様に、個々の出力ポートに出力される相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。

請求項７に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号と無線周波信号の相互変調歪みの電力との電力の差が規定の値または規定の範囲となった値を設定する。

本発明にかかわるマルチポート増幅器では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力に伝達されたパイロット信号と相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項３にかかわるマルチポート増幅器と異なる。

したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項３にかかわるマルチポート増幅器と同様に、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項８に記載の発明では、第一の分配合成手段は、個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が間欠的に入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する。２^N 個の増幅手段は、２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する。第二の分配合成手段は、２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する。制御手段は、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、パイロット信号が入力されている第一の期間と入力されていない第二の期間とに個別に掃引を行い、これらの掃引の過程で、第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主にパイロット信号が出力される特定の出力端子に第一の期間に伝達されたパイロット信号の電力と、第二の期間に特定の出力端子に伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力との差が規定の値または規定の範囲となる値を設定する。

本発明にかかわるマルチポート増幅器では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力に伝達されたパイロット信号と相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項４にかかわるマルチポート増幅器と異なる。

したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項４にかかわるマルチポート増幅器と同様に、構成が複雑化することなく、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項９に記載の発明では、請求項３または請求項７に記載のマルチポート増幅器において、パイロット信号は、相互変調歪みが分布する帯域と異なる帯域に分布する。制御手段は、周波数領域で相互変調歪みとパイロット信号とを分離し、これらの無線周波信号とパイロット信号との電力を監視する。

すなわち、ポートの間における特性の偏差や変動は、第二の分配手段の特定の出力端子に伝達された信号から通過域が異なる濾波手段を介して確実に、かつ精度よく分離され、相互変調歪みとパイロット信号との電力の差や比として精度よく評価される。
したがって、請求項３および請求項７に記載の発明にかかわるマルチポート増幅器に比べて、相互変調歪みの補償の精度が向上する。

請求項１０に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御が行われる。

すなわち、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方は、これらの増幅手段および信号源だけではなく、既述のマルチポート増幅器の初段および最終段に備えられた分配合成手段の特性に偏差があり、その偏差が環境条件に応じて広範に変動し得る場合であっても、特定の出力ポートに主として出力されるべきパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となる値に維持される。

したがって、本発明が適用されたマルチポート増幅器では、入力される無線周波信号のレベルが変更されても、ポートの間における特性の偏差や変動に起因して発生し、かつ個々の出力ポートに出力される上記の無線周波信号の相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
請求項１１に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御が行われる。

すなわち、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方は、これらの増幅手段および信号源だけではなく、既述のマルチポート増幅器の初段および最終段に備えられた分配合成手段の特性に偏差があり、その偏差が環境条件に応じて広範に変動し得る場合であっても、特定の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力が最小となる値に維持される。

したがって、本発明が適用されたマルチポート増幅器では、入力される無線周波信号のレベルが変更されても、ポートの間における特性の偏差や変動に起因して発生し、かつ個々の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の歪み補償方法において、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御が行われる。

すなわち、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方は、これらの増幅手段および信号源だけではなく、既述のマルチポート増幅器の初段および最終段に備えられた分配合成手段の特性に偏差があり、その偏差が環境条件に応じて広範に変動し得る場合であっても、特定の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力が最小となり、しかも、この特定の出力ポートに出力されるパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となる値に維持される。

したがって、既述の相互変調歪みとパイロット信号との何れか一方の電力として「ポートの間における特性の偏差や変動」が間接的に評価され、「個々の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力」がこの評価の結果に応じて小さな値に抑制される場合に比べて、その相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項１３に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、パイロット信号が入力されている期間には、マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御が行われ、パイロット信号が入力されていない期間には、特定の出力ポートに伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御が行われる。

すなわち、上記の相互変調歪みに重畳されたパイロット信号と、その相互変調歪みとは、このパイロット信号が間欠的に入力されることが利用されることによって、構成が複雑な濾波手段を介することなく監視され、かつ両者の差が好適となる値に、上述した２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が維持される。

したがって、構成が複雑化することなく、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項１４に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程でマルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となった値が設定される。

