JP4800612B2

JP4800612B2 - 多周波帯用フィードフォワード増幅装置

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Publication number: JP4800612B2
Application number: JP2004368385A
Authority: JP
Inventors: 恭宜鈴木; 祥一楢橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2024-12-20
Also published as: JP2005244938A

Description

本発明は、複数の周波数帯を一括して増幅する多周波帯用フィードフォワード増幅装置に関する。

従来から用いられているフィードフォワード増幅装置の基本構成を図１に示す。フィードフォワード増幅装置は基本的に２つの信号処理回路により構成される。１つは歪検出回路１００であり、もう１つは歪除去回路２００である。歪検出回路１００は主増幅器信号経路１０１と線形信号経路１０２とにより構成される。歪除去回路２００は主信号経路２０１と歪注入経路２０２とにより構成される。さらに主増幅器信号経路１０１（ベクトル調整経路とも呼ぶ）は可変位相器101-1と可変減衰器101-2の縦続接続からなるベクトル調整器101Vと主増幅器101-3から構成され、線形信号経路１０２は遅延線路から構成される。また、主信号経路２０１は遅延線路で構成され、歪注入経路２０２（ベクトル調整経路とも呼ぶ）は可変位相器201-1と可変減衰器202-2の縦続接続からなるベクトル調整器202Vと補助増幅器202-3から構成される。ここで、分配器３０１及び電力合成・分配器３０２、電力合成器３０３はトランス回路、ハイブリット回路等で構成される単純な無損失電力分配器及び電力合成器である。

まず、フィードフォワード増幅装置の基本的な動作について説明する。フィードフォワード増幅装置に入力された信号は、電力分配部３０１により主増幅器信号経路１０１と線形信号経路１０２に分配される。このとき主増幅器信号経路１０１と線形信号経路１０２の信号を、等振幅、かつ逆位相になるように主増幅器信号経路１０１の可変位相器101-1と可変減衰器101-2を調整する。ただし、逆位相の条件は、電力分配部３０１もしくは電力合成・分配部３０２における入出力端子間の移相量を適当に設定することにより実現するか、もしくは、主増幅器101-3での位相反転を利用するなどの方法で実現する。

歪検出回路１００がこのように構成されているから、電力合成・分配部３０２の出力側には主増幅器信号経路１０１と線形信号経路１０２の二つの経路の差成分が検出される。この差成分がまさに主増幅器103-3で発生する歪成分そのものである。このことから、上記図１に示すブロック１００は歪検出回路と呼ばれる。
次に、歪除去回路２００について説明する。歪検出回路１００の出力は、電力合成器及び電力分配部３０２を介して、主信号経路２０１と歪注入経路２０２に分配される。主信号経路２０１には、歪検出回路１００の主増幅器信号経路１０１での主増幅器101-3の出力が入力される。また、歪注入経路２０２には、歪検出回路１００で検出された主増幅器101-3の歪成分そのものが入力される。主信号経路２０１と歪注入経路２０２の出力信号が、等振幅、かつ逆位相になるように歪注入経路２０２の可変位相器202-1と可変減衰器202-2を調整する。この結果、歪除去回路２００の出力端において、主増幅器101-3の歪成分を逆位相等振幅で注入されているため、増幅回路全体の歪成分の相殺が実現される。

尚、周知の事項ではあるが、フィードフォワード増幅装置に用いられる主増幅器101-3で発生する歪成分を除去する為に補助増幅器202-3は線形増幅器が用いられる。
以上が、理想的なフィードフォワード増幅装置の動作である。実際には、歪検出回路１００及び歪除去回路２００とのそれぞれの回路の平衡性を完全に保持することは容易ではない。また、仮に初期設定が完全であっても、周囲温度、電源等の変動により増幅器の特性が変化するため、時間的に安定して良好な平均性を維持することはきわめて困難である。

このフィードフォワード増幅装置の歪検出回路１００及び歪除去回路２００の平衡性を高精度に保持する方法として、パイロット信号を用いた自動調整方法が知られている。たとえば、特許文献１などがあり、これらを実用化した装置として、非特許文献１が知られている。これらのフィードフォワード増幅装置はＰＤＣ（パーソナル・デジタル・セルラ）の800MHz帯、1.5GHz帯にて実用化されている。フィードフォワード増幅装置は一般に増幅する各周波数帯ごとに設計され、調整されている。
特許文献２及び特許文献３では或る単一の送信帯域、例えば2GHz帯域内20MHzを複数のバンドパスフィルタで細分化し、細分化して抽出した信号を増幅し、細分化した各周波数毎に増幅器で発生する振幅ずれや位相ずれを補償し、歪補償精度を高めることができるフィードフォワード増幅装置を提案している。
特開平1-198809号公報特開2000-223961号公報特開2001-284975号公報野島俊雄、楢橋洋一、「移動通信用超低歪多周波数共通増幅器----自己調整フィードフォワード増幅装置（SAFF−A）----」、電子情報通信学会、無線通信システム研究会、RCS90-4、1990．

増幅すべき複数の周波数帯が各周波数帯の帯域幅と比較して大きく離れている場合、即ち離散した周波数帯の場合において、それぞれの周波数帯によって遅延線の電気長の相異などから、フィードフォワード増幅装置の歪検出回路１００と歪除去回路２００のそれぞれの可変位相器101-1又は202-1及び可変減衰器101-2又は202-2は増幅すべき周波数帯により歪検出回路１００と歪除去回路２００の平衡度を達成するための調整量が異なる。例えば800MHz帯にて最適な調整を行なっても、700MHzも離れた1.5GHz帯の信号に対して最適な調整にならない。このため、上記のように800MHz帯と1.5GHz帯を同時に増幅するフィードフォワード増幅装置はそれぞれの周波数帯に対し所定の歪補償量を同時に達成することができなかった。800MHz帯と1.5GHz帯のそれぞれのフィードフォワード増幅装置が製造されている。

また、上記した特許文献２及び特許文献３では歪除去回路側にバンドパスフィルタが設けられず、単一のベクトル調整器でベクトル調整を行なっている。このために、このような構成によって例えば800MHz帯と1.5GHz帯を同時に歪除去を行なうことはできない。
具体的に述べると、それぞれの周波数帯で歪補償の行なえるフィードフォワード増幅装置を共通した遅延線路により組み合わせた場合、歪検出回路及び歪除去回路のベクトル調整器にはそれぞれの周波数帯の信号が入力される。それらのベクトル調整器は複数の周波数帯に対して、それぞれの周波数帯に最適なベクトル調整を行なうことができない。例えば、800MHz帯と1.5GHz帯の信号が同一のベクトル調整器に入力される場合、いずれかの周波数帯に対して最適なベクトル調整を行なうことができるが、他方の周波数帯に対して最適なベクトル調整を行なうことができない。すなわち、他方の周波数帯では歪補償を行なうことができない。これは、ベクトル調整器が単一の周波数帯に対して振幅と位相を調整できるためである。

また、それぞれの周波数帯毎にフィードフォワード増幅装置を構成すると、単一のフィードフォワード増幅装置で実現する場合に比べて装置規模、消費電力の点で不利である。

本発明の目的は複数の周波数帯に対し同時に歪補償を可能にするフィードフォワード増幅装置を提供することである。
この発明によれば、歪検出回路と歪除去回路を有するフィードフォワード増幅装置であり、上記歪検出回路は、
第１遅延手段により構成された第１線形信号経路と、
Ｎ個の第１ベクトル調整経路と、Ｎは２以上の整数であり、
上記歪検出回路への入力信号を上記線形信号経路と上記Ｎ個の第１ベクトル調整経路に分配する第１分配部と、
上記Ｎ個の第１ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、互いに離散的な周波数帯の信号を抽出するＮ個の第１周波数帯抽出器と、
上記Ｎ個の第１ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、上記第１周波数帯抽出器の出力信号の位相と振幅を調整するＮ個の第１ベクトル調整器と、
上記Ｎ個の第１ベクトル調整器の出力を増幅する第１多周波帯増幅部と、
上記第１線形信号経路の出力と上記第１多周波帯増幅部の出力を合成して出力する第１合成部、
とを含むように構成されている。

