JP2008283517A - Ａｍ−ａｍ、ａｍ−ｐｍ特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来は、ネットワークアナライザでドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定することができないという問題点があり、ディジタル方式アダプティブバイアス制御ドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を短時間で精度よく測定する測定装置を提供する。
【解決手段】 処理部（ＰＣ１）が、信号レベルが一定の基準信号と、信号レベルが可変であるＣＷ信号とから成る送信信号を送信し、その電力増幅器出力を受信して、送信信号と受信信号の同期を取り、受信信号中の基準信号に基づいて受信信号の位相ずれ及び位相回転を補正して、送信信号のＣＷ信号と補正された受信信号のＣＷ信号とに基づいてゲインと位相差とを算出する処理を行い、当該処理を複数のＣＷ信号のレベルについて行うことにより、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定するＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置としている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電力増幅器の特性（ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性）の測定装置に関するものであり、特に、ディジタル方式アダプティブバイアス制御のドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性を短時間且つ高精度に測定することができる測定装置に関する。

［先行技術の説明：図１２］
ドハティ増幅器は、ＡＢクラスにバイアスされたキャリア増幅器とＣクラスにバイアスされたピーク増幅器を合成することにより、高効率を実現する方式である。しかし、Ｃクラスにバイアスされたピーク増幅器は、ＡＢクラスと比較してゲインが低下し、その結果、ドハティ増幅器は、ＡＢクラスを並列に２合成した電力増幅器と比較して、飽和電力が低下するという欠点がある。また、ＡＢクラスの２合成と比較して歪特性が劣化することも問題として上げられる。

ドハティ増幅器には、この飽和電力低下や歪の改善を目的に、ピーク増幅器のバイアスを入力電力に応じて制御するアダプティブバイアス制御方式がある。これは、入力電力が小さいときは、ピーク増幅器のバイアスをＣクラスの電圧にし、飽和電力に近づくとＡＢクラスにバイアス電圧を上げる方式である。この方式によって、飽和電力をＡＢクラス２合成と同等にすることができ、また、歪特性も改善する。

アダプティブバイアス回路を実装する際には、アナログ回路で実装する場合と、ディジタル回路で実装する場合が考えられる。
アダプティブバイアス回路をディジタル回路で実装すれば、制御特性を自由に設定できることや、ＲＦ信号とアダプティブバイアス信号のタイミング調整が容易になるなどのメリットがあるが、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定できないというデメリットがある。

ここで、従来の、ドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定方法について図１２を用いて説明する。図１２は、従来のドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定方法を示す説明図であり、（ａ）はアナログ方式アダプティブバイアス回路を用いた場合の説明図であり、（ｂ）はディジタル方式アダプティブバイアス回路を用いた場合の説明図である。
図１２（ａ）に示すように、アナログ方式アダプティブバイアス回路を用いたドハティ増幅器６は、分配器６１と、キャリア増幅器６２と、ピーク増幅器６３と、合成器６４と、方向性結合器６５と、アダプティブバイアス回路６６とを備え、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定するネットワークアナライザ８が接続されている。

ドハティ増幅器６では、ネットワークアナライザから入力された信号を方向性結合器６５でアダプティブバイアス回路６６に分岐し、分配器６１でキャリア増幅器６２とピーク増幅器６３とに分配し、増幅された信号を合成器６４で合成してネットワークアナライザ８に出力する。
アダプティブバイアス回路６６は、方向性結合器６５によって分岐された信号の信号レベルに基づいてピーク増幅器６３のバイアス電圧を制御する。

そして、ネットワークアナライザ８が、生成した信号をドハティ増幅器６に出力すると共に、ドハティ増幅器６によって増幅された出力信号を入力して、それらに基づいてゲインと位相差を求め、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定する。
アナログ方式アダプティブバイアス回路を用いた場合には、このようにしてＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性が測定されるようになっていた。

［先行技術文献］
尚、ドハティ増幅器に関する先行技術としては、特開２００５−２１０２２４号公報（特許文献１）、特開２００６−２７９７０７号公報（特許文献２）、特開２００７−１９５７０号公報（特許文献３）がある。
特許文献１には、ドハティ増幅器において、基材にキャリア増幅器とピーク増幅器とを実装し、キャリア増幅器とピーク増幅器をカバーするパッケージから成る構成とすることにより、増幅器の小型化を図ることが記載されている。