本発明にかかわる歪み補償方法では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項１０にかかわる歪み補償方法と異なる。

したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項１０にかかわる歪み補償方法と同様に、個々の出力ポートに出力される相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
請求項１５に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引が行われ、その掃引の過程でマルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力が最小となった値が設定される。

本発明にかかわる歪み補償方法では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力ポートに伝達された相互変調歪みの電力が最小となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項１１にかかわる歪み補償方法と異なる。
したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項１１にかかわる歪み補償方法と同様に、個々の出力ポートに出力される相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。

請求項１６に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引が行われ、その掃引の過程でマルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号と無線周波信号の相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値が設定される。

本発明にかかわる歪み補償方法では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号と相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項１２にかかわるマルチポート増幅器と異なる。

したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項１２にかかわる歪み補償方法と同様に、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項１７に記載の発明では、マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とがそれぞれ供給される。さらに、マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、パイロット信号が入力されている第一の期間と入力されていない第二の期間とに個別に掃引が行われ、これらの掃引の過程で、マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主にパイロット信号が出力される特定の出力ポートに第一の期間に伝達されたパイロット信号の電力と、第二の期間に特定の出力端子に伝達された無線周波信号の相互変調歪みの電力との差が規定の値または規定の範囲となる値が設定される。

本発明にかかわる歪み補償方法では、既述の自動制御や適応制御ではなく、上述した掃引の過程で実際に特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号と相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値に、２^N 個の増幅手段の伝達特性と、無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方が設定される点で請求項１３にかかわる歪み補償方法と異なる。

したがって、ポートの間における特性の偏差が広範には変化せず、あるいは「上記の掃引が行われる頻度を超える程度」には頻繁に変動しない場合には、請求項１３にかかわる歪み補償方法と同様に、構成が複雑化することなく、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
請求項１８に記載の発明では、請求項１２または請求項１６に記載の歪み補償方法において、パイロット信号は、相互変調歪みが分布する帯域と異なる帯域に分布する。周波数領域で相互変調歪みとパイロット信号とが分離され、これらの無線周波信号とパイロット信号との電力が監視される。

すなわち、ポートの間における特性の偏差や変動は、特定の出力ポートに伝達された信号から通過域が異なる濾波手段を介して確実に、かつ精度よく分離され、相互変調歪みとパイロット信号との電力の差や比として精度よく評価される。
したがって、請求項１２および請求項１６に記載の発明にかかわる歪み補償方法に比べて、相互変調歪みの補償の精度が向上する。

上述したように請求項１、２、５、６、１０、１１、１４、１５に記載の発明では、入力される無線周波信号のレベルが変更されても、ポートの間における特性の偏差や変動に起因して発生し、かつ個々の出力ポートに出力される上記の無線周波信号の相互変調歪みの電力が安定に小さな値に抑制される。
また、請求項３、７、１２、１６に記載の発明では、相互変調歪みとパイロット信号との何れか一方の電力として「ポートの間における特性の偏差や変動」が間接的に評価され、「個々の出力ポートに出力される上記の相互変調歪みの電力」がこの評価の結果に応じて小さな値に抑制される場合に比べて、その相互変調歪みの補償の精度が向上する。