歪除去回路は、
第２遅延手段により構成された第２線形信号経路と、
Ｎ個の第２ベクトル調整経路と、Ｎは２以上の整数であり、
上記歪除去回路の入力信号を上記線形信号経路と上記Ｎ個の第２ベクトル調整経路に分配する第２分配部と、
上記Ｎ個の第2ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、互いに離散的な周波数帯の信号を抽出するＮ個の第２周波数帯抽出器と、
上記Ｎ個の第２ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、上記第２周波数帯抽出器の出力信号の位相と振幅を調整するＮ個の第２ベクトル調整器と、
上記Ｎ個の第２ベクトル調整器の出力を増幅する第２多周波帯増幅部と、
上記第２線形信号経路の出力と上記第２多周波帯増幅部の出力を合成して出力する第２合成部、
とを含み、
上記Ｎ個の各第１周波数帯抽出器は、残りのN-1個の第１周波数帯抽出器のそれぞれの周波数帯をそれぞれ阻止するN-1個の縦続接続された第１帯域阻止フィルタで構成されており、上記Ｎ個の各第２周波数帯抽出器は、残りのN-1個の第２周波数帯抽出器のそれぞれの周波数帯をそれぞれ阻止するN-1個の縦続接続された第２帯域阻止フィルタで構成されており、
上記歪検出回路の上記第１合成部は、上記第１線形信号経路の出力と上記第１多周波帯増幅部の出力との和成分と差成分をそれぞれ上記第２線形信号経路と上記Ｎ個の第２ベクトル調整経路とに分配する合成・分配器で構成されており、更に、
上記合成・分配器の上記差成分の出力側に挿入された第１信号抽出手段と、
上記第１信号抽出手段の出力が入力され、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する第１信号検出手段と、
上記第２合成部の出力側に挿入された第２信号抽出手段と、
上記第２信号抽出手段の出力が入力され、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する第２信号検出手段と、
上記第１及び第２信号検出手段の出力が与えられ、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器及び上記第２ベクトル調整器をそれぞれ制御する制御手段、
とを含む。

この発明によれば、複数の周波数帯に対する歪補償を可能にするフィードフォワード増幅装置を実現できる。
複数の周波数帯を一括して増幅するフィードフォワード増幅装置の構成を簡易化し、低消費電力化が実現できる。
本発明の構成によれば線形信号経路を構成する遅延線路の電気長差によらずそれぞれの周波数帯ごとに所定の歪補償量を達成する調整を行なうことができる。

図２に本発明のフィードフォワード増幅装置に適用される多周波帯信号処理回路の原理的構成を示す。この多周波帯信号処理回路は、遅延線で構成された線形信号経路１０と、それぞれの周波数帯ベクトル調整経路11-1２、…と、それぞれの周波数帯ベクトル調整経路の信号を増幅する多周波帯増幅部２０と、線形信号経路１０とそれぞれの周波数帯ベクトル調整経路に入力信号を分配する分配部３０と、多周波帯増幅部２０の出力と線形信号経路１０の出力を合成する合成部４０とから構成されている。
第１周波数帯ベクトル調整経路１１は中心周波数f1の第１周波数帯信号を抽出する第１周波数帯抽出器11-1と、第１周波数帯信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器11-2とを含む。第２周波数帯ベクトル調整経路１２は中心周波数f2の第２周波数帯信号を抽出する第２周波数帯抽出器12-1と、第２周波数帯信号の振幅と位相を調整するベクトル調整器12-2を含む。これらベクトル調整器11-2, 12-2の出力は多周波帯増幅部２０で増幅される。

図２ではさらに他の周波数帯ベクトル調整経路を設けてもよいことを示している。各ベクトル調整器11-2, 12-2は図示してないが例えば可変減衰器と可変位相器の直列接続で構成される。分配部３０は、入力信号を線形信号経路１０と、第１及び第２周波数帯ベクトル調整経路１１，１２に分配し、合成部４０はそれらの経路の出力を合成する。図２に示す多周波帯信号処理回路を例えば図１で説明したフィードフォワード増幅装置の歪検出回路１００と歪除去回路２００に適用してこの発明のフィードフォワード増幅装置を構成することができる。

移動通信を例示して説明すると、周波数f1が例えば800MHz帯、周波数f2が1.5GHz帯に対応し、更に図示してない周波数f3及びf4の第３及び第４周波数帯として2GHz帯、5GHz帯を使用してもよい。これらの周波数帯はそれらの周波数帯の帯域幅と比較して充分離れた離散的な関係を有し、それぞれの周波数帯に対応して周波数帯抽出器11-1、12-1、…が設けられている。この周波数帯抽出器11-1、12-1、…で抽出した各周波数帯の信号をベクトル調整器11-2、12-2、…でベクトル調整し、多周波帯増幅部２０でそれぞれ増幅し、その増幅出力を線形信号経路１０の出力と合成部４０で合成する。このように、この発明で使用される多周波帯信号処理回路は対象とする周波数帯の数は２つに限られるものではないが、以下では説明を簡素にするために増幅対象とする周波数帯の数を２つに限って説明することとする。

第１及び第２周波数帯抽出器11-1及び12-1の特性はそれぞれ中心周波数をf1, f2とする所望の帯域幅を有し、それぞれ第１周波数帯及び第２周波数帯の信号を抽出する。このような各周波数帯抽出器は例えば帯域通過フィルタ（バンドバスフィルタ：ＢＰＦ）で構成してもよいし、あるいは帯域阻止フィルタ（バンドエリミネーションフィルタ：ＢＥＦ）で構成してもよい。
図３に第１及び第２周波数帯抽出器11-1, 12-1を帯域通過フィルタで構成した場合の周波数対減衰特性をそれぞれ実線と破線で概念的に示す。中心周波数がそれぞれf1, f2の周波数帯の帯域外で急峻に減衰量が増大し、周波数帯間の分離が十分な特性とする必要がある。そのような特性は一般に複数のバンドバスフィルタを縦続接続して得ることができる。

図４は例えば第１周波数帯抽出器11-1を帯域阻止フィルタで構成した場合の周波数対減衰量特性を示す。ただし、この例は図２の多周波帯信号処理回路に中心周波数がそれぞれf3, f4の第３及び第３ベクトル調整経路が更に追加されているものとした場合の第１周波数帯抽出器11-1に要求される特性を概念的に示している。この特性は、図４から明らかなように第１周波数帯以外の周波数帯である第２、第３及び第４周波数帯をそれぞれ阻止する３つの帯域阻止フィルタBEF1, BEF2, BEF3の図５に示すような縦続接続により形成することができる。各帯域阻止フィルタはその帯域で十分な帯域阻止特性を有し、かつそれ以外の帯域で十分に低損失な通過特性を有するよう構成する。そのような各帯域阻止フィルタは例えばノッチフィルタで構成できる。ノッチフィルタには、誘電体共振器を用いる帯域阻止フィルタ、マイクロストリップラインによるスタブを用いたフィルタなどを適用することができる。図に示さないが、同様に、第２周波数帯抽出器12-1の特性は他の第１、第３及び第４周波数帯をそれぞれ阻止する３つの帯域阻止フィルタの縦続接続で形成することができる。図示してない第３及び第４周波数帯抽出器についても同様である。

各周波数帯抽出器を帯域通過フィルタで構成する場合は、中心周波数の帯域周辺を抽出しやすく、また中心周波数からのアイソレーションが比較的取りやすい利点がある。しかし、中心周波数がバンドバスフィルタの共振周波数となるため、信号の遅延が大きくなる。従って、その遅延量に合わせて図２における線形信号経路１０を構成する遅延線の線路長を長くする必要があり、減衰量も大きくなる欠点がある。各周波数帯抽出器を帯域阻止フィルタで構成する場合は、抽出する周波数帯域において帯域阻止フィルタの中心周波数ではないため、その抽出される周波数帯域における遅延が小さい。従って、線形信号経路１０の線路長は短く、低損失になる利点がある。更に、帯域阻止フィルタの設計も容易である。

合成部４０の入力において線形信号経路１０による信号遅延量がほぼベクトル調整経路１１，１２による遅延量と等しくなるよう予め線形信号経路１０の線路長が選ばれている。ベクトル調整器11-2は線形信号経路１０の出力信号中の第１周波数帯信号成分と多周波帯増幅部２０の出力中の第１周波数帯信号成分が等振幅、逆位相となるよう、第１周波数帯ベクトル調整経路１１の信号の位相と振幅を制御する。同様に、ベクトル調整器12-2は線形信号経路１０の出力信号中の第２周波数帯信号成分と多周波帯増幅部２０の出力中の第２周波数帯信号成分が等振幅、逆位相となるよう第１周波数帯ベクトル調整経路１２の信号の位相と振幅を制御する。この調整により、合成部４０は線形信号経路１０の出力と、それぞれの周波数帯ベクトル調整経路の合成出力との差成分と和成分をそれぞれ端子４１と４２に出力する。

