JPH0831831B2 - フィードフォワード増幅器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフィードフォワード増幅
器に係り、特にフィードフォワードループにより増幅し
た入力信号中の歪みを検出し、その検出歪みを抑圧して
増幅した入力信号を出力するフィードフォワード増幅器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のキャリアが周波数分割多重された
入力信号を増幅すると、その増幅により相互変調歪みが
発生し、出力増幅信号に混入するため、この歪み成分を
フィードフォワードループを用いて除去するフィードフ
ォワード増幅器が従来より知られている。図８は従来の
フィードフォワード増幅器の一例の構成図を示す。同図
において、フィードフォワード増幅器は、入力端子１か
らの高周波数帯の入力信号を、歪み検出ループ２で増幅
すると共に、その際に生じた歪みを検出した後、電力合
成器３を通して歪み除去ループ４に入力し、ここで検出
した歪みを除去して出力端子６へ出力する構成である。

【０００３】上記の歪み検出ループ２は、電力分配器１
１により、入力信号を第１の可変減衰器１２、第１の可
変移相器１３、及び主増幅器１４が順次に配置された主
増幅信号経路１６と、第１の遅延線路１５による線形信
号経路１７とに２分配する。上記の電力合成器３は、主
増幅信号経路１６と線形信号経路１７からの両信号の合
成信号（差信号）を出力すると共に、主増幅信号経路１
６を経た主増幅信号をそのまま出力する。

【０００４】また、上記の歪み除去ループ４は、第２の
遅延線路２１による主増幅器出力信号経路２２と、歪み
信号注入経路２３を有し、歪み信号注入経路２３には第
２の可変減衰器２４、第２の可変移相器２５、及び補助
増幅器２６が配置され、またこれらの主増幅器出力信号
経路２２と歪み信号注入経路２３を経た信号が電力合成
器２８で合成される構成である。電力分配器１１と、電
力合成器３及び２８は、例えばトランス回路、ハイブリ
ッド回路、方向性結合器等で構成した単純な構成であ
る。

【０００５】この従来のフィードフォワード増幅器の動
作について説明するに、入力端子１に入力された高周波
数帯の入力信号は、電力分配器１１により２分配され、
一方は主増幅信号経路１６により、第１の可変減衰器１
２、第１の可変移相器１３を通して主増幅器１４により
増幅され、他方は線形信号経路１７の第１の遅延線路１
５により遅延されて、それぞれ電力合成器３に入力され
る。ここで、第１の可変減衰器１２、第１の可変移相器
１３及び主増幅器１４と、第１の遅延線路１５とは、電
力合成器３の入力端における２信号が互いに振幅、遅延
量が等しく、かつ、位相が逆相となるように調整されて
いるため、電力合成器３によりこれらの２信号の合成に
より差信号が得られる。

【０００６】ここで、線形信号経路１７の構成要素は第
１の遅延線路１５のみであり、歪みの発生はないので、
歪み検出ループ２の動作が適切であれば、主増幅信号経
路１６の構成要素である第１の可変減衰器１２、第１の
可変移相器１３及び主増幅器１４により、増幅された入
力信号中に混入または発生した歪み（主として、主増幅
器１４で発生した歪み）が上記の差信号として得られる
ことになる。この歪み（差信号）は電力合成器３の第１
の出力端から歪み信号注入経路２３へ出力される。ま
た、電力合成器３の第２の出力端から主増幅器出力信号
経路２２へは主増幅器１４の出力信号、すなわち、上記
の歪みを含む増幅された入力信号がそのまま出力され
る。

【０００７】ここで、電力合成器３の経路１６側の入力
端子から電力合成器２８の出力端子までの二つの経路２
２と２３の各伝達関数が、互いに振幅、遅延量に関して
等しく、かつ、位相に関して逆相となるように調整され
ているため、電力合成器２８において主増幅器出力信号
経路２２を経た増幅信号に、歪み信号注入経路２３を経
た歪みが逆相等振幅で合成される。従って、電力合成器
２８からは増幅された信号が歪みを相殺除去されて取り
出され、出力端子６へ出力される。

【０００８】しかし、この従来のフィードフォワード増
幅器では、周囲温度等の変動によって増幅器の特性が変
動するため、時間的に安定して二つのフィードフォワー
ドループ２、４の平衡性を維持することは極めて困難
で、そのため周囲温度等により特性が劣化する。