さらに、請求項４、８、１３、１７に記載の発明では、構成が複雑化することなく、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
また、請求項９、１８に記載の発明では、請求項３および請求項７に記載の発明に比べて、相互変調歪みの補償の精度が向上する。
したがって、本発明が適用された通信装置では、マルチポート増幅器の利点が損なわれることなく、部品の特性の偏差にかかわる制約が緩和され、これらの特性と、入力される無線周波信号のレベルとが多様にあるいは広範に変化しても、性能および伝送品質が高く維持される。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第一および第三の実施形態を示す図である。
図において、分配合成回路１１の第一ないし第三の入力ＩＰ１〜ＩＰ３にはそれぞれ占有帯域が異なる無線周波信号（以下、「第一の入力信号」、「第二の入力信号」、「第三の入力信号」という。）が与えられ、その分配合成回路１１の第四の入力ＩＰ４にはパイロット信号発生器１２の出力が接続される。この分配合成回路１１の第一ないし第四の出力は、それぞれ振幅位相調整回路（ＡＰＡ）１３-1〜１３-4の入力に接続される。振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の出力にはそれぞれ歪み補償回路（ＤＣ）１４-1〜１４-4の入力に接続され、これらの歪み補償回路１４-1〜１４-4の出力は増幅器１５-1〜１５-4の入力に接続される。増幅器１５-1〜１５-4の出力は、分配合成回路１６の第一ないし第四の入力に接続される。分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１は計測部１７の入力に接続され、その分配合成回路１６の第二ないし第四の出力ＯＰ２〜ＯＰ４は、それぞれアンテナ１８-3〜１３-1の給電点に接続される。計測部１７の出力は制御部１９の入力に接続され、その制御部１９の第一ないし第八の出力ポートには、振幅位相調整回路１３-1〜１３-4および歪み補償回路１４-1〜１４-4の制御端子が個別に接続される。

また、分配合成回路１１は、下記の４つの９０度ハイブリッド（ＨＹＢ）１１Ａ-11、１１Ａ-12、１１Ａ-21、１１Ａ-22 で構成される。
・ 一方の入力に上述した「第一の入力信号」が与えられ、かつ他方の入力に「第二の入力信号」が与えられる９０度ハイブリッド１１Ａ-11
・ 一方の入力に上述した「第三の入力信号」が与えられ、かつ他方の入力がパイロット信号発生部１２の出力に接続された９０度ハイブリッド１１Ａ-12
・ 一方の入力に９０度ハイブリッド１１Ａ-11 の一方の出力が接続され、かつ他方の入力に９０度ハイブリッド１１Ａ-12 の一方の出力が接続されると共に、２つの出力がそれぞれ振幅位相調整回路１３-1、１３-2の入力に接続された９０度ハイブリッド１１Ａ-21
・ 一方の入力に９０度ハイブリッド１１Ａ-11 の他方の出力が接続され、かつ他方の入力に９０度ハイブリッド１１Ａ-12 の他方の出力が接続されると共に、２つの出力がそれぞれ振幅位相調整回路１３-3、１３-4の入力に接続された９０度ハイブリッド１１Ａ-22
なお、分配合成回路１６の構成は分配合成回路１１の構成と同じであるので、その分配合成回路１６に備えられる４つの９０度ハイブリッドについては、それぞれ符号「１６Ａ-11」、「１６Ａ-12」、「１６Ａ-21」、「１６Ａ-22」を付与して図１に示し、ここでは、詳細な接続にかかわる説明を省略する。
［第一の実施形態］
以下、図１を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。

パイロット信号発生部１２は、既述の「第一の入力信号」ないし「第三の入力信号」の間の相互変調によって発生し得る相互変調歪みの何れとも占有帯域が異なり、これらの相互変調歪みに比べてレベルが大幅に大きい「パイロット信号」を定常的に生成する。
ところで、これらの「第一の入力信号」ないし「第三の入力信号」および「パイロット信号」は、下記の条件の全てが成立する状態では、分配合成回路１１によって合成され、かつ増幅器１５-1〜１５-4によって増幅された後に、分配合成回路１６によって分配されることによって、その分配合成回路１６の第四の出力ＯＰ４、第三の出力ＯＰ３、第二の出力ＯＰ２、第一の出力ＯＰ１にそれぞれ出力される。
・ 分配合成回路１１、１６が「理想的な４つの９０度ハイブリッドの組み合わせ」として構成される。
・ 振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量が等しい。
・ 歪み補償回路（ＤＣ）１４-1〜１４-4の特性が等しい。
・ 増幅器１５-1〜１５-4の利得および特性が等しい。

計測部１７は、分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に得られた出力信号（理想的には、主要な成分が既述の通りにパイロット信号の成分である。）のレベルを監視する。
制御部１９は、そのレベルが増加する方向に、「振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量に併せて、歪み補償回路１４-1〜１４-4の特性」の組み合わせを所定の頻度（周期）で変更する。

