JP4751508B2 - フィードフォワード型共通増幅装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯のフィードフォワード型共通増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。このフィードフォワード型共通増幅装置は、信号が入力される方向性結合器１０１と、方向性結合器１０１の一方の出力側（分配信号出力側）に接続されたベクトル調整器１０２と、ベクトル調整器１０２の出力側とパイロット信号発生器１１１に接続された主増幅器１０３と、方向性結合器１０１の他方の出力側（分配信号出力側）に接続された遅延線１０５と、この遅延線１０５の出力側と主増幅器１０３の出力側に信号結合用入力端子と信号分配用入力端子の二つの入力端子のそれぞれが接続された方向性結合器１０４とから構成される歪検出ループと、方向性結合器１０４の一方の出力側（分配信号出力側）に接続された遅延線１０６と、方向性結合器１０４の他方の出力側（結合信号出力側）に接続されたベクトル調整器１０７と、ベクトル調整器１０７の出力側に接続された補助増幅器１０８と、この補助増幅器１０８の出力側と遅延線１０６の出力側に信号結合用入力端子が接続された方向性結合器１０９とから構成される歪除去ループとを備えている。
【０００３】
また、方向性結合器１０９の一方の出力側（分配信号出力側）は外部へ出力され、方向性結合器１１３の他方の出力側（分配信号出力側）にはパイロット信号受信器１１２が設けられ、このパイロット信号受信器１１２の出力側に制御部１１０が設けられている。この制御部１１０の出力側には、ベクトル調整器１０２，１０７が接続されている。
【０００４】
まず、歪検出ループの動作について説明する。入力多周波信号は、方向性結合器１０１によってベクトル調整器１０２と遅延線１０５とに分配される。一方の入力多周波信号は、制御部１１０の制御に従ってベクトル調整器１０２で位相と振幅が調整され、主増幅器１０３へ出力される。位相と振幅が調整された信号は、パイロット信号発生器１１１から出力されるパイロット信号と合成され、主増幅器１０３で増幅され、方向性結合器１０４へ出力される。ここで、主増幅器１０３の出力信号は、増幅する時に発生する相互変調歪成分を含んでいる。他方の入力多周波信号は、遅延線１０５を通り方向性結合器１０４へ出力される。歪成分を含んだ信号と遅延線１０５を通った信号は、ベクトル調整器１０２と遅延線１０５により同振幅、逆位相、同遅延に調整された後、方向性結合器１０４で加算されるため、歪成分が検出される。
【０００５】
次に、歪除去ループの動作について説明する。歪検出ループで検出された歪成分は、制御部１１０の制御に従ってベクトル調整器１０７で位相と振幅が調整され、補助増幅器１０８へ出力される。位相と振幅が調整された歪成分は、補助増幅器１０８で増幅され方向性結合器１０９へ出力される。一方、主増幅器１０３の出力は、方向性結合器１０４、遅延線１０６を通り方向性結合器１０９へ出力される。遅延線１０６を通った歪成分を含んだ信号と補助増幅器１０８で増幅された歪成分は、ベクトル調整器１０７と遅延線１０６により同振幅、逆位相、同遅延に調整された後、方向性結合器１０９で加算されるため、歪成分が除去される。
【０００６】
上述した歪除去ループで歪成分が除去された信号は、方向性結合器１１３によって外部とパイロット信号受信器１１２とに分配される。分配された信号は、パイロット信号受信器１１２でパイロット信号成分が検出され、制御部１１０へ出力される。制御部１１０は、パイロット信号のレベルを抑圧するように、ベクトル調整器１０２とベクトル調整器１０７を制御し、その結果、歪は除去される。
【０００７】
次に、歪抑圧量特性について図６と図７を用いて説明する。図６は、歪除去ループにおいて１つのパイロット信号により制御を行った場合の歪抑圧量特性を示す図である。図６において、縦軸は抑圧後の歪レベルを示し、横軸は周波数を示す。また、図６において、上のラインは抑圧前の歪レベルを示す。図６に示されるように、パイロット信号の周波数であるパイロット周波数ｆｃより離れるに従い歪抑圧量は減少する。