【０００９】そこで、周囲温度等の変動に対してより安
定な動作をさせるために、歪み検出ループに特定周波数
のパイロット信号を注入する手段を設けたフィードフォ
ワード増幅器が従来より知られている（特開平１−１９
８８０９号公報）。図９はこの従来のフィードフォワー
ド増幅器の一例の構成図を示す。同図中、図８と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１０】 図９において、入力端子１からの入力信
号は、第１の方向性結合器３０を通して歪み検出ループ
７に入力され、ここで増幅され、かつ、歪み成分を検出
された後、電力合成器３を経て歪み除去ループ４に入力
される。

【００１１】 歪み検出ループ７は主増幅信号経路１６
に第２の方向性結合器４１が設けられている。また、歪
み除去ループ４には、第３の方向性結合器２７が設けら
れ、また電力合成器２８の出力端が第４の方向性結合器
５を介して出力端子６に接続されている。発振器５１は
特定周波数のパイロット信号を発振出力する回路で、切
替器５２を通して第１の方向性結合器４０又は第２の方
向性結合器４１に入力すると共に、同期検波回路３２の
ミキサ３３に入力する。

【００１２】また、高周波切替器３１は方向性結合器５
及び２７の出力信号の一方を選択出力する。同期検波回
路３２は、発振器３６からの一定周波数の信号と高周波
切替器３１の出力信号との周波数変換を行うミキサ３
３、低域フィルタ３４及び直流増幅器３５よりなる。制
御回路５３はこの同期検波回路３２の出力信号に基づい
て、第１の可変減衰器１２と第１の可変移相器１３を、
又は第２の可変減衰器２５と第２の可変移相器２６を制
御する。

【００１３】このフィードフォワード増幅器において、
歪み検出ループを制御する時は、切替器５２と３１を図
示とは反対側に切り替えて、パイロット信号を切替器５
２を通して第１の方向性結合器４０に入力すると共に、
補助増幅器２６からの信号を第３の方向性結合器２７及
び切替器３１を通して同期検波回路３２に入力する。こ
れにより、補助増幅器２６の出力信号中のパイロット信
号レベルが最小となるように、制御回路５３は第１の可
変減衰器１２の減衰量と第１の可変移相器１３の移相量
を制御する。これにより、歪み検出ループ７の不平衡に
起因する歪み成分を最小にすることができる。

【００１４】 一方、切替器５２及び３１を図示の通り
に接続した時には、発振器５１からのパイロット信号は
主増幅信号経路１６に入力され、また電力合成器２８の
出力信号から方向性結合器５で分岐した信号が切替器３
１を通して同期検波回路３２に入力される。これによ
り、制御回路５３は電力合成器２８の出力信号中のパイ
ロット信号が最小レベルとなるように、第２の可変減衰
器２４の減衰量と第２の可変移相器２５の移相量を制御
する。その結果、歪み除去ループ４の自動調整ができ
る。

【００１５】 このようにして、上記の歪み検出ループ
７の制御と歪み除去ループ４の制御とを連続的又は間欠
的に実行することにより、フィードフォワード増幅器の
最適動作条件を実現する。このフィードフォワード増幅
器の入力端子１に入力される信号は、情報伝送のため変
調がかかっていて、かつ、場合により断続することがあ
り得るため、この入力信号を制御に利用すると不安定な
ものとなるが、この従来例によれば、レベルと周波数が
確定しているパイロット信号を用いて制御を行っている
ので、安定な制御が可能である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のパイ
ロット信号を用いたフィードフォワード増幅器は、特定
周波数のパイロット信号を用いるために以下の問題点が
ある。すなわち、パイロット信号を使用周波数帯域内の
周波数に設定すると、パイロット信号と同じ周波数の入
力信号があった時に、制御が不安定になってしまう。

【００１７】 一方、パイロット信号の周波数を入力信
号の周波数帯域外に設定すると、歪み検出ループ７と歪
み除去ループ４のそれぞれの構成要素の特性が経路１６
と１７、又は経路２２と２３で、パイロット信号の周波
数を含めた広い帯域で一致していなければならない。例
えば、帯域内で３０ｄＢ以上の圧縮量を得るためには、
振幅及び位相の偏差がそれぞれ±０．３ｄＢ以内及び±
２°以内であることが必要である。この値は、パイロッ
ト信号が完全にキャンセルされた時のパイロット信号の
周波数と使用する周波数との偏差である。従って、パイ
ロット信号の周波数はできるだけ増幅する周波数の近く
に設定することが望ましい。

【００１８】また、主増幅器１４、補助増幅器２６な
ど、それぞれのループ７、４の構成要素の特性は周囲温
度などの変動によって変化する。このような変化に追従
するために、歪み検出ループ７と歪み除去ループ４の双
方をできるだけ頻繁に制御する必要がある。しかしなが
ら、歪み検出ループ７の制御を行うと、微弱ではあって
もパイロット信号が外部へ漏洩してしまう。