また、特許文献２には、ドハティ増幅器において、周囲の温度を検出する温度検出部を設け、検出された温度に応じてキャリア増幅部及びピーク増幅部のバイアス点を制御することが記載されている。

特許文献３には、互いにＡＭ／ＡＭ特性の異なるドハティ増幅部を複数縦続接続することにより、それぞれのドハティ増幅部で発生する位相変化を相殺して、全体として良好なＡＭ／ＡＭ特性を実現するドハティ増幅回路が記載されている。

特開２００５−２１０２２４号公報 特開２００６−２７９７０７号公報 特開２００７−１９５７０号公報

しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、ディジタル方式アダプティブバイアス回路を用いたドハティ増幅器の場合には、バイアス制御信号はデジタル回路より供給されるためネットワークアナライザ８から送信できず、ネットワークアナライザ８においてドハティ増幅器６のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定することができないという問題点があった。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、ディジタル方式アダプティブバイアス制御ドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を短時間で精度よく測定する測定装置を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、送信信号を電力増幅器に入力し、電力増幅器出力を受信して、送信信号と受信信号とに基づいてゲインと位相差を算出して電力増幅器のＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性を測定する処理部を備えたＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置であって、処理部が、信号レベルが一定の基準信号と、信号レベルが可変であるＣＷ信号とから成る送信信号を送信し、その電力増幅器出力を受信して、送信信号と受信信号の同期を取り、受信信号中の基準信号に基づいて受信信号の位相ずれ及び位相回転を補正して、送信信号のＣＷ信号と補正された受信信号のＣＷ信号とに基づいてゲインと位相差とを算出する処理を行い、当該処理を複数のＣＷ信号のレベルについて行うことにより、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定する処理部であることを特徴としている。

本発明によれば、処理部が、信号レベルが一定の基準信号と、信号レベルが可変であるＣＷ信号とから成る送信信号を送信し、その電力増幅器出力を受信して、送信信号と受信信号の同期を取り、受信信号中の基準信号に基づいて受信信号の位相ずれ及び位相回転を補正して、送信信号のＣＷ信号と補正された受信信号のＣＷ信号とに基づいてゲインと位相差とを算出する処理を行い、当該処理を複数のＣＷ信号のレベルについて行うことにより、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定するＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置としているので、ディジタル方式アダプティブバイアス制御のドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を短時間且つ高精度に測定することができる効果がある。

［発明の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係るＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置は、基準信号とＣＷ信号から成る送信信号をドハティ増幅器に入力し、処理部においてその出力を受信した受信信号との同期を取り、基準信号に基づいて位相ずれ及び周波数偏差による位相回転の補正を行い、ＣＷ信号の入出力のゲインと位相差を計算する処理を、ＣＷ信号のレベルを変えて行うことにより、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定できるものである。

［実施の形態の構成例（１）：図１］
図１は、本発明の実施の形態に係るＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置（本装置）を測定器を用いて構成した例の構成図である。
図１に示すように、本装置を測定器を用いて構成した場合、装置全体の制御を行ってＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を算出するＰＣ（Personal Computer）１と、ドハティ増幅器からの出力信号を解析するシグナルアナライザ２と、ベクトル信号を発生するベクトル信号発生器３と、直交変調するベクトルＳＧ（Signal Generator）４と、ＲＦ信号を増幅するドライバーＡＭＰ（Amplifier）５と、信号を分岐する方向性結合器７とから構成され、特性を測定する際には被測定装置であるドハティ増幅器６が方向性結合器の前段に接続される。

［動作の概略（１）］
上記図１に示した構成の本装置における動作の概略について説明する。
そして、上記構成の本装置においては、ＰＣ１からの制御に基づいて、ベクトル信号発生器３で生成されたベースバンド信号は、ベクトルＳＧ４で直交変調されアップコンバートされてＲＦ信号として出力され、ドライバーＡＭＰ５で増幅され、ドハティ増幅器６で更に増幅されて出力される。

ドハティ増幅器６の出力は方向性結合器７で分岐されてシグナルアナライザ２に入力され、シグナルアナライザ２においてダウンコンバート及び直交復調されて受信データが抽出され、ＰＣ１において、設定した送信信号と、シグナルアナライザ２からの受信信号とに基づいてゲインと位相差とを算出し、算出結果を入力信号レベル毎にプロットするグラフ表示を行うことによりＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を求める。
このようにして、測定器を用いた本装置における動作が行われるものである。

