JP2008271289A - 歪補償装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信号を増幅する増幅器で発生する歪を補償する歪補償装置において、効果的に歪を補償する。
【解決手段】増幅器２で発生する歪を補償するための歪を発生させる歪発生手段１３、１８を備える。歪発生手段は、入出力特性に飽和特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路を含んで構成される。一構成例として、歪発生手段は、補償対象となる最も低い奇数次の歪（本例では、３次歪）を発生する回路として入出力特性に伸張特性を有する非線形回路１３を使用し、補償対象となる他の奇数次の歪（本例では、５次歪）を発生する回路として入出力特性に飽和特性を有する非線形回路１８を使用して構成された。
【選択図】図１

Description

本発明は、歪補償装置に関し、特に、効果的に歪を補償する歪補償装置に関する。

携帯電話に代表されるように、近年では無線を利用したシステムが非常に普及している。近年の無線システムの多くが線形変調方式を採用しており、それらの信号の増幅回路には直線性が要求される。また、マルチキャリア増幅に代表されるように共通増幅を行うことで、コスト低減、効率の向上が要求されている。それらの要求にこたえるため、歪補償方式を採用した増幅方式が一般的になっており、様々な補償方式を採用した増幅装置が検討等されている。

歪補償装置は、増幅器で発生する歪を打ち消すことで実現される。補償される増幅器で発生した歪そのものを使用して歪を打ち消す方法（フィードフォワード方式、フィードバック方式）と、補償される増幅器とは異なる素子を用いて歪を発生させて打ち消す方法（前置歪補償（ＰＤ：プリディストーション）方式）がある。
前置歪補償方式には、アナログ素子を用いたアナログ方式と、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のデジタル信号処理装置を使用したデジタル方式がある。

フィードフォワード方式は、高い歪補償量を実現し、安定した歪補償を行うことができるという長所があるが、短所として、回路規模が大きくなる、前置歪補償方式と比較してコストが高くなる、効率が悪いという点がある。
アナログ前置式歪補償方式は、回路規模が小さく、経済性に良いという長所があるが、他の歪補償方式と比較して歪補償量が低いという短所がある。
デジタル前置式歪補償方式は、高い歪補償量を実現し、電力効率が良く、生産性が良いという長所があるが、回路規模が大きくなり、アナログ構成と比較してコストが高くなるという短所がある。
最近、回路規模が小さく、経済性が良いアナログ前置歪補償が見直されてきている。

増幅器で発生する非線形歪には、奇数次歪と偶数次歪がある。
奇数次歪は、一般に相互変調歪と呼ばれており、増幅器の非線形な特性をべき級数で近似したときの奇数次の項に起因し、信号周波数の近傍に現れるため隣接する回線に影響を与える。
従来のアナログ前置歪補償では、信号周波数の近傍に最も大きなレベルで現れる３次の歪について補償を行うため、この３次の歪を打ち消すような特性を有する回路を被補償増幅器の前に前置することで歪を補償していた。

図７（ａ）には、アナログの前置歪補償回路１と歪補償対象となる増幅器２を接続した例を示してある。
図７（ｂ）には、前置歪補償回路１の一構成例を示してある。
本例の前置歪補償回路１では、入力信号が分配器１１により分配され、一方の分配信号が遅延線路１２により遅延させられて合成器１７に入力され、他方の分配信号が３次歪発生器１３に入力されて３次歪が発生させられて、当該３次歪が可変移相器１４により位相制御されるとともに可変減衰器１５により振幅制御されて合成器１７に入力される。遅延線路１２からの信号（基本波の信号）と可変減衰器１５からの３次歪（前置歪）が合成器１７により合成されて、当該合成信号が増幅器２へ出力される。

増幅器は一般に高出力時に高効率となるが、より高出力な状態で増幅器を使用しようとすると、３次ばかりでなく高次の相互変調歪（５次、７次、・・・）が発生して、その影響が無視できなくなる。
図８には、異なる２つの周波数の信号を入力したときについて、増幅器の高出力時における出力スペクトラムの一例を示してある。
具体的には、周波数ｆ１（角周波数ω１）及び周波数ｆ２（角周波数ω２）の基本波成分と、上側及び下側の３次歪成分と、上側及び下側の５次歪成分を示してある。

