JPH0832358A - フィードフォワード増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一特性の主増幅器を２つ以上有するフィー
ドフォワード増幅器において、飽和出力電力を増加させ
る。 【構成】 主増幅器６ａ、６ｂ，６ｃ及び６ｄは同じ増
幅器であり同じ歪特性を有している。歪検出用として主
増幅器６ｄを使用し、信号経路ａ，ｂより構成される歪
検出ループにより歪を検出する。他の主増幅器６ａ、６
ｂ及び６ｃは、合成器８で合成する場合に主増幅器６ｄ
により増幅された信号と同相の出力が得られるように遅
延線路４により遅延量を調整する。

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
器に関し、特に高い飽和出力電力が必要なフィードフォ
ワード増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフィードフォワード増幅器は、図
７に示すように入力１から入力された信号を２分配する
分配器２と、分配器２の一方の出力の振幅，位相を調整
するベクトル調整器２７と、ベクトル調整器２７の出力
を４分配する分配器２２と、分配器２２の出力をそれぞ
れ増幅する主増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ及び６ｄと、主増
幅器６ａ６ｂ，６ｃ及び６ｄの出力を合成する合成器２
３と、合成器２３の出力を２分配する分配器２４と、分
配器２４の一方の出力信号を遅延させる遅延線路２５
と、分配器２の他方の出力信号を遅延させる遅延線路１
３と、遅延線路１３により遅延された信号と分配器２４
の他方の信号とを合成する合成器１４と、合成器１４か
ら出力された信号の振幅と位相を調整するベクトル調整
器２８と、ベクトル調整器２８の出力を増幅する補助増
幅器１５と、補助増幅器１５の出力と遅延線路２５によ
り遅延された信号とを合成する合成器９を有している。

【０００３】図７において、信号経路ｇと信号経路ｈは
利得が等しく位相が逆相になるようにベクトル調整器２
７及び遅延線路１３により調整されている。また、信号
経路ｉと信号経路ｊも利得が等しく位相が逆相になるよ
うにベクトル調整器２８及び遅延線路２５により調整さ
れている。

【０００４】入力１から入力された信号は、分配器２に
より信号経路ｇ及び信号経路ｈに分配され、合成器１４
で合成される。

【０００５】信号経路ｇと信号経路ｈは利得が等しく、
位相が逆相になるように調整されているため合成器１４
の出力からは信号経路ｇと信号経路ｈの差分が出力され
る。ここで、信号経路ｈについては無歪の遅延線路１３
を通るのみであるため、合成器１４からは主増幅器６
ａ，６ｂ，６ｃ及び６ｄの歪成分のみが出力される。

【０００６】従って信号経路ｇと信号経路ｉから構成さ
れるループは歪検出ループと呼ばれる。

【０００７】また、合成器２３から出力された歪成分を
含んだ信号は分配器２４により信号経路ｉ及び信号経路
ｊに分配される。信号経路ｉにおいては無歪の遅延線路
であるため、歪成分を含んだ信号はそのまま合成器９へ
入力される。信号経路ｊにおいては前述の歪検出ループ
により歪成分のみが取り出された後、ベクトル調整器２
８、補助増幅器１５を通り合成器９へ入力される。ここ
で、信号経路ｉと信号経路ｊは利得が等しく位相が逆相
になるように調整されているため、合成器９の出力から
は信号経路ｉと信号経路ｊの差分、つまり歪を含んだ信
号から歪成分のみが差し引かれ出力１０から出力され
る。

【０００８】次に飽和出力電力の計算例を示す。

【０００９】図８に図７の主増幅部２６を示す。図８に
おいて主増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ及び６ｄの飽和出力電
力（Ｐｓａｔ）を４０ｄＢｍ（１０Ｗ）、遅延線路２５
の損失を−２ｄＢ、合成器２３と分配器２４の損失を無
視できると仮定すると主増幅部２６の飽和出力電力は４
４．０ｄＢｍ（２５．１Ｗ）、また遅延線路２５の通過
電力は最大４４．０ｄＢｍ（２５．１Ｗ）となる。