【０００８】
図７は、振幅偏差と位相偏差に対する歪抑圧量特性を示す図である。図７において、縦軸は位相偏差を示し、横軸は振幅偏差を示す。また、図６において、等高線は歪抑圧量を示す。歪除去ループの中の方向性結合器１０４、遅延線１０６、方向性結合器１０９のルートは、遅延線１０６をセミリジットケーブル等により構成する場合が多いため、振幅、位相特性は、広い周波数にわたりフラットな特性をしている場合が多い。一方、歪除去ループの中の方向性結合器１０４、ベクトル調整器１０７、補助増幅器１０８、方向性結合器１０９のルートは、帯域が広くなるに従い、振幅、位相特性の平坦性を損なう場合が多い。そのため、上述した遅延線１０６を含んだルートと比較すると、フィードフォワード型共通増幅装置の中心周波数より離れるに従い振幅偏差、位相偏差が大きくなるので、図７に示すように歪抑圧量は減少する。
【０００９】
パイロット周波数をできる限り帯域の中心に設定することで、帯域の両端までの歪抑圧量は確保されるが、ベクトル調整器の制御中及び電源投入時及び故障時は、歪抑圧量は小さいため帯域内のスプリアスとなり、自システムの運用に支障を来す。従来技術では、帯域外にパイロット周波数を設定することで、自システムの運用に対する支障を無くしていた。また通常、空中線端にはフィルタが挿入されているため自システム以外に対する妨害となることも無かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、帯域外にパイロット周波数を設定することで中心周波数より離れるに従い歪抑圧量は減少するため、歪抑圧量の広帯域性の問題は解決することができない。
【００１１】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、帯域内のスプリアスとならないようにパイロット信号の周波数を制御することにより、歪抑圧量特性を効率よく使用することができるフィードフォワード型共通増幅装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るフィードフォワード型共通増幅装置は、パイロット信号に基づいて歪の除去を行うフィードフォワード型共通増幅装置であって、前記パイロット信号の周波数を前記フィードフォワード型共通増幅装置の帯域外の第１周波数に設定した後、前記パイロット信号の周波数を前記フィードフォワード型共通増幅装置の帯域内の第２周波数に再設定するフィードフォワード型共通増幅装置において、前記第１周波数の前記パイロット信号を用いた場合の歪抑圧量の周波数依存性を用いて、再設定直後に前記第２周波数の前記パイロット信号のレベルが前記帯域内のスプリアスとなるレベル以下になるような前記パイロット信号の周波数の制御量を算出し、前記パイロット信号を前記第１周波数から前記制御量だけ変化させた前記第２周波数へ再設定することを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成によれば、スプリアスにならないレベルでパイロット信号の周波数を帯域内に設定することにより、歪抑圧量特性を効率よく使うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。図１において、図５と同一符号は図５に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。本実施の形態では、制御部２０１がパイロット信号発生器２０２を制御することで、パイロット周波数を任意に変更する。
【００１５】
次に、制御部２０１によるパイロット信号発生器２０２の周波数の制御方法について図２と図３を用いて詳細に説明する。図２は、パイロット周波数の制御方法を示すフローチャートである。また、図３は、パイロット周波数の制御に伴う歪抑圧量の変化を示す図である。図３において、縦軸は抑圧後の歪レベルを示し、横軸は周波数を示す。また、図３において、上のラインは抑圧前の歪レベルを示す。この制御において、パイロット信号は歪とみなすことができる。
【００１６】