高次歪は、その歪より低い次数の歪にも影響を与える。
例えば、５次歪は３次歪と同じ周波数にも現れるため３次歪に影響を与え、３次歪はその影響により特性が変化してしまう。元々の３次の歪を打ち消すような特性を有する前置歪補償回路では、特性がずれてしまうため、補償量が低減してしまうという問題がある。
この問題を解決する方法として、より高次の歪を含めて補償する前置歪補償回路がある。

図９には、５次までの歪を考慮した場合における前置歪補償回路の一構成例を示してある。
本例の前置歪補償回路では、分配器１１０と遅延線路１２と合成器１７０と３次歪発生器１３と可変移相器１４０と可変減衰器１５０により、図７（ｂ）に示される構成と同様に、３次歪を補償する。
更に、本例では、分配器１１０からの分配信号が分配器１１１により分配されて３次歪発生器１３と５次歪発生器１６に入力され、５次歪発生器１６により５次歪が発生させられて、当該５次歪が可変移相器１４１により位相制御されるとともに可変減衰器１５１により振幅制御される。そして、可変減衰器１５０からの３次歪と可変減衰器１５１からの５次歪が合成器１７１により合成されて、当該合成信号（前置歪）が合成器１７０に入力される。

特開２００５−３３３３５３号公報

しかしながら、従来のアナログ方式の歪補償回路では歪発生回路に、消費電力が低く簡易な回路で構成できるという理由からダイオードを多く用いていたが、補償対象とする次数の歪に隣接する次数の歪が劣化してしまうという問題があった。例えば、前述の５次までの歪を補償する場合には、５次の歪を補償した場合に３次歪が劣化してしまい、その結果、３次歪補償量の改善が相殺されてしまう。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、効果的に歪を補償することができる歪補償装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、信号を増幅する増幅器で発生する歪を補償する歪補償装置において、次のような構成とした。
すなわち、歪発生手段が、前記増幅器で発生する歪を補償するための歪を発生させる。
そして、前記歪発生手段を、入出力特性に飽和特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路を含んで構成した。

従って、例えば、入出力特性に伸張特性を有する非線形回路のみを使用する場合と比べて、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を使用することにより、その非線形回路により補償する次数以外の次数の歪が含まれる場合においても、その非線形回路により補償する次数に隣接する次数の歪についても低減させる方向で歪を発生させることができ、効果的に歪を補償することができる。

本発明に係る歪補償装置では、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、前記歪発生手段を、入出力特性に飽和特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路と、入出力特性に伸張特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路を含んで構成した。
従って、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路と、入出力特性に伸張特性を有する非線形回路を使用して、総じて、効果的に歪を補償することができる。

本発明に係る歪補償装置では、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、前記歪発生手段を、補償対象となる最も低い奇数次の歪を発生する回路として入出力特性に伸張特性を有する非線形回路を使用し、補償対象となる他の奇数次の歪を発生する回路として入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を使用して、構成した。
従って、最も低い奇数次の歪（例えば、３次歪）に対して入出力特性に伸張特性を有する非線形回路を使用し、他の奇数次の歪（例えば、５次歪或いは更に高次の歪）に対して入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を使用して、総じて、効果的に歪を補償することができる。

ここで、増幅器により増幅される対象となる信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、歪補償装置が無線或いは有線の送信機に設けられる場合に、送信対象となる複数の周波数の信号を含む信号や、送信対象となる線形変調成分の信号などを用いることができる。
また、歪補償方式としては、種々な方式が用いられてもよく、例えば、アナログの前置歪補償方式を用いることができる。

また、例えば、補償対象となる各次数毎に、その次数の歪を発生する非線形回路を設ける。この場合に、少なくとも１つの次数に対して、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を設ける。
また、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路としては、例えば、補償する次数の歪と共に、補償する次数より低い次数の歪を発生するようなものが用いられてもよい。

また、例えば、各次数毎に、その次数の非線形回路により発生した歪の位相や振幅を調整するためのベクトル調整手段を設ける。ベクトル調整手段としては、例えば、位相を調整する位相調整手段（例えば、可変移相器）や、振幅を調整する振幅調整手段（例えば、可変減衰器）を用いて構成することができる。
また、複数の次数の非線形回路のそれぞれに対してベクトル調整器が設けられる場合には、例えば、高次から低次への順序で、ベクトル調整器を制御する（つまり、歪の位相や振幅を調整する）ような態様を用いることができる。