【００１９】更に、実際にパイロット信号を例えば４０
ｄＢキャンセルしようとすると、高周波切替器５２及び
３１に要求されるアイソレーションも４０ｄＢ以上必要
となる。ところが、フィードフォワード増幅器がしばし
ば使用される１ＧＨｚ付近の周波数で４０ｄＢ以上もの
大きなアイソレーションが実現できる半導体スイッチは
まだ一般的でなく、半導体スイッチに比べて寿命が短い
機械的な高周波切替器を上記の切替器５２及び３１とし
て使用せざるを得ない。

【００２０】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
パイロット信号の周波数を入力信号周波数の平均値付近
の所定周波数に設定すると共に、歪み検出ループと歪み
除去ループとの動作終了後継続して歪み除去ループの制
御を実行することにより、上記の課題を解決したフィー
ドフォワード増幅器を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、入力信号を増幅すると共に、少なくともそ
の増幅により発生した歪みを検出する歪み検出ループ
と、歪み検出ループからの増幅された入力信号と、該増
幅された入力信号中の歪みを取り出す電力合成器と、該
電力合成器からの増幅された入力信号から該歪みを相殺
除去する歪み除去ループとを備えるフィードフォワード
増幅器において、外部信号により周波数が可変制御され
る信号をパイロット信号として出力する可変発振器と、
前記歪み除去ループ内の一部から取り出した歪み成分
と、歪み除去ループにより歪みが相殺除去された増幅信
号を受信する受信手段と、可変発振器の出力パイロット
信号の前記歪み検出ループへの入力をオフとした状態
で、受信手段により該歪み除去ループにより歪みが相殺
除去された増幅信号を受信するとき、受信する周波数を
走査することにより複数のキャリアが多重された入力信
号のキャリア周波数を測定すると共に、歪み除去ループ
の歪み信号周波数を測定し、測定キャリア周波数の平均
周波数を計算し、平均周波数のキャリアが前記受信手段
で受信された信号に存在せず、かつ、測定歪み信号周波
数に不一致のときは、可変発振器の出力パイロット信号
の周波数を平均周波数に設定し、平均周波数のキャリア
が前記受信手段で受信された信号に存在するか測定歪み
信号周波数に一致するときは、平均周波数をずらして該
平均周波数の近傍で入力信号のキャリア周波数以外で、
かつ、歪み信号周波数以外の周波数に可変発振器の出力
パイロット信号の周波数を設定する第１の制御手段と、
受信手段により歪み除去ループ内の一部から取り出した
歪み成分を受信するとき、第１の制御手段で設定した周
波数のパイロット信号を歪み検出ループに入力信号と共
に入力し、受信手段でパイロット信号の周波数を受信
し、パイロット信号の信号レベルが最小となるように歪
み検出ループ内に設けられた可変減衰器と可変移相器の
特性を変化させることで、歪み検出ループの伝達関数を
制御する第２の制御手段と、受信手段により、歪み除去
ループにより歪みが相殺除去された増幅信号を受信する
とき、パイロット信号を歪み検出ループ内の増幅素子の
信号経路に入力し、受信手段でパイロット信号の周波数
を受信し、パイロット信号の信号レベルが最小となるよ
うに、歪み除去ループ内に設けられた可変減衰器と可変
移相器の特性を変化させることで、歪み除去ループの伝
達関数を制御する歪み除去ループの伝達関数を制御する
第３の制御手段とを有する構成としたものである。

【００２２】

【作用】本発明では、前記第１の制御手段により、パイ
ロット信号の周波数を、入力信号の周波数と前記歪みの
周波数とをそれぞれ避けた周波数で、かつ、入力信号の
周波数の平均値付近の周波数に設定しているため、歪み
検出ループに入力される増幅する入力信号とパイロット
信号とが同一周波数となることはなく、また、パイロッ
ト信号の周波数を、できるだけ増幅する入力信号の周波
数の近くに設定することができる。

【００２３】また、本発明では、第４の制御手段によ
り、定常状態では第３の制御手段による歪み除去ループ
の制御を行い、環境状態が大きく変化したときにのみ、
前記第２の制御手段による歪み検出ループの制御を行わ
せるようにしたため、歪み検出ループの制御時間をでき
るだけ少なく、短時間に止めることができる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の一実施例の構成図を示す。同
図中、図９と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を適宜省略する。図１において、制御回路６１は歪み
検出ループ７内の第１の可変減衰器１２の減衰量及び第
１の可変移相器１３の移相量と、歪み除去ループ８内の
第２の可変減衰器２４の減衰量及び第２の可変移相器２
５の移相量と、同期検波回路５４内の可変低域フィルタ
６５の遮断周波数と、可変発振器６２の出力発振周波数
を可変制御する。可変発振器６２は出力発振周波数が制
御回路６１の出力電圧により可変制御される電圧制御型
の発振器で、出力発振周波数がパイロット信号として用
いられる。