図２の多周波帯信号処理回路における第１及び第２周波数帯ベクトル調整経路１１，１２のベクトル調整器11-2と12-2は、それぞれ線形信号経路１０を基準として調整する。これにより、周波数ｆ１と周波数ｆ２に対してベクトル調整を独立に行なうことができる。
以下に各部の実施例を説明する。各実施例において、部を称する部分はアナログ回路で構成できることは無論のこと、演算処理装置とソフトウエアによっても実現可能な部分を示す。
図６は図２に示した多周波帯信号処理回路のより具体的な第１の構成例を示す。この第１の構成例は、図２における多周波帯増幅部２０をそれぞれの周波数帯ごとに増幅する個別増幅器11-3, 12-3とそれらの増幅器の出力を合成して多周波帯増幅部２０の出力とする合成器２１により構成されている。また、分配部３０は、入力信号を２つに分配し、分配された一方を線形信号経路１０に与える分配器30-1と、分配された他方をそれぞれの周波数帯のベクトル調整経路１１，１２に分配する分配器30-2とで構成されている。各周波数帯のベクトル調整経路１１，１２による信号ベクトルの調整と、それによって合成部４０の出力端子４１，４２に得られる差成分と和成分は図２の場合と同様であり、説明を省略する。それぞれのベクトル調整経路の出力信号を合成する合成器２１は方向性結合器、ウィルキンソン形電力合成器などを用いることができる。

図７に多周波帯信号処理回路の第２の構成例を示す。この例は、図６の構成における周波数帯増幅部２０を合成器２１と共通増幅器２３により構成したものである。即ち、ベクトル調整器11-2, 12-2の出力は合成器２１により合成され、合成された多周波数帯の信号を共通増幅器２３により増幅し、多周波数帯増幅器２０の出力として合成部４０に与えている。他の部分は図６の対応する部分と同様であり、説明を省略する。
第１実施例
図８にこの発明によるフィードフォワード増幅装置の第１実施例を示す。この実施例は、歪検出回路１００として図６に示した多周波帯信号処理回路を適用し、その各部の参照番号にＡを付加して示し、歪除去回路２００として同様に図６の多周波帯信号処理回路を適用し、その各部の参照番号にＢを付加して示している。なお、以降のすべての実施例においても図と説明を簡単にするため、使用周波数帯の数を２として説明するが、一般に２以上の任意の数の周波数帯を使用してもよい。

歪検出回路１００を構成する多周波帯信号処理回路の合成部４０Ａは歪除去回路２００を構成する多周波帯信号処理回路における分配器30-1（図６参照）と兼用され、合成・分配器として機能する。また、歪検出回路１００における個別増幅器11-3A, 12-3Aにより構成された多周波帯増幅部２０Ａはフィードフォワード増幅装置における主増幅器を構成し、各個別増幅器11-3A, 12-3Aは電力増幅器で構成される。歪除去回路２００における多周波帯増幅部２０Ｂはフィードフォワード増幅装置における補助増幅器を構成し、個別増幅器11-3B, 12-3Bとしては線形増幅器が使用される。

この構成において、合成・分配器４０Ａはその出力端子４１Ａに線形信号経路１０Ａの出力とベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａの合成出力（合成器２１Ａの出力）との差成分を出力し、歪除去回路２００の分配器30-2Bに与える。また、合成・分配器４０Ａはその出力端子４２Ａに線形信号経路１０Ａの出力と合成器２１Ａの出力の和成分を出力し、歪除去回路２００の線形信号経路１０Ｂに与える。各個別増幅器11-3A, 12-3Aと構成する電力増幅器は信号の増幅時に相互変調歪を生成するので、端子４１Ａに出力される差成分はこれら個別増幅器11-3A, 12-3Aが生成した歪成分となる。一方、端子４２Ａには和成分として多周波数帯の入力信号と個別増幅器11-3A, 12-3Aの出力信号の合成信号が出力される。

歪除去回路２００においては、合成部４０Ｂは線形信号経路１０Ｂの出力と、それぞれの周波数帯のベクトル調整経路１１Ｂ，１２Ｂの合成出力（合成器２１Ｂの出力）との差成分を端子４１Ｂに出力する。従って、線形信号経路１０Ｂの出力信号中の主増幅器２０Ａにより生成された歪成分がベクトル調整経路の合成出力により相殺され、多周波数帯の信号成分が端子４１Ｂに出力される。
このような歪除去回路２００での歪除去量を実現するには、歪検出回路１００と歪除去回路２００において図２で説明した多周波帯信号処理回路におけるベクトル調整を行えばよい。

第１実施例のフィードフォワード増幅装置は、それぞれの周波数帯ごとにベクトル調整器11-2A, 11-2B及び12-2A, 12-2Bを用いるため、それぞれの周波数帯ごとに独立して歪補償を行なうことができる。ベクトル調整器11-2A, 12-2A及び11-2B, 12-2Bは、歪検出回路１００及び歪除去回路２００にてそれぞれ遅延線路１０Ａ及び１０Ｂに対して等振幅、逆位相、等遅延になるように各ベクトル調整器を通る信号の振幅と位相を調整する。
図９は２周波数帯の信号を図８のフィードフォワード増幅装置により増幅した場合の歪補償量を概念的に示している。この発明のフィードフォワード増幅装置によれば、増幅した中心周波数f1とf2の各周波数帯の信号に含まれる主増幅器２０Ａの歪成分がそれぞれの周波数帯ごとに独立して所定の値（目標値）以下となるよう、各周波数帯ごとに歪検出回路１００及び歪除去回路２００のベクトル調整器11-2A, 11-2B, 12-2A, 12-2Bを調整する。

各ベクトル調整経路のそれぞれのアイソレーションが十分にとれていれば、一つの周波数帯のベクトル調整器を調整しても他方の周波数帯のベクトル調整器に影響を与えない。このようにして、複数の周波数帯のベクトル調整器を独立に調整できる。ベクトル調整経路の追加によりフィードフォワード増幅装置の歪補償する周波数帯を柔軟に追加することができる。
第１実施例に示したフィードフォワード増幅装置におけるベクトル調整器11-2A,及び12-2Aは、線形信号経路１０Ａと並列に設けてもよく、同様にベクトル調整器11-2B, 12-2Bも線形信号経路１０Ｂと並列に設けてもよい。これは以下の全ての実施例にも当てはまる。

第１実施例で示したフィードフォワード増幅装置における第１及び第２周波数帯抽出手段は、BPFまたはBEFのいずれかで構成出来る。また、歪検出回路の第１及び第２周波数帯抽出手段にBPFを用いてもよく、歪除去回路の第１及び第２周波数帯抽出手段にBEFを用いてもよい。同様に歪検出回路の第１及び第２周波数帯抽出手段にBEFを用いてもよく、歪除去回路の第１及び第２周波数帯抽出手段にBPFを用いてもよい。
第２実施例
図１０に第２実施例を示す。第２実施例は、図８の実施例における歪除去回路２００として図７に示した多周波帯信号処理回路を適用したものである。この第２実施例のフィードフォワード増幅装置においても、それぞれの周波数帯ごとにベクトル調整器11-2A, 11-2B及び12-2A, 12-2Bを用いてベクトル調整するため、それぞれの周波数帯ごとに独立して歪補償を行なうことができる。各ベクトル調整経路のそれぞれのアイソレーションが十分にとれていれば、１つの周波数帯のベクトル調整器を調整しても他方の周波数帯のベクトル調整器に影響を与えない。このようにして、複数の周波数帯のベクトル調整器を独立に調整できる。必要に応じて所望のベクトル調整経路の追加によりフィードフォワード増幅装置が歪補償する周波数帯を柔軟に追加することができる。

歪除去回路２００の補助増幅器２０Ｂは図７で示したように複数の周波数帯を同時に増幅する単一の共通増幅器２３Ｂにより構成されているので増幅器の使用個数低減による装置構成の簡易化と低消費電力化を可能にする。
第３実施例
図１１に第３実施例を示す。第３実施例は、図８の実施例における歪検出回路１００として図７に示した多周波帯信号処理回路を適用したものである。第３実施例のフィードフォワード増幅装置も、それぞれの周波数帯ごとにベクトル調整器11-2A, 11-2B及び12-2A, 12-2Bを用いてベクトル調整を行うため、それぞれの周波数帯ごとに独立して歪補償を行なうことができる。