また、例えば、入力信号を線形回路と非線形回路に分配する分配手段と、入力信号を遅延させる線形回路と、入力信号を用いて補償対象となる各次数の歪を発生する非線形回路と、非線形回路において発生した歪の位相や振幅を調整するベクトル調整手段と、線形回路を通過した信号と非線形回路（及びベクトル調整手段）を通過した信号を合成する合成手段を設け、当該合成後の信号を増幅器へ出力する。

以上説明したように、本発明に係る歪補償装置によると、増幅器で発生する歪を補償するための歪を発生させるために、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を使用するようにしたため、例えば、入出力特性に伸張特性を有する非線形回路のみを使用するような場合と比べて、効果的に歪を補償することができる。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本実施例では、無線装置の基地局増幅装置や中継器に用いられる増幅器において発生する歪を低減させる歪補償装置の回路構成及び制御方法を示し、特に、歪補償方式としてアナログ前置歪補償回路を用いて、安価な回路構成で高い補償量を有し、安定した制御を行うことができる歪補償装置を示す。
なお、説明の便宜上から、図１、図３、図６、図７、図９では、同様な構成部分については同一の符号を付してあるが、これは一例であり、他の種々な構成が用いられてもよい。

図１には、本発明の一実施例に係る歪補償装置の構成例を示してある。
本例の歪補償装置は、例えば電力分配器である分配器１１２と、遅延線路１２と、例えば電力分配器である分配器１１３と、３次歪を発生する３次歪発生器１３と、３次歪信号の位相を調整する可変移相器１４２と、３次歪信号の振幅を調整する可変減衰器１５２と、３次歪と５次歪を発生する飽和型３・５次歪発生器１８と、歪信号の位相を調整する可変移相器１４３と、歪信号の振幅を調整する可変減衰器１５３と、合成器１７３と、合成器１７２と、増幅器２を備えている。

本例では、分配器１１２からの一方の出力側に遅延線路１２を設け、分配器１１２からの他方の出力側にもう一つの分配器１１３を設け、この分配器１１３からの一方の出力側に３次歪発生器１３と可変移相器１４２と可変減衰器１５２を設け、この分配器１１３からの他方の出力側に飽和型３・５次歪発生器１８と可変移相器１４３と可変減衰器１５３を設けてある。

本例の歪補償装置において行われる動作の一例を示す。
本例の歪補償装置には、送信対象となる信号が入力される。
本装置に入力された信号は分配器１１２により分配される。この分配された信号は遅延線路１２と分配器１１３へ出力される。分配器１１３は入力された信号を３次歪発生器１３と飽和型３・５次歪発生器１８へ分配して出力する。

３次歪発生器１３は入力された信号に応じて３次歪信号を発生し、この３次歪信号は可変移相器１４２と可変減衰器１５２を通過して合成器１７３へ出力される。ここで、３次歪発生器１３から出力される３次歪信号は、可変移相器１４２と可変減衰器１５２により位相と振幅を独立に制御することが可能である。
飽和型３・５次歪発生器１８は入力された信号に応じて歪信号を発生し、この歪信号は可変移相器１４３と可変減衰器１５３を通過して合成器１７３へ出力される。ここで、飽和型３・５次歪発生器１８から出力される歪信号は、可変移相器１４３と可変減衰器１５３により位相と振幅を独立に制御することが可能である。

３次歪発生器１３からの３次歪信号と飽和型３・５次歪発生器１８からの歪信号は合成器１７３により合成されて出力される。合成器１７３からの出力信号は合成器１７２により遅延線路１２からの出力信号と合成されて出力される。合成器１７２からの出力信号は増幅器２に入力される。
ここで、遅延線路１２は、当該遅延線路１２を通過する信号（基本波の信号）と３次歪発生器１３や飽和型３・５次歪発生器１８からの歪信号とのタイミングを合わせるための遅延時間を有している。

増幅器２は、合成器１７２からの入力信号を増幅して出力する。この出力信号は、例えば、アンテナ（図示せず）により無線送信される。
ここで、３次歪発生器１３や飽和型３・５次歪発生器１８からの歪信号により、増幅器２で発生する歪信号が低減され、好ましくは（理想的には）歪がゼロにさせられる。