【００１０】参照公報として、特開昭６１−１６６２０
６号公報には、エラー検出ループの遅延回路側に監視信
号を阻止する帯域阻止フィルタを挿入し、フィールドフ
ォワード増幅器の出力側にて監視信号のレベルを監視す
ることにより誤差増幅器の障害を検出する誤差増幅器の
障害検出方式が開示されている。

【００１１】また、特開昭６１−１６４３０７号公報に
は、エラー注入ループの誤差増幅器側に自動利得調整回
路を設け、エラー注入ループの遅延回路の出力側及び誤
差増幅器の出力側から抽出したパイロット信号の差を抑
圧するよう利得を自動調整することにより、歪みの小さ
い信号を得るフィードファワード増幅器が開示されてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】この従来のフィードフ
ォワード増幅器では、主増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ，の出
力が全て遅延線路２５を通って出力されるため遅延線路
２５の損失の分だけ、飽和出力電力が主増幅器６ａ，６
ｂ，６ｃ及び６ｄの合計よりも低下するという問題があ
る。

【００１３】また、主増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ及び６ｄ
の出力が全て遅延線路２５を通るため、遅延線路２５に
は大きな電力容量の線路が必要になるという問題があ
る。

【００１４】それ故に本発明の課題は、飽和出力電力を
従来のフィードフォワード増幅器よりも高くでき、遅延
線路の通過電力容量の遅延線路が使用できるフィードフ
ォワード増幅器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、同一特
性の主増幅器を２つ以上有するフィードフォワード増幅
器において、入力信号を２つに分配する第１の分配器
と、該第１の分配器の一方の出力信号の振幅と位相を調
整する第１のベクトル調整器と、該第１のベクトル調整
器により調整された信号を２つに分配する第２の分配器
と、該第２の分配器の一方の出力信号を遅延させる第１
の遅延線路と、該第１の遅延線路により遅延された信号
を増幅する第１の主増幅器と、前記第２の分配器の他方
の出力信号を増幅する第２の主増幅器と、該第２の主増
幅器の出力信号を２つに分配する第３の分配器と、該第
３の分配器の一方の出力信号を遅延させる第２の遅延線
路と、該第２の遅延線路により遅延された信号と前記第
１の主増幅器の出力とを合成する第１の合成器と、前記
第１の分配器の他方の出力信号を遅延させる第３の遅延
線路と、該第３の遅延線路により遅延された信号と前記
第３の分配器の他方の出力信号とを合成する第２の合成
器と、該第２の合成器の出力信号の振幅と位相を調整す
る第２のベクトル調整器と、該第２のベクトル調整器に
より調整された信号を増幅する補助増幅器と、該補助増
幅器の出力と前記第１の合成器の出力とを合成する第３
の合成器とを備えることを特徴とするフィードフォワー
ド増幅器が得られる。