［実施の形態の構成例（２）：図２］
次に、測定器の代わりに、ハードウェアを用いた構成について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置（本装置）をハードウェアを用いて構成した例の構成図である。
図２に示すように、本装置をハードウェアを用いて構成した場合、装置全体の制御を行うＰＣ１と、特性の測定を行うハードウェア部１０と、ドライバーアンプ５と、方向性結合器７から構成され、特性測定時には、ドハティ増幅器６が接続される。

ハードウェア部１０の構成について具体的に説明する。
ハードウェア部１０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はＣＰＵ１１（以下、ＤＳＰとする）と、送信データメモリ１２と、Ｄ／Ａ変換器（図ではＤＡＣ；Digital/Analog Converter）１３と、直交変調器（図ではＭＯＤ；modulator）１４と、局部発振器１５と、アダプティブバイアス回路１６と、Ｄ／Ａ変換器（図ではＤＡＣ）１７と、局部発振器１８と、ミキサ１９と、Ａ／Ｄ変換器（図ではＡＤＣ；Analog/Digital Converter）２１と、直交復調器（図ではＤＥＭ；demodulator）２２と、局部発振器２３と、受信データメモリ２４とを備えている。

ＰＣ１は、送信データと受信データとに基づいてゲインと位相差を算出する演算処理を行って、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定する。尚、ＰＣ１は、請求項に記載した処理部に相当するものである。

ＤＳＰ１１は、送信データの設定及び各局部発振器への周波数設定を行う。
送信データメモリ１２は、ＤＳＰ１１から設定された送信データを記憶する。
Ｄ／Ａ変換器１３は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する。
直交変調器１４は、Ｄ／Ａ変換器１３からの出力を局部発振器１５からの周波数ｆ１でＲＦ周波数にアップコンバートする。

また、アダプティブバイアス回路１６は、従来のディジタル方式アダプティブバイアス制御ドハティ増幅器に設けられているものと同様であり、電力検出部（図ではPower Detector）と、ルックアップアップテーブル（図ではＬＵＴ）と、遅延回路（図ではDelay）とから構成されており、送信データの電力レベルに基づいてルックアップテーブルを参照してドハティ増幅器６のピーク増幅器のバイアスを制御するバイアス制御信号を出力する。
Ｄ／Ａ変換器１７は、バイアス制御信号をＤ／Ａ変換してドハティ増幅器６のピーク増幅器６３に出力する。

ミキサ１９は、方向性結合器７で抽出されたドハティ増幅器６の出力を局部発振器１８からの周波数ｆ１でＩＦ周波数にダウンコンバートする。
Ａ／Ｄ変換器２１は、ダウンコンバートされた信号をディジタル信号に変換する。
直交復調器２２は、ディジタル変換された信号を局部発振器２３からの周波数ｆ３用いて直交復調して受信データを抽出する。
受信データメモリ２４は、受信データを記憶する。記憶された受信データはＤＳＰ１１を介してＰＣ１に取得される。

［動作の概略（２）］
上記図２に示した構成の本装置における動作の概略について説明する。
ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定では、同期の取れた入出力信号のゲインと位相差を計算し、入力信号レベル毎にプロットすればよい。
まず、送信データメモリ１２に設定された送信データ（ベースバンド）はＤＡＣ１３でアナログ信号に変換され、直交変調器（ＭＯＤ）１４でＲＦ周波数にアップコンバートされた後、ドハティ増幅器６に入力される。

ドハティ増幅器６の出力は、方向性結合器７で信号を抽出されると、ミキサ１９でダウンコンバートされ、ＡＤＣ２１でディジタル信号に変換後、直交復調器２２でベースバンド信号に変換され、受信データメモリ２４に記憶される。

そして、この受信データをＰＣ１に取り込み、信号処理を行うことで、ゲインと位相差を計算する。この処理を、送信データのレベルを変えて信号レベルに毎に繰り返すことにより、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定する。このようにして、ハードウェアを用いた本装置の動作が行われるものである。
また、図２の点線で示した構成は、ドライバーアンプの校正値を取得する際の接続であり、後述するＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定手順のところで説明する。