【００２５】高周波スイッチ６３は制御回路６１により
スイッチング制御される開閉成のスイッチで、可変発振
器６２の出力発振周波数（パイロット信号）を通過して
高周波切替器５２へ供給するか又は遮断する。環境セン
サ６４は周囲温度などの環境状況を検出し、その検出環
境状況に応じたレベルの電気信号を出力するセンサであ
る。なお、方向性結合器５と２７の出力信号の一方を選
択して、同期検波回路５４内のミキサ３３に入力する高
周波切替器５３と、前記高周波切替器５２も上記高周波
スイッチ６３と同様に、それぞれ制御回路６１からのス
イッチング信号によりスイッチング制御される。

【００２６】次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例のフィードフォワード増幅器では、制御回路６
１の制御のもと図２に示す順番で４段階の動作が行われ
る。すなわち、まず第１段階では、パイロット信号の周
波数を決定し（ステップ１００）、次の第２段階では歪
み検出ループ７を制御し（ステップ２００）、次の第３
段階では歪み除去ループ８を制御し（ステップ３０
０）、そして最後の第４段階で定常状態の制御を行う
（ステップ４００）。以下、この各段階の動作について
詳細に説明する。

【００２７】（１）第１段階 第１段階のパイロット信号の周波数の決定は、図３のフ
ローチャートに従って行われる。まず、図１に示した切
替器５３を端子Ａ側に接続してフィードフォワード増幅
器の出力信号が、第４の方向性結合器５及び切替器５３
を通して同期検波回路５４に入力されるようにする（ス
テップ１０１）。次に、高周波スイッチ６３をオフとし
（ステップ１０２）、パイロット信号が歪み検出ループ
７に入力されないようにする。これにより、入力端子１
よりの入力信号のみが第１の方向性結合器４０を通して
電力分配器１１に入力されて２分配され、一方は第２の
方向性結合器４１、第１の可変減衰器１２、第１の可変
移相器１３を通して主増幅器１４に入力され、他方は第
１の遅延線路１５で遅延されて電力合成器３に入力され
る。ここで、上記の入力信号は例えば５つのキャリアが
等振幅で周波数分割多重された信号であり、フィードフ
ォワード増幅器はこれらの５つのキャリアを同時に線形
増幅する。

【００２８】前記したように、電力合成器３は主増幅器
１４の出力増幅信号を第１の出力端子からそのまま歪み
除去ループ８の主増幅器出力信号経路２２へ出力する一
方、第２の出力端子から主増幅器１４の出力増幅信号と
遅延線路１５からの入力信号とを合成して、経路１６の
構成要素により混入又は発生した歪みを取り出し、これ
を歪み除去ループ８の歪み信号注入経路２３へ出力す
る。歪み除去ループ８は従来のフィードフォワード増幅
器と同様に、歪み信号注入経路２３へ入力された歪みの
相殺除去を行い、電力合成器２８から第４の方向性結合
器５を通して出力端子６及び切替器５３へ歪みが抑圧さ
れた増幅信号をフィードフォワード増幅器の出力信号と
して出力する。

【００２９】このとき、制御回路６１は可変発振器６２
の出力発振周波数（パイロット信号の周波数）をある周
波数に制御することで、この周波数で同期検波回路５４
が同期検波するように設定する（ステップ１０３）。そ
して、制御回路６１はこの同期検波回路５４で同期検波
された、フィードフォワード増幅器の出力信号の周波数
と、レベルを記憶する（ステップ１０４）。次に制御回
路６１は可変発振器６２の出力発振周波数を別の周波数
に切り替えることにより、この別の周波数で同期検波回
路５４が同期検波するように設定し（ステップ１０
５）、この周波数が所定の使用可能な帯域外かどうか判
定し（ステップ１０６）、使用可能な帯域内のときには
再び上記のステップ１０４により同期検波されたフィー
ドフォワード増幅器の出力信号の周波数と、レベルを記
憶する。

【００３０】このようにして、制御回路６１は同期検波
回路５４の同期検波周波数を順次使用可能な帯域内で切
り替えていき、その都度同期検波されたフィードフォワ
ード増幅器の出力信号の周波数と、レベルを記憶する。
これにより、入力端子１の入力信号の５つのキャリアの
周波数がわかる。