ここで、最初のパイロット周波数を帯域外の周波数ｆn（ＭＨｚ）、次のパイロット周波数を帯域内の周波数ｆn+1とし、ｆnからｆn+1への移動量をＫ（ＭＨｚ）とする。また、パイロット信号レベルをＰＬ、帯域内においてパイロット信号がスプリアスとなる最小のＰＬをスプリアスレベルＶａとし、ｆnにおける歪抑圧量特性よりパイロット周波数の移動量Ｋに対して求まるＰＬの増加量をＸ（ｄＢ）とするとき、周波数の移動によりＰＬがＶａを越えないようにＫとＸを設定する。
【００１７】
まず初めに、制御部２０１はパイロット周波数をｆnに設定する（Ｓ２０１）。次に、ＰＬを減少させるようにベクトル調整器１０７を最適化制御する（Ｓ２０２）。次に、ＰＬがＶａ−Ｘ以下になるか否かの判断を行う（Ｓ２０３）。Ｖａ−Ｘ以下でなければ（Ｓ２０３，Ｎ）、処理Ｓ２０２へ戻る。一方、Ｖａ−Ｘ以下であれば（Ｓ２０３，Ｙ）、パイロット周波数を帯域内の周波数ｆn+1へ移動する（Ｓ２０４）。
【００１８】
次に、再設定されたパイロット周波数ｆn+1が帯域内の周波数範囲ｆｃ±Ｂ（ＭＨｚ）内に再設定されたか否かの判断を行う（Ｓ２０５）。ここで、周波数幅Ｂの設定方法について図４を用いて説明する。図４は、歪抑圧量のマージンと周波数幅Ｂの関係を示す図である。図４に示すように、必要な歪抑圧量に対して、中心周波数ｆｃでの最適化による最大抑圧量のマージンを求め、このマージンに対応する周波数幅をＢとする。
【００１９】
再設定されたパイロット周波数ｆn+1が周波数範囲ｆｃ±Ｂ内でなければ（Ｓ２０５，Ｎ）、処理Ｓ２０２へ戻る。一方、周波数範囲ｆｃ±Ｂ内であれば（Ｓ２０５，Ｙ）、最適化制御を行い（Ｓ２０６）、終了する。
【００２０】
上述した一連の動作により、再設定されたパイロット周波数ｆn+1、ｆn+2、ｆn+3・・・に対して順次最適化制御とパイロット周波数の再設定を行い、パイロット周波数を帯域内へ移動していく。
【００２１】
仮に、温度や他の要因で、帯域内においてパイロット信号レベルがスプリアスレベルＶａを越える時には、パイロット周波数を帯域外に設定し、上述した動作を繰り返すことで対処できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明によれば、スプリアスにならないレベルでパイロット信号の周波数を帯域内に設定することにより、歪抑圧量特性を効率よく使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。
【図２】パイロット周波数の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】パイロット周波数の制御に伴う歪抑圧量の変化を示す図である。
【図４】歪抑圧量のマージンと周波数幅Ｂの関係を示す図である。
【図５】従来のフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。
【図６】歪除去ループにおいて１つのパイロット信号により制御を行った場合の歪抑圧量特性を示す図である。
【図７】振幅偏差と位相偏差に対する歪抑圧量特性を示す図である。
【符号の説明】
１０１，１０４，１０９，１１３ 方向性結合器、１０２，１０７ ベクトル調整器、１０３ 主増幅器、１０５，１０６ 遅延線、１０８ 補助増幅器、１１０，２０１ 制御部、１１１，２０２ パイロット信号発生器、１１２ パイロット信号受信器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯のフィードフォワード型共通増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。このフィードフォワード型共通増幅装置は、信号が入力される方向性結合器１０１と、方向性結合器１０１の一方の出力側（分配信号出力側）に接続されたベクトル調整器１０２と、ベクトル調整器１０２の出力側とパイロット信号発生器１１１に接続された主増幅器１０３と、方向性結合器１０１の他方の出力側（分配信号出力側）に接続された遅延線１０５と、この遅延線１０５の出力側と主増幅器１０３の出力側に信号結合用入力端子と信号分配用入力端子の二つの入力端子のそれぞれが接続された方向性結合器１０４とから構成される歪検出ループと、方向性結合器１０４の一方の出力側（分配信号出力側）に接続された遅延線１０６と、方向性結合器１０４の他方の出力側（結合信号出力側）に接続されたベクトル調整器１０７と、ベクトル調整器１０７の出力側に接続された補助増幅器１０８と、この補助増幅器１０８の出力側と遅延線１０６の出力側に信号結合用入力端子が接続された方向性結合器１０９とから構成される歪除去ループとを備えている。
