JPH098561A - フィードフォワード増幅器用適応制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】全伝送帯域にわたって相互変調歪み（ＩＭＤ）
成分の最適なキャンセルを実現することのできるフィー
ドフォワード増幅器用適応制御装置を提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、適用制御回路
は全伝送帯域を複数回掃引する。これらの掃引により、
最初に最強搬送波信号が決定され、この信号およびその
他の搬送波信号が相殺されてＩＭＤ値が決定される。伝
送帯域をさらに掃引することにより、最強の平均ＩＭＤ
値が決定され、この値により、発生しなければならない
ＩＭＤキャンセル信号の大きさが求められる。平均最強
搬送波信号および平均最強ＩＭＤ値を用いることによ
り、ＩＭＤの最適な相殺が全伝送帯域にわたって達成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、フィードフォ
ワード増幅器の分野に関するものである。とりわけ、本
発明は、フィードフォワード増幅器の適応制御に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】無線周波（ＲＦ）線形増幅器は、高電力
レベルにて非線形特性を示すデバイスを使用している。
この非線形特性は信号歪みをもたらす。線形増幅器に２
つ以上の信号が加えられると、増幅器の非線形特性によ
って、増幅される信号間に望ましくない増殖性の相互作
用が生じ、増幅器の出力に相互変調歪み（ＩＭＤ）が生
じることになる。ＩＭＤは、増幅器の動作周波数範囲に
わたって干渉を生じる。

【０００３】ＩＭＤは、ＩＭＤの負のフィードバック、
増幅器によってもたらされるＩＭＤをキャンセルするた
めの、増幅前に加えられる信号の予歪、及び、増幅器出
力からのＩＭＤの分離、及び、ＩＭＤに対するフィード
フォワードによる、増幅器出力におけるＩＭＤのキャン
セルを含む、いくつかの手段によって減少させることが
可能である。この最後の方法を利用して、ＩＭＤを減少
させる増幅器は、フィードフォワード増幅器として既知
のところである。

【０００４】フィードフォワード増幅器は既知のところ
である。図１には、典型的なフィードフォワード増幅器
１０が示されている。ＲＦ信号はノードＡから送り込ま
れる。送り込まれる信号は、電力増幅器１５に流入す
る。送り込まれるＲＦ信号のサンプルは、時間遅延装置
２０に分流され、この回路によって、電力増幅器１５が
その信号を増幅するのに必要な時間量にわたって信号を
遅延させる。遅延信号は、位相及び振幅制御装置２５に
よって、振幅と位相の両方に調整を受け、ノードＣに結
果生じる信号は、位相が１８０゜ずれ、振幅は電力増幅
器１５のサンプル出力に等しい。ノードＢから得られる
電力増幅器１５のこのサンプル出力と位相及び振幅制御
装置２５の出力は、信号コンバイナ３０において組み合
わせられる。ノードＣにおけるコンバイナ３０の出力
は、電力増幅器１５のＩＭＤを構成する。このＩＭＤ
は、さらに、位相及び振幅制御装置４０によって位相及
び振幅が調整され、誤差増幅器４５によって増幅される
ので、電力増幅器１５の出力に生じるＩＭＤに対して、
ノードＤにおいて振幅が等しく、位相が１８０゜ずれる
ことになる。増幅器１５の出力は、遅延回路３５によっ
て、位相及び振幅制御装置４０及び誤差増幅器４５によ
って導入される処理遅延に等しい時間期間にわたって遅
延させられる。ノードＤにおいて誤差増幅器４５の出力
と時間遅延装置３５の出力を組み合わせることによっ
て、電力増幅器１５によって導入されるＩＭＤの大部分
がキャンセルされることになる。

【０００５】フィードフォワード増幅器の例には、ONei
lの米国特許第3,886,470号、Myerの米国特許第4,879,51
9号、およびMyerの米国特許第4,885,551号(Myer 551)が
ある。

【０００６】フィードフォワード・トポロジによって、
ＩＭＤはうまく減少するが、それだけでは、増幅器の十
分な性能を維持するには不十分である。コンポーネント
のエージングによって、開ループ設計が時間と共に劣化
する。既知のやり方で、ルック・アップ・テーブル及び
制御回路を実施することによって、温度の影響だけは補
償可能であるが、こうした温度補正を行ったとしても、
増幅器のドリフト及びコンポーネントのエージングによ
って、やはり、性能が低下する。