【００３１】次に、制御回路６１は図１に示した切替器
５３を端子Ｂ側に切替接続して、補助増幅器２６の出力
歪み成分を第３の方向性結合器２７及び切替器５３を通
して同期検波回路５４に入力させる（ステップ１０
７）。そして、制御回路６１は可変発振器６２の出力発
振周波数を制御することにより、同期検波回路５４の同
期検波周波数を順次使用可能な帯域内で切り替えてい
き、その都度同期検波された補助増幅器２６の出力歪み
成分の出力信号の周波数と、レベルを記憶していく（ス
テップ１０９〜１１１）。

【００３２】これにより、主増幅器１４による入力信号
の増幅により発生した、前記５つのキャリア間の相互変
調歪みの周波数が分る。なお、制御回路６１に、入力さ
れた信号の周波数、レベルによって発生する歪みの周波
数成分を計算する能力がある場合には、このステップ１
０９〜１１１の処理をする必要はない。

【００３３】 次に、制御回路６１は上記のステップ１
０４で記憶した入力信号の周波数（ここでは５つのキャ
リア周波数）からその平均値を算出し（ステップ１１
２）、続くステップ１１３と１１４でパイロット信号周
波数を決定する。すなわち、パイロット信号の周波数が
入力されている信号の周波数又は入力されている信号に
よって発生している歪みの周波数と重なると、安定かつ
高速な制御を行うことができず、パイロット信号の周波
数と入力信号の周波数がかけ離れると、二つのループ７
及び８の構成要素の周波数特性に厳しい精度が必要とな
る。

【００３４】そこで、本実施例ではパイロット信号の周
波数を、ステップ１０４で記憶した入力信号の周波数
と、ステップ１０９で記憶した入力信号によって発生し
ている歪みの周波数の両方を避け、かつ、ステップ１１
２で算出した入力信号の周波数の平均値付近の値に設定
する（ステップ１１３、１１４）。

【００３５】なお、入力信号のキャリア数がそう多くな
く、入力信号のキャリア周波数が予測できる場合には、
同期検波回路５４の同期検波周波数の走査は行わず、適
当な周波数に決めてから切替器５３を端子Ａ側、Ｂ側に
順次切り替え、入力信号の周波数と、入力信号により発
生している歪みの周波数のいずれにも一致していないこ
とを確認するようにしても良い。

【００３６】（２）第２段階 第２段階の歪み検出ループ７の制御は、図４に示すフロ
ーチャートに従って行われる。まず、図１に示した高周
波スイッチ６３をオンにし（ステップ２０１）、高周波
切替器５２と５３をそれぞれ端子Ｂ側に接続する（ステ
ップ２０２、２０３）。これにより、可変発振器６２か
ら発振出力された、第１段階で決定された周波数のパイ
ロット信号が高周波スイッチ６３及び切替器５２と第１
の方向性結合器４０を通して歪み検出ループ７に供給さ
れると共に、補助増幅器２６の出力歪み成分が第３の方
向性結合器２７と切替器５３を通して同期検波回路５４
に供給される。このとき、制御回路６１は同期検波回路
５４内の可変低域フィルタ６５の遮断周波数を制御し
て、同期検波回路５４の帯域を狭くすることで、同期検
波回路５４の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を向上させるよ
うにしても良い。

【００３７】続いて、制御回路６１は可変減衰器１２と
可変移相器１３に適当な制御電圧を印加し（ステップ２
０４）、この時の同期検波回路５４の検波レベル、すな
わちパイロット信号のレベルを測定した後（ステップ２
０５）、上記の制御電圧を別の値に変化させ（ステップ
２０６）、再びその時の同期検波回路５４のパイロット
信号の検波レベルを測定する（ステップ２０７）。

【００３８】このときの同期検波回路５４で同期検波さ
れるパイロット信号のレベルは、歪み検出ループ７内の
二つの経路１６と１７の等振幅逆位相の設定からの誤差
を示す歪みレベルであるため、制御回路６１は測定パイ
ロット信号の検波レベルのうち、低い検波レベルが得ら
れるときの制御電圧で可変減衰器１２と可変移相器１３
を制御する（ステップ２０８）。

【００３９】続いて、制御回路６１はこのときのパイロ
ット信号検波レベルが規定値より低いか否か判定し（ス
テップ２０９）、高いときは再びステップ２０５の処理
に戻る。このようにして、制御回路６１は同期検波回路
５４で検波されて制御回路６１に入力されるパイロット
信号のレベルが規定値以下の最小値となるように、可変
減衰器１２の減衰量と可変移相器１３の移相量を制御す
る。この時の制御法は、最急降下法などの収束速度の速
いアルゴリズムが適している。

【００４０】その後、制御回路６１は再び高周波スイッ
チ６３をオフにして、パイロット信号の周波数が入力端
子１の入力信号の周波数と、この入力信号により発生し
ている歪みの周波数のいずれにも一致していないことを
確認する（ステップ２１０）。