【００１６】また、本発明によれば、前記第１の主増幅
器が多数並列に接続されていることを特徴とするフィー
ドフォワード増幅器が得られる。

【００１７】また、本発明によれば、同一特性の主増幅
器を２つ以上有するフィードフォワード増幅器におい
て、入力信号を２つに分配する第１の分配器と、該第１
の分配器の一方の出力信号の振幅と位相を調整する第１
のベクトル調整器と、該第１のベクトル調整器により調
整された信号をＮ分配（Ｎは自然数）する第２の分配器
と、該第２の分配器のＮ個の出力の内（Ｎ−１）個の出
力信号をそれぞれ遅延させる第１から第Ｎ−１の遅延線
路と、第１から第（Ｎ−１）の遅延線路により遅延され
た信号をそれぞれ増幅する第１から第（Ｎ−１）の主増
幅器と、前記第２の分配器の残り１個の出力信号を増幅
する第Ｎの主増幅器と、該第Ｎの主増幅器の出力信号を
２つに分配する第３の分配器と、該第３の分配器の一方
の出力信号を遅延させる第Ｎの遅延線路と、前記第Ｎの
遅延線路により遅延された信号と前記第１から第（Ｎ−
１）の主増幅器の出力信号とを合成する第１の合成器
と、前記第１の分配器の他方の出力信号を遅延させる第
（Ｎ＋１）の遅延線と、第（Ｎ＋１）の遅延線により遅
延された信号と前記第３の分配器の他方の出力信号とを
合成する第２の合成器と、該第２の合成器の出力信号の
振幅と位相を調整する第２のベクトル調整器と、該第２
のベクトル調整器により調整された信号を増幅する補助
増幅器と、該補助増幅器の出力信号と前記第１の合成器
の出力信号とを合成する第３の合成器を備えることを特
徴とするフィードフォワード増幅器が得られる。

【００１８】

【作用】第１及び第２の主増幅器は同じ増幅器であり同
じ歪特性を持っている。そこで歪検出用として主増幅器
を使用し、信号経路より構成される歪検出ループにより
歪を検出する。他の主増幅器においては、合成器で合成
する場合に主増幅器により増幅された信号と同相の出力
が得られるように遅延線路により遅延量が調整されてい
る。

【００１９】従って合成器の出力は主増幅器と同じ歪成
分を持っているため、歪検出ループにより検出された歪
成分により打ち消すことができる。このような構成にす
ることにより主増幅器については遅延線路が出力側に必
要なくなり、遅延線路の損失分だけ飽和出力電力が増加
する。

【００２０】

【実施例】次に、本発明のフィードフォワード増幅器に
ついて図面を参照して説明する。図１は本発明のフィー
ドフォワード増幅器の第１実施例を示すブロック図であ
る。尚、以下に説明する第１実施例、および後述する第
２実施例では、図７と同じ部分には同じ符号を付して説
明する。

【００２１】入力１から入力された信号は分配器２で２
分配され一方はベクトル調整器２７により振幅，位相を
調整されさらに分配器３で２分配される。他方は遅延線
路１３で遅延され合成器１４へ入力される。分配器３で
２分配された一方は遅延線路４により遅延され分配器５
で３分配される。分配器５で３分配された信号は主増幅
器６ａ、６ｂ及び６ｃで増幅され合成器７で合成され
る。また、分配器３で２分配された他方は主増幅器６ｄ
で増幅され分配器１１で２分配される。

【００２２】分配器１１で２分配された一方は遅延線路
１２により遅延され、合成器７の出力と合成器８で合成
される。分配器１１で２分配された他方は、遅延線路１
３で遅延された信号と合成器１４で合成されベクトル調
整器２８とにより振幅と位相とが調整された後補助増幅
器１５で増幅され、合成器８の出力と合成器９で合成さ
れ、出力１０より出力される。

【００２３】ここで、信号経路ａと信号経路ｂは利得が
等しく位相が逆相になるようにベクトル調整器２７及び
遅延線路１３で調整されている。信号経路ｃと信号経路
ｄは位相が逆相になるようにベクトル調整器２８、遅延
線路１２で調整されている。

【００２４】また、信号経路ｅと信号経路ｆについて
は、同相，同遅延量になるように遅延線路４により調整
されている。

【００２５】入力１から図５（ａ）に示す信号が入力さ
れた場合、入力から入った信号は分配器２により信号経
路ａと信号経路ｂに分配される。信号経路ａの主増幅器
６ｄの出力からは図５（ｂ）のような歪成分を含んだ信
号が出力され、分配器１１により分配され図５（ｃ）に
示す歪成分を含んだ信号が合成器１４へ入力される。信
号経路ｂについては無歪の遅延線路１３を通るのみであ
るため入力信号図５（ａ）と同じ成分の信号が合成器１
４へ入力される。ここで信号経路ａと信号経路ｂは利得
が等しく逆相になるように調整されているため合成器１
４では入力信号成分は打ち消し合い、出力からは図５
（ｄ）に示すように歪成分のみが出力される。