また、分配合成回路１６の第二の出力ＯＰ２ないし第四の出力ＯＰ４にそれぞれ得られた第三の出力信号ないし第一の出力信号は、アンテナ１８-3〜１８-1の給電端に供給される。
すなわち、増幅器１５-1〜１５-4の間において、利得と特性との双方または何れか一方に差があり、あるいはその差が温度その他の環境条件に応じて変化しても、分配合成回路１１、１６の間にこれらの増幅器１５-1〜１５-4を介して個別に形成される４つの経路の特性の偏差は、『分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に伝達された「パイロット信号」の成分のレベルＬｐが最大となる』との基準の下で圧縮される。

したがって、本実施形態によれば、マルチポート増幅器を構成する要素に特性の偏差があり、かつ環境条件等に応じてその偏差が広範に変動し得る場合であっても、その偏差に起因して発生する相互変調歪みの抑圧が精度よく安定に達成される。
［第二の実施形態］
図２は、本発明の第二の実施形態を示す図である。

本実施形態の構成は、下記の点で図１に示す第一の実施形態の構成と異なる。
・ 制御部１９に代えて制御部１９Ａが備えられる。
・ その制御部１９Ａの第一および第二の入力ポートにそれぞれ出力が接続された計測部１７Ｐ、１７Ｓが計測部１７に代えて備えられる。
・ 分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に接続された入力端子を有し、かつ計測部１７Ｐ、１７Ｓの入力にそれぞれ出力された２つの出力端子を有するフィルタ２１が備えられる。

以下、図２を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に伝達される既述の「パイロット信号」には、上記の４つの経路の特性の偏差に応じて増減する「第一の入力信号」ないし「第三の入力信号」の相互変調歪みの成分（以下、「歪み成分」という。）が含まれ得る。
フィルタ２１は、これらの「歪み成分」と「パイロット信号」との間における占有帯域の相違に基づいて、その「パイロット信号」の成分と、「歪み成分」（ここでは、パイロット信号に比べて、レベルが大幅に「歪み成分」の電力より十分小さいと仮定する。）とを分離する。

計測部１７Ｐ、１７Ｓは、これらの「パイロット信号」の成分のレベルＬｐと、相互変調歪みのレベルＬｉｍとを計測する。
制御部１９Ａは、これらのレベルＬｐ、Ｌｉｍの差δ（＝Ｌｐ−Ｌｉｍ）が増加する方向に、「振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量に併せて、歪み補償回路１４-1〜１４-4の特性」の組み合わせを所定の頻度（周期）で変更する。

すなわち、増幅器１５-1〜１５-4の間において、利得と特性との何れか一方あるいは双方の差があり、あるいはその差が温度その他の環境条件に応じて変化しても、分配合成回路１１、１６の間にこれらの増幅器１５-1〜１５-4を介して個別に形成される４つの経路の特性の偏差は、『分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１において、「パイロット信号」の成分のレベルＬｐが最大となり、しかも、相互変調歪みのレベルＬｉｍが最小となる』との基準の下で精度よく圧縮される。

したがって、本実施形態によれば、マルチポート増幅器を構成する要素に特性の偏差があり、かつ環境条件が広範に変動し得る場合であっても、その偏差に起因して発生する相互変調歪みの抑圧が既述の第一の実施形態より精度よく安定に達成される。
［第三の実施形態］
以下、本発明の第三の実施形態について説明する。

本実施形態の構成は、図１に破線で示すように、パイロット信号発生部１２の制御端子に接続された第九の出力を有する制御部１９Ｂが制御部１９に代えて備えられる点で既述の第一の実施形態の構成と異なる。
以下、図１を参照して本発明の第三の実施形態の動作を説明する。
制御部１９Ｂは、パイロット信号発生部１２に対して「パイロット信号」の生成の許可と規制とを既定の周期で指令する。なお、以下では、パイロット信号発生部１２が制御部１９Ｂの配下で「パイロット信号」を生成する期間を「第一の期間」と称し、反対に「パイロット信号」を生成しない期間を「第二の期間」という。