【０００７】フィードフォワード増幅器のドリフトは、
既知の問題であり、適応制御回路は、それを補償するよ
うに設計されている。Ｍｙｅｒ’５５１は、こうした適
応制御回路の一例である。Ｍｙｅｒ’５５１の場合、第
１の搬送波が検出されるまで、伝送帯域が走査される。
第１のループにおける位相及び振幅調整手段は、第１の
搬送波を減少するように調整される。第１の搬送波が減
少するか、あるいは、除去されると、ＩＭＤを求めて、
伝送帯域の走査が行われる。次に、もう１つの位相及び
振幅調整手段を利用して、こうして検出された第１のＩ
ＭＤを減少させるか、あるいは、除去することになる。
搬送波信号及び検出したＩＭＤを減少させるためのプロ
セスは、両方とも、増幅器が用いられている間、所定の
間隔で繰り返し実施される。

【０００８】所定のしきい値を超える第１の搬送波及び
第１のＩＭＤを選択するだけでは、Ｍｙｅｒ’５５１に
よって、最強の搬送波または最強のＩＭＤ信号、従っ
て、最もキャンセルを必要とする信号が選択されるとい
う保証は得られない。伝送帯域における１つの信号だけ
にキャンセルの努力を全て集中することによって、Ｍｙ
ｅｒ’５５１では、あいにく、増幅器対周波数の非線形
位相及び利得が無視されている。キャンセル回路を調整
して、最初に検出した搬送波信号及び最初に検出したＩ
ＭＤ信号をキャンセルしても、これらの信号をキャンセ
ルするためになされる調整そのものによって、伝送帯域
の他の部分でＩＭＤ信号の悪化を生じることはないとい
う保証にはならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、こう
した欠陥を回避するフィードフォワード増幅器のための
適応制御回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の望ましい
実施例は、走査周波数帯域全体を走査して、ＩＭＤ成分
の最適なキャンセルを実現するフィードフォワード増幅
器のための適応制御回路から構成される。まず、第１の
ループの出力における最強の搬送波信号が求められ、メ
モリに記憶される。数回にわたる走査が済むと、最強の
搬送波信号の平均が計算される。次に、第１のループの
適応制御回路は、「平均」信号を減少させるか、また
は、キャンセルしようとする。次に、第１の実施例で
は、第２のループの出力（すなわち、増幅器の出力）に
おける伝送周波数全体を走査し、最強のＩＭＤ値を求め
て、記憶する。この記憶されたＩＭＤ値は、全てのまた
は選択数の最強のＩＭＤ成分の中の最強の単一ＩＭＤ成
分、または、何らかの重み付き平均とすることが可能で
ある。数回にわたる走査の後、これら最強のＩＭＤ値の
平均が計算される。適応制御回路は、次に、この「平
均」ＩＭＤ値を減少させるか、あるいは、キャンセルし
ようとする。伝送周波数帯域全体にわたって誤差補正を
最適化することによって、フィードフォワード増幅器の
性能全体が大幅に向上する。

【００１１】次に、添付の図面に関連して本発明の解説
を行うものとする。

【００１２】

【実施例】本発明の第１の望ましい実施例が図２に示さ
れている。この実施例は、８６９〜８９４ＭＨｚで動作
し、同時に２１チャネルまでの伝送が可能なフィードフ
ォワード増幅器１００である。該増幅器は、セルラ・フ
ォン・システムのマイクロセル増幅器の働きをする。こ
うしたマイクロセル増幅器は、同様なチャネルの伝送を
行うが、以前のフォン・システムのセル・サイトよりも
はるかに低い電力レベルで動作する。チャネル当たりの
平均電力出力は、＋３１ｄＢｍすなわち約１．２６ワッ
トである。２１のチャネル全てで伝送が行われる場合、
全出力電力の平均は、＋４４．２ｄＢｍすなわち２６．
４ワットである。増幅器の全利得は、最小で１０ｄＢで
ある。

【００１３】フィードフォワード増幅器１００は、主増
幅経路１１０と２つのキャンセル・ループから構成され
ている。３つの入力ポート１２１、１２３、及び、１２
５が利用可能であり、さらに、２つのコンバイナ・アセ
ンブリ１２７及び１２９に接続される。コンバイナ１２
７及び１２９の出力は、コンバイナ１３１において組み
合わせられ、１２ｄＢ指向性サンプラ１３３が、入力信
号の一部をサンプリングする。このサンプリングを受け
た信号には、ＩＭＤがない。主信号は、３つのステー
ジ、すなわち、５０ワットのシリコン・バイポーラ・ト
ランジスタ１３５、１対の５０ワットのトランジスタか
ら構成されるパワー・モジュール１３７、及び、４つの
プッシュ・プル・パワー・モジュールによるステージ１
３９によって増幅される。主増幅器１１０の出力におい
て、２４ｄＢカップラ１４５によって、再び信号のサン
プリングが行われる。この信号には、主増幅経路１１０
における非線形性によって導入される歪みが含まれる。