【０００３】
また、方向性結合器１０９の一方の出力側（分配信号出力側）は外部へ出力され、方向性結合器１１３の他方の出力側（分配信号出力側）にはパイロット信号受信器１１２が設けられ、このパイロット信号受信器１１２の出力側に制御部１１０が設けられている。この制御部１１０の出力側には、ベクトル調整器１０２，１０７が接続されている。
【０００４】
まず、歪検出ループの動作について説明する。入力多周波信号は、方向性結合器１０１によってベクトル調整器１０２と遅延線１０５とに分配される。一方の入力多周波信号は、制御部１１０の制御に従ってベクトル調整器１０２で位相と振幅が調整され、主増幅器１０３へ出力される。位相と振幅が調整された信号は、パイロット信号発生器１１１から出力されるパイロット信号と合成され、主増幅器１０３で増幅され、方向性結合器１０４へ出力される。ここで、主増幅器１０３の出力信号は、増幅する時に発生する相互変調歪成分を含んでいる。他方の入力多周波信号は、遅延線１０５を通り方向性結合器１０４へ出力される。歪成分を含んだ信号と遅延線１０５を通った信号は、ベクトル調整器１０２と遅延線１０５により同振幅、逆位相、同遅延に調整された後、方向性結合器１０４で加算されるため、歪成分が検出される。
【０００５】
次に、歪除去ループの動作について説明する。歪検出ループで検出された歪成分は、制御部１１０の制御に従ってベクトル調整器１０７で位相と振幅が調整され、補助増幅器１０８へ出力される。位相と振幅が調整された歪成分は、補助増幅器１０８で増幅され方向性結合器１０９へ出力される。一方、主増幅器１０３の出力は、方向性結合器１０４、遅延線１０６を通り方向性結合器１０９へ出力される。遅延線１０６を通った歪成分を含んだ信号と補助増幅器１０８で増幅された歪成分は、ベクトル調整器１０７と遅延線１０６により同振幅、逆位相、同遅延に調整された後、方向性結合器１０９で加算されるため、歪成分が除去される。
【０００６】
上述した歪除去ループで歪成分が除去された信号は、方向性結合器１１３によって外部とパイロット信号受信器１１２とに分配される。分配された信号は、パイロット信号受信器１１２でパイロット信号成分が検出され、制御部１１０へ出力される。制御部１１０は、パイロット信号のレベルを抑圧するように、ベクトル調整器１０２とベクトル調整器１０７を制御し、その結果、歪は除去される。
【０００７】
次に、歪抑圧量特性について図６と図７を用いて説明する。図６は、歪除去ループにおいて１つのパイロット信号により制御を行った場合の歪抑圧量特性を示す図である。図６において、縦軸は抑圧後の歪レベルを示し、横軸は周波数を示す。また、図６において、上のラインは抑圧前の歪レベルを示す。図６に示されるように、パイロット信号の周波数であるパイロット周波数ｆｃより離れるに従い歪抑圧量は減少する。
【０００８】
図７は、振幅偏差と位相偏差に対する歪抑圧量特性を示す図である。図７において、縦軸は位相偏差を示し、横軸は振幅偏差を示す。また、図６において、等高線は歪抑圧量を示す。歪除去ループの中の方向性結合器１０４、遅延線１０６、方向性結合器１０９のルートは、遅延線１０６をセミリジットケーブル等により構成する場合が多いため、振幅、位相特性は、広い周波数にわたりフラットな特性をしている場合が多い。一方、歪除去ループの中の方向性結合器１０４、ベクトル調整器１０７、補助増幅器１０８、方向性結合器１０９のルートは、帯域が広くなるに従い、振幅、位相特性の平坦性を損なう場合が多い。そのため、上述した遅延線１０６を含んだルートと比較すると、フィードフォワード型共通増幅装置の中心周波数より離れるに従い振幅偏差、位相偏差が大きくなるので、図７に示すように歪抑圧量は減少する。
【０００９】