第一の期間に分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に伝達される「パイロット信号」には、既述の「歪み成分」が含まれ得る。また、第二の期間にその第一の出力ＯＰ１に伝達される信号には、上述した「歪み成分」が含まれても、「パイロット信号」の成分は含まれない。
計測部１７は、第一の期間と第二の期間とに分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１からそれぞれ出力される信号のレベルＬ１、Ｌ２を計測する。

制御部１９Ｂは、これらのレベルＬ１、Ｌ２の差Δ（＝Ｌ１−Ｌ２）が増加する方向に、「振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量に併せて、歪み補償回路１４-1〜１４-4の特性」の組み合わせを所定の頻度（周期）で変更する。
すなわち、増幅器１５-1〜１５-4の間において、利得と特性との何れか一方あるいは双方の差があり、あるいはその差が温度その他の環境条件に応じて変化しても、分配合成回路１１、１６の間にこれらの増幅器１５-1〜１５-4を介して個別に形成される４つの経路の特性の偏差は、図２に示す第二の実施形態よりハードウエアの規模が小さいにもかかわらず、その第二の実施形態と同様に精度よく圧縮される。

したがって、本実施形態によれば、マルチポート増幅器を構成する要素に特性の偏差があり、かつ環境条件が広範に変動し得る場合であっても、ハードウエアの構成が複雑化するとなくその偏差に起因して発生する相互変調歪みの抑圧が精度よく安定に達成される。
なお、本実施形態では、パイロット信号発生部１２は、制御部１９Ｂの主導の下で間欠的に「パイロット信号」を生成している。

しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、パイロット信号発生部１２に対して「パイロット信号」を発生すべき期間が外部から指示され、かつ制御部１９Ｂはその期間を示す信号に基づいて既述の第一の期間と第二の期間とを識別してもよい。
さらに、本実施形態では、計測部１７は、第一の期間と第二の期間との何れの始点でも初期化されていない。

しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、計測部１７は、その計測部１７によって計測されるレベルの精度が無用に低下することの回避を目的として、上記の第一の期間と第二の期間との双方もしくは何れか一方の始点または終点の時点で初期化され、あるいは再起動されてもよい。
また、上述した第一ないし第三の実施形態では、増幅器１５-1〜１５-4の前段に歪み補償回路１４-1〜１４-4とがそれぞれ配置され、これらの歪み補償回路１４-1〜１４-4の前段に振幅位相調整回路１３-1〜１３-4がそれぞれ配置されている。

しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の前段に歪み補償回路１４-1〜１４-4がそれぞれ配置されてもよく、あるいは、これらの振幅位相調整回路１３-1〜１３-4と歪み補償回路１４-1〜１４-4との全てまたは一部が増幅器１５-1〜１５-4の後段に配置されてもよい。
さらに、上述した第一ないし第三の実施形態では、分配合成回路１１、１６の間に増幅器１５-1〜１５-4を介して個別に形成される４つの経路の特性の偏差は、以下に列記するように、「分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に伝達された「パイロット信号」の成分のレベルＬｐが最大となる」との要件を含む基準の下で圧縮されている。
・ 『分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１に伝達された「パイロット信号」の成分のレベルＬｐが最大となる』との基準…第一の実施形態
・ 『分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１において、「パイロット信号」の成分のレベルＬｐが最大となり、しかも、相互変調歪みのレベルＬｉｍが最小となる』との基準…第二の実施形態
・ 「第一の期間と第二の期間とに分配合成回路１６の第一の出力ＯＰ１からそれぞれ出力される信号のレベルＬ１、Ｌ２の差Δ（＝Ｌ１−Ｌ２）が増加する」との基準…第三の実施形態
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、一般に、「動作温度が低下すると、利得が増加し、かつ上記のパイロット信号の電力と、増幅素子（トランジスタ）に流れる電流との双方が増加する」との特性を有し、かつ動作温度が広範に変化し得る通信衛星に搭載されると共に、本発明が適用されたＳＳＰＡ（Solid State Power Amplifier)では、パイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲を上回らないように個々の増幅器の前段の利得が維持されることによって、これらの増幅器の間における特性の偏差が補償され、しかも、消費電力の無用な増加が抑制されることによって、搭載されるべきバッテリの容量の節減が図られてもよい。
［第四の実施形態］
図３は、本発明の第四の実施形態を示す図である。

