JP3376298B2 - 増幅装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歪検出ループによ
り入力した信号を増幅器で増幅するとともに当該増幅器
で発生した歪成分を検出し、増幅した信号から歪除去ル
ープにより歪成分を除去する増幅装置に関し、特に、増
幅器の構成を工夫することや、入力信号を制限するリミ
ッタ回路を備えることにより、高レベルの信号が入力さ
れた場合であっても増幅器での位相歪を低減させる増幅
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】信号を増幅器で増幅する増幅装置では、
例えば信号を増幅器で増幅するときに発生する相互変調
歪や雑音等といった歪成分を増幅信号から除去すること
（歪補償）を行うために、歪検出ループや歪除去ループ
から成る歪補償回路を備える場合がある。図９には、こ
のような増幅装置の一例として、歪補償回路を備えた共
通増幅装置の構成例を示してある。

【０００３】同図に示した増幅装置には、３つの方向性
結合器（第１方向性結合器〜第３方向性結合器）１、
５、９と、２つのベクトル調整器（第１ベクトル調整器
〜第２ベクトル調整器）２、７と、主増幅器３と、２つ
の遅延線（第１遅延線〜第２遅延線）４、６と、補助増
幅器８と、制御回路１０とが備えられており、この増幅
装置では以下に示すように、例えば増幅対象となるマイ
クロ波帯の多周波信号（マルチトーン）を第１方向性結
合器１から入力し、当該信号を主増幅器３で増幅等した
後に第３方向性結合器９から出力する。

【０００４】第１方向性結合器１は、例えば１つの入力
端と２つの出力端とを有しており、入力端から増幅対象
となる多周波信号を入力する一方、入力した多周波信号
を２つの信号に分配して、分配した各信号を各出力端か
らそれぞれ第１ベクトル調整器２と第１遅延線４へ出力
する。第１ベクトル調整器２は、例えば後述する制御回
路１０による制御に従って信号の位相を調整する機能を
有しており、第１方向性結合器１から入力された信号の
位相を調整して、当該信号を主増幅器３へ出力する。な
お、位相の調整の仕方については後述する。

【０００５】主増幅器３は、信号を増幅する増幅器から
構成されており、第１ベクトル調整器２から入力された
信号を増幅して第２方向性結合器５へ出力する。ここ
で、主増幅器３から出力される増幅信号には、例えば入
力された多周波信号を増幅する際に発生した相互変調歪
や雑音等といった歪成分が含まれる。第１遅延線４は、
信号を伝送する機能を有しており、第１方向性結合器１
から入力された信号を伝送して第２方向性結合器５へ出
力する。

【０００６】第２方向性結合器５は、例えば２つの入力
端と２つの出力端とを有しており、一方の入力端には上
記した主増幅器３から出力された増幅信号が入力され、
他方の入力端には上記した第１遅延線４から出力された
信号が入力される。そして、第２方向性結合器５は、前
記一方の入力端から入力した増幅信号を一方の出力端か
ら第２遅延線６へ出力するとともに、当該増幅信号と前
記他方の入力端から入力した信号とを加算して得られる
信号を他方の出力端から第２ベクトル調整器７へ出力す
る。

【０００７】ここで、第２方向性結合器５で加算される
上記した２つの信号（すなわち、第２方向性結合器５に
入力される２つの信号）は、上記した第１ベクトル調整
器２での位相調整等により逆相（すなわち、互いに位相
が反転している状態）で加算されるように制御されてお
り、これにより、上記した第２方向性結合器５の他方の
出力端からは、主増幅器３で発生した増幅信号中の歪成
分（歪成分信号）のみが検出されて第２ベクトル調整器
７へ出力される。上記した第１ベクトル調整器２では、
このような逆相加算が実現されるように位相の調整が行
われる。

【０００８】なお、図９に示した回路構成では、上記の
ように第１方向性結合器１と第２方向性結合器５との間
の回路により主増幅器３で発生した増幅信号中の歪成分
を検出することが行われており、こうした歪検出を行う
回路により歪検出ループが構成されている。