パイロット周波数をできる限り帯域の中心に設定することで、帯域の両端までの歪抑圧量は確保されるが、ベクトル調整器の制御中及び電源投入時及び故障時は、歪抑圧量は小さいため帯域内のスプリアスとなり、自システムの運用に支障を来す。従来技術では、帯域外にパイロット周波数を設定することで、自システムの運用に対する支障を無くしていた。また通常、空中線端にはフィルタが挿入されているため自システム以外に対する妨害となることも無かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、帯域外にパイロット周波数を設定することで中心周波数より離れるに従い歪抑圧量は減少するため、歪抑圧量の広帯域性の問題は解決することができない。
【００１１】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、帯域内のスプリアスとならないようにパイロット信号の周波数を制御することにより、歪抑圧量特性を効率よく使用することができるフィードフォワード型共通増幅装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るフィードフォワード型共通増幅装置は、パイロット信号に基づいて歪の除去を行うフィードフォワード型共通増幅装置であって、前記パイロット信号の周波数を前記フィードフォワード型共通増幅装置の帯域外の第１周波数に設定した後、前記パイロット信号の周波数を前記フィードフォワード型共通増幅装置の帯域内の第２周波数に再設定するフィードフォワード型共通増幅装置において、前記第１周波数の前記パイロット信号を用いた場合の歪抑圧量の周波数依存性を用いて、再設定直後に前記第２周波数の前記パイロット信号のレベルが前記帯域内のスプリアスとなるレベル以下になるような前記パイロット信号の周波数の制御量を算出し、前記パイロット信号を前記第１周波数から前記制御量だけ変化させた前記第２周波数へ再設定することを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成によれば、スプリアスにならないレベルでパイロット信号の周波数を帯域内に設定することにより、歪抑圧量特性を効率よく使うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。図１において、図５と同一符号は図５に示された対象と同一又は相当物を示しており、ここでの説明を省略する。本実施の形態では、制御部２０１がパイロット信号発生器２０２を制御することで、パイロット周波数を任意に変更する。
【００１５】
次に、制御部２０１によるパイロット信号発生器２０２の周波数の制御方法について図２と図３を用いて詳細に説明する。図２は、パイロット周波数の制御方法を示すフローチャートである。また、図３は、パイロット周波数の制御に伴う歪抑圧量の変化を示す図である。図３において、縦軸は抑圧後の歪レベルを示し、横軸は周波数を示す。また、図３において、上のラインは抑圧前の歪レベルを示す。この制御において、パイロット信号は歪とみなすことができる。
【００１６】
ここで、最初のパイロット周波数を帯域外の周波数ｆn（ＭＨｚ）、次のパイロット周波数を帯域内の周波数ｆn+1とし、ｆnからｆn+1への移動量をＫ（ＭＨｚ）とする。また、パイロット信号レベルをＰＬ、帯域内においてパイロット信号がスプリアスとなる最小のＰＬをスプリアスレベルＶａとし、ｆnにおける歪抑圧量特性よりパイロット周波数の移動量Ｋに対して求まるＰＬの増加量をＸ（ｄＢ）とするとき、周波数の移動によりＰＬがＶａを越えないようにＫとＸを設定する。
【００１７】
まず初めに、制御部２０１はパイロット周波数をｆnに設定する（Ｓ２０１）。次に、ＰＬを減少させるようにベクトル調整器１０７を最適化制御する（Ｓ２０２）。次に、ＰＬがＶａ−Ｘ以下になるか否かの判断を行う（Ｓ２０３）。Ｖａ−Ｘ以下でなければ（Ｓ２０３，Ｎ）、処理Ｓ２０２へ戻る。一方、Ｖａ−Ｘ以下であれば（Ｓ２０３，Ｙ）、パイロット周波数を帯域内の周波数ｆn+1へ移動する（Ｓ２０４）。
【００１８】
