JPH0525811U - 非線形補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波電力増幅器の出力レベルに応じて非線形
歪の最適補償を行う。また、広帯域にわたって非線形歪
の最適補償が可能な小型・軽量の非線形歪補償回路を得
る。 【構成】第１の考案は、入力端１１から入力された高周
波信号の波形およびレベルを処理して高周波電力増幅器
の非線形歪を補償する非線形歪補償器１と、入力端２１
が非線形歪補償器１の出力端に接続される方向性結合器
２と、方向性結合器２の出力端２３からとりだされた非
線形歪補償器１の出力レベルを検出する検波器３と、検
出された非線形歪補償器１の出力レベルに基づいて非線
形歪補償器１のバイアスを制御するバイアス制御回路４
とを有する。なお、方向性結合器２の出力端２２が高周
波電力増幅器の入力端に接続される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は非線形歪補償回路に関し、特にマイクロ波帯における高周波電力増幅 器の非線形歪を補償する非線形歪補償回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の非線形歪補償回路について、図３のブロック図および図４の高周波電力 増幅器の３次混変調歪の改善度を現わす図を参照して説明する。

【０００３】 図３に示す従来の非線形補償回路は、非線形歪補償器１と、非線形歪補償器１ のバイアス電圧を制御するバイアス制御回路１０とで構成されている。高周波信 号は、非線形歪補償器１の入力端１１に入力され、高周波電力増幅器（図示せず ）の非線形歪を補償する非線形歪補償器１を通過し、非線形歪補償器１の出力端 １２から高周波電力増幅器に入力される。図４は高周波電力増幅器の出力端にお ける高周波信号の３次混変調歪を示しており、非線形歪補償器１を高周波電力増 幅器の前段に設けることにより、高周波電力増幅器の出力端における３次混変調 歪を改善している。即ち、非線形歪補償器１が設けられていないときの３次混変 調歪ｒは、高周波電力増幅器の出力バックオフが大きくなるにつれて減少するが 、そのレベルは相当大きい。しかし、高周波電力増幅器に非線形歪補償器１を接 続すると、バイアス制御回路１０のバイアス調整１，２，３のそれぞれに対応す る３次混変調歪ｓ，ｔ，ｕは、それぞれ特定の出力バックオフ点を中心とする一 定のレベル範囲で大きく改善される。なお、非線形歪補償器１は、通常、複数段 の増幅器を有し、それぞれの増幅器に適合するバイアス電圧がバイアス制御回路 １０から与えられる。また、通常、温度補償回路も必要とされる。

【０００４】 ここで、高周波電力増幅器の出力端における３次混変調歪は、同一出力バック オフであっても、入力される高周波信号の周波数によって特性が異なる。従って 、従来は、所要の出力バックオフあるいは入力周波数に対してそれぞれ最良の３ 次混変調歪が得られるようにするには、バイアス制御回路１０にコマンドを与え るなどして、バイアス回路１０の出力するバイアス電圧の調整を行う必要があっ た。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この従来の非線形歪補償回路では、非線形歪補償器のバイアスを１度調整した あとは、通常は、その調整した値を変えることがないので、実際に高周波信号を 伝送したときに、高周波電力増幅器のある出力電力レベルに対する３次混変調歪 の改善度は固定された値となっており、必ずしもその出力電力に対する最善の改 善度ではないという問題点があった。なお、コマンドによるバイアス調整値の変 更は、マニュアルでコマンド送出を行う必要がある，コマンド数に制限がある場 合が多い等の欠点がある。

【０００６】 また、非線形歪補償回路に入力される高周波信号に一定の周波数帯域を持つ場 合には、入力周波数によって非線形歪補償器の最適バイアス点が異なるため、固 定バイアスでは全帯域に亘って高周波電力増幅器の出力端で良好な３次混変調歪 を得ることができないという欠点があった。このため、高周波信号の帯域ごとに 非線形歪補償器のバイアス点を変える必要があるが、これには上述した欠点があ る。また、非線形歪補償器に用いる増幅器の帯域を広帯域にする必要があるが、 このためには増幅器の一段あたりの利得の減少を伴ない、これを増幅器の段数を 増やして補うと重量の増加，形状の増大および消費電力の増加を招くという欠点 があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

第１の考案による非線形歪補償回路は、高周波電力増幅器の非線形歪を補償す る非線形歪補償器を含み前記高周波電力増幅器の前段に配置された非線形補償回 路において、前記非線形歪補償器の出力端と前記高周波電力増幅器の入力端との 間に接続される方向性結合器と、前記方向性結合器からとりだされた前記非線形 歪補償器の出力レベルを検出する検波器と、検出された前記非線形歪補償器の出 力レベルに基づいて前記非線形歪補償器のバイアスを制御するバイアス制御回路 とを有する。

【０００８】 また、第２の考案による非線形歪補償回路は、高周波電力増幅器の非線形歪を 補償する非線形歪補償器を含み前記高周波電力増幅器の前段に配置された非線形 補償回路において、入力される高周波信号を予め定められた周波数の中間周波数 信号に変換して前記非線形歪補償器に入力する第１のミクサと、前記非線形歪補 償器の出力を前記高周波信号の周波数に再び変換して出力する第２のミクサとを 有する。