本実施形態の構成は、下記の点で、図１に示す第一および第三の実施形態の構成と異なる。
・ 振幅位相調整回路１３-1〜１３-4および歪み補償回路１４-1〜１４-4が備えられず、分配合成回路１１の第一ないし第四の出力が増幅器１５-1〜１５-4の入力にそれぞれ接続される。
・ パイロット信号発生部１２および制御部１９、１９Ｂが備えられず、その制御部１９、１９Ｂに代えて、ベースバンド信号発生部３１が備えられる。
・ このベースバンド信号発生部３１の第一ないし第四の出力に個別に接続された入力を有し、かつ出力が分配合成回路１１の第一の入力ＩＰ１ないし第四の入力ＩＰ４に接続されたアップコンバータ（ＭＩＸ）３２-1〜３２-4が備えられる。

以下、図３を参照して本発明の第四の実施形態の動作を説明する。
ベースバンド信号発生部３１は、アップコンバータ３２-1〜３２-4によって行われる周波数変換の下で既述の「第一の入力信号」、「第二の入力信号」、「第三の入力信号」および「パイロット信号」に変換される４つのベースバンド信号（以下、それぞれ「第一のベースバンド信号」、「第二のベースバンド信号」、「第三のベースバンド信号」および「ベースバンドパイロット信号」という。）を生成する。

したがって、分配合成回路１１の「第一の入力ＩＰ１」ないし「第四の入力ＩＰ４」には、アップコンバータ３２-1〜３２-4によって、上述した「第一の入力信号」、「第二の入力信号」、「第三の入力信号」および「パイロット信号」がそれぞれ与えられる。
また、ベースバンド信号発生部３１は、上述した「第一のベースバンド信号」、「第二のベースバンド信号」、「第三のベースバンド信号」および「ベースバンドパイロット信号」を個別に生成するディジタル信号処理を行い、そのディジタル信号処理の過程では、計測部１７によって計測されたレベルに応じて、図１に示す第一または第三の実施形態において行われる下記の処理とベースバンド領域で等価な処理を行う。
・ 制御部１９、１９Ｂによって行われ、かつ振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量と、歪み補償回路１４-1〜１４-4の特性との組み合わせを変更する処理
・ これらの振幅位相調整回路１３-1〜１３-4および歪み補償回路１４-1〜１４-4を分配合成回路１１の前段においてベースバンド領域で模擬する処理
すなわち、図１に示す制御部１９、１９Ｂ、振幅位相調整回路１３-1〜１３-4および歪み補償回路１４-1〜１４-4は、ベースバンド領域で既述の「第一のベースバンド信号」、「第二のベースバンド信号」、「第三のベースバンド信号」および「ベースバンドパイロット信号」を生成し、かつ汎用のディジタルシグナルプロセッサとして構成可能なベースバンド信号発生部３１の余剰の処理量が活用されることによって実現される。

したがって、上述した第一または第三の実施形態に比べて、構成が簡略化され、かつ低廉化、小型化および節電が可能であるにもかかわらず、これらの実施形態と同様に、マルチポート増幅器を構成する要素の特性の偏差に起因して発生する相互変調歪みの抑圧が精度よく安定に達成される。
なお、本実施形態では、図１に示す第一または第三の実施形態において達成される「相互変調歪みの低減」と、「マルチポート増幅器のポート間における特性の偏差の補償」とがベースバンド領域で行われている。

しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、図４に示すように、図２に示す第二の実施形態において達成される「相互変調歪みの低減」および「マルチポート増幅器のポート間における特性の偏差の補償」がベースバンド領域で行われてもよい。
上述した各実施形態では、「振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量と、歪み補償回路１４-1〜１４-4の特性との組み合わせ」を変更する処理、またはその処理に等価なベースバンド領域における処理は、計測部１７、１７Ｐ、１７Ｓによって計測されたレベルに応じて行われる自動制御（フィードバック制御）として実現されている。