歪検出回路１００の主増幅器２０Ａは図７で示したように複数の周波数帯を同時に増幅する共通増幅器２３Ａで構成されているので、増幅器の使用個数低減による装置構成の簡易化と低消費電力化を可能にする。
第４実施例
図１２に第４実施例を示す。第４実施例は、図８の実施例における歪検出回路１００と歪除去回路２００の両方に図７の多周波帯信号処理回路を適用したものである。
歪検出回路１００の主増幅器２０Ａは複数の周波数帯を同時に増幅する共通増幅器２３Ａで構成され、また、歪除去回路２００の補助増幅器２３Ｂも複数の周波数帯を同時に増幅する共通増幅器２３Ｂで構成されている。主増幅器２０Ａ及び補助増幅器２０Ｂをそれぞれ単一の増幅器で構成することで増幅器の使用個数低減による装置の簡易化と低消費電力化を達することができる。
第５実施例
図１３は図６に示した多周波帯信号処理回路におけるベクトル調整器11-2, 12-2に対する自動調整を可能とさせる多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は図８，１０，１１のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路１００及び／または歪除去回路２００に適用可能である。

図１３の実施例では、図６の構成に対し、さらに、２系統の信号発生器５１１，５１２と、分配部３０の入力側に挿入された合成器５４と、合成部４０の出力側に挿入された分配器５７と、その分配器５７の出力を２系統に分配する分配器６２と、２系統の信号発生器５１１，５１２で発生したパイロット信号P_f1, P_f2を検出する２系統の信号検出器６４１，６４２と、２系統の制御器６５１，６５２とが設けられている。
入力信号は異なる周波数帯の２波とする。ベクトル調整経路１１では、入力信号の第１周波数帯を第１周波数帯抽出器11-1で抽出し、ベクトル調整器11-2にてベクトル調整が行われる。同様に、入力信号の第２周波数帯を第２周波数帯抽出器12-1で抽出し、ベクトル調整部12-2にてベクトル調整が行われる。合成部４０は多周波帯増幅部２０の個別増幅器11-3, 12-3を介して２つのベクトル調整器11-2, 12-2から与えられた信号と線形信号経路１０の出力信号を合成する。この合成部４０の出力において、それぞれのベクトル調整経路１１，１２にて調整された信号が線形信号経路１０の出力信号をキャンセルするようにそれぞれの周波数帯ごとに逆位相、等遅延、等振幅に調整される。

第１及び第２周波数帯用信号発生器５１１，５１２はそれぞれ第１及び第２周波数帯にてパイロット信号P_f1, P_f2を発生する。発生したパイロット信号P_f1, P_f2は合成器５３で合成され、さらに合成器５４を介して多周波帯信号処理回路の入力に注入される。多周波帯信号処理回路の出力において、分配器５７により第１及び第２周波数帯のパイロット信号P_f1, P_f2を抽出する。抽出されたパイロット信号P_f1, P_f2は、分配器６２により２系統に分配され、第１周波数帯用信号検出器６４１及び第２周波数帯用信号検出器６４２に入力される。

それぞれの信号検出器６４１，６４２は、パイロット信号P_f1, P_f2がそれぞれトーン信号（ＣＷ信号）のパイロット信号であればレベル検出器で構成され、変調信号のパイロット信号であれば相関検波器または同期検波器で構成できる。このようにして、信号検出器６４１，６４２はそれぞれの周波数帯のパイロット信号P_f1, P_f2を検出する。検出されたパイロット信号P_f1, P_f2は制御器６４１，６４２に与えられる。制御器６５１，６５２は与えられたパイロット信号のレベルを最小にするようにベクトル調整器11-2, 12-2を制御する。ベクトル調整器11-2, 12-2は図１におけるベクトル調整器101Vと同様に振幅を調整する可変減衰器と位相を調整する可変位相器により構成される。ベクトル調整経路１１，１２のベクトル調整器11-2, 12-2は、それぞれの制御器６５１，６５２により各周波数帯のベクトル調整経路１１，１２の信号と線形信号経路１０の信号が合成部４０の入力において逆位相、等遅延、等振幅となるように制御される。

第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2は、検出されたそれぞれのパイロット信号P_f1, P_f2のレベルを最小とするように、制御器６５１，６５２により独立に制御される。制御器６５１，６５２は、信号検出器６４１，６４２の検出パイロット信号P_f1, P_f2のレベルを参照してベクトル調整器11-2, 12-2を制御するが、無線方式の帯域外漏洩電力比の規格値を満たすまで制御器６５１，６５２によりベクトル調整器11-2, 12-2を制御してもよい。制御器６５１，６５２は、実際にはパイロット信号レベルが最小となるまで調整を行う必要は無く、予め決めたレベル以下となった時点で調整を終了してもよい。このことは後述の多周波帯信号処理回路のすべてに当てはまる。
第６実施例
図１４は図８，１０，１１のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路１００及び／又は歪除去回路２００に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は図１３の多周波帯信号処理回路において２つの制御器６５１，６５２を一体化して１つの制御器６５としたものである。

信号検出器６４１，６４２により検出されたパイロット信号P_f1, P_f2は共通の制御器６５に入力される。制御器６５は、第１周波数帯用信号検出器６４１の検出パイロット信号P_f1のレベルが最小となるように、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2を制御する。次に、制御器６５は第２周波数帯用信号検出器６４２の検出パイロット信号P_f2のレベルが最小となるように、第２周波数帯用ベクトル調整器12-2を調整する。このとき、第２周波数帯用ベクトル調整器12-2の制御により、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2で調整した第１周波数帯用パイロット信号P_f1のレベルに影響を与える。この影響は、第１周波数帯用ベクトル調整経路１１と第１周波数帯用ベクトル調整経路１２との間のアイソレーションに依存する。このため、第１周波数帯に注入されたパイロット信号P_f1のレベルを最小とするように、制御器６５は再度第１周波数帯用ベクトル調整器11-2を制御する。このようにして、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2は制御器６５により交互に制御される。この結果、第１周波数帯に注入されたパイロット信号P_f1と第２周波数帯に注入されたパイロット信号P_f2のレベルを最小にできる。また、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2は、それぞれのパイロット信号のレベルを最小にするように制御器６５により同時に制御してもよい。
第７実施例
図１５は図８，１０，１１のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路１００及び／又は歪除去回路２００に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は、図１４の多周波帯信号処理回路において、２つの信号発生器５１１，５１２と合成器５３を１つの信号発生器５１に置き換え、分配器６２と２つの信号検出器６４１，６４２を１つの信号検出器６４に置き換えた構成となっている。

信号発生器５１は制御器６５の指示により第１周波数帯にてパイロット信号P_f1を発生する。発生したパイロット信号P_f1は、合成器５４を介して多周波帯信号処理回路の入力に注入される。多周波帯信号処理回路の出力において、分配器５７により第１周波数帯のパイロット信号P_f1を抽出する。抽出されたパイロット信号P_f1は、信号検出器６４に入力される。信号検出器６４は、前述と同様に、パイロット信号P_f1がＣＷのパイロット信号であればレベル検出器で構成し、変調信号であれば相関検波器または同期検波器で構成できる。