【０００９】第２遅延線６は、信号を伝送する機能を有
しており、第２方向性結合器５から入力された増幅信号
を伝送して第３方向性結合器９へ出力する。第２ベクト
ル調整器７は、例えば後述する制御回路１０による制御
に従って信号の位相を調整する機能を有しており、第２
方向性結合器５から入力された歪成分信号の位相を調整
して、当該歪成分信号を補助増幅器８へ出力する。な
お、位相の調整の仕方については後述する。補助増幅器
８は、信号を増幅する増幅器から構成されており、第２
ベクトル調整器７から入力された歪成分信号を増幅して
第３方向性結合器９へ出力する。

【００１０】第３方向性結合器９は、例えば２つの入力
端と１つの出力端とを有しており、一方の入力端には上
記した第２遅延線６から出力された増幅信号が入力さ
れ、他方の入力端には上記した補助増幅器８から出力さ
れた歪成分信号が入力される。そして、第３方向性結合
器９は、上記した２つの入力端から入力した増幅信号と
歪成分信号とを加算して得られる信号を出力端から出力
する。

【００１１】ここで、第３方向性結合器９で加算される
上記した２つの信号（すなわち、第３方向性結合器９に
入力される２つの信号）は、上記した第２ベクトル調整
器７での位相調整等により逆相で加算されるように制御
されており、これにより、上記した第３方向性結合器９
の出力端からは、上記した第２遅延線６から入力された
増幅信号中の歪成分が除去された信号が出力される。上
記した第２ベクトル調整器７では、このような逆相加算
が実現されるように位相の調整が行われる。また、上記
した補助増幅器８での歪成分の増幅は、例えば歪除去ル
ープにより増幅信号中の歪成分がなるべく多く除去され
る程度に行われるのが好ましい。

【００１２】なお、図９に示した回路構成では、上記の
ように第２方向性結合器５と第３方向性結合器９との間
の回路により主増幅器３から出力された増幅信号中の歪
成分を除去することが行われており、こうした歪除去を
行う回路により歪除去ループが構成されている。制御回
路１０は、上記した２つのベクトル調整器２、７を制御
する機能を有しており、例えば上記した歪検出ループや
歪除去ループでの逆相加算が最適に行われるように２つ
のベクトル調整器２、７での位相調整値を自動的に設定
する。

【００１３】以上のように、上記図９に示した増幅装置
では、歪検出ループと歪除去ループとから成る歪補償回
路を備え、歪検出ループでは入力した増幅対象の信号を
主増幅器３で増幅するとともに増幅した信号と前記入力
信号とを逆相加算することにより主増幅器３で発生した
歪成分を検出し、歪除去ループでは歪検出ループから出
力された前記増幅信号と前記歪成分信号とを逆相加算す
ることにより当該増幅信号から歪成分を除去する。この
ような歪検出及び歪除去を行うことにより、上記した増
幅装置では、入力した信号を増幅器で増幅して出力する
に際して、当該増幅器で発生する相互変調歪等を出力信
号から除去することができる。

【００１４】なお、上記した歪検出ループや歪除去ルー
プで２つの信号を逆相加算することにより不要な成分を
抑圧（除去）する場合の抑圧量を図１０を用いて概略的
に示す。同図には、上記したループの一つを概略的に示
してある。すなわち、分配器（入力側の方向性結合器）
３１が抑圧対象となる信号を２つの信号（例えばそれぞ
れ電圧Ｖ０）に分配して、分配した一方の信号を結合器
（出力側の方向性結合器）３３へ出力する一方、分配し
た他方の信号を位相反転回路３２を介して結合器３３へ
出力し、結合器３３が入力した２つの信号を加算して出
力するループを示してある。

【００１５】ここで、例えば処理が必要とされる信号の
周波数帯域におけるループの特性として、振幅偏差がｄ
（デシベル：ｄＢ）であり、位相偏差がθ（度：゜）で
あるとすると、上記図１０中に示したように、不要成分
の抑圧量Ｋ（ｄＢ）は式１で示される。なお、式１中
の”ｊ”は虚数部分を表している。

【００１６】

【数１】

【００１７】また、図１１には、上記式１中の”ｄ”
や”θ”に種々な値を設定した場合の抑圧量Ｋをグラフ
で示してあり、例えば振幅偏差ｄが０．１ｄＢであり、
位相偏差θが１゜である場合には約４０ｄＢの抑圧量Ｋ
が確保される。なお、同図のグラフでは、横軸に振幅偏
差ｄを示してあり、縦軸に位相偏差θを示してある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような歪補償回路を備えた増幅装置では、例えば上記図
９に示した主増幅器２に入力される信号のレベルが高く
なると当該主増幅器９で位相歪が発生してしまい、この
位相歪に起因して歪検出ループでの歪検出や歪除去ルー
プでの歪除去の性能が悪くなってしまう場合があるとい
った不具合があった。なお、上記従来例で示したように
多周波信号が増幅装置に入力される場合には、各周波数
成分（各トーン）の信号の位相の重なりによって瞬時的
にピーク電力が増加してしまうことがあるため、入力信
号のレベルが瞬時的に高くなってしまうことが生じ、上
記した不具合が特に顕著であった。