【００２６】合成器１４の出力はベクトル調整器２８に
より振幅，位相が調整され補助増幅器１５で増幅され図
５（ｅ）の出力が得られる。

【００２７】次に、図１の主増幅部１６のレベルダイヤ
の一例を図２に示す。図２において主増幅器６ａ，６
ｂ，６ｃ及び６ｄは同一特性の利得２０ｄＢの増幅器で
ある。また、遅延線路４及び遅延線路１２の損失は−２
ｄＢとし、分配器，合成器の損失は無視して考える。

【００２８】主増幅部１６への入力は２０ｄＢｍとして
いる。分配器３は入力に２０ｄＢｍが入力された場合、
遅延線路４側に１９．２ｄＢｍ、主増幅器６ｄ側に１
２．４ｄＢｍと異なるレベルに分配する分配器である。
分配器３から遅延線路４に１９．２ｄＢｍが入力される
と、遅延線路４の損失は−２ｄＢであるため出力は１
７．２ｄＢｍとなる。これが分配器５で３分配されそれ
ぞれの端子からは１２．４ｄＢｍが出力される。分配器
５から出力された信号は主増幅器６ａ，６ｂ及び６ｃで
増幅されそれぞれ３２．４ｄＢｍが出力される。出力さ
れた信号を合成器７で３合成することにより３７．２ｄ
Ｂｍの出力が得られる。

【００２９】また分配器３の主増幅器６ｄ側の１２．４
ｄＢｍは主増幅器６ｄで増幅されて３２．４ｄＢｍが出
力される。分配器１１の損失は無視するため、遅延線路
１２に３２．４ｄＢｍが入力される遅延線路には−２ｄ
Ｂの損失があるため、出力は３０．４ｄＢｍとなる。こ
こで合成器７の出力３７．２ｄＢｍと遅延線路１２の出
力３０．４ｄＢｍが合成器８で合成され出力に３８．０
ｄＢｍが得られる。合成器８は異なるレベルを合成する
合成器であり、図４に一例を示す。

【００３０】図４の場合、伝送線路の特性インピーダン
スに５５Ωの伝送線路１７と１２０Ωの伝送線路１８に
よるλ／４インピーダンス変換器を使用することにより
３７．２ｄＢｍと３０．４ｄＢｍの合成を実現してい
る。

【００３１】従って、図１において主増幅器６ａ、６
ｂ，６ｃ及び６ｄは全く同レベルで動作するため主増幅
器６ａ、６ｂ，６ｃ及び６ｄは同じ歪が発生する（但し
発生タイミングは異なる）。

【００３２】信号経路ｅと信号経路ｆは同相，同遅延量
のため、主増幅器６ａ，６ｂ及び６ｃで発生した歪と、
６ｄで発生した歪は合成器８で同相となり合成される。
また、信号経路ｃと信号経路ｄは逆相になっているため
補助増幅器１５からは主増幅器６ｄの歪成分と逆相の成
分が出力される。主増幅器６ａから６ｃの歪成分は合成
器８部分で主増幅器６ｄの歪成分と同相になっているた
め、補助増幅器１５の出力は主増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ
及び６ｄの歪成分に対して逆相になっている。従って、
ベクトル調整器２８の振幅を可変と補助増幅器１５の出
力を適切に調整することにより主増幅器６ａ，６ｂ，６
ｃ及び６ｄの歪成分を打ち消し、図５（ｆ）のような歪
のない出力を得ることができる。