しかし、これらの処理は、例えば、適応制御として実現されることによって、振幅位相調整回路１３-1〜１３-4や歪み補償回路１４-1〜１４-4だけではなく、増幅器１５-1〜１５-4および分配合成回路１１、１６の特性が未知であり、あるいはこれらの特性が不規則に変動することに対する柔軟な適応が図られてもよい。
さらに、図３や図４に示すベースバンド信号発生部３１によって行われるディジタル信号処理は、ベースバンド領域に限らず、例えば、アップコンバータ３２-1〜３２-4によって行われる周波数変換の過程において中間周波帯（「第一の入力信号」〜「第三の入力信号」の占有帯域より低い。）で行われ、あるいはこれらの「第一の入力信号」〜「第三の入力信号」の占有帯域における無線周波数帯で行われてもよい。

また、これらの処理は、例えば、振幅位相調整回路１３-1〜１３-4の利得および移相量と歪み補償回路１４-1〜１４-4の特性との規定の範囲における掃引が制御部１９、１９Ａ、１９Ｂによって図られ、その掃引の過程でこれらの利得および移相量に併せて特性が最も望ましい態様に設定される処理として実現されてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、分配合成回路１１、１６は、特性が共通であって理想的であると見なされ得る４つの９０ハイブリッドの集合として構成されている。

しかし、本発明はこのような構成に限定されず、これらの分配合成回路１１、１６は、特性が所望の精度で理想的であると見なされるならば、如何なる回路として構成され、あるいは如何なる要素の組み合わせとして構成されてもよい。
また、上述した各実施形態では、入力ポートおよび出力ポートの数が「４」であるマルチポート増幅器に本発明が適用されている。

しかし、本発明は、このようなマルチポート増幅器に限定されず、入力ポートと出力ポートとの数が何れも「２」のべき乗値（≧４）であり、かつ何れの出力ポートにも、これらの出力ポートに対応した単一の入力ポートに入力された入力信号が主として出力されるならば、多様なマルチポート増幅器に適用可能である。
さらに、上述した各実施形態では、パイロット信号が第四の入力ポートに入力され、その入力ポートに対応する第一の出力ポートに計測部１７やフィルタ２１の入力が接続されている。

しかし、このようにパイロット信号が入力される入力ポートは、計測部１７やフィルタ２１の入力が接続された出力ポートに主として出力される信号がそのパイロット信号となるならば、何れの入力ポートであってもよい。
また、上述した各実施形態では、分配合成回路１１の前段と後段との何れか一方において、４つのポートの間における特性の差の補償が図られている。

しかし、このような補償を実現する処理は、分配合成回路１１の前段と後段との双方において並行して行われ、あるいは分散処理として行われてもよい。
さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において多様な形態による実施形態が可能であり、かつ構成装置の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。

本発明の第一および第三の実施形態を示す図である。 本発明の第二の実施形態を示す図である。 本発明の第四の実施形態を示す図である。 本発明の第四の実施形態の他の構成を示す図である。 適応型歪み補償回路の構成例を示す図である。

符号の説明

１１，１６ 分配合成回路
１１Ａ，１６Ａ ９０度ハイブリッド（ＨＹＢ）
１２ パイロット信号発生部
１３，５７ 振幅位相調整回路（ＡＰＡ）
１４，５６ 歪み補償回路（ＤＣ）
１５，５３ 増幅器
１７，１７Ｐ，１７Ｓ，５８ 計測部
１８ アンテナ
１９，１９Ａ，１９Ｂ 制御部
２１ フィルタ
３１ ベースバンド信号発生部
３２ アップコンバータ（ＭＩＸ）
５１，５４ 分配回路
５２ 遅延線路
５５ 合成回路

Claims (18)

1. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行う制御手段と
   を備えたことを特徴とするマルチポート増幅器。
2. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御を行う制御手段と
   を備えたことを特徴とするマルチポート増幅器。
3. 請求項２に記載のマルチポート増幅器において、
   前記制御手段は、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行う
   ことを特徴とするマルチポート増幅器。
4. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が間欠的に入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記パイロット信号が入力されている期間には、前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行い、前記パイロット信号が入力されていない期間には、前記特定の出力端子に伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御を行う制御手段と
   を備えたことを特徴とするマルチポート増幅器。
5. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となった値を設定する制御手段と
   を備えたことを特徴とするマルチポート増幅器。
6. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力が最小となった値を設定する制御手段と
   を備えたことを特徴とするマルチポート増幅器。
7. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に伝達されたパイロット信号と前記無線周波信号の相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値を設定する制御手段と
   ことを特徴とするマルチポート増幅器。
8. 個別に無線周波信号が入力される（２^N−１)個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力端子と、パイロット信号が間欠的に入力される単一の入力端子とを有し、これらの無線周波信号およびパイロット信号を２^N 個の出力端子に分配合成する第一の分配合成手段と、
   前記２^N 個の出力端子を介して供給された無線周波信号およびパイロット信号を個別に増幅する２^N 個の増幅手段と、
   ２^N 個の出力端子を有し、これらの出力端子に、前記２^N 個の増幅手段によって出力された信号を分配合成する第二の分配合成手段と、
   前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記パイロット信号が入力されている第一の期間と入力されていない第二の期間とに個別に掃引を行い、これらの掃引の過程で、前記第二の分配合成手段が有する２^N 個の出力端子の内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力端子に前記第一の期間に伝達されたパイロット信号の電力と、前記第二の期間に前記特定の出力端子に伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力との差が規定の値または規定の範囲となる値を設定する制御手段と
   を備えたことを特徴とするマルチポート増幅器。
9. 請求項３または請求項７に記載のマルチポート増幅器において、
   前記パイロット信号は、
   前記相互変調歪みが分布する帯域と異なる帯域に分布し、
   前記制御手段は、
   周波数領域で前記相互変調歪みと前記パイロット信号とを分離し、これらの無線周波信号とパイロット信号との電力を監視する
   ことを特徴とするマルチポート増幅器。
10. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行う
    ことを特徴とする歪み補償方法。
11. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御を行う
    ことを特徴とする歪み補償方法。
12. 請求項１１に記載の歪み補償方法において、
    前記２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行う
    ことを特徴とする歪み補償方法。
13. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記パイロット信号が入力されている期間には、前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力を規定の値または規定の範囲に維持する自動制御または適応制御を行い、前記パイロット信号が入力されていない期間には、前記特定の出力ポートに伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力を最小とする自動制御または適応制御を行う
    ことを特徴とする歪み補償方法。
14. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号の電力が規定の値または規定の範囲となった値を設定する
    ことを特徴とする歪み補償方法。
15. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力が最小となった値を設定する
    ことを特徴とする歪み補償方法。
16. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、掃引を行い、その掃引の過程で前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに伝達されたパイロット信号と前記無線周波信号の相互変調歪みとの電力の差が規定の値または規定の範囲となった値を設定する
    ことを特徴とする歪み補償方法。
17. マルチポート増幅器が有する２^N 個（Ｎ＝「２」以上の整数）の入力ポートの内、単一の入力ポートと残りの（２^N−１)個の入力ポートとにパイロット信号と無線周波信号とをそれぞれ供給し、
    前記マルチポート増幅器に備えられた２^N 個の増幅手段の伝達特性と、前記無線周波信号の信号源の特性との双方もしくは何れか一方に関して、前記パイロット信号が入力されている第一の期間と入力されていない第二の期間とに個別に掃引を行い、これらの掃引の過程で、前記マルチポート増幅器が有する２^N 個の出力ポートの内、主に前記パイロット信号が出力される特定の出力ポートに前記第一の期間に伝達されたパイロット信号の電力と、前記第二の期間に前記特定の出力端子に伝達された前記無線周波信号の相互変調歪みの電力との差が規定の値または規定の範囲となる値を設定する
    ことを特徴とする歪み補償方法。
18. 請求項１２または請求項１６に記載の歪み補償方法において、
    前記パイロット信号は、
    前記相互変調歪みが分布する帯域と異なる帯域に分布し、
    周波数領域で前記相互変調歪みと前記パイロット信号とを分離し、これらの無線周波信号とパイロット信号との電力を監視する
    ことを特徴とする歪み補償方法。

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