【００１９】ここで、図１２には、具体例として上記し
た主増幅器３を１個の増幅器Ａ３から構成した場合にお
ける当該主増幅器３（すなわち、増幅器Ａ３）の入出力
特性の一例をグラフで示してある。このグラフの横軸は
主増幅器３に入力される信号のレベル（例えば入力電力
のレベル）を示し、縦軸は主増幅器３から出力される増
幅信号のレベル（例えば出力電力のレベル）及び当該増
幅信号の位相を示している。また、同図中の特性Ｐ４が
出力レベルの特性を示し、特性Ｑ４が出力信号の位相の
特性を示している。

【００２０】同図に示されるように、例えば主増幅器３
に瞬時的に高レベルの信号が入力され、出力レベルが飽
和電力付近のレベルまで到達すると、当該主増幅器３か
ら出力される増幅信号の位相特性に変化を生じる位相歪
が発生してしまう。そして、このような位相歪が発生す
ると、上記図９に示した増幅装置では、瞬時的な歪検出
ループのバランスが崩れ、当該歪検出ループの抑圧量が
劣化してしまうことが生じる。

【００２１】更に、上記のように歪検出ループで抑圧量
の劣化が生じると、抑圧することができなかった信号分
が歪除去ループの補助増幅器８に入力されてしまう。な
お、ベクトル調整器では、例えば信号のレベルが瞬時的
に増加してしまった場合には、これに追従することがで
きない。また、補助増幅器８は例えば主増幅器３と同様
な特性を有しているため、この補助増幅器８では上記の
ように歪検出ループで抑圧されなかった信号分が入力さ
れて出力レベルが増加してしまうと歪が発生し、当該出
力レベルが飽和電力付近のレベルまで達すると位相歪が
発生してしまう。そして、補助増幅器８で発生した歪は
そのまま増幅装置（例えば上記図９では第３方向性結合
器９）から出力されてしまうため、歪除去ループでは必
要な抑圧量を得ることができず、増幅装置の性能劣化を
引き起こしてしまうといった不具合があった。

【００２２】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、歪検出ループにより入力した
信号を増幅器で増幅するとともに当該増幅器で発生した
歪成分を検出し、増幅した信号から歪除去ループにより
歪成分を除去するに際して、例えば瞬時的に高レベルの
信号が入力されてしまった場合であっても、増幅器での
位相歪を低減させることができる増幅装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る増幅装置では、歪検出ループにより入
力した信号を増幅器で増幅するとともに増幅した信号と
前記入力信号とを逆相加算することにより前記増幅器で
発生した歪成分を検出し、歪除去ループにより前記歪検
出ループから出力された前記増幅信号と前記歪成分信号
とを逆相加算することにより当該増幅信号から歪成分を
除去するに際して、次のように増幅器の構成を工夫し
た。すなわち、高レベルの信号が入力された場合に前記
増幅器で発生する位相歪を打ち消す特性を有した増幅器
を前記増幅器に付加した。

【００２４】従って、例えば瞬時的に高レベルの信号が
入力されたことに起因して個々の増幅器に位相歪が生じ
てしまった場合であっても、本発明では、このような個
々の増幅器毎の位相歪が全体として打ち消される構成と
なっているため、増幅器での位相歪を全体として低減さ
せることができ、これにより、歪検出ループでの歪検出
や歪除去ループでの歪除去の性能劣化を防止することが
できる。

【００２５】また、本発明に係る増幅装置では、歪検出
ループにより入力した信号を増幅器で増幅するとともに
増幅した信号と前記入力信号とを逆相加算することによ
り前記増幅器で発生した歪成分を検出し、歪除去ループ
により前記歪検出ループから出力された前記増幅信号と
前記歪成分信号とを逆相加算することにより当該増幅信
号から歪成分を除去するに際して、次のようなリミッタ
回路を備えた。すなわち、前記増幅器で位相歪を生じさ
せる閾値以上のレベルの信号を減少させて前記歪検出ル
ープに入力させるリミッタ回路を備えた。