【００３３】次に、飽和出力電力の計算例を示す。図３
に図１の主増幅部１６を示す。図３において主増幅器６
ａから６ｄの飽和出力電力（Ｐｓａｔ）を４０ｄＢｍ、
遅延線路１２の損失を−２ｄＢ、合成器７、分配器８及
び分配器１１の損失を無視できると仮定する。遅延線路
４は主増幅器６ａ，６ｂ及び６ｃの入力側に入っている
ため飽和出力電力には影響しない。合成器７の出力にお
ける飽和出力電力は４４．８ｄＢｍ（３０．０Ｗ）とな
り、主増幅器６ｄは遅延線路１２により−２ｄＢの損失
があるため、合成器８の入力では３８．０ｄＢｍ（６．
３Ｗ）となる。これを合成器８で合成することにより４
５．６ｄＢｍ（３６．３Ｗ）の飽和出力電力が得られ
る。また、遅延線路１２の通過電力は最大３８．０ｄＢ
ｍ（６．３Ｗ）となる。

【００３４】次に、本発明のフィードフォワード増幅器
の第２実施例について図面を参照して説明する。図６は
本発明の第２実施例を示すブロック図である。

【００３５】入力１から入力された信号は分配器２で２
分配され一方はベクトル調整器２７により振幅，位相を
調整されさらに分配器１９で４分配される。他方は遅延
線路１３で遅延され合成器１４へ入力される。分配器１
９で４分配された内１つの出力は主増幅器６ｄで増幅さ
れ、分配器１１で２分配される。分配器１９の残り３つ
の出力は遅延線路２０ａから２０ｃで遅延され主増幅器
６ａ，６ｂ及び６ｃで増幅される。分配器１１で２分配
された一方は遅延線路１２により遅延され、主増幅器６
ａ，６ｂ及び６ｃの出力と合成器２１で合成される。他
方は遅延線路１３で遅延された信号と合成器１４で合成
されベクトル調整器２８で振幅と位相が調整された後、
補助増幅器１５で増幅され合成器２１の出力と合成器９
で合成され出力１０より出力される。ここで信号経路ｋ
と信号経路ｌは利得が等しく、位相が逆相になるように
ベクトル調整器２７及び遅延線路１３で調整されてい
る。

【００３６】信号経路ｍと信号経路ｎは位相が逆相にな
るようにベクトル調整器２８及び遅延線路１２で調整さ
れている。

【００３７】また、分配器１９の出力から合成器２１の
入力までの４系統は全て同相，同遅延量になるように遅
延線路２０ａから２０ｃにより調整されている。

【００３８】上述のような構成において図６の動作は第
１実施例と同様であり、ベクトル調整器２８の振幅を可
変し、補助増幅器１５の出力を適切に調整することによ
り主増幅器６ａ，６ｂ，６ｃ及び６ｄの歪成分を打ち消
し、図５（ｆ）のような歪のない出力を得ることができ
る。また、飽和出力電力についても第１実施例と同様に
なる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は同一特性の
主増幅器を２つ以上有する場合、２つ以上の主増幅器の
うち、１つだけを歪検出用として使用し、他の主増幅器
は入力側に遅延線路を入れる構成としたので、飽和出力
電力を従来のフィードフォワード増幅器よりも高くでき
るという効果を奏する。

【００４０】また、歪み検出用として使用する主増幅器
に出力側に遅延線路を入れ、他の主増幅器はレベルの低
い入力側に遅延線路を入れるため、遅延線路の通過電力
容量の遅延線路が使用できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィードフォワード増幅器の第１実施
例を示すブロック図である。

【図２】図１の主増幅部のレベルダイヤを示すブロック
図である。

【図３】図１の主増幅部の飽和出力電力を表示したブロ
ック図である。

【図４】入力レベルが異なる場合の合成器の回路図であ
る。

【図５】図１における各部のスペクトラムを表わしたグ
ラフであり、（ａ）は入力信号、図（ｂ）は主増幅器出
力、（ｃ）は主増幅器の一部が分配器により取り出され
た図、（ｄ）は歪成分のみ取り出された図、（ｅ）は補
助増幅器出力、（ｆ）は歪成分が打ち消された出力信号
を示す。