【００１４】１２ｄＢ指向性サンプラ１３３においてサ
ンプリングされる信号は、遅延線１４７、可変減衰器１
４９、及び、可変移相器１５１に通された後、コンバイ
ナ１４１によって主増幅経路１１０からサンプリングさ
れた出力信号と組み合わせられるが、その信号とは位相
が１８０゜ずれているので、主信号がキャンセルされ、
多少の残留信号と共にＩＭＤのほとんどが残されること
になる。

【００１５】歪み信号は、次に、もう１つの減衰器１５
３及び移相器１５５を通り、さらに、利得が約６０ｄＢ
の６段増幅器である誤差増幅器１５７によって増幅され
る。増幅された信号は、次に、１２ｄＢ指向性カップラ
１５９によって主増幅経路１１０の出力と組み合わせら
れるが、位相が主増幅器のＩＭＤと１８０゜ずれてお
り、この結果、主増幅器のＩＭＤがキャンセルされる。
主増幅経路１１０と１２ｄＢカップラ１５９の間のもう
１つの遅延線によって、ＩＭＤキャンセル・ループを通
るＩＭＤの時間遅延が補償される。

【００１６】フィードフォワード増幅器１００の出力
は、最初の再組み合わせの後、１７５（基本周波数がキ
ャンセルされた信号）及び１８５（増幅器の最終出力）
において取り出される。これらの信号は、内部スペクト
ラム・アナライザによって分析され、必要に応じて移相
器１５１及び１５５、及び、減衰器１４９及び１５３の
調整が行われる。

【００１７】図３は、本発明の第１の望ましい実施例に
用いられるスペクトラム・アナライザ回路のブロック図
である。入力スイッチ２０３は、それぞれ、ノード１７
５及び１８５（図２）に結合される。該ノードは、それ
ぞれ、第１の信号キャンセル・ループであるループ１か
らの出力、及び、歪みキャンセル・ループであるループ
２からの出力である。

【００１８】図３に示すスペクトラム・アナライザの部
分は、デュアル・ダウン・コンバージョン受信機の形態
をなしている。こうした受信機は、既知のところであ
り、「Single Sideband Systems and Circuits（単側波
帯システムおよび回路）」、Pappenfus、Bruene、およ
び、Schoenike、McGraw-Hill, Inc. ISBN 0-07-054407-
7に記載されている。

【００１９】帯域フィルタ２０４は、入力スイッチ２０
３に結合され、その通過周波数は、システムの周波数範
囲の中心にくるので、全ての信号がセルラ帯域を通過す
る。フィルタ２０４は、ミクサ２０５のイメージ周波数
の信号を排除し、ＲＦ入力における、第１の局部発振器
（ＬＯ）からミクサ２０５への漏れを減衰させる。

【００２０】ミクサ２０５において、帯域フィルタ２０
４によって通された信号は、フラクショナルＮベースの
シンセサイザＬＯ ２１７の出力と混合される。ミクサ
２０５は、測定範囲（−７５ｄＢｃ）内の歪みを発生し
てはならず、高入力遮断点を備えたダイナミック・レン
ジの大きいミクサから構成される。この実施例における
ＬＯ周波数は、９５４．５〜９８４．５ＭＨｚを掃引す
る。

【００２１】フラクショナルＮベースのシンセサイザＬ
Ｏは、内部スプリアスを減少させて、スプリアス成分を
−７５ｄＢｃ未満に保持する。該シンセサイザは、周波
数帯域全体を掃引またはステップするようにプログラム
可能である。この第１の望ましい実施例の場合、シンセ
サイザ２１７は、ヒューレット・パッカード社によって
開発されたものであり、その動作については米国特許第
４，５４６，３３１号に記載がある。他の実施例の場
合、この合成信号源は、別のタイプのフラクショナルＮ
シンセサイザまたは別の合成信号源とすることが可能で
ある。

【００２２】ミクサ２０５を出る信号の中間周波数は、
８７ＭＨｚである。該信号は、帯域フィルタ２０６及び
２０８によってフィルタリングを施され、増幅器２０７
によって増幅される。フィルタ２０６及び２０８は、通
過するチャネル数を制限することによって、第２のミク
サ２０９のイメージ周波数を排除し、ノイズ帯域幅を狭
め、必要とされるダイナミック・レンジを縮小する。