【００２６】従って、例えば増幅器で位相歪を生じさせ
てしまう程の高レベルな信号が瞬時的に入力されてしま
った場合であっても、本発明では、当該信号が増幅器に
入力される前に当該信号のレベルが上記したリミッタ回
路により減少させられるため、増幅器での位相歪を低減
させることができ、これにより、歪検出ループでの歪検
出や歪除去ループでの歪除去の性能劣化を防止すること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例に係る増幅装
置を図面を参照して説明する。本例では、例えば上記図
９に示した増幅装置に本発明を適用して、当該増幅装置
の主増幅器３の構成を工夫した場合の例を示す。このよ
うに本例の増幅装置では上記図９に示した主増幅器３に
係る部分が本発明の要部であり、他の構成部分１〜２、
４〜１０については上記図９に示した構成と同様である
ため、本例では、これら他の構成部分１〜２、４〜１０
についての説明を省略する。また、本例では、説明の便
宜上から、上記図９に示した増幅装置の各構成部分１〜
１０と同じ符号を用いて本例の増幅装置の構成等を説明
している。

【００２８】図１には、本例の増幅装置における主増幅
器３の構成例を示してある。同図に示されるように、本
例の主増幅器３は、例えば上記図１２に示したものと同
様な入出力特性を有した増幅器（第２増幅器）Ａ２と、
当該第２増幅器Ａ２の前段に接続されて設けられた第１
増幅器Ａ１とから構成されている。ここで、第１増幅器
Ａ１としては、高レベルの信号が第２増幅器Ａ２に入力
された場合に当該第２増幅器Ａ２で発生する位相歪を打
ち消す特性を有した増幅器が用いられている。

【００２９】図２（ａ）には、上記した第１増幅器Ａ１
の入出力特性の具体例をグラフで示してあり、図２
（ｂ）には、上記した第２増幅器Ａ２の入出力特性の具
体例をグラフで示してあり、図２（ｃ）には、これら第
１増幅器Ａ１の特性及び第２増幅器Ａ２の特性を総じて
得られる特性、すなわち主増幅器３全体としての入出力
特性の具体例をグラフで示してある。なお、これらのグ
ラフの横軸は入力される信号のレベル（例えば入力電力
のレベル）を示し、縦軸は出力される増幅信号のレベル
（例えば出力電力のレベル）及び当該増幅信号の位相を
示している。また、これら図２（ａ）〜図２（ｃ）中の
特性Ｐ１や特性Ｐ２や特性Ｐ３が出力レベルの特性を示
しており、特性Ｑ１や特性Ｑ２や特性Ｑ３が出力信号の
位相の特性を示している。

【００３０】上記図２（ａ）〜（ｃ）に示されるよう
に、本例の増幅装置に備えられた主増幅器３では、例え
ば高レベルの信号が入力されることで出力レベルが飽和
電力付近のレベルまで達してしまった場合であっても、
第１増幅器Ａ１の位相特性Ｑ１と第２増幅器Ａ２の位相
特性Ｑ２とが打ち消し合うことにより、主増幅器３全体
としては飽和レベル付近の位相特性Ｑ３が変化しない構
成が用いられている。

【００３１】なお、図３及び図４には、上記した第１増
幅器Ａ１や第２増幅器Ａ２として用いることが可能な増
幅器の入出力特性例を示してある。具体的に、図３には
上記した第１増幅器Ａ１として用いることが可能な増幅
器の入力レベルに対する出力信号の利得（Ｇａｉｎ）Ｔ
１及び位相（Ｐｈａｓｅ）Ｓ１の特性例を示してあり、
また、図４には上記した第２増幅器Ａ２として用いるこ
とが可能な増幅器の入力レベルに対する利得（Ｇａｉ
ｎ）Ｔ２及び位相（Ｐｈａｓｅ）Ｓ２の特性例を示して
ある。ここで、横軸は入力レベル（入力電力のデシベル
値：ｄＢｍ）を示し、縦軸は出力信号の利得（ｄＢ）及
び位相（゜）を示している。一例として、上記した図３
及び図４に示した特性を有する増幅器を組み合わせて用
いることにより、高レベルの信号に対して増幅器で発生
する位相歪を打ち消させることができる。