【０００９】

【実施例】

次に本考案について図面を参照して説明する。

【００１０】 図１は本考案による第１の実施例のブロック図である。

【００１１】 図１の非線形歪補償回路は、高周波電力増幅器（図示せず）の前段に配置され 、入力端１１から入力された高周波信号の波形およびレベルを処理して高周波電 力増幅器の非線形歪を補償する非線形歪補償器１と、入力端２１が非線形歪補償 器１の出力端に接続される方向性結合器２と、方向性結合器２の出力端２３から とりだされた非線形歪補償器１の出力レベルを検出する検波器３と、検出された 非線形歪補償器１の出力レベルに基づいて非線形歪補償器１のバイアスを制御す るバイアス制御回路４とを有する。なお、方向性結合器２の出力端２２が高周波 電力増幅器の入力端に接続される。

【００１２】 この非線形歪補償回路において、バイアス制御回路４は、非線形歪補償回路１ の出力レベル，即ち、高周波電力増幅器の出力端における出力レベルと等価な検 波器３の検出レベルによって、非線形歪補償回路１のバイアス電圧を自動的に可 変・調整する。従って、図４に示されるように、高周波電力増幅器の出力バック オフに応じて、高周波電力増幅器の３次混変調歪の改善度を最良にするように、 非線形歪補償回路１のバイアス電圧を設定することができる。

【００１３】 なお、非線形歪補償器１と高周波電力増幅器の間に接続される方向性結合器２ は、非線形歪補償器１，あるいは高周波電力増幅器のレベルダイアグラムなどを 考慮し、結合度および出力端の選択を行うことができる。

【００１４】 図２は本考案による第２の実施例のブロック図である。

【００１５】 図２の非線形歪補償回路は、入力端１１から入力される周波数ｆｒの高周波信 号ａを予め定められた周波数ｆｉの中間周波数信号ｂに変換して非線形歪補償器 １に入力する第１のミクサ５と、非線形歪補償器１の出力ｃを高周波信号ａの周 波数ｆｒに再び変換して出力する第２のミクサ６とを有する。ミクサ６の出力端 １２から出力される高周波信号ｄは、高周波電力増幅器（図示せず）の入力端に 接続される。第１および第２のミクサ５，６の局部発振信号ｅの周波数ｆｌは、 式（ｆｒ−ｆｌ）＝ｆｉを満足する周波数であり、局部発振回路８，９はそれぞ れ、入力される高周波信号ａの複数の周波数ｆｒに対応した周波数の局部発振信 号ｅを出力するものとして表されている。そして、局部発振信号ｅは、入力高周 波信号ａの周波数ｆｒに合せて、複数の局部発振回路８，９のいずれかの出力が 切替器７によって選択出力される。なお、バイアス制御回路１０は、図３に示さ れた固定のバイアス制御回路１０、あるいは図１に示された方向性結合器２，検 波器３およびバイアス制御回路４を含むバイアス電圧を自動的に調整する広義の バイアス制御回路であってもよい。

【００１６】 図２における非線形歪補償器１は、周波数ｆｌの中間周波数信号ｂでのみ動作 すればよく、従って、これに用いる増幅器は高利得とすることができ、小型・軽 量化を図ることができる。また図２の構成の非線形歪補償回路は、より広帯域の 非線形歪補償が可能となるので、例えば衛星搭載用の通信機器として使用する場 合、４ＧＨｚ帯，１２ＧＨｚ帯を同一の非線形歪補償回路を使うことも可能であ る。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように第１の考案による非線形歪補償回路は、非線形歪補償器の 出力レベルを検波し、この検波レベルに応じて非線形歪補償器バイアス電圧を自 動制御することにより、後段に接続された高周波電力増幅器の非線形歪を高周波 電力増幅器の出力電力レベルに応じて最適に改善できるという効果を有する。

【００１８】 また、第２の考案による非線形歪補償回路は、広信号帯域の入力高周波信号を ミクサにより一定周波数の中間周波数信号に周波数変換し、この中間周波数信号 により非線形歪補償器を動作させるので、非線形歪補償器の動作帯域を狭く設定 できる。この結果、非線形歪補償回路の小型・軽量化、かつ低消費電力化を図る ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による第１の実施例のブロック図であ
る。

【図２】本考案による第２の実施例のブロック図であ
る。

【図３】従来例のブロック図である。

【図４】高周波電力増幅器の３次混変調歪の改善度を現
す図である。

【符号の説明】

１ 非線形歪補償器 ２ 方向性結合器 ３ 検波器 ４，１０ バイアス制御回路 ５，６ ミクサ ７ 切替器 ８，９ 局部発振回路 １１，２１ 入力端 １２，２２，２３ 出力端

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電力増幅器の非線形歪を補償する
   非線形歪補償器を含み前記高周波電力増幅器の前段に配
   置された非線形補償回路において、前記非線形歪補償器
   の出力端と前記高周波電力増幅器の入力端との間に接続
   される方向性結合器と、前記方向性結合器からとりださ
   れた前記非線形歪補償器の出力レベルを検出する検波器
   と、検出された前記非線形歪補償器の出力レベルに基づ
   いて前記非線形歪補償器のバイアスを制御するバイアス
   制御回路とを有することを特徴とする非線形歪補償回
   路。
2. 【請求項２】 高周波電力増幅器の非線形歪を補償する
   非線形歪補償器を含み前記高周波電力増幅器の前段に配
   置された非線形補償回路において、入力される高周波信
   号を予め定められた周波数の中間周波数信号に変換して
   前記非線形歪補償器に入力する第１のミクサと、前記非
   線形歪補償器の出力を前記高周波信号の周波数に再び変
   換して出力する第２のミクサとを有することを特徴とす
   る非線形補償回路。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のミクサの局部発振
   信号は、複数周波数の信号を切替出力する同一の局部発
   振回路から供給されることを特徴とする請求項２記載の
   非線形補償回路。