【００２３】第２のＬＯは、１０ＭＨｚの発振器２２０
及び固定周波数位相ロック式ループ（ＰＬＬ）２１９か
ら形成される。発振器２２０は、５０分割回路２２１を
介してフラクショナルＮベースのシンセサイザ２１７に
も結合され、２００ＫＨｚの基準信号を発生する。第２
のＬＯは、第１のＬＯと同じ基準に対して位相がロック
されない発振器とすることも可能である。

【００２４】電力が固定され、振幅が固定された第２の
ミクサ２０９は、８７ＭＨｚ信号を１０．７ＭＨｚ信号
に変換する。次に、１０．７ＭＨｚ信号は、帯域フィル
タ２１０によってフィルタリングが施され、増幅器２１
１によって増幅される。帯域フィルタ２１０は、この実
施例におけるフィルタの任意の１つの最狭の帯域幅を備
えている。このフィルタによって、システムが測定し得
る信号の周波数分解能が決まる。

【００２５】対数増幅器２１２は、受信した１０．７Ｍ
Ｈｚ信号の信号強度を入力信号の振幅の対数に比例した
出力に変換する。分解能帯域幅フィルタの中心周波数
は、１０．７ＭＨｚとして選択されたが、これは、２５
ＭＨｚのセルラ帯域幅を下回る。これを考慮すると、デ
ュアル・ダウン・コンバージョン受信機の利用が必要に
なるが、さもなければ、中心周波数がもっと高い別の検
出器または対数増幅器を用いるか、あるいは、単一のダ
ウン・コンバージョン受信機を利用することも可能であ
る。もう１つの実施例の場合、対数増幅器２１２は、分
解能帯域幅フィルタ並びに対数検出器の両方の機能を備
えたデジタル信号処理回路に置き換えることも可能であ
る。受信機全体のダイナミック・レンジは７５ｄＢなけ
ればならない。

【００２６】対数増幅器２１２の出力は、この実施例の
場合、モトローラ６８ＨＣ１１によって実施されるマイ
クロコントローラ２１５に結合される。マイクロコント
ローラは、さらに、双方向シリアルＩ／Ｏバス２１６に
よって、２つのＲＦ信号源のうちのどちらがスペクトラ
ム・アナライザに入るかを制御するスイッチ２０３、及
び、フラクショナルＮベースのシンセサイザＬＯ ２１
７に結合される。マイクロコントローラ２１５は、移相
器及び減衰器（図２参照）を制御する電圧を供給するＤ
ＡＣ ２２３にも結合されている。シリアルＩ／Ｏ ２１
４によって、テストを目的として、スペクトラム・アナ
ライザの性能をモニタすることが可能になる。

【００２７】動作時、セルラ伝送帯域幅全体の走査が行
われ、全ての搬送波及びＩＭＤ信号の測定が所定の時点
に実施される。ループ１またはループ２が最適化されて
いるか否かによって、この情報は最高の搬送波値または
最高のＩＭＤ値に変換される。数回の走査または掃引に
わたって、最高の平均値が求められる。この平均値がそ
の対応する最適化手順に供給される。最適化手順内にお
いてさえ、規則的に全伝送周波数帯域を走査して、最近
の平均最高値が求められる。既知のシステムの場合、単
一搬送波信号またはＩＭＤ成分に最適化を施すと、伝送
周波数帯域のどこかで、システム性能が別様に劣化する
可能性があった。それぞれ、ループ１及び２におけるキ
ャンセルを最適化するために選択された搬送波及びＩＭ
Ｄ成分が、実際の最高搬送波信号及びＩＭＤ成分でない
場合、該システムの出力における平均ＩＭＤレベルが実
際に高くなる可能性がある。

【００２８】マルチトーン・システムにおいて等しいチ
ャネル間隔が用いられる場合、所定の周波数におけるＩ
ＭＤ成分の振幅が時間によって異なる可能性がある。一
般に、５〜１０ｄＢの振幅変動が見られる。ＩＭＤ成分
の平均レベルは、選択された周波数における最大値と最
小値の両方の間に複数回にわたってサンプリングを行う
ことによって求められる。望ましい実施例の場合、複数
の全帯域測定が実施される。例えば、サンプリングされ
る基本搬送波がオフ及び／またはオンになり、従って、
瞬間的にＩＭＤに関連したレベルになる場合についても
考慮される。