【図６】本発明のフィードフォワード増幅器の第２実施
例を示すブロック図である。

【図７】従来のフィードフォワード増幅器の一例を示し
たブロック図である。

【図８】図７の主増幅部の飽和出力電力を表示したブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 入力 ２，３，５，１１，１９、２２、２４ 分配器 ４ 遅延線路 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，１６，２６ 主増幅器 ７，８，９，１４、２１、２３ 合成器 １０ 出力 １２，１３，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、２５ 遅延線
路 １５ 補助増幅器 １７，１８ 伝送線路 ２７，２８ ベクトル調整器 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，
ｍ，ｎ， 信号経路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一特性の主増幅器を２つ以上有するフ
   ィードフォワード増幅器において、 入力信号を２つに分配する第１の分配器と、該第１の分
   配器の一方の出力信号の振幅と位相を調整する第１のベ
   クトル調整器と、該第１のベクトル調整器により調整さ
   れた信号を２つに分配する第２の分配器と、該第２の分
   配器の一方の出力信号を遅延させる第１の遅延線路と、
   該第１の遅延線路により遅延された信号を増幅する第１
   の主増幅器と、前記第２の分配器の他方の出力信号を増
   幅する第２の主増幅器と、該第２の主増幅器の出力信号
   を２つに分配する第３の分配器と、該第３の分配器の一
   方の出力信号を遅延させる第２の遅延線路と、該第２の
   遅延線路により遅延された信号と前記第１の主増幅器の
   出力とを合成する第１の合成器と、前記第１の分配器の
   他方の出力信号を遅延させる第３の遅延線路と、該第３
   の遅延線路により遅延された信号と前記第３の分配器の
   他方の出力信号とを合成する第２の合成器と、該第２の
   合成器の出力信号の振幅と位相を調整する第２のベクト
   ル調整器と、該第２のベクトル調整器により調整された
   信号を増幅する補助増幅器と、該補助増幅器の出力と前
   記第１の合成器の出力とを合成する第３の合成器とを備
   え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】 請求項１記載のフィードフォワード増幅
   器において、前記第１の主増幅器が多数並列に接続され
   ていることを特徴とするフィードフォワード増幅器。
3. 【請求項３】 同一特性の主増幅器を２つ以上有するフ
   ィードフォワード増幅器において、 入力信号を２つに分配する第１の分配器と、該第１の分
   配器の一方の出力信号の振幅と位相を調整する第１のベ
   クトル調整器と、該第１のベクトル調整器により調整さ
   れた信号をＮ分配（Ｎは自然数）する第２の分配器と、
   該第２の分配器のＮ個の出力の内（Ｎ−１）個の出力信
   号をそれぞれ遅延させる第１から第Ｎ−１の遅延線路
   と、第１から第（Ｎ−１）の遅延線路により遅延された
   信号をそれぞれ増幅する第１から第（Ｎ−１）の主増幅
   器と、前記第２の分配器の残り１個の出力信号を増幅す
   る第Ｎの主増幅器と、該第Ｎの主増幅器の出力信号を２
   つに分配する第３の分配器と、該第３の分配器の一方の
   出力信号を遅延させる第Ｎの遅延線路と、前記第Ｎの遅
   延線路により遅延された信号と前記第１から第（Ｎ−
   １）の主増幅器の出力信号とを合成する第１の合成器
   と、前記第１の分配器の他方の出力信号を遅延させる第
   （Ｎ＋１）の遅延線と、第（Ｎ＋１）の遅延線により遅
   延された信号と前記第３の分配器の他方の出力信号とを
   合成する第２の合成器と、該第２の合成器の出力信号の
   振幅と位相を調整する第２のベクトル調整器と、該第２
   のベクトル調整器により調整された信号を増幅する補助
   増幅器と、該補助増幅器の出力信号と前記第１の合成器
   の出力信号とを合成する第３の合成器を備えることを特
   徴とするフィードフォワード増幅器。