尚、図１に示した測定器を用いた構成においてもほぼ同様の動作が行われるものであり、図１のベクトル信号発生器３は、図２のＤＳＰ１１、送信データメモリ１２、ＤＡＣ１３、アダプティブバイアス回路１６に相当し、図１のベクトルＳＧ４は、図２の直交変調器１４に相当し、図１のシグナルアナライザ２は、図２のミキサ１９、ＡＤＣ２１、直交復調器、受信データメモリ２４に相当する動作を行っている。

［受信データの劣化］
受信データは、送信データに対して以下の要因で同期ずれや劣化が起こる。
（１）送信データに対する受信データの遅延
（２）シンセサイザの非同期または送受信信号の遅延による位相差
（３）周波数偏差（Δf = f1 - ( f2 + f3 ) ）による位相回転
（４）雑音（熱雑音+位相雑音）
本装置では、これらの要因で発生する同期ずれや劣化を信号処理により補償してから、ゲインと位相差を算出する。

［送信データのフォーマット：図３］
本装置のＤＳＰ１１から設定される送信データのフォーマットについて図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図３（ａ）は送信データフォーマットの説明図であり、（ｂ）は基準信号とＣＷとのレベル比を示す説明図であり、（ｃ）はＬ＝２の場合の送信ＲＦ信号のイメージを示す説明図であり、（ｄ）は、基準信号に対するレベル比を示すテーブル図である。
本装置では、上述した受信信号の遅延や劣化を補償するのに適した送信信号のフォーマットを規定している。

図３（ａ）に示すように、送信データはＢＰＳＫ（Binary Shift Keying）変調で、基準信号１（振幅：＋１）と基準信号２（振幅：＋１）により、ＣＷ（Continuous Wave）信号を挟む構成としている。そして、（ｂ）及び（ｄ）に示すようにＣＷ信号のレベルを様々に変えて信号レベル毎のゲインと位相差を計算する。ゲインと位相差の計算ポイントは、ＣＷの中心（フレームの中心）とする。Ｌ＝２の場合には、送信信号は（ｃ）に示すような信号イメージとなる。

［受信信号のベクトル：図４］
上記（１）〜（３）の受信信号の劣化について図４を用いて説明する。図４（ａ）は送信データフォーマット、（ｂ）は送信データのベクトル説明図、（ｃ）は受信データのフォーマット、（ｄ）は受信データのベクトル説明図である。
図４（ａ）に示すように、送信データTx[n]は、基準信号１、ＣＷ、基準信号２が繰り返し送信されるものである。ＣＷの基準信号に対するレベル比をＬ＝１とすると、基準信号１の先頭、ＣＷの中央、基準信号２の最後尾における位相は、図４（ｂ）に示すようになる。

そして、送信データTx[n]のドハティ増幅器出力を受信した受信信号Rx[n]は、伝送線路による遅延や、シンセサイザの非同期による位相差や、周波数ずれによる位相回転が発生する。
つまり、図４（ｃ）に示すように、Rx[n]は、伝送線路による遅延によってTx[n]に対して時間τだけ遅れが生じ、そのため図４（ｄ）に示すように基準信号１の先頭における位相がθ１だけずれる。
更に、周波数誤差による位相回転が発生し、基準信号２の位相は、図４（ｄ）に示すように、基準信号１の位相θ１から更にθ２だけ回転する。

［補正の概要］
そのため、これらを補正するために、本装置では次のような処理を行う。
〈１〉相互相関に基づくフレーム同期検出を行う。
〈２〉基準信号１の先頭値の共役複素数をかけることによりθ１を補正する。
〈３〉基準信号２の後尾値の角度θ２を求め、その１／２だけ逆に回転させる（計算ポイントはフレームの中心だから）。
〈４〉雑音（熱雑音＋位相雑音）対策として、上記〈１〉〜〈３〉の処理を繰り返し、平均を取る。
これらの補正を行った上で、ゲインと位相差の計算を行ってＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を算出する。