【００３２】以上のように、本例の増幅装置では、歪検
出ループにより入力した信号を増幅器（主増幅器３）で
増幅するとともに増幅した信号と前記入力信号とを逆相
加算することにより前記増幅器（主増幅器３）で発生し
た歪成分を検出し、歪除去ループにより前記歪検出ルー
プから出力された前記増幅信号と前記歪成分信号とを逆
相加算することにより当該増幅信号から歪成分を除去す
るに際して、例えば瞬時的に高レベルの信号が入力され
てしまった場合であっても、第１増幅器Ａ１や第２増幅
器Ａ２で発生する位相歪が増幅器（主増幅器３）全体と
して打ち消されるようにしたため、歪検出ループでの歪
検出の性能劣化等を防止することができ、これにより、
増幅装置による歪補償の性能劣化を防ぐことができる。

【００３３】具体例として本例の増幅装置では、例えば
マイクロ波帯等の多周波信号が入力されるに際して、各
周波数成分の位相の重なりによってピーク電力が瞬時的
に増加してしまった場合であっても、上記のように歪検
出ループでの抑圧量の劣化等を防止することができるた
め、増幅装置から出力される増幅信号に瞬時的な歪劣化
が発生してしまうことを防ぐことができ、これにより、
増幅の品質を補償することができる。

【００３４】なお、上記第１実施例では、１個の増幅器
（第２増幅器）Ａ２の前段に１個の増幅器（第１増幅
器）Ａ１を付加することにより、これら２個の増幅器全
体として高レベル信号に対する位相歪を打ち消した場合
を示したが、このような位相歪を打ち消すための増幅器
の構成としては、種々な態様が用いられてもよい。例え
ば、このような構成を実現するために用いる増幅器の個
数や、各増幅器の位相特性や、増幅器間の接続の仕方
（例えば前段に付加する或いは後段に付加するといった
こと）等としては、特に限定はなく、要は、高レベルの
信号が入力された場合に各増幅器で発生する位相歪が増
幅器（上記第１実施例では主増幅器３）全体として打ち
消される構成が用いられればよい。

【００３５】また、上記した本発明による増幅器での位
相歪の打ち消しの仕方としては、例えば増幅器（上記第
１実施例では主増幅器３）全体として位相歪をゼロに相
殺することができる態様が用いられるのが好ましいが、
本発明では、実用上で有効な程度で位相歪の発生を抑制
することができるような態様であれば、必ずしも位相歪
がゼロに相殺される構成が用いられなくともよく、この
ような場合であっても、位相歪の抑制の程度に応じて歪
検出ループでの歪検出の性能劣化等を低減させる効果を
得ることができる。

【００３６】次に、本発明の第２実施例に係る増幅装置
を図面を参照して説明する。図５には、本例の増幅装置
の一例を示してあり、この増幅装置では、例えば上記図
９に示した増幅装置の第１方向性結合器１の入力側（す
なわち、歪補償回路を構成する歪検出ループの前段）に
リミッタ回路Ｌを接続して備えた構成となっている。こ
こで、本例の増幅装置では上記したリミッタ回路Ｌに係
る部分が本発明の要部であり、他の構成部分１〜１０に
ついては上記図９に示した構成と同様であるため、本例
では、これら他の構成部分１〜１０についての説明を省
略する。また、本例では、説明の便宜上から、上記図９
に示した増幅装置の各構成部分１〜１０と同様な構成部
分については上記図９に示した場合と同じ符号を用いて
本例の増幅装置の構成等を説明している。

【００３７】図６には、上記のようなリミッタ回路Ｌ１
の一構成例を示してあり、このリミッタ回路Ｌ１には、
入力側の方向性結合器１１と、リミッタ遅延線１２と、
位相変化器１３と、増幅器１４と、出力側の方向性結合
器１５とが備えられている。入力側方向性結合器１１
は、例えば１つの入力端と２つの出力端とを有してお
り、入力端から増幅対象となる信号を入力する一方、入
力した信号を２つの信号に分配して、例えば等分配した
各信号を各出力端からそれぞれリミッタ遅延線１２と位
相変化器１３へ出力する。