図２には、歪補償の原理の一例を示してある。
図２に示されるように、増幅器２への入力に含まれる３次歪信号及び５次歪信号が、増幅器２の出力において、増幅器２が発生する３次歪成分及び５次歪成分と等振幅で逆位相になるように、可変移相器１４２、可変減衰器１５２、可変移相器１４３及び可変減衰器１５３を調整することにより、歪成分が相殺されて、歪の補償が可能となる。

図３には、本例の飽和型３・５次歪発生器１８の回路構成の一例を示してある。
本例の飽和型３・５次歪発生器１８は、分配器１１４と、歪発生回路１９と、ベクトル調整器２１と、合成器１７４を備えている。
ベクトル調整器２１は、遅延線路２０と、位相を調整する可変移相器１４４と、振幅を調整する可変減衰器１５４を備えている。

本例の飽和型３・５次歪発生器１８において行われる動作の一例を示す。
飽和型３・５次歪発生器１８に入力された信号は、分配器１１４により歪発生回路１９と遅延線路２０に分配されて出力される。
歪発生回路１９は、入力された信号に応じて歪信号を発生する。歪発生回路１９からは歪成分と線形成分が合成器１７４へ出力される。
遅延線路２０を通った線形成分は可変移相器１４４と可変減衰器１５４を通過して合成器１７４へ出力される。この線形成分は、可変移相器１４４と可変減衰器１５４により位相と振幅を独立に制御することができる。

歪発生回路１９からの出力信号とベクトル調整器２１からの出力信号が合成器１７４により合成されて出力される。このとき、互いの線形成分が相殺しあうようにベクトル調整器２１を調整（可変移相器１４４の移相量や可変減衰器１５４の減衰量を調整）することにより、歪成分のみを取り出すことが行われる。
ここで、他の構成例として、ベクトル調整器２１を歪発生回路１９の出力側に設置した構成によっても、同様な効果を得ることができる。
また、歪発生回路１９としては、例えば、トランジスタや、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた増幅回路などのように、飽和特性を有する非線形回路を用いる。

ここで、伸張特性と飽和特性について説明する。
従来の回路では、入力電力の増加に対して出力電力が増加し続ける特性を持つ伸張特性を有する非線形回路を多く使用しており、この入出力特性を奇数次数のべき級数で近似した場合には、入出力の関係が（式１）により表される。
なお、ｘは入力電圧を表し、ｙは出力電圧を表し、ａは各次数が持つ振幅係数を表し、ａ_１は線形利得を表す。

線形成分である入力信号の１乗の項を基準にして各次数の位相関係を比較すると、この場合、全ての項の成分についてプラス方向、具体的には図４（ａ）に示されるような±９０°の範囲内に歪が発生する。
図４（ａ）には、伸張特性を持つ歪発生回路により発生する歪ベクトルの様子の一例を示してあり、また、入力電力と出力電力との関係の一例を示してある。

一方、歪補償対象となる増幅器は飽和特性を持つ。飽和特性をべき級数で近似した場合には、入出力の関係が（式２）により表される。
なお、ｘは入力電圧を表し、ｙは出力電圧を表し、ａは各次数が持つ振幅係数を表し、ａ_１は線形利得を表す。

線形成分である入力信号の１乗の項を基準にして各次数の位相関係を比較すると、各次数の符号としてプラスとマイナスが交互に現れる形となるため、図４（ｂ）に示されるように、次数毎に±９０°の範囲と±（９０°〜１８０°）の範囲に歪が交互に現れる。
図４（ｂ）には、飽和特性を持つ歪発生回路により発生する歪ベクトルの様子の一例を示してあり、また、入力電力と出力電力との関係の一例を示してある。

ここで、補償対象となる次数の歪に隣接する次数の歪は、その係数がマイナスとなるような方向、すなわち逆方向のベクトルを有するため、従来の伸張特性を有する歪発生器を用いた場合には、補償対象となる次数以外の歪が含まれていても、隣接する次数の歪成分が増加してしまう方向に向いてしまうため、隣接する複数の次数の歪を補償することができなかった。

そこで、本例の歪補償装置の回路では、被補償増幅器と同様な飽和特性を持つ歪発生回路１９を使用している。これにより、５次歪を補償する際に被補償増幅器の３次歪を補償する方向に歪が発生するため、被補償増幅器から出力される５次歪を補償することができることに加えて、３次歪の増加を抑えることができる。更に、３次歪発生器１３からの出力により被補償増幅器の３次歪を補償することができる。