このようにして、信号検出器６４は第１周波数帯のパイロット信号P_f1を検出する。検出されたパイロット信号P_f1は制御器６５に与えられる。制御器６５は、与えられたパイロット信号P_f1のレベルを最小にするように第１周波数帯用ベクトル調整器11-2を制御する。
制御器６５は、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2の調整後に信号発生器５１に第２周波数帯のパイロット信号P_f2を発生するよう指示する。制御器６５は、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2の調整と同様に、信号検出器６４で検出した第２周波数帯のパイロット信号P_f2のレベルを最小にするように、第２周波数帯用ベクトル調整器12-2を制御する。第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2は、異なる時間に検出されたそれぞれのパイロット信号P_f1, P_f2のレベルを最小にするように制御器６５により交互に制御される。
第８実施例
図１６は図１０，１１、１２のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路１００及び／又は歪除去回路２００に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は、図１３の実施例において多周波帯増幅部２０を図７の場合と同様に合成器２１と共通増幅器２３により構成したものである。多周波帯増幅部２０は、共通の増幅器２３により構成されているため、第１周波数帯と第２周波数帯のベクトル調整は相互に依存しやすくなっている。このため、２つの制御器６５１，６５２は、それぞれの参照するパイロット信号P_f1, P_f2のレベルを最小にするように交互に制御を行う。他の構成と動作は図１３の場合と同様であり、説明を省略する。
第９実施例
図１７は図１０，１１、１２のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路１００及び／又は歪除去回路２００に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は、図１６の実施例において２つの制御器６５１，６５２を１つの制御器６５に一体化したものである。第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2は、検出されたそれぞれのパイロット信号P_f1, P_f2のレベルが最小となるように、制御器６５により交互に制御される。その他の構成及び動作は図１６の実施例と同様であり、説明を省略する。また、第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2は、それぞれのパイロット信号のレベルを最小にするように制御器６５により同時に制御してもよい。
第１０実施例
図１８は図１０，１１、１２のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路１００及び／又は歪除去回路２００に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は、図１５の実施例において多周波帯増幅部２０の２つの個別増幅器11-3, 12-3と合成器２１を第１及び第２周波数帯用ベクトル調整経路１１，１２の出力を合成する合成器２１と、その合成出力を増幅する共通の増幅器２３で置き換えたものである。その他の構成及び動作は図１５の場合と同様であり、説明を省略する。
第１１実施例
図１９にフィードフォワード増幅装置の実施例を示す。この実施例は、図８、１０，１１，１２に示したフィードフォワード増幅装置の任意の実施例に対し、ベクトル調整器11-2A, 12-2A, 11-2B, 12-2Bの調整を自動的に行う機能構成を付加したものである。従って、主増幅器２０Ａ及び補助増幅器２０Ｂはいずれも周波数帯ごとの複数の個別増幅器で構成してもよいし、１つの共通増幅器で構成してもよい。また、この実施例を含む以降のすべての実施例においては、各周波数帯抽出器11-1A, 12-1A, 11-1B, 12-1Bをバンドエリミネーションフィルタ(BEF)で構成した例として示すが、バンドパスフィルタ(BPF)で構成してもよい。

この実施例では、歪検出回路１００の２つのベクトル調整器11-2A, 12-2Aを制御するために、第１及び第２周波数帯用パイロット信号P_f1A, P_f2Aを発生する第１及び第２周波数帯用第１信号発生器511A, 512Aを備えている。第１及び第２周波数帯用第１信号発生器511A, 412Aの出力は合成器５７により合成され、歪検出回路１００の入力側に設けた合成器５４を介して歪検出回路１００に注入される。
歪除去回路２００の歪注入経路に分配された差成分信号を分配する分配器５７Ａが分配器30-2Bの入力側に設けられており、その分配出力をさらに２分配する分配器６２Ａと、それら２分配された信号が与えられ、第１周波数帯用パイロット信号P_f1A及び第２周波数帯用パイロット信号P_f2Aを検出する第１周波数帯用第１信号検出器641A及び第２周波数帯用第１信号検出器642Aと、それらの検出パイロット信号P_f1A, P_f2Aに基づいてそれぞれの周波数帯用ベクトル調整器11-2A, 12-2Aを制御する制御器651A, 652Aが設けられている。

同様にして、歪除去回路２００の２つのベクトル調整器11-2B, 12-2Bを制御するために、歪検出回路１００の主増幅器２０Ａの入力側に第１及び第２周波数帯用パイロット信号P_f1B, P_f2Bを発生する第２信号発生器511A, 512Bが設けられている。第１及び第２周波数帯用第２信号発生器511B, 512Bの出力パイロット信号P_f1B, P_f2Bは主増幅器２０Ａのそれぞれの周波数帯の入力側に合成器551, 552を介して注入される。合成器４０Ｂの出力側に設けた分配器５７Ｂにより分配された信号をさらに分配器６２Ｂで第１及び第２周波数帯用第２信号検出器641B, 642Bに分配し、それらにより第１及び第２周波数帯用パイロット信号P_f1B. P_f2Bを検出する。検出されたパイロット信号P_f1B, P_f2Bに基づいて制御器651B, 652Bは歪除去回路２００のベクトル調整器11-2B, 12-2Bを調整する。

第１周波数帯用第１信号発生器511A及び第２周波数帯用第１信号発生器512Aが発生した第１周波数帯のパイロット信号P_f1A及び第２周波数帯のパイロット信号P_f2Aは、合成器５３により合成され、さらに合成器５４で入力信号と合成されて歪検出回路１００に入力される。歪検出回路１００の出力側において差成分を分配器５７Ａにより分配器30-2Bと分配器６２Ａに分配し、分配器６２Ａはその分配された差成分をさらに２系統に分配し、それぞれ第１周波数帯用第１信号検出器641A及び第２周波数帯用第１次信号検出器642Aに与える。それぞれの信号検出器641A, 642Aは、パイロット信号P_f1A, P_f2AとしてＣＷのパイロット信号を使用する場合はレベル検出器で構成し、変調信号のパイロット信号を使用する場合は相関検波器または同期検波器で構成することができる。このようにして、信号検出器641A, 642Aはそれぞれの周波数帯のパイロット信号P_f1A, P_f2Aを検出する。検出されたパイロット信号P_f1A, P_f2Aはそれぞれ制御器651A, 652Aに入力される。

各制御器651A, 652Aは検出されたパイロット信号P_f1A, P_f2Aのレベルを最小にするようにベクトル調整器11-2A, 12-2Aを制御する。各ベクトル調整器は振幅を調整するか可変減衰器と位相を調整する可変位相器により構成されている。各周波数帯ベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａのベクトル調整器11-2A, 12-2Aは、制御器651A, 652Aにより検出パイロット信号のレベルが最小となるように制御することにより、各周波数帯ごとに独立に線形信号経路１０Ａからの信号と各ベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａからの信号が合成・分配器４０のＡの入力において逆位相、等遅延、等振幅になるように調整される。実際には制御器651A, 652Aは検出パイロット信号レベルを最小になるように制御するのではなく、予め決めたレベル以下となるように調整すればよい。制御器651A, 652Aは、信号検出器641A, 642Aの検出パイロット信号のレベルを参照してベクトル調整器11-2A, 12-2Aを制御するが、無線方式の帯域外漏洩電力比の規格値を満たすまでこれらベクトル調整器を制御してもよい。これらのことは以降のすべての実施例にも当てはまる。

同様に、第１周波数帯用第２信号発生回路511B及び第２周波数帯用第２信号発生回路512Bからベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａに注入されたパイロット信号P_f1B, P_f2Bは主増幅器２０Ａを経て合成・分配器４０Ａに与えられ、歪除去回路２００の線形信号経路１０Ｂと歪注入経路（ベクトル調整経路１１Ｂ，１２Ｂ）に分配される。これらの経路１１Ｂ，１２Ｂを経たパイロット信号P_f1B, P_f2Bは合成器４０Ｂで合成され、その出力が分配器５７Ｂで分配器６２Ｂに分配される。この分配された信号はさらに第１周波数帯用第２信号検出器641Bと第２周波数帯用第２信号検出器642Bに与えられ、それぞれパイロット信号P_f1B, P_f2Bが検出される。検出されたパイロット信号P_f1B, P_f2Bはそれぞれ制御器651B, 652Bに与えられ、制御器651B, 652Bは検出パイロット信号P_f1B, P_f2Bのレベルが最小となるようベクトル調整器11-2B, 12-2Bを調整する。

歪検出回路１００におけるベクトル調整器11-2Aに対し第１周波数帯用第１信号検出器651Aの検出レベルが最小となるように制御する制御器651Aと、ベクトル調整器12-2Aに対し第２周波数帯用第１信号検出器642Aの検出レベルが最小となるように制御する制御器652Aは、互いに独立しており、第１及び第２周波数帯ベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａ間のアイソレーションが高ければ、２つのパイロット信号を用いてそれぞれの周波数帯のベクトル調整器11-2A, 12-2Aを同時にそれぞれ１回で制御することが可能である。しかしながら、アイソレーションが低い場合は、一方の周波数帯のベクトル調整が他方の周波数帯のベクトル調整に影響を与えるので、交互に複数回調整を行う必要がある。