【００２９】次に、図４ａ、４ｂ、及び、４ｃに示すフ
ローチャートに関連して、第１の望ましい実施例の動作
について詳述することにする。ステップ５０１及び５０
３において、プロセッサ、入力／出力、及び、周波数シ
ンセサイザが初期設定され、減衰器及び移相器が既定の
電圧にセットされる。プリセットされた電圧は、その内
容が初期システム・テスト時に決まるルック・アップ・
テーブルにおいて知ることが可能である。最初に動作す
るループは、時間遅延装置１４７、減衰器１４９、移相
器１５１、及び、コンバイナ１４１によって形成される
ループ１（図２参照）であり、ステップ５０５で選択さ
れる。ステップ５０７において、該システムは、掃引情
報を要求し、受信する。この掃引情報は、図４ｂに示す
プロセスを利用して検索される。ステップ５５１（図４
ｂ）において、周波数シンセサイザが使用可能になる。
この第１の実施例の場合、シンセサイザが、伝送周波数
帯域全体を３０ＫＨｚのステップで掃引する。ステップ
５５３において、掃引の続行前に所定の時間期間が経過
すると、シンセサイザを安定化させることができる。ス
テップ５５５において、現在の周波数における信号強度
が読み取られ、デジタル数に変換され、メモリに記憶さ
れる。次に、ステップ５５７において、周波数掃引が完
了したか否かの確認が行われる。掃引が完了していなけ
れば、周波数がステップ５５８においてインクリメント
され、制御がステップ５５３に戻されることになり、も
う１度、シンセサイザを安定化させるため、所定の長さ
にわたって休止する。周波数掃引が完了すると、制御は
ステップ５５７から５５９に移行し、記録されている全
信号強度から最大搬送波信号強度が求められる。ステッ
プ５５９の後、ステップ５６１におけるテストで、伝送
周波数帯域の４回の掃引が完了したか否かが判定され
る。４回の掃引がまだ完了していない場合、制御はステ
ップ５５１に戻る。４回の掃引が完了すると、４回の掃
引のそれぞれにおいて判定される最大信号強度の平均
が、ステップ５６３において計算され、ステップ５０７
において戻される（図４ａ）。図４ａのステップ５１１
において、該システムは、チェックを行い、実際の搬送
波トーンが検出されたか否かを確認する。ループ２が最
適化されている場合、該システムはチェックを行い、Ｉ
ＭＤ成分が存在するか否かを確認する。

【００３０】搬送波信号が初期掃引時に検出されない場
合、制御はステップ５０９に移行し、該システムは、ル
ープ１移相調整器を用いるようにそれ自体を再構成す
る。次に、制御はステップ５０７に戻され、再び、伝送
周波数帯域の掃引を行って、もしあれば、用いられる搬
送波の検出を行う。ステップ５１１において、搬送波ト
ーンが検出されると、制御はステップ５１３に移行す
る。ここで、主プログラムは、ループ１の減衰器の出力
をインクリメントする準備を行う。次に、ステップ５１
５において、既に検出された平均最大搬送波信号が保存
される。ステップ５１７において、ループ１の減衰器の
値が既定の量だけ増加する。ステップ５１９において、
図４ｂに示す、伝送周波数帯域を掃引する前述のプロセ
スを利用して、搬送波トーンの新たな測定が実施され
る。この新しい情報が得られると、一連のテストが後続
する。

【００３１】まず、ステップ５２０において、該システ
ムは、搬送波信号／ＩＭＤ成分が存在することをもう１
度確認する。この場合、ループ１が最適化されているの
で、搬送波トーンが探索される。搬送波トーンが存在す
ると、制御はステップ５２１に移行する。さもなけれ
ば、制御はステップ５３１に移行する。ステップ５２１
において、該システムはチェックを行い、最近行われた
既定のｄＢレベルのインクリメント／デクリメントによ
って、信号のキャンセルが悪化したか否かが確認され
る。ステップ５１３において、該システムがインクリメ
ント・モードにセットされたことを想起されたい。ステ
ップ５２１においてなされた質問に対する答がノーの場
合、ステップ５２３において、該システムはチェックを
行い、ループ１の減衰器の先行する３回のインクリメン
トのそれぞれの結果として、その先行分よりも読み取り
が悪化したか否かを確認する。ステップ５２１におい
て、性能の悪化が所定のしきい値を超えなければならな
いので、これは、ステップ５２１で実施されるチェック
に対する追加チェックである。現在の読み取りが、ルー
プ１の減衰器の最近の３回のインクリメントにわたって
順次悪化していなければ、ステップ５２５において、該
システムは、伝送周波数帯域の１３回を超える掃引が完
了したか否かをチェックする。１３回の掃引が行われて
いない場合、制御はステップ５１５に戻される。