図５（ａ）には、伸張特性を持つ歪発生回路を用いた場合における歪補償後の出力スペクトラムの一例を示してある。
図５（ｂ）には、飽和特性を持つ歪発生回路を用いた場合における歪補償後の出力スペクトラムの一例を示してある。
ここで、本例では、５次歪を補償するように歪補償回路を調整してある。
伸張特性を持つ歪発生回路を用いた場合には５次歪を補償したときに３次歪が増加してしまうが、飽和特性を持つ歪発生回路を用いた場合には５次歪を補償したときに３次歪についても補償することができる。

なお、歪発生回路１９が有する歪特性と被補償増幅器２が有する歪特性とが完全に一致する場合には飽和型３・５次歪発生器１８のみの系で両方の歪（３次歪及び５次歪）を完全に補償することができるが、現実では、このように歪特性が全く同じである素子を使用することは困難なことが考えられる。

そこで、被補償増幅器２と歪発生回路１９の歪特性が一致しない場合には、例えば、５次歪補償量を大きくする、３次歪補償量を大きくする、というように、可変移相器及び可変減衰器を調整することによって、補償条件を使用目的に合わせることが可能である。
本例の歪補償装置の回路では、例えば、５次歪が低減するように調整を行う。この場合、５次歪を大きく低減させると、３次歪についても歪補償効果が得られる。この歪補償の結果に対して、更に３次歪の補償（例えば、従来と同様な補償）を施すことにより、歪補償の効果を改善することができる。

ここで、使用する３次歪発生器については、３次以下の相互変調歪は存在しないため、伸張特性を有する非線形回路で構成することができる。
３次歪発生器としては、種々なものが用いられてもよく、好ましい一例として、特願２００５−３７７１０８号（本出願人による出願）に記載された技術を採用すると、簡易に３次歪のみを発生させることができる。
なお、３次歪発生器として、飽和特性を有する非線形回路が用いられてもよい。

図６には、本発明の実施例に係る歪補償装置の原理的な構成例を示してある。
本例の歪補償装置は、分配器１１５と、遅延線路１２と、合成器１７５と、増幅器２と、３次歪発生器１３とその可変移相器１４２及び可変減衰器１５２と、飽和型５次歪発生器２２とその可変移相器１４３及び可変減衰器１５３と、飽和型７次歪発生器２３とその可変移相器１４５及び可変減衰器１５５と、飽和型９次歪発生器２４とその可変移相器１４６及び可変減衰器１５６と、・・・を備えている。
ここで、本例では、９次以上の任意の奇数次までの飽和型歪発生器とその可変移相器及び可変減衰器を備えており、図６では、点線で省略されている先にはより高次の歪を補償するための飽和型歪発生器等が並列に接続されている。

本例の歪補償装置における動作は例えば図１に示される構成の動作を高次に拡張したものである。具体的には、分配器１１５は入力信号を遅延線路１２と３次歪発生器１３と複数の飽和型歪発生器２２、２３、２４、・・・に分配して出力し、遅延線路１２からの信号と３次歪発生器１３の系の３次歪信号と複数の飽和型歪発生器２２、２３、２４、・・・の系のそれぞれの歪信号を合成器１７５により合成し、当該合成器１７５による合成信号が増幅器２へ出力される。３次歪発生器１３の３次歪信号は可変移相器１４２と可変減衰器１５２により位相と振幅が制御可能であり、各飽和型歪発生器２２、２３、２４、・・・の歪信号は各系の可変移相器１４３、１４５、１４６、・・・と可変減衰器１５３、１５５、１５６により位相と振幅が制御可能である。

ここで、本例では、３次歪発生器１３としては、例えば、飽和型のものが用いられてもよく、或いは、伸張型のものが用いられてもよいが、３次歪のみを発生させるものを用いている。
また、本例では、高次の歪発生器２２、２３、２４、・・・としては、それ以下の低次歪が発生するものが用いられてもよく、例えば、従来の純粋な高次歪発生器とは異なる。従来の純粋な高次歪発生器では、低次分を別の歪発生器で発生させて、低次を含んだ高次歪発生器の出力と減算するように作るため、回路規模が大きくなっていた。