［演算〈１〉］
まず、数１に基づいて、データポイント毎に、送信データTx[n]と受信データRx[n]との相互相関を求める。

そして、相関値が最大となるポイントに基づいて、数２により、フレームの中間点（ＣＷの中心）となるポイントを求める。

数３によりフレーム同期した受信信号RxS[n]を求める。

［演算〈２〉］
次に、数４によって、基準信号１の先頭値に共役複素数をかけることによりθ１を補正する。

［演算〈３〉］
受信した信号の後尾値に基づいて、数５によりθ２を算出する。

そして、受信した信号の中間値に対して、数６に基づいてθ２の１／２を戻す補正を行ってＭＰを得る。

［演算〈４〉］
演算〈３〉で求めたＭＰと送信データに基づいて、数７及び数８によってゲインと位相差を算出する。

更に、雑音があると誤差を生じ、その影響を補正するために、演算〈１〉〜演算〈３〉を繰り返して、ＭＰの平均値を算出し、それに基づいて演算〈４〉でゲインと位相差を計算することが考えられる。
雑音の影響は、信号レベルが低いほど大きくなるので、信号レベル毎に適切な繰り返し回数を設定することが望ましい。
このように、本装置では、遅延、位相差、位相回転及び雑音の影響を考慮して、これらを演算処理により補償してゲインと位相差を算出するようにしているので、精度よく短時間でＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定を行うことができるものである。

［送信データのレベル設定］
送信データは、図３に示したように、基準信号のレベルを一定にして、ＣＷのレベルを変えながら送信データとして設定するが、フィルタにより帯域制限を行う必要がある。ここで、ＣＷのレベル設定を行う毎にフィルタリングを行うと、フィルタリングの演算量が多くなるので、基準信号と同じレベルのＣＷを設定したデータにフィルタリングを行い、その後、演算〈５〉（数９）の処理を行ってＣＷレベルを変えて送信データを設定するようにしている。これにより、フィルタリングの処理を削減することができるものである。
［演算〈５〉］

数９において、Txdat[n]は、基準信号と同じレベルのＣＷを設定したデータである。

［送信データの一例：図５］
図５は、送信データの一例を示す説明図である。
フィルタリング後に演算〈５〉によってレベル設定の処理を行った後の送信データは、例えば、図５に示すような信号となる。

［測定手順：図６、図９］
次に、本装置を用いたＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定手順について図６、図９を用いて説明する。図６は、本装置を用いたＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定手順を示すフローチャート図であり、図９は、基準信号調整用のＣＷ信号を示す説明図である。
ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定するには、まず、基準信号のレベルを設定し、次にドライバーアンプの校正用データを取得しておく必要がある。
図６に示すように、まず、ＰＣ１からの指示により、ＤＳＰ１１が基準信号レベル調整用ＣＷを設定して、基準信号レベル調整用ＣＷを出力し（１００）、アッテネータ（ＡＴＴ、図示せず）で基準信号のレベルを調整し、ＤＳＰ１１に設定する（１０２）。
図９に示すように、基準信号レベル調整用ＣＷは、一定振幅のＣＷ信号である。

そして、ドハティ増幅器６を接続せずに、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を取得する（１０４）。これをドライバーアンプの校正値としてＰＣ１に記憶する。この時の構成は、図２において点線で示した接続状態となる。

次に、ドハティ増幅器６を接続して、全体のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を取得する（１０６）。そして、処理１０６で取得した全体の特性から、処理１０４で取得したドライバーアンプの校正値を差し引いて、ドハティ増幅器６単体のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を算出する（１１０）。
このような手順でドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性が測定されるものである。

［ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定処理：図７、図１０］
次に、本装置のＰＣ１におけるＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定処理について図７、図１０を用いて説明する。図７は、本装置のＰＣ１におけるＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定処理を示すフローチャート図であり、図１０は、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定の初期設定の一例を示す説明図である。
まず、図１０を用いて初期設定の一例について説明する。
初期設定は、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定を行うための具体的なデータを設定するものであり、図１０に示すように、測定を行う周波数の数（ＮＦ）及び具体的な周波数の数値が設定され、更に、それぞれの周波数に対応して、実際に測定を行うＣＷのレベルの数（測定レベルポイント数：ＮＬ）及び基準信号に対するレベル比が設定され、更にまた、各レベル毎に、雑音を補償するための測定の繰り返し回数を設定するものである。

図１０の例では、３種類の周波数に対して、それぞれ１０段階のＣＷレベルが設定されており、更にＣＷのレベルが低いほど雑音の影響が大きいため、繰り返し回数が多くなるよう設定されている。
また、図１０の例では、初期設定に加えてそれに対応する測定結果をテーブルとして記憶するものとなっている。