【００３２】ステップ５２１、５２３、及び、５２５に
おけるテストのどれかの答が肯定の場合、制御はステッ
プ５２７に移行する。ステップ５２７において、該シス
テムはチェックを行い、減衰器に対する最近の変化がイ
ンクリメントであったか否かが確認される。イエスの場
合、ステップ５２９において、Ａ／Ｄ変換器がセットさ
れて、ループ１の減衰器のデクリメントを開始し、制御
はステップ５１７に戻される。ステップ５２９におい
て、キャンセル・ループを出た時、Ａ／Ｄ変換器が最後
に減衰器をデクリメントしたことが示されると、ステッ
プ５３１において、最大のキャンセルが生じたデータ・
ポイントが見つけ出されて、保存される。ステップ５３
３において、ループ１の減衰器がその電圧レベルにセッ
トされる。次に、プログラム制御がステップ５０９に戻
され、該システムは、指示通りに、適切な減衰器または
位相調整器を利用するように再構成される。この場合、
制御は、ループ１の位相調整器に移行する。

【００３３】この制御システムの順次パスにおいて、ル
ープ１の減衰器、ループ１の位相調整器、ループ２の減
衰器、及び、ループ２の位相調整器が、繰り返し調整を
受ける。ループ２は、減衰器１５３、移相器１５５、誤
差増幅器１５７、コンバイナ１５９、及び、時間遅延装
置１６１（図２参照）によって形成される。ループ１の
減衰器及びループ１の位相調整器によって、検出される
最強の搬送波信号の平均がキャンセルされる。ループ２
の減衰器及びループ２の位相調整器によって、最強のＩ
ＭＤ値の平均がキャンセルされる。

【００３４】図４ｃに示すプロセスを利用して、ループ
２のキャンセルのためのベンチマークとしての働きをす
るＩＭＤ値が求められる。主プログラムによって呼び出
されると（図４ａのステップ５０７またはステップ５１
９）、ステップ５７１において、周波数シンセサイザが
使用可能になる。ステップ５７３において、所定の時間
期間が経過すると、シンセサイザが安定化する。ステッ
プ５７５において、中心周波数の信号強度が読み取られ
て、デジタル数に変換され、メモリに記憶される。ステ
ップ５７７において、該システムは、伝送周波数帯域の
掃引が完了していないと判定すると、ステップ５７８に
おいて、周波数がインクリメントされ、制御がステップ
５７３に戻される。周波数掃引が完了すると、制御はス
テップ５７７からステップ５７９に移行し、ノイズしき
い値未満で、現実の搬送波信号しきい値を超える全ての
値を廃棄した後、ＩＭＤ信号強度の値が判定される。こ
のＩＭＤ値は、最強の信号ＩＭＤ成分、または、全ての
または選択数の最強のＩＭＤ成分のある重み付き平均と
することが可能である。ステップ５８１におけるテスト
によって、伝送周波数帯域の４回の掃引が完了したか否
かが判定される。４回の掃引が完了していなければ、制
御はステップ５７１に戻される。４回の掃引が完了して
いる場合には、ステップ５８３において、４回の掃引の
それぞれにおいて求められた最大ＩＭＤ値の平均が計算
され、主プログラムに戻される（図４ａ）。

【００３５】本発明では、誤差増幅器に対する入力にお
ける最強の搬送波信号の平均及び出力ポートにおける最
大のＩＭＤ値の平均をキャンセルするか、または、減衰
させることによって、伝送周波数帯域全体にわたる性能
の最適化を行う。

【００３６】最大の搬送波信号またはＩＭＤ成分を最小
化することは、実行可能な多くの動作モードの１つにす
ぎない。非理想的環境においては、他のオプションが有
益である可能性もある。例えば、状況によっては、Ｎの
最大信号の平均を最小化するのが望ましい可能性があ
る。これによって、線形増幅器の入力または出力に生じ
る望ましくない何らかの外部信号が、最小化すべき最大
信号であると識別されて、このために、適応制御回路の
動作に悪影響が及ぶ公算が少なくなる。同様に、何らか
の制限、すなわち、仕様限界またはノイズしきい値によ
って決まる指定のウインドウ内の全ての信号の平均を用
いて、搬送波信号またはＩＭＤ成分を最小化することが
可能である。

【００３７】より有能なマイクロプロセッサの利用が可
能な場合、全ての搬送波信号及びＩＭＤ成分の全電力を
計算し、最小化するのが有利な可能性もある。各検出信
号の平均レベルは、その電力レベルに比例した値に変換
される。この場合、これは、対数増幅器の出力電圧の逆
対数を計算して（図３、２１２参照）、さらに、どちら
のループが最適化されているかに基づいて、その結果を
合計し、全ての搬送波信号またはＩＭＤ成分の全電力が
得られるようにすることによって実施される。最強の信
号は、全電力より優勢であり、従って、最適化の努力
は、これら最強の信号の最小化に集中することになる。
また、この方法によれば、走査周波数帯域の追加掃引を
必要とすることなく、改良された信号平均化の追加利点
が得られることになる。