次に、再設定されたパイロット周波数ｆn+1が帯域内の周波数範囲ｆｃ±Ｂ（ＭＨｚ）内に再設定されたか否かの判断を行う（Ｓ２０５）。ここで、周波数幅Ｂの設定方法について図４を用いて説明する。図４は、歪抑圧量のマージンと周波数幅Ｂの関係を示す図である。図４に示すように、必要な歪抑圧量に対して、中心周波数ｆｃでの最適化による最大抑圧量のマージンを求め、このマージンに対応する周波数幅をＢとする。
【００１９】
再設定されたパイロット周波数ｆn+1が周波数範囲ｆｃ±Ｂ内でなければ（Ｓ２０５，Ｎ）、処理Ｓ２０２へ戻る。一方、周波数範囲ｆｃ±Ｂ内であれば（Ｓ２０５，Ｙ）、最適化制御を行い（Ｓ２０６）、終了する。
【００２０】
上述した一連の動作により、再設定されたパイロット周波数ｆn+1、ｆn+2、ｆn+3・・・に対して順次最適化制御とパイロット周波数の再設定を行い、パイロット周波数を帯域内へ移動していく。
【００２１】
仮に、温度や他の要因で、帯域内においてパイロット信号レベルがスプリアスレベルＶａを越える時には、パイロット周波数を帯域外に設定し、上述した動作を繰り返すことで対処できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上に詳述したように本発明によれば、スプリアスにならないレベルでパイロット信号の周波数を帯域内に設定することにより、歪抑圧量特性を効率よく使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。
【図２】パイロット周波数の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】パイロット周波数の制御に伴う歪抑圧量の変化を示す図である。
【図４】歪抑圧量のマージンと周波数幅Ｂの関係を示す図である。
【図５】従来のフィードフォワード型共通増幅装置の一例を示すブロック図である。
【図６】歪除去ループにおいて１つのパイロット信号により制御を行った場合の歪抑圧量特性を示す図である。
【図７】振幅偏差と位相偏差に対する歪抑圧量特性を示す図である。
【符号の説明】
１０１，１０４，１０９，１１３ 方向性結合器、１０２，１０７ ベクトル調整器、１０３ 主増幅器、１０５，１０６ 遅延線、１０８ 補助増幅器、１１０，２０１ 制御部、１１１，２０２ パイロット信号発生器、１１２ パイロット信号受信器。
Claims (1)
- パイロット信号に基づいて歪の除去を行うフィードフォワード型共通増幅装置において、
前記パイロット信号の周波数を前記フィードフォワード型共通増幅装置の帯域外の第１周波数に設定した後、前記パイロット信号の周波数を前記フィードフォワード型共通増幅装置の帯域内の第２周波数に再設定するフィードフォワード型共通増幅装置であって、
前記第１周波数の前記パイロット信号を用いた場合の歪抑圧量の前記第２周波数における周波数依存性を用いて予め前記第１周波数を設定し、
前記第２周波数でのパイロット信号のレベルがスプリアスレベル以下になるようにベクトル調整器による最適化制御を行い、
前記レベルが前記スプリアスレベル以下になると、前記第１周波数の前記パイロット信号を前記第１周波数から前記帯域内の前記第２周波数へ再設定することを特徴とするフィードフォワード型共通増幅装置。
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Publications (2)
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| JP2000372540A Expired - Fee Related JP4751508B2 (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | フィードフォワード型共通増幅装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP4751508B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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