【００３８】リミッタ遅延線１２は、信号を伝送する機
能を有しており、入力側方向性結合器１１から入力され
た信号を伝送して出力側方向性結合器１５へ出力する。
位相変化器１３は、例えば信号に歪を発生させることな
く信号の位相を変化させる機能を有しており、入力側方
向性結合器１１から入力された信号を増幅器１４へ出力
するに際して、入力された信号のレベルが後述する閾値
Ｚ以上の場合には当該信号の位相を変化させる。

【００３９】ここで、図７には、上記した位相変化器１
３の入出力特性の一例をグラフで示してあり、このグラ
フの横軸は位相変化器１３に入力される信号のレベル
（例えば入力電力のレベル）を示し、縦軸は位相変化器
１３から出力される信号の利得及び当該信号の位相を示
している。また、同図中の特性Ｍが出力信号の利得の特
性を示しており、特性Ｎが当該出力信号の位相の特性を
示している。

【００４０】同図に示されるように、本例の位相変化器
１３は、入力した信号のレベルが閾値Ｚ以上である場合
に当該位相変化器１３から出力する信号の位相を変化さ
せる特性を有しており、このような閾値Ｚとしては、例
えば主増幅器３で位相歪が発生してしまうのを防止する
ことができるような値が用いられている。なお、この閾
値Ｚについては更に後述する。

【００４１】増幅器１４は、信号を増幅する機能を有し
ており、位相変化器１３から入力された信号を増幅して
出力側方向性結合器１５へ出力する。なお、増幅器１４
による増幅の程度については後述する。出力側方向性結
合器１５は、例えば２つの入力端と１つの出力端とを有
しており、一方の入力端には上記したリミッタ遅延線１
２から出力された信号が入力され、他方の入力端には上
記した増幅器１４から出力された信号が入力される。そ
して、出力側方向性結合器１５は、前記一方の入力端か
ら入力した信号と前記他方の入力端から入力した信号と
を加算して上記図５に示した第１方向性結合器１の入力
端へ出力する。

【００４２】このような構成により、本例のリミッタ回
路Ｌ１では、例えば上記した閾値Ｚ未満のレベルの信号
が位相変化器１３に入力された場合には、リミッタ遅延
線１２を介して出力側方向性結合器１５に入力される信
号と、位相変化器１３及び増幅器１４を介して出力側方
向性結合器１５に入力される信号とが例えば同相（すな
わち、互いに位相がそろっている状態）及び同レベルで
加算（合成）されて出力側方向性結合器１５から出力さ
れる。なお、本例では、このような同相及び同レベルで
の加算が実現されるように上記した増幅器１４の増幅率
等が設定されている。

【００４３】一方、本例のリミッタ回路Ｌ１では、例え
ば上記した閾値Ｚ以上のレベルの信号が位相変化器１３
に入力された場合には、当該位相変化器１３から出力さ
れる信号に位相の変化が生じるため、リミッタ遅延線１
２を介して出力側方向性結合器１５に入力される信号
と、位相変化器１３及び増幅器１４を介して出力側方向
性結合器１５に入力される信号とが同相で加算されなく
なり、このため、出力側方向性結合器１５から出力され
る信号のレベルが減少させられる。

【００４４】ここで、上記したように本例の閾値Ｚとし
ては主増幅器３での位相歪を防止することができる値が
用いられており、更に具体的には、好ましい態様とし
て、当該閾値Ｚ未満のレベルの信号が位相変化器１３に
入力された場合にはリミッタ回路Ｌ１から第１方向性結
合器１及び第１ベクトル調整器２を介して主増幅器３へ
出力される信号のレベルが当該主増幅器３で位相歪を発
生させてしまうレベルより小さくなるような値が用いら
れている。

【００４５】以上のように、本例の増幅装置では、歪検
出ループにより入力した信号を増幅器（主増幅器３）で
増幅するとともに増幅した信号と前記入力信号とを逆相
加算することにより前記増幅器（主増幅器３）で発生し
た歪成分を検出し、歪除去ループにより前記歪検出ルー
プから出力された前記増幅信号と前記歪成分信号とを逆
相加算することにより当該増幅信号から歪成分を除去す
るに際して、前記増幅器（主増幅器３）で位相歪を生じ
させる閾値以上のレベルの信号を減少させて歪検出ルー
プに入力させるリミッタ回路Ｌ１を備えたため、例えば
増幅装置に入力される信号が瞬時的に高レベルになって
しまった場合であっても、当該信号が増幅器（主増幅器
３）に入力される前に当該信号のレベルをリミッタ回路
Ｌ１により減少させることができる。これにより、増幅
器（主増幅器３）での位相歪を低減させることができ、
歪検出ループでの歪検出や歪除去ループでの歪除去の性
能劣化を防止して、増幅装置による歪補償の性能劣化を
防ぐことができる。