そして、ＰＣ１では、図１０に示した初期設定に基づいて、ＤＳＰ１１に送信信号の周波数やＣＷのレベルを指定し、送信信号と受信信号に基づいて、上述した演算処理を行って、ゲイン（Gain）と位相差（Phase）を測定し、図１０のテーブルに記憶していくものである。そして、ＰＣ１は、記憶されたゲインと位相差のデータに基づいてＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を示すグラフを作成して表示する。

ＰＣ１の処理は、図７に示すように、まず、基準信号レベル及び図１０に示した初期設定を行い（２００）、測定が開始されると、初期設定に基づいて周波数を設定し（２０２）、初期設定に基づいてＣＷのレベルを変えて演算〈５〉を行うことにより送信データを設定し（２０４）、各々の送信データについてゲイン及び位相差の測定を行う（２０６）。測定データ及び同一の送信データに基づく測定回数はワークエリア等に一時的に記憶しておく。ゲインと位相差の具体的な算出方法については図８を用いて後で具体的に説明する。

そして、ＰＣ１は、測定回数が、初期設定において当該ＣＷレベルに対応して設定されている繰り返し回数（ＮＲ）未満であるかどうかを判断し（２０８）、繰り返し回数未満であれば（Ｙｅｓの場合）、ＰＣ１は、処理２０６に戻って同じ送信データでゲイン及び位相差の測定を行う。
処理２０８で、測定回数が初期設定で規定されているＮＲ以上となった場合には、ＰＣ１は、一時的に記憶されている同一送信データでのゲイン、位相差の測定値の平均値を算出し（２１０）、データを保持する。

そして、ＰＣ１は、初期設定で設定された全てのＣＷレベルについての測定を行ったかどうか、つまり測定したレベルの数が測定レベルポイント数（ＮＬ）未満であるかどうかを判断し（２１２）、測定レベルポイント数未満であれば（Ｙｅｓの場合）、処理２０４に戻って、次の測定レベルの送信データを設定して測定を行う。

処理２１２で、測定したレベルの数がＮＬ以上であった場合には、ＰＣ１は、測定した周波数の数が初期設定で設定された周波数の数（ＮＦ）未満であるかどうかを判断し（２１４）、ＮＦ未満であれば（Ｙｅｓの場合）、処理２０２に戻って、次の周波数を設定して同様の処理を繰り返す。
そして、全ての周波数について測定が終了すると、保持していたゲインと位相の測定データを、図１０に示したテーブルの対応する箇所に記憶する（２１６）。尚、データの保存は処理２１０において測定レベル毎に行っても構わない。
このようにして本装置におけるＰＣ１の処理が行われるものである。

［ゲイン、位相差の算出：図８］
次に、図７の処理２０６に示したゲイン、位相差の算出処理について図８を用いて説明する。図８は、図７の処理２０６に示したゲイン及び位相差の算出処理を示すフローチャート図である。
図８に示すように、ＰＣ１は、受信データメモリから受信データを取得し（３００）、演算〈１〉に示したフレーム同期処理を行い（３０２）、演算〈２〉に示した位相差補正の処理を行ってθ１を補正する（３０４）。

そして、ＰＣ１は、演算〈３〉に示した周波数誤差補正の処理を行い（３０６）、演算〈４〉に基づいてゲインと位相差を算出する（３０８）。このようにしてゲイン及び位相差が測定される。
これにより、本装置では、ディジタル方式アダプティブバイアス制御ドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を、初期設定を行うだけで自動的に測定することができ、利便性を向上させることができるものである。

次に、本装置を用いて測定したＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定結果について図１１を用いて説明する。図１１（ａ）はＡＭ−ＡＭ特性の測定結果の位置例を示す特性説明図であり、（ｂ）はＡＭ−ＰＭ特性の測定結果の一例を示す特性説明図である。
図１１（ａ）では、基準信号レベル２５dBで、2.58GHz、2.60GHz、2.62GHzの３種類の周波数について、それぞれ１０段階のＣＷレベルで測定したＡＭ／ＡＭ特性の結果を示している。
図１１（ｂ）では同様に３種類の周波数について１０段階のＣＷレベルで測定したＡＭ−ＰＭ特性を示している。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係るＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置によれば、送信信号を、基準信号１と基準信号２でＣＷを挟んだフォーマットとし、ＣＷのレベルを変えた送信信号を送信して、各々の送信信号とその増幅器出力を受信した受信信号の基準信号に基づいて、遅延、位相差、位相回転及び雑音の影響を演算処理により補償して、ＣＷにおけるゲインと位相差を算出して、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定するようにしているので、ディジタル方式アダプティブバイアス制御ドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を精度よく短時間で測定することができる効果がある。