同様に歪除去回路２００におけるベクトル調整器11-2B, 12-2Bに対しても２つの周波数帯のベクトル調整経路１１Ｂ，１２Ｂ間のアイソレーションが高ければ２つの制御器651B, 652Bにより独立に同時に制御を行うことができるが、アイソレーションが低ければ交互に複数回調整を行う。このようにしてフィードフォワード増幅装置の自動調整が可能となる。
第１２実施例
図２０にフィードフォワード増幅装置の実施例を示す。第１２実施例は、図１９の実施例において歪検出回路１００の２つのベクトル調整器11-2A, 12-2Aを調整する２つの制御器651A, 652Aを１つの制御器６５Ａに置き換え、歪除去回路２００の２つのベクトル調整器11-2B, 12-2Bを制御する２つの制御器651B, 652Bを１つの制御器６５Ｂに置き換えた構成であり、その他の部分は図１９の実施例と同様である。従って、制御器６５Ａは検出されたパイロット信号P_f1A, P_f2Aが与えられ、それらのレベルが最小となるようにベクトル調整器11-2A, 12-2Aを調整する。同様に、制御器６５Ｂは検出されたパイロット信号P_f1B, P_f2Bが与えられ、それらのレベルが最小となるようにベクトル調整器11-2B, 12-2Bを調整する。
第１３実施例
図２１はフィードフォワード増幅装置の実施例を示す。第１３実施例は図１９の実施例において、２つの第１信号発生器511A, 512Aと合成器５３の代わりに１つの第１信号発生器５１Ａにより第１及び第２周波数帯のパイロット信号P_f1A, P_f2Aを切り替えて発生し、また、２つの第２信号発生器511B, 512Bの代わりに１つの第２信号発生器５１Ｂと切替器５６により第１及び第２周波数帯のパイロット信号P_f1B, P_f2Bを切り替えて発生させるように構成したものである。それに伴って、図１９における分配器６２Ａと２つの第１信号検出器641A, 642Aと２つの制御器651A, 652Aは１つの第１信号検出器６４Ａと１つの制御器６５Ａに置き換えられている。また、分配器６２Ｂと２つの第２信号検出器641B, 642Bと２つの制御器651B, 652Bは１つの第２信号検出器６４Ｂと１つの制御器６５Ｂに置き換えられている。

歪検出回路１００における第１周波数帯用のベクトル調整器11-2Aを調整する場合には、制御器６５Ａは第１信号発生器５１Ａに第１周波数帯のパイロット信号P_f1Aを発生させるよう制御し、第１信号検出器６４Ａによるパイロット信号P_f1Aの検出レベルが最小となるようにベクトル調整器11-2Aを調整する。第２周波数帯のベクトル調整器12-2Aを調整する場合は、制御器６５Ａは第１信号発生器５１Ａに第２周波数帯のパイロット信号P_f2Aを発生させるよう制御し、第１信号検出器６４Ａによるパイロット信号P_f2Aの検出レベルが最小となるようにベクトル調整器12-2Aを調整する。

第１及び第２周波数帯用ベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａ間のアイソレーションが低い場合は一方のベクトル調整経路のベクトル調整器を調整すると他方のベクトル調整経路のベクトル調整器に対する最適調整量が変化してしまうので、第１及び第２周波数帯用ベクトル調整器11-2A, 12-2Aを交互に複数回調整を繰り返す。
同様に、歪除去回路２００において、第１周波数帯用のベクトル調整器11-2Bを調整する場合は、制御器６５Ｂは第２信号発生器５１Ｂに第１周波数帯のパイロット信号P_f1Bを発生させ、切替器５６によりパイロット信号P_f1Bを合成器５５１に与えるよう制御し、第２信号検出器６４Ｂによるパイロット信号P_f1Bの検出レベルが最小となるようにベクトル調整器11-2Bを調整する。第２周波数帯用のベクトル調整器12-2Bを調整する場合は、制御器６５Ｂは第２信号発生器５１Ｂに第２周波数帯のパイロット信号P_f2Bを発生させ、切替器５６によりパイロット信号P_f2Bを合成器５５２に与えるよう制御し、第２信号検出器６４Ｂによるパイロット信号P_f2Bの検出レベルが最小となるようにベクトル調整器12-2Bを調整する。歪除去回路２００においても、第１及び第２周波数帯用ベクトル調整経路１１Ｂ，１２Ｂ間のアイソレーションが低い場合は、ベクトル調整器11-2B, 12-2Bの調整を交互に複数回繰り返す。

フィードフォワード増幅装置のベクトル調整器とパイロット信号を発生する信号発生器等の制御構成について、第１１実施例と、第１２実施例と、第１３実施例の制御構成を歪検出回路と歪除去回路にてそれぞれ適用してもよい。例えば、歪除去回路は第１１実施例の構成とし、歪検出回路は第１２実施例の構成を用いてもよい。このように、歪検出回路と歪除去回路の制御構成を第１１〜第１３実施例の構成から選択できることで、歪検出回路または歪除去回路の平衡調整特性に応じて最適な制御構成を選択できる。これにより、フィードフォワード増幅装置の柔軟な装置構成を可能にする。
第１４実施例
図２２はフィードフォワード増幅装置の実施例を示す。第１４実施例は図２１の実施例において、歪検出回路１００用の共通の制御器６５Ａと歪除去回路２００用の共通の制御器６５Ｂを１つの制御器６５に一体化した構成である。図２２における実施例の共通の制御器６５は、第１信号発生器５１Ａと、第２信号発生器５１Ｂと、切替器５６と、歪検出回路１００のベクトル調整器11-2A, 12-2Aと、歪除去回路２００のベクトル調整器11-2B, 12-2Bを制御する。

共通の制御器６５は、第１信号発生器５１Ａに第１周波数帯のパイロット信号P_f1Aを発生させる制御と、第２信号発生器５１Ｂに第１周波数帯のパイロット信号P_f1Bを発生させる制御と、切替器５６に第２信号発生器５１Ｂで発生したパイロット信号P_f1Bを第１周波数帯用ベクトル調整経路１１Ａに注入させる制御を与える。第１信号検出器６４Ａと第２信号検出器６４Ｂは、それぞれ歪検出回路１００と歪除去回路２００での第１周波数帯のパイロット信号P_f1A, P_f1Bを検出する。共通の制御器６５は、検出された２つの第１周波数帯用パイロット信号P_f1A, P_f1Bを参照信号として用い、２つのパイロット信号のレベルを最小とするように、歪検出回路１００の第１周波数帯用ベクトル調整器11-2Aと歪除去回路２００の第１周波数帯用ベクトル調整器11-2Bを同時に制御する。これにより調整速度を高めることができる。

次に共通の制御器６５は、第１周波数帯のパイロット信号P_f1A, P_f1Bを用いたベクトル調整器11-2A, 11-2Bの調整終了後に、第１信号発生器５１Ａに第２周波数帯のパイロット信号P_f2Aを発生させる制御と、第２信号発生器５１Ｂに第２周波数帯のパイロット信号P_f2Bを発生させる制御と、切替器５６に第２信号発生器５１Ｂで発生したパイロット信号P_f2Bを第２周波数帯用ベクトル調整経路１２Ａに注入させる制御を与える。第１信号検出器６４Ａと第２信号検出器６４Ｂは、それぞれ歪検出回路１００と歪除去回路２００での第２周波数帯のパイロット信号P_f2A, P_f2Bを検出する。共通の制御器６５は、検出された２つの第２周波数帯用パイロット信号P_f2A, P_f2Bを参照信号として用い、２つのパイロット信号のレベルを最小とするように、歪検出回路１００の第２周波数帯用ベクトル調整器12-2Aと歪除去回路２００の第２周波数帯用ベクトル調整器12-2Bを同時に制御する。これにより調整速度を高めることができる。

このとき、第１及び第２周波数帯用ベクトル調整経路１１Ａ，１２Ａ間及び１１Ｂ，１２Ｂ間のアイソレーションが低いと、第２周波数帯のベクトル調整器12-2A, 12-2Bの調整量を制御することで、先に調整した第１周波数帯のベクトル調整器11-2A, 11-2Bの最適調整量が変化する。そのような場合は、共通の制御器６５は、第１周波数帯のパイロット信号P_f1A, P_f1Bを用いた制御と、第２周波数帯のパイロット信号P_f2A, P_f2Bを用いた制御を交互に繰り返すことによって、第１周波数帯と第２周波数帯のベクトル調整器11-2A, 11-2B及び12-2A, 12-2Bの調整を最適にすることができる。