以上のように、本例の歪補償装置では、一構成例として、複数の周波数成分や線形変調成分から構成される信号を増幅器（図１、６では増幅器２）により増幅した際に発生する非線形歪を低減するために、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路により非線形歪の各奇数次に対応した歪を発生する歪発生器（図１では３次歪発生器１３及び飽和型３・５次歪発生器１８、図６では３次歪発生器１３及び飽和型の歪発生器２２、２３、２４、・・・）と前記歪発生器において発生した歪の位相及び振幅を独立に制御するベクトル調整器（図１では可変移相器１４２、１４３及び可変減衰器１５２、１５３、図６では可変移相器１４２、１４３、１４５、１４６、・・・及び可変減衰器１５２、１５３、１５５、１５６、・・・）を有する非線形回路を線形回路（図１、６では遅延線路１２を有する回路）と並列して有しており、前記ベクトル調整器により前記歪発生器により発生する信号の位相や振幅を変化させることで、前置歪補償方式による歪補償を行う。

また、本例の歪補償装置では、他の一構成例として、複数の周波数成分や線形変調成分から構成される信号を増幅器（図１、６では増幅器２）により増幅した際に発生する非線形歪を低減するために、入出力特性に飽和特性を有する非線形回路（図１では飽和型３・５次歪発生器１８、図６では飽和型の歪発生器２２、２３、２４、・・・）と入出力特性に伸張特性を有する非線形回路（図１、６では３次歪発生器１３）により非線形歪の各奇数次に対応した歪を発生する歪発生器と前記歪発生器において発生した歪の位相及び振幅を独立に制御するベクトル調整器（図１では可変移相器１４２、１４３及び可変減衰器１５２、１５３、図６では可変移相器１４２、１４３、１４５、１４６、・・・及び可変減衰器１５２、１５３、１５５、１５６、・・・）を有する非線形回路を線形回路（図１、６では遅延線路１２を有する回路）と並列して有しており、前記ベクトル調整器により前記歪発生器により発生する信号の位相や振幅を変化させることで、前置歪補償方式による歪補償を行う。

また、本例の歪補償装置では、このような構成において、最も低い奇数次数の歪発生器（図１、６では３次歪発生器１３）として入出力特性に伸張特性を有する非線形回路を使用し、他の次数の歪発生器（図１では飽和型３・５次歪発生器１８、図６では飽和型の歪発生器２２、２３、２４、・・・）として入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を使用する。

このように、本例の歪補償装置では、複数の周波数成分や線形変調成分から構成される信号を増幅器により増幅した際に発生する非線形歪を高次数歪まで低減する場合に、歪発生器として、飽和特性を有する非線形回路、或いは飽和特性を有する非線形回路と伸張特性を有する非線形回路を用いる。

具体例として、本例の歪補償装置では、入力信号を分配する分配器（図１では分配器１１２、図６では分配器１１５）と、線形回路と非線形回路からの出力信号を合成する合成器（図１では合成器１７２、図６では合成器１７５）を設け、前記分配器と前記合成器との間に歪を発生する歪発生器（図１では３次歪発生器１３及び飽和型３・５次歪発生器１８、図６では３次歪発生器１３及び飽和型の歪発生器２２、２３、２４、・・・）を設け、前記分配器により分配された入力信号を用いて前記歪発生器により発生した歪成分と前記線形回路を通る線形成分を前記合成器により合成する。

また、具体例として、本例の歪補償装置では、入力信号を分配する分配器（図１では分配器１１２、図６では分配器１１５）と、線形回路と非線形回路からの出力信号を合成する合成器（図１では合成器１７２、図６では合成器１７５）を設け、前記分配器と前記合成器との間に歪を発生する歪発生器（図１では３次歪発生器１３及び飽和型３・５次歪発生器１８、図６では３次歪発生器１３及び飽和型の歪発生器２２、２３、２４、・・・）と位相及び振幅を制御するベクトル調整器（図１では可変移相器１４２、１４３及び可変減衰器１５２、１５３、図６では可変移相器１４２、１４３、１４５、１４６、・・・及び可変減衰器１５２、１５３、１５５、１５６、・・・）を設け、前記分配器により分配された入力信号を用いて前記歪発生器により発生した歪成分と前記線形回路を通る線形成分を前記合成器により合成する。
また、本例の歪補償装置では、各次数の歪発生器は、当該歪発生器の歪次数以下の次数の歪を含むものを発生する。