【００４６】なお、ここに言う「前記増幅器（主増幅器
３）で位相歪を生じさせる閾値」とは、上記した位相変
化器１３に入力される信号のレベルに関する閾値Ｚのこ
とではなく、例えばリミッタ回路Ｌ１に入力される信号
のレベルに関する閾値のことを言っており、具体的に本
例の場合には、位相変化器１３に上記した閾値Ｚのレベ
ルの信号が入力される場合にリミッタ回路Ｌ１の入力側
方向性結合器１１に入力されている信号のレベルのこと
を言っている。

【００４７】また、具体例として本例の増幅装置では、
上記第１実施例で示した増幅装置の場合と同様に、例え
ばマイクロ波帯等の多周波信号が入力されるに際して、
各周波数成分の位相の重なりによってピーク電力が瞬時
的に増加してしまった場合であっても、上記したリミッ
タ回路Ｌ１により当該信号のレベルを減少させることが
行われるため、増幅器（主増幅器３）に入力される信号
のレベルを当該増幅器（主増幅器３）で位相歪を発生さ
せない程度のレベルに低く抑えることができる。このた
め、歪検出ループでの抑圧量の劣化を防止することがで
き、更に、例えば補助増幅器８に高レベルの信号が入力
されないことから当該補助増幅器８での位相歪等の発生
を抑えて歪除去ループでの抑圧量の劣化を防止すること
ができ、これにより、増幅装置から出力される増幅信号
に瞬時的な歪劣化が発生してしまうことを防いで、増幅
の品質を補償することができる。

【００４８】ここで、増幅器（上記第２実施例では主増
幅器３）で位相歪を生じさせる閾値以上のレベルの信号
を減少させるリミッタ回路の構成としては、必ずしも上
記第２実施例で示したものに限られず、同様な効果を奏
するものであれば、種々な構成が用いられてもよい。一
例として、図８に示すリミッタ回路Ｌ２のように、入力
側方向性結合器２１と増幅器２４との間に複数の位相変
化器２３ａ〜２３ｎを多段にして備えるようにすれば、
１個の位相変化器を備えた場合に比べて位相変化器２３
ａ〜２３ｎでの位相の変化量を大きくすることができ、
これにより、リミッタの効果を急峻にすることができ
る。なお、同図に示した位相変化器２３ａ〜２３ｎ以外
の各構成部分２１〜２２、２４〜２５については、例え
ば上記図６に示した各構成部分１１〜１２、１４〜１５
と同様である。

【００４９】また、上記したリミッタ回路により上記閾
値以上のレベルの信号を減少させる仕方としては、要
は、増幅器（上記第２実施例では主増幅器３）での位相
歪を低減させることができるようなものであれば特に限
定はなく、例えば信号の電圧や電流のレベル（振幅）を
減少させることにより増幅器（上記第２実施例では主増
幅器３）での位相歪を低減させる態様を用いることがで
きる。

【００５０】また、本発明に言う「増幅器（上記第２実
施例では主増幅器３）で位相歪を生じさせる閾値」とし
ては、用いられる増幅器の特性や、リミッタ回路と当該
増幅器との間に備えられた回路の構成や、要求される歪
検出や歪除去の精度等に応じて適当に決定されればよ
く、要は、実用上で有効な程度で増幅器（上記第２実施
例では主増幅器３）における位相歪の発生を防止するこ
とができればよい。

【００５１】また、リミッタ回路により上記した閾値以
上のレベルの信号を減少させる程度としては、例えば当
該信号を当該閾値未満のレベルに減少させる態様を用い
るのが好ましいが、必ずしもこのような態様が用いられ
なくともよい。例えば、高レベルの信号の全てを前記閾
値未満に減少させることはできなくとも、こうした高レ
ベル信号のレベルを実用上で有効な程度で減少させるこ
とができる態様が用いられれば、当該信号レベルの減少
の程度に応じて増幅器（上記第２実施例では主増幅器
３）での位相歪を小さく抑えることができる。