【００４１】（３）第３段階 第３段階の歪み除去ループ８の制御は、図５に示すフロ
ーチャートに従って行われる。まず、図１に示した高周
波スイッチ６３をオンにし（ステップ３０１）、高周波
切替器５２と５３をそれぞれ端子Ａ側に接続する（ステ
ップ３０２、３０３）。これにより、可変発振器６２か
ら発振出力された、第１段階で決定された周波数のパイ
ロット信号が高周波スイッチ６３及び切替器５２と第２
の方向性結合器４１を通して歪み検出ループ７の経路１
６に供給されると共に、歪み除去ループ８の出力信号が
第４の方向性結合器５と切替器５３を通して同期検波回
路５４に供給される。

【００４２】続いて、制御回路６１は可変減衰器２４と
可変移相器２５に制御電圧の初期値を印加し（ステップ
３０４）、この時の同期検波回路５４の検波レベル、す
なわちパイロット信号のレベルを測定した後（ステップ
３０５）、上記の制御電圧を別の値に変化させ（ステッ
プ３０６）、再びその時の同期検波回路５４のパイロッ
ト信号の検波レベルを測定する（ステップ３０７）。

【００４３】 このときの同期検波回路５４で同期検波
されるパイロット信号のレベルは、歪み除去ループ８内
の二つの経路２２と２３の等振幅逆位相の設定からの誤
差を示す歪みレベルであるため、制御回路６１は測定パ
イロット信号の検波レベルのうち、低い検波レベルが得
られるときの制御電圧で可変減衰器２４と可変移相器２
５を制御する（ステップ３０８）。

【００４４】続いて、制御回路６１はこのときのパイロ
ット信号検波レベルが規定値より低いか否か判定し（ス
テップ３０９）、高いときは再びステップ３０５の処理
に戻る。このようにして、制御回路６１は同期検波回路
５４で検波されて制御回路６１に入力されるパイロット
信号の検波レベルが規定値以下の最小値となるように、
可変減衰器２４の減衰量と可変移相器２５の移相量を制
御する。

【００４５】その後、制御回路６１は再び高周波スイッ
チ６３をオフにして、パイロット信号の周波数が入力さ
れている信号の周波数と、入力されている信号により発
生している歪みの周波数のいずれにも一致していないこ
とを確認する（ステップ３１０）。そして、制御回路６
１はこの時点における可変減衰器２４と可変移相器２５
の制御電圧と、環境センサ６４の出力電圧を内蔵のメモ
リに記憶する（ステップ３１１）。

【００４６】（４）第４段階 第４段階の定常状態の制御は、図６のフローチャートに
従って行われる。上記の第３段階の制御終了の時点でフ
ィードフォワード増幅器の最適動作は実現している。し
かし、周囲温度変動などの環境の変化に伴い、増幅器の
利得や位相は時々刻々と変化するものであり、制御はそ
れらの変化にも追従する必要がある。

【００４７】また、歪み除去ループ８の減衰量は歪みの
減衰量を直接決定するものであるのに対し、歪み検出ル
ープ７による入力された信号の減衰量は、入力された信
号が補助増幅器２６に漏洩して補助増幅器２６に印加さ
れるレベルが過大になるのを防止することを目的とす
る。従って、補助増幅器２６の出力に若干の余裕があれ
ば、歪み除去ループ８の減衰量はそれだけ緩和される。
また、歪み検出ループ７を制御するときにはパイロット
信号が外部に漏洩する。

【００４８】そこで、本実施例では定常状態において、
第４段階の制御として歪み除去ループ８の制御を行うも
のである。ただし、定常状態では制御電圧を大きく変化
させることは通常無いので、各々の制御電圧を微小に変
化させる制御方法が最適である。従って、この第４段階
では、第３段階の歪み除去ループ８の制御のステップ３
０１〜３０８と同様に、ステップ４０１〜４０８で制御
回路６１は同期検波回路５４で検波されて制御回路６１
に入力されるパイロット信号の検波レベルが低い方の制
御電圧で、可変減衰器２４の減衰量と可変移相器２５の
移相量を制御した後、制御電圧が所定値以上大きくずれ
たか判定する（ステップ４０９）。

【００４９】大きくずれていないときには、制御回路６
１は以前に歪み検出ループ７を制御してから一定時間以
上過ぎたかどうか判定し（ステップ４１０）、一定時間
以上過ぎていないときには高周波スイッチ６３をオフに
して、パイロット信号の周波数が入力信号の周波数と、
入力信号により発生している歪みの周波数のいずれにも
一致していないことを確認した後（ステップ４１１）、
再びステップ４０５に戻り制御電圧を変化させて、より
小なるパイロット信号の検波レベルが得られる制御電圧
を求める。