従って、本例の歪補償装置では、複数の周波数成分や線形変調成分から構成される信号を増幅器により増幅した際に発生する非線形歪を低減するために、非線形歪の各次数に対応した歪を発生する歪発生器と前記歪発生器において発生した歪の位相及び振幅を制御するベクトル調整器を有する非線形回路を線形回路と並列して有する場合に、例えば、前記歪発生器としてアナログ回路を使用し、前記歪発生器として飽和特性を有する回路を使用することにより、従来の構成（例えば、伸張特性を有する回路しか使用しない構成）と比較して、歪補償量を改善することができる。
このように、本例では、高次を含めた各次数に対応した相互変調歪を補償する前置歪補償回路を実現する場合に、入出力特性に飽和特性を有する歪発生器を用いることにより、歪補償効果を高めることができる。

なお、図１に示される本例の歪補償装置では、分配器１１２、１１３により入力信号を分配する機能により分配手段が構成されており、遅延線路１２を用いて構成された回路により線形回路が構成されており、各次数に対応した非線形回路（歪発生器）１３、１８により歪を発生する機能により歪発生手段が構成されており、各次数に対応した非線形回路において発生した歪の位相及び振幅を調整する可変移相器１４２、１４３及び可変減衰器１５２、１５３の機能によりベクトル調整手段が構成されており、線形回路からの信号と非線形回路からの信号を合成する合成器１７２、１７３の機能により合成手段が構成されている。

また、図６に示される本例の歪補償装置では、分配器１１５により入力信号を分配する機能により分配手段が構成されており、遅延線路１２を用いて構成された回路により線形回路が構成されており、各次数に対応した非線形回路（歪発生器）１３、２２、２３、２４、・・・により歪を発生する機能により歪発生手段が構成されており、各次数に対応した非線形回路において発生した歪の位相及び振幅を調整する可変移相器１４２、１４３、１４５、１４６、・・・及び可変減衰器１５２、１５３、１５５、１５６、・・・の機能によりベクトル調整手段が構成されており、線形回路からの信号と非線形回路からの信号を合成する合成器１７５の機能により合成手段が構成されている。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、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。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる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（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）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が用いられてもよく、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（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該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。

本発明の一実施例に係る歪補償装置の構成例を示す図である。 歪補償の原理の一例を示す図である。 飽和型３・５次歪発生器の回路構成の一例を示す図である。 伸張型歪発生回路の歪ベクトルと飽和型歪発生回路の歪ベクトルとの違いを示す図である。 ５次歪の補償を行ったときにおける出力スペクトラムの一例を示す図である。 本発明の実施例に係る歪補償装置の原理的な構成例を示す図である。 アナログＰＤ（前置歪補償）回路の構成例を示す図である。 増幅器の出力スペクトラムの一例を示す図である。 ５次までの歪を考慮した場合における前置歪補償回路の構成例を示す図である。

符号の説明

１・・前置歪補償回路、 ２・・増幅器、 １１、１１０〜１１５・・分配器、 １２、２０・・遅延線路、 １３・・３次歪発生器、 １４、１４０〜１４６・・可変移相器、 １５、１５０〜１５６・・可変減衰器、 １７、１７０〜１７５・・合成器、 １９・・歪発生回路、 ２１・・ベクトル調整器、 ２２・・飽和型５次歪発生器、 ２３・・飽和型７次歪発生器、 ２４・・飽和型９次歪発生器、

Claims (3)

1. 信号を増幅する増幅器で発生する歪を補償する歪補償装置において、
   前記増幅器で発生する歪を補償するための歪を発生させる歪発生手段を備え、
   前記歪発生手段は、入出力特性に飽和特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路を含んで構成された、
   ことを特徴とする歪補償装置。
2. 請求項１に記載の歪補償装置において、
   前記歪発生手段は、入出力特性に飽和特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路と、入出力特性に伸張特性を有して奇数次の歪を発生する非線形回路を含んで構成された、
   ことを特徴とする歪補償装置。
3. 請求項２に記載の歪補償装置において、
   前記歪発生手段は、補償対象となる最も低い奇数次の歪を発生する回路として入出力特性に伸張特性を有する非線形回路を使用し、補償対象となる他の奇数次の歪を発生する回路として入出力特性に飽和特性を有する非線形回路を使用して構成された、
   ことを特徴とする歪補償装置。

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