前述のように、図１９〜２２の実施例においては、主増幅器２０Ａ及び補助増幅器２０Ｂはいずれも周波数帯ごとの個別増幅器で構成してもよいし、あるいは１つの共通増幅器で構成してもよい。主増幅器２０Ａ及び補助増幅器２０Ｂをそれぞれ１つの共通増幅器で構成した場合は、同一増幅回路で２つの周波数帯の信号を増幅するため、異なる周波数帯のベクトル調整経路間でアイソレーションが低くなり、ベクトル調整が互いに依存しやすくなるので、歪検出回路１００及び歪除去回路２００の第１周波数帯及び第２周波数帯のベクトル調整を交互に繰り返すことが好ましい。

また、制御器６５は第１信号検出器64Aと第２信号検出器64Bを入力し、その入力される２つのパイロット信号を最小にするようにベクトル調整器11-2A，12-2A，11-2B，12-2Bを同時に制御してもよい。この制御方法は、フィードフォワード増幅装置の歪成分を一定値以下に保持しつつ、フィードフォワード増幅装置の送信出力を増大することができる。
第１５実施例
図２３は図１９，２０の各実施例において主増幅器２０Ａを１つの共通増幅器で構成した場合に、パイロット信号P_f1B, P_f2Bを注入する別の方法を示す歪検出回路１００の実施例を示す。ここでは主増幅器２０Ａの合成器２１Ａと共通増幅器２３Ａの間に合成器５５を設け、２つの第２信号発生器511B, 512Bからのパイロット信号P_f1B, P_f2Bを合成器５３Ｂで合成し、さらに合成器５５を通して共通増幅器２３Ａに入力する。
第１６実施例
図２４は図７の多周波帯信号処理回路に対し、パイロット信号を使用しないでベクトル調整を行う機能構成を与えた多周波帯信号処理回路の実施例を示す。この実施例は、図６の実施例において、合成部４０の出力側に設けた分配器５７と、分配器５７から分配された各周波数帯の信号を検出する信号検出器６４と、検出された信号に基づいて第１及び第２周波数帯のベクトル調整器11-2, 12-2を調整する制御器６５とが追加された構成となっている。

入力信号はそれぞれ異なる周波数帯の２波とする。この多周波帯信号処理回路の出力において、分配器５２により多周波数帯の送信信号を抽出し、信号検出器６４に与える。信号検出器６４は、制御器６５により第１周波数帯の送信信号を受信するよう設定される。信号検出器６４は相関検波器または同期検波器など、送信する信号に合わせて最適な受信機を選択できる。検出された第１周波数帯の送信信号は制御器６５に与えられる。制御器６５は与えられた送信信号のレベルを最小にするように第１周波数帯用ベクトル調整器11-2を制御する。

制御器６５は第１周波数帯用ベクトル調整器11-2の調整終了後に信号検出器６４に第２周波数帯の送信信号を受信するよう設定する。制御器６５は信号検出器６４で検出した第２周波数帯の送信信号のレベルが最小となるように、第２周波数帯用のベクトル調整器12-2を制御する。
第１周波数帯用ベクトル調整器11-2と第２周波数帯用ベクトル調整器12-2波、異なる時間に検出されたそれぞれの送信信号のレベルを最小にするように、制御器６５により交互に制御される。

図２４の多周波帯信号処理回路は、図１０，１１，１２のフィードフォワード増幅装置の歪検出回路１００及び／または歪除去回路２００に適用することができる。
第１７実施例
図２５に第１７実施例を示す。この実施例は、図２４の多周波帯信号処理回路において、入力側に設けた分配器５２と、分配器５２の分配出力から多周波帯信号処理回路の入力信号をモニタするための遅延線路５９と、遅延線路５９の出力と分配器５７Ｂの分配出力から多周波帯信号処理回路の入力と出力の差分をとり、信号検出器６４に与える減算器６３とをさらに含む構成である。

遅延線路５９の電気長と、多周波帯信号処理回路の入力側と出力側の分配器５２，５７の分配係数を最適に選択することにより、信号検出器６４の入力信号は共通増幅器２３で発生する歪成分のみにすることができる。この歪成分を参照信号としてそれぞれの周波数帯のベクトル調整器11-2, 12-2を制御することで、歪成分に対して多周波帯信号処理回路を最適に動作させることができる。
第１８実施例
図２６は第１８実施例を示す。この実施例は図２２の実施例において信号発生器５１Ａ，５１Ｂを使用せず、送信信号を用いてベクトル調整器を制御する構成である。従って、図２２における信号発生器５１Ａ，５１Ｂ、合成器５４、切替器５６、合成器５５１，５５２は除去されている。また、図２２の実施例においては、主増幅器２０Ａ及び補助増幅器２０Ｂをもそれぞれ共通増幅器２３Ａ，２３Ｂにより構成しているが、これらは周波数帯ごとの個別増幅器で構成してもよい。

制御方法については、図２２の実施例と同一である。共通増幅器２３Ａ，２３Ｂを使用することで、第１周波数帯と第２周波数帯の調整は相互に依存しやすくなる。このため、図２６の実施例の共通増幅器２３Ａ，２３Ｂは、それぞれの参照する信号を最小にするように以下の制御を行う。
第１信号検出器６４Ａには分配器５７Ａを介して合成・分配器４０Ａの差成分出力が与えられる。共通の制御器６５は、第１信号検出器６４Ａの出力が主増幅器２０Ａで発生する歪成分となるように歪検出回路１００のベクトル調整器11-2A, 12-2Aを制御する。第２信号検出器６４Ｂにはフィードフォワード増幅装置の出力信号が分配器５７Ｂを介して与えられる。共通の制御器６５は、第２信号検出器６４Ｂの出力中の歪成分を最小にするように歪除去回路２００のベクトル調整器11-2B, 12-2Bを制御する。このように、それぞれのベクトル調整器を制御することで、フィードフォワード増幅装置の自動調整を行うことができる。

共通の制御器６５は、第１及び第２信号検出器６４Ａ，６４Ｂの出力信号のレベルを参照してベクトル調整器11-2A, 12-2A及び11-2B, 12-2Bを制御する。共通の制御器６５はフィードフォワード増幅装置の出力にて所定の帯域外漏洩電力比の規格値を満たすように、歪検出回路１００と歪除去回路２００のベクトル調整器を制御する。この場合、それぞれのベクトル調整器11-2A, 12-2A, 11-2B, 12-2Bは、第１及び第２信号検出器６４Ａ，６４Ｂの出力を最小にするように制御させるとは限らない。例えば、歪検出回路１００のベクトル調整器11-2A, 12-2Aは主増幅器２０Ａで発生する歪成分のみならず、送信信号もある程度残留する調整を行う。歪除去回路２００の歪注入経路（ベクトル調整経路）にて送信信号もベクトル調整後にフィードフォワード増幅装置の出力で歪成分とともに合成を行う。これにより、送信信号を同相合成しつつ、歪成分を逆相合成することで、所定の帯域外漏洩電力比を維持しつつ、送信出力を拡大するベクトル調整器の制御が可能になる。
第１９実施例
図２７は第１９実施例を示す。この実施例は、図２６の実施例にさらにフィードフォワード増幅装置の入力側に設けた分配器５８と、分配器５８で分配されたフィードフォワード増幅装置の入力信号を伝送する遅延線路５９と、遅延線路５９の出力と分配器５７Ｂからの分配出力の差分をとり、第２信号検出器６４Ｂに与える減算器６３とを新たに設けている。これにより、遅延線路５９への分配係数を最適に選択することで、第２信号検出器６４Ｂの入力信号をフィードフォワード増幅装置の出力の歪成分とすることができる。この構成により、第２信号検出器６４Ｂで検出する信号は歪成分となるため、フィードフォワード増幅装置の出力にて歪成分を除去するための歪除去回路２００のベクトル調整器11-2B, 12-2Bの制御を容易にできる。

この発明による多周波帯信号処理回路及びこの多周波帯信号処理回路を用いて構成される多周波帯用フィードフォワード増幅装置は複数の周波数帯の信号を送信する移動通信用送信増幅器に利用することができる。