【００３８】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。

【００３９】[実施態様１]被変調搬送波信号入力及び相
互変調歪みを伴う増幅信号出力を有し、フィードフォワ
ード・キャンセル・システムを有するフィードフォワー
ド増幅器１００用の適応制御システムであって、伝送周
波数範囲全体を走査して、第１のフィードフォワード・
キャンセル・ループの出力に生じる最強搬送波信号の平
均と、前記増幅器の出力に生じる最大相互変調歪みの平
均を求めるための第１の走査手段２００と、前記第１の
走査手段に結合されて、前記第１のキャンセル・ループ
の出力における最強搬送波信号の平均の大きさを減少さ
せるための第１の減衰器１４９および第１の位相調整手
段１５１と、前記第１の走査手段に結合されて、前記増
幅器の出力における最大相互変調歪みの平均の大きさを
減少させるための第２の減衰器１５３および第２の位相
調整手段１５５と、を備えて成る適応制御システム。

【００４０】[実施態様２]前記第１の走査手段２００
が、スペクトラム・アナライザ回路（２１５、２１６、
２１７）を備えていることを特徴とする、実施態様１に
記載の適応制御システム。

【００４１】[実施態様３]前記スペクトラム・アナライ
ザ回路が、さらに、デュアル・ダウン・コンバージョン
受信機を備えている実施態様２に記載の適応制御システ
ム。

【００４２】[実施態様４]伝送周波数帯域、第１のフィ
ードフォワード・キャンセル・ループ（１４７、１４
９、１５１、１４１）、及び、出力を有するフィードフ
ォワード増幅器における相互変調歪みをキャンセルする
ための方法であって、前記フィードフォワード増幅器の
伝送周波数帯域を掃引し（５５１、５５３、５５５、５
５７、５５８）、前記第１のフィードフォワード・キャ
ンセル・ループの出力における最強の搬送波信号を求め
るステップ（５５９）と、前記最強の搬送波信号の値を
記憶するステップ（５１５）と、所定の回数にわたって
前記掃引及び記憶ステップを繰り返すステップ（５６
１）と、伝送帯域内における前記最強の搬送波信号の記
憶値を平均化するステップと、第１の減衰器及び位相調
整手段を適合させて、前記第１のフィードフォワード・
キャンセル・ループの出力における平均最強搬送波信号
をキャンセルするステップ（５３１、５３３）と、前記
フィード・フォワード増幅器の伝送周波数帯域を掃引し
て、前記増幅器の出力における最強の相互変調歪成分を
検出するステップ（５７１、５７３、５７５、５７７、
５７８）と、前記最強の相互変調歪み成分の値を記憶す
るステップ（５７９）と、所定の回数にわたって前記掃
引および記憶するステップを繰り返すステップ（５８
１）と、伝送帯域内における前記最強の相互変調歪み成
分の記憶値を平均化するステップ（５８３）と、第２の
減衰器及び位相調整手段を適合させて、前記フィードフ
ォワード増幅器の出力における平均最強相互変調歪み成
分をキャンセルするステップ（５０９）と、を備えて成
る方法。

【００４３】[実施態様５]前記フィードフォワード増幅
器の伝送周波数帯域を掃引して、前記増幅器の出力にお
ける最強の相互変調歪みを検出するステップが、前記伝
送周波数帯域の走査時に各個別相互変調歪み成分を検出
するステップ（５７１、５７３、５７５）と、走査時に
検出された各相互変調歪み成分の値を記憶するステップ
と（５７７、５７９）と、記憶値を平均化するステップ
（５７９、５８３）と、をさらに備えて成り、前記平均
結果が、前記走査の最強の相互変調歪み成分をなすこと
を特徴とする、実施態様４に記載の方法。

【００４４】[実施態様６]前記フィードフォワード増幅
器の伝送周波数帯域を掃引し、前記第１のフィードフォ
ワード・キャンセル・ループの出力における前記最強の
搬送波信号を求めるステップが、伝送周波数帯域に生じ
る各搬送波信号を検出するステップ（５５１、５５３、
５５５）と、所定のしきい値を超える各検出搬送波信号
を記憶するステップ（５５９）と、記憶された検出搬送
波信号を平均化するステップ（５６３）と、をさらに備
えて成り、前記平均化が前記最強搬送波信号として用い
られることを特徴とする、実施態様４に記載の方法。