【００５０】一方、ステップ４０９で制御電圧が大きく
ずれたと判定されたときは、歪み検出ループ７と歪み除
去ループ８はほぼ同一の環境下におかれており、また歪
み除去ループ８は常に制御され最適値となっているはず
であるから、歪み除去ループ８の制御電圧が環境が大き
く変化したために大きくずれたと判断し、制御回路６１
は歪み検出ループ７を制御する必要があると判断して、
歪み検出ループ７の再制御を行った後（ステップ４１
２）、ステップ４０２に戻り、再び定常状態での歪み除
去ループ８の制御動作に入る。

【００５１】また、フィードフォワード増幅器の各構成
要素には経年変化があるので、比較的長い時間間隔で歪
み検出ループ７を起動する必要がある。従って、ステッ
プ４１０で以前に歪み検出ループ７を制御してから一定
時間過ぎていると判定されたときにも、制御回路６１は
歪み検出ループ７を制御する必要があると判断して、歪
み検出ループ７の再制御を行った後（ステップ４１
２）、ステップ４０２に戻り、再び定常状態での歪み除
去ループ８の制御動作に入る。

【００５２】上記のステップ４１２の歪み検出ループ７
の再制御は、図７に示すフローチャートに従って行われ
る。この再制御は、図４と共に説明した第２段階の歪み
検出ループ７の制御と同様であり、制御回路６１は高周
波切替器５２と５３をそれぞれ端子Ｂ側に接続した後
（ステップ４１２１、４１２２）、同期検波回路５４で
検波されて制御回路６１に入力されるパイロット信号の
レベルが規定値以下の最小値となるように、可変減衰器
１２の減衰量と可変移相器１３の移相量を制御する（ス
テップ４１２３〜４１２８）。

【００５３】その後、制御回路６１は再び高周波スイッ
チ６３をオフにして、パイロット信号の周波数が入力信
号の周波数と、入力信号により発生している歪みの周波
数のいずれにも一致していないことを確認する（ステッ
プ４１２９）。そして、この歪み検出ループ７の制御が
終了した時点で、可変減衰器２４と可変移相器２５に対
する歪み除去制御電圧と、環境センサ６４の出力電圧
を、制御回路６１内のメモリに更新記憶する（ステップ
４１３０）。

【００５４】なお、図６のステップ４０９において、第
３段階で記憶した環境センサ６４の出力電圧と、現在の
環境センサ６４の出力電圧を比較し、所定値以上大きく
変化したか否か判定し、大きく変化したときに歪み検出
ループ７の再制御を行うようにしてもよい。

【００５５】このようにして、本実施例によれば、以上
の第１段階から第４段階までの処理を順次行うことで、
安定な制御ができ、またフィードフォワード増幅器を構
成する要素の周波数特性を従来に比べて厳しい精度を要
求されず、また歪み検出ループの制御回数を極力低減す
ることにより、長寿命なフィードフォワード増幅器を構
成することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パイロット信号の周波数が、歪み検出ループに入力され
る増幅する入力信号と同一周波数となることはないた
め、安定な制御ができ、また、パイロット信号の周波数
を、できるだけ増幅する入力信号の周波数の近くに設定
することができるため、従来に比べて歪み検出ループ内
の二つの経路の構成要素間の周波数特性や、歪み除去ル
ープ内の二つの経路の構成要素間の周波数特性に精度の
一致が厳しく要求されず、容易に構成することができ
る。

【００５７】また、本発明では、第４の制御手段によ
り、歪み検出ループの制御時間をできるだけ少なく、短
時間に止めることができるため、パイロット信号の外部
への漏洩を極力少なくすることができ、また歪み検出ル
ープと歪み除去ループの制御を切り替える切替器の切替
頻度が従来より少なくなり、よって機械的な高周波切替
器を用いたとしても、従来よりも長寿命なフィードフォ
ワード増幅器を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の一実施例の概略動作説明用フローチャ
ートである。