【００５２】また、以上の第１実施例や第２実施例で示
した本発明に係る増幅装置は、信号を増幅器で増幅する
ことを行う種々な分野に適用されてもよく、一例とし
て、通信対象となる多周波信号の増幅を行う無線通信シ
ステムにおける増幅装置として用いることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る増幅
装置によると、歪検出ループにより入力した信号を増幅
器で増幅するとともに当該増幅器で発生した歪成分を検
出し、歪除去ループにより前記歪検出ループから出力さ
れた前記増幅信号から歪成分を除去するに際して、例え
ば高レベルの信号が入力された場合であっても、前記増
幅器に付加した増幅器により増幅器で発生する位相歪を
打ち消すようにしたため、歪検出ループでの歪検出の性
能劣化を防止することができ、これにより、増幅装置の
性能劣化を防ぐことができる。

【００５４】また、本発明に係る増幅装置によると、歪
検出ループにより入力した信号を増幅器で増幅するとと
もに当該増幅器で発生した歪成分を検出し、歪除去ルー
プにより前記歪検出ループから出力された前記増幅信号
から歪成分を除去するに際して、リミッタ回路により前
記増幅器で位相歪を生じさせる閾値以上のレベルの信号
を減少させてから前記歪検出ループに入力させるように
したため、上記と同様に、増幅装置の性能劣化を防ぐこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る増幅装置に備えられ
た主増幅器の構成例を示す図である。

【図２】主増幅器の特性を説明するための図である。

【図３】実験により測定された増幅器の特性の一例を示
す図である。

【図４】実験により測定された増幅器の特性の一例を示
す図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る増幅装置の一例を示
す図である。

【図６】リミッタ回路の構成例を示す図である。

【図７】位相変化器の特性の一例を示す図である。

【図８】リミッタ回路の他の構成例を示す図である。

【図９】従来例に係る増幅装置の構成例を示す図であ
る。

【図１０】ループの抑圧量を説明するための図である。

【図１１】振幅偏差及び位相偏差に対する抑圧量を示す
図である。

【図１２】従来例に係る主増幅器の特性を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１、５、９、１１、１５、２１、２５・・方向性結合
器、２、７・・ベクトル調整器、 ３・・主増幅器、
４、６・・遅延線、８・・補助増幅器、 １０・・制御
回路、Ａ１、Ａ２、１４、２４・・増幅器、 Ｐ１〜Ｐ
３・・出力レベル、Ｑ１〜Ｑ３、Ｓ１〜Ｓ２、Ｎ・・位
相、 Ｔ１〜Ｔ２、Ｍ・・利得、Ｌ、Ｌ１、Ｌ２・・リ
ミッタ回路、 １２、２２・・リミッタ遅延線、１３、
２３ａ〜２３ｎ・・位相変化器、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−8560（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−233629（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−224064（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03F 1/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力した信号を増幅器で増幅するととも
   に増幅した信号と前記入力信号とを逆相加算することに
   より前記増幅器で発生した歪成分を検出する歪検出ルー
   プと、当該歪検出ループから出力された前記増幅信号と
   前記歪成分信号とを逆相加算することにより当該増幅信
   号から歪成分を除去する歪除去ループとを備えた増幅装
   置において、前記増幅器の前段に、前記増幅器で位相歪を生じさせる
   閾値以上のレベルの信号を減少させる機能を有するリミ
   ッタ回路を備えたことを特徴とする増幅装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の増幅装置において、 前記リミッタ回路は、入力された信号を２つの信号に分
   配する入力側の方向性結合器と、当該分配された一方の
   信号を伝送する遅延線と、当該分配された他方の信号の
   レベルが当該リミッタ回路により前記閾値以上のレベル
   の信号を減少させるための閾値以上である場合に当該分
   配された他方の信号の位相を変化させる位相変化器と、
   当該位相変化器から出力された信号を増幅する増幅器
   と、前記遅延線から出力された信号と当該増幅器から出
   力された信号とを加算して当該加算結果を当該リミッタ
   回路から出力する出力側の方向性結合器とから構成され
   た、 ことを特徴とする増幅装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の増幅装置において、 前記リミッタ回路は、当該リミッタ回路に備えられた前
   記入力側の方向性結合器と当該リミッタ回路に備えられ
   た前記増幅器との間に複数の位相変化器を備えて構成さ
   れ、これら複数の位相変化器により前記分配された他方
   の信号の位相を変化させる、 ことを特徴とする増幅装置。