また、本装置によれば、送信信号中のＣＷのレベルに応じて、ゲインと位相差を算出する回数を変えて、雑音の影響を受けやすい低レベルでは繰り返し回数を多くしているので、精度の高いＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定を行うことができる効果がある。

また、一般的な電力増幅器の特性を測定する際にも、雑音対策や周波数を変えての特性測定を自動処理で行うことができ、精度よく短時間で測定することができる効果がある。

また、本装置では、基準信号と同レベルのＣＷを備えた送信データをフィルタリングしたデータに対して、ＣＷのレベルを適宜調整する演算を行うようにしているので、フィルタリングの処理を軽減することができる効果がある。

本発明は、ディジタル方式アダプティブバイアス制御ドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定するＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置に適している。

本発明の実施の形態に係るＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置（本装置）を測定器を用いて構成した例の構成図である。 本装置をハードウェアを用いて構成した例の構成図である。 （ａ）は送信データフォーマットの説明図であり、（ｂ）は基準信号とＣＷとのレベル比を示す説明図であり、（ｃ）はＬ＝２の場合の送信ＲＦ信号のイメージを示す説明図であり、（ｄ）は、基準信号に対するレベル比を示すテーブル図である。 （ａ）は送信データフォーマット、（ｂ）は送信データのベクトル説明図、（ｃ）は受信データのフォーマット、（ｄ）は受信データのベクトル説明図である。 送信データの一例を示す説明図である。 本装置を用いたＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定手順を示すフローチャート図であり、 本装置のＰＣ１におけるＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定処理を示すフローチャート図であり、 図７の処理２０６に示したゲイン及び位相差の算出処理を示すフローチャート図である。 基準信号調整用のＣＷ信号を示す説明図である。 ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定の初期設定の一例を示す説明図である。 （ａ）はＡＭ−ＡＭ特性の測定結果の位置例を示す特性説明図であり、（ｂ）はＡＭ−ＰＭ特性の測定結果の一例を示す特性説明図である。 従来のドハティ増幅器のＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性の測定方法を示す説明図であり、（ａ）はアナログ方式アダプティブバイアス回路を用いた場合の説明図であり、（ｂ）はディジタル方式アダプティブバイアス回路を用いた場合の説明図である。

符号の説明

１…ＰＣ、 ２…シグナルアナライザ、 ３…ベクトル信号発生器、 ４…ベクトルＳＧ、 ５…ドライバーアンプ、 ６…ドハティ増幅器、 ７…方向性結合器、 １０…ハードウェア部、 １１…ＤＳＰ、 １２…送信データメモリ、 １３，１７…Ｄ／Ａ変換器、 １４…直交変調器、 １５，１８，２３…局部発振器、 １６…アダプティブバイアス回路、 １９…ミキサ、 ２１…Ａ／Ｄ変換器、 ２２…直交復調器、 ２４…受信データメモリ、 ６１…分配器、 ６２…キャリア増幅器、 ６３…ピーク増幅器、 ６４…合成器

Claims (1)

1. 送信信号を電力増幅器に入力し、電力増幅器出力を受信して、前記送信信号と前記受信信号とに基づいてゲインと位相差を算出して前記電力増幅器のＡＭ−ＡＭ特性及びＡＭ−ＰＭ特性を測定する処理部を備えたＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置であって、
   前記処理部が、信号レベルが一定の基準信号と、信号レベルが可変であるＣＷ信号とから成る送信信号を送信し、その電力増幅器出力を受信して、前記送信信号と前記受信信号の同期を取り、前記受信信号中の基準信号に基づいて受信信号の位相ずれ及び位相回転を補正して、前記送信信号のＣＷ信号と前記補正された受信信号のＣＷ信号とに基づいてゲインと位相差とを算出する処理を行い、前記処理を複数のＣＷ信号のレベルについて行うことにより、ＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性を測定する処理部であることを特徴とするＡＭ−ＡＭ、ＡＭ−ＰＭ特性測定装置。

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