従来のフィードフォワード増幅装置の基本構成とその動作を説明するためのブロック図。この発明による多周波帯信号処理回路の基本構成を説明するためのブロック図。この発明による多周波帯信号処理回路における周波数帯抽出器を構成するバンドパスフィルタの特性を説明するための図。この発明による多周波帯信号処理回路における周波数帯抽出器を構成するバンドエリミネーションフィルタの特性を説明するための図。バンドエリミネーションフィルタにより構成した周波数帯抽出器を示すブロック図。この発明による多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明による多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置による歪補償を説明するための図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置における歪検出回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置に適用可能な多周波帯信号処理回路の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。この発明のフィードフォワード増幅装置の実施例を説明するためのブロック図。

Claims

歪検出回路と歪除去回路を有するフィードフォワード増幅装置であり、上記歪検出回路は、
第１遅延手段により構成された第１線形信号経路と、
Ｎ個の第１ベクトル調整経路と、Ｎは２以上の整数であり、
上記歪検出回路と上記歪除去回路の上記少なくとも一方への入力信号を上記線形信号経路と上記Ｎ個の第１ベクトル調整経路に分配する第１分配部と、
上記Ｎ個の第１ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、互いに離散的な周波数帯の信号を抽出するＮ個の第１周波数帯抽出器と、
上記Ｎ個の第１ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、上記第１周波数帯抽出器の出力信号の位相と振幅を調整するＮ個の第１ベクトル調整器と、
上記Ｎ個の第１ベクトル調整器の出力を増幅する第１多周波帯増幅部と、
上記第１線形信号経路の出力と上記第１多周波帯増幅部の出力を合成して出力する第１合成部、
とを含み、上記歪除去回路は、
第２遅延手段により構成された第２線形信号経路と、
Ｎ個の第２ベクトル調整経路と、
上記Ｎ個の第２ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、上記Ｎ個の第１周波数帯抽出器とそれぞれ同じ周波数帯の信号を抽出するＮ個の第２周波数帯抽出器と、
上記Ｎ個の第２ベクトル調整経路にそれぞれ設けられ、上記第２周波数帯抽出器の出力信号の位相と振幅を調整するＮ個の第２ベクトル調整器と、
上記Ｎ個の第２ベクトル調整器の出力を増幅する第２多周波帯増幅部と、
上記第２線形信号経路の出力と上記第２多周波帯増幅部の出力を合成して出力する第２合成部、
とを含み、
上記Ｎ個の各第１周波数帯抽出器は、残りのN-1個の第１周波数帯抽出器のそれぞれの周波数帯をそれぞれ阻止するN-1個の縦続接続された第１帯域阻止フィルタで構成されており、上記Ｎ個の各第２周波数帯抽出器は、残りのN-1個の第２周波数帯抽出器のそれぞれの周波数帯をそれぞれ阻止するN-1個の縦続接続された第２帯域阻止フィルタで構成されており、
上記歪検出回路の上記第１合成部は、上記第１線形信号経路の出力と上記第１多周波帯増幅部の出力との和成分と差成分をそれぞれ上記第２線形信号経路と上記Ｎ個の第２ベクトル調整経路とに分配する合成・分配器で構成されており、更に、
上記合成・分配器の上記差成分の出力側に挿入された第１信号抽出手段と、
上記第１信号抽出手段の出力が入力され、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する第１信号検出手段と、
上記第２合成部の出力側に挿入された第２信号抽出手段と、
上記第２信号抽出手段の出力が入力され、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する第２信号検出手段と、
上記第１及び第２信号検出手段の出力が与えられ、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器及び上記第２ベクトル調整器をそれぞれ制御する制御手段、
とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、上記第１多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器の出力をそれぞれ個別に増幅するＮ個の第１増幅器と、上記Ｎ個の第１増幅器の出力を合成し、上記第１多周波帯増幅部の出力とする第１出力合成器とを含み、上記第２多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器の出力をそれぞれ個別に増幅するＮ個の第２増幅器と、上記Ｎ個の第２増幅器の出力を合成し、上記第２多周波帯増幅部の出力とする第２出力合成器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、上記第１多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器の出力を合成する第１出力合成器と、上記第１出力合成器の出力を増幅し、上記第１多周波帯増幅部の出力とする共通の第１増幅器とを含み、上記第２多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器の出力をそれぞれ個別に増幅するＮ個の第２増幅器と、上記Ｎ個の第２増幅器の出力を合成し、上記第２多周波帯増幅部の出力とする第２出力合成器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、上記第１多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器の出力をそれぞれ個別に増幅するＮ個の第１増幅器と、上記Ｎ個の第１増幅器の出力を合成し、上記第１多周波帯増幅部の出力とする第１出力合成器とを含み、上記第２多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器の出力を合成する第２出力合成器と、上記第２出力合成器の出力を増幅し、上記第２多周波帯増幅部の出力とする共通の第２増幅器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、上記第１多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器の出力を合成する第１出力合成器と、上記第１出力合成器の出力を増幅し、上記第１多周波帯増幅部の出力とする共通の第１増幅器とを含み、上記第２多周波帯増幅部は、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器の出力を合成する第２出力合成器と、上記第２出力合成器の出力を増幅し、上記第２多周波帯増幅部の出力とする共通の第２増幅器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第１信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出するＮ個の第１信号検出器を含み、
上記第２信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出するＮ個の第２信号検出器を含み、
上記制御手段は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器を制御するＮ個の第１制御器と、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を制御するＮ個の第２制御器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第１信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する１つの第１信号検出器を含み、
上記第２信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する１つの第２信号検出器を含み、
上記制御手段は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器を制御する１つの第１制御器と、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を制御する１つの第２制御器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第１信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出するＮ個の第１信号検出器を含み、
上記第２信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出するＮ個の第２信号検出器を含み、
上記制御手段は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器を制御する１つの第１制御器と、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を制御する１つの第２制御器とを含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第１信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出するＮ個の第１信号検出器を含み、
上記第２信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出するＮ個の第２信号検出器を含み、
上記制御手段は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器を制御し、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を制御する１つの制御器を含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第１信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する１つの第１信号検出器を含み、
上記第２信号検出手段は、上記Ｎ個の周波数帯の信号を検出する１つの第２信号検出器を含み、
上記制御手段は、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器を制御し、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を制御する１つの制御器を含むことを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記Ｎ個の周波数帯の第１パイロット信号を発生するＮ個の第１信号発生器と、
上記Ｎ個の第１信号発生器の出力を上記歪検出回路の入力に注入する第１信号注入手段と、
上記Ｎ個の周波数帯の第２パイロット信号を発生するＮ個の第２信号発生器と、
上記Ｎ個の第２信号発生器の出力を上記第１多周波帯増幅部の入力に注入する第２信号注入手段、
とをさらに含み、上記第１信号検出手段は上記Ｎ個の周波数帯の信号として上記Ｎ個の第１パイロット信号を検出し、上記第２信号検出手段は上記Ｎ個の周波数帯の信号として上記Ｎ個の第２パイロット信号を検出することを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記Ｎ個の周波数帯の第１パイロット信号を発生する１つの第１信号発生器と、
上記第１信号発生器の出力を上記歪検出回路の入力に注入する第１信号注入手段と、
上記Ｎ個の周波数帯の第２パイロット信号を発生する１つの第２信号発生器と、
上記第２信号発生器の出力を上記第１多周波帯増幅部の入力に注入する第２信号注入手段、
とをさらに含み、上記第１信号検出手段は上記Ｎ個の周波数帯の信号として上記Ｎ個の第１パイロット信号を検出し、上記第２信号検出手段は上記Ｎ個の周波数帯の信号として上記Ｎ個の第２パイロット信号を検出することを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第１信号検出手段は上記Ｎ個の周波数帯の信号として上記第１多周波帯増幅部が増幅した送信信号成分を検出することを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記第２信号検出手段は上記Ｎ個の周波数帯の信号として上記第１多周波帯増幅部が発生した歪成分を検出することを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記制御手段は、上記第１信号検出手段及び上記第２信号検出手段の出力レベルを最小にするように上記Ｎ個の第１ベクトル調整器及び上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を切り替えて制御することを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。
請求項１記載のフィードフォワード増幅装置において、
上記制御手段は、上記の第１信号検出手段の出力レベルと上記第２信号検出手段の出力レベルを最小にするように、上記Ｎ個の第１ベクトル調整器と、上記Ｎ個の第２ベクトル調整器を同時に制御することを特徴とする多周波帯用フィードフォワード増幅装置。