【００４５】[実施態様７]前記フィードフォワード増幅
器の伝送周波数帯域を掃引し、前記第１のフィードフォ
ワード・キャンセル・ループの出力における前記最強の
搬送波信号を求めるステップと、前記フィードフォワー
ド増幅器の伝送周波数帯域を掃引して、前記増幅器の出
力における前記最強の相互変調歪みを検出するステップ
が、各検出搬送波信号及び各検出相互変調歪み成分をそ
の電力レベルに比例した値に変換するステップと、前記
変換された搬送波信号及び相互変調歪み成分を合計し
て、前記搬送波信号と前記相互変調歪み成分の全電力を
求めるステップと、をさらに備え、第１の減衰器と位相
調整手段を適合させて、前記第１のフィードフォワード
・キャンセル・ループの出力における前記平均最強搬送
波信号をキャンセルするステップと、第２の減衰器と位
相調整手段を適合させて、前記フィードフォワード増幅
器の出力における前記平均最強相互変調歪み成分をキャ
ンセルするステップが、前記第１の減衰器と位相調整手
段を適合させて、前記搬送波信号の全電力をキャンセル
するステップと、前記第２の調整器と位相調整手段を適
合させて、前記相互変調歪み成分の全電力をキャンセル
するステップと、をさらに備えて成ることを特徴とす
る、実施態様４に記載の方法。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、ＩＭＤ成分の最適なキャンセルを実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なフィードフォワード増幅器（先行技
術）のブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例において用いられるフィ
ードフォワード増幅器のブロック図である。

【図３】本発明において用いられるスペクトラム・アナ
ライザの詳細なブロック図である。

【図４ａ】図２及び図３に示す適応制御回路の動作を示
すフロー・チャートである。

【図４ｂ】図２及び図３に示す適応制御回路の動作を示
すフロー・チャートである。

【図４ｃ】図２及び図３に示す適応制御回路の動作を示
すフロー・チャートである。

【符号の説明】

１００：フィードフォワード増幅器 １１０：主増幅経路 １２１：入力ポート １２３：入力ポート １２５：入力ポート １２７：コンバイナ・アセンブリ １２９：コンバイナ・アセンブリ １３１：コンバイナ １３３：指向性カップラ １３５：トランジスタ １３７：パワー・モジュール １３９：パワー・モジュール・ステージ １４５：カップラ １４７：遅延線 １４９：可変減衰器 １５１：可変移相器 １５３：減衰器 １５５：移相器 １５７：誤差増幅器 １５９：指向性カップラ １７５：ノード １８５：ノード ２０３：入力スイッチ ２０４：帯域フィルタ ２０５：ミクサ ２０６：帯域フィルタ ２０８：帯域フィルタ ２０９：第２のミクサ ２１０：帯域フィルタ ２１１：増幅器 ２１２：対数増幅器 ２１４：シリアルＩ／Ｏ ２１５：マイクロコントローラ ２１６：双方向シリアルＩ／Ｏバス ２１７：シンセサイザ ２２０：発振器 ２２１：５０分割回路

フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・バンフォード アメリカ合衆国カリフォルニア州エル・ド ラド・ヒルズ，クイーン・メリー・コート 888 (72)発明者 ウルリッチ・リップナー アメリカ合衆国カリフォルニア州エル・ド ラド・ヒルズ，メサ・ヴァーズ・ドライヴ 3614 (72)発明者 ピーター・マーティーネンコ アメリカ合衆国カリフォルニア州サクラメ ント，ライカミング・コート 2650 (72)発明者 デイヴィッド・ワレン アメリカ合衆国カリフォルニア州エル・ド ラド・ヒルズ，ロールストン・プレイス 1697

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被変調搬送波信号入力及び相互変調歪みを
   伴う増幅信号出力を有し、フィードフォワード・キャン
   セル・システムを有するフィードフォワード増幅器用の
   適応制御システムであって、 伝送周波数範囲全体を走査して、第１のフィードフォワ
   ード・キャンセル・ループの出力に生じる最強搬送波信
   号の平均と、前記増幅器の出力に生じる最大相互変調歪
   みの平均を求めるための第１の走査手段と、 前記第１の走査手段に結合されて、前記第１のキャンセ
   ル・ループの出力における最強搬送波信号の平均の大き
   さを減少させるための第１の減衰器および第１の位相調
   整手段と、 前記第１の走査手段に結合されて、前記増幅器の出力に
   おける最大相互変調歪みの平均の大きさを減少させるた
   めの第２の減衰器および第２の位相調整手段と、 を備えて成る適応制御システム。