【図３】第１段階の動作説明用フローチャートである。

【図４】第２段階の動作説明用フローチャートである。

【図５】第３段階の動作説明用フローチャートである。

【図６】第４段階の動作説明用フローチャートである。

【図７】歪み検出ループの再制御の動作説明用フローチ
ャートである。

【図８】従来の一例の構成図である。

【図９】従来の他の例の構成図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ３、２８ 電力合成器 ５、２７、４０、４１ 方向性結合器 ６ 出力端子 ７ 歪み検出ループ ８ 歪み除去ループ １１ 電力分配器 １２、２４ 可変減衰器 １３、２５ 可変移相器 １４ 主増幅器 １５、２１ 遅延線路 １６ 主増幅信号経路 １７ 線形信号経路 ２２ 主増幅器出力信号経路 ２３ 歪み信号注入経路 ２６ 補助増幅器 ３３ ミキサ ５２、５３ 高周波切替器 ５４ 同期検波回路 ６１ 制御回路 ６２ 可変発振器 ６３ 高周波スイッチ ６４ 環境センサ ６５ 可変低域フィルタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を増幅すると共に、少なくとも
   その増幅により発生した歪みを検出する歪み検出ループ
   と、該歪み検出ループからの増幅された入力信号と、該
   増幅された入力信号中の歪みを取り出す電力合成器と、
   該電力合成器からの増幅された入力信号から該歪みを相
   殺除去する歪み除去ループとを備えるフィードフォワー
   ド増幅器において、 外部信号により周波数が可変制御される信号をパイロッ
   ト信号として出力する可変発振器と、 前記歪み除去ループ内の一部から取り出した歪み成分
   と、該歪み除去ループにより歪みが相殺除去された増幅
   信号を受信する受信手段と、前記可変発振器の出力パイロット信号の前記歪み検出ル
   ープへの入力をオフとした状態で、該受信手段により該
   歪み除去ループにより歪みが相殺除去された増幅信号を
   受信するとき、受信する周波数を走査することにより複
   数のキャリアが多重された入力信号のキャリア周波数を
   測定すると共に、該歪み除去ループの歪み信号周波数を
   測定し、該測定キャリア周波数の平均周波数を計算し、
   該平均周波数のキャリアが前記受信手段で受信された信
   号に存在せず、かつ、前記測定歪み信号周波数に不一致
   のときは、前記可変発振器の出力パイロット信号の周波
   数を該平均周波数に設定し、該平均周波数のキャリアが
   前記受信手段で受信された信号に存在するか前記測定歪
   み信号周波数に一致するときは、該平均周波数をずらし
   て該平均周波数の近傍で前記入力信号のキャリア周波数
   以外で、かつ、前記歪み信号周波数以外の周波数に前記
   可変発振器の出力パイロット信号の周波数を設定する 第
   １の制御手段と、前記受信手段により前記歪み除去ループ内の一部から取
   り出した歪み成分を受信するとき、前記第１の制御手段
   で設定した周波数のパイロット信号を前記歪み検出ルー
   プに前記入力信号と共に入力し、該受信手段で前記パイ
   ロット信号の周波数を受信し、該パイロット信号の信号
   レベルが最小となるように該歪み検出ループ内に設けら
   れた可変減衰器と可変移相器の特性を変化させること
   で、 該歪み検出ループの伝達関数を制御する第２の制御
   手段と、前記受信手段により、前記歪み除去ループにより歪みが
   相殺除去された増幅信号を受信するとき、前記パイロッ
   ト信号を前記歪み検出ループ内の増幅素子の信 号経路に
   入力し、前記受信手段で前記パイロット信号の周波数を
   受信し、該パイロット信号の信号レベルが最小となるよ
   うに、該歪み除去ループ内に設けられた可変減衰器と可
   変移相器の特性を変化させることで、 該歪み除去ループ
   の伝達関数を制御する歪み除去ループの伝達関数を制御
   する第３の制御手段とを有することを特徴とするフィー
   ドフォワード増幅器。
2. 【請求項２】 検出した環境情報に応じたレベルの信号
   を出力する環境センサを備え、前記第１乃至第３の制御
   手段による制御実行後の定常状態において、前記第３の
   制御手段による前記歪み除去ループの制御を継続し、該
   環境センサの出力信号に所定値以上の変化があった時に
   前記第２の制御手段による歪み検出ループの制御を再度
   実行させる第４の制御手段を有することを特徴とする請
   求項１記載のフィードフォワード増幅器。
3. 【請求項３】 前記第１乃至第３の制御手段による制御
   実行後の定常状態において、前記第３の制御手段による
   前記歪み除去ループの制御を継続し、前記歪み除去ルー
   プの制御電圧が所定値以上変化した時に、前記第２の制
   御手段による歪み検出ループの制御を再度実行させる第
   ４の制御手段を有することを特徴とする請求項１記載の
   フィードフォワード増幅器。
4. 【請求項４】 前記第４の制御手段は、前記第３の制御
   手段の制御終了後所定時間経過するまでは歪み除去ルー
   プの制御を継続し、該所定時間経過後に前記第２の制御
   手段による歪み検出ループの制御を再度実行させること
   を特徴とする請求項２又は３記載のフィードフォワード
   増幅器。