JPH11330869A - 増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の搬送波を同時に増幅する広帯域増幅器に
おいて、増幅器の全帯域のうち、必要とされる特定の複
数の周波数帯域に対して、適正な非線形歪み補償を行う
ことにより、高効率、高品質なディジタル無線伝送を行
うことを、目的とする。 【解決手段】入力信号を分波し、そのうちの一方から歪
み成分を抽出し、抽出した歪み成分を補償すべき各帯域
に分離して、歪み補償用信号を生成し、順次歪み補償を
行う非線形歪み補償回路を有する電力増幅器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる帯域を有す
る複数の信号を同時に増幅する増幅器に関わり、特に増
幅器の線形性の補償に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は非線形性補償回路（以下、線形補
償回路）を有する増幅器の従来例を説明する図である。
図５の電力増幅器は、ディジタル変調方式のうち、QA
M，QPSK等の線形変調方式に用いられる、フィード・フ
ォワード方式（以下、Ｆ・Ｆ方式と称する）の電力増幅
器のブロック構成図で、1は入力端子、2は第１の方向性
結合器（分波器）、3は第１のベクトル調整部、24はパ
イロット信号生成部、25は加算器、、4は電力増幅部、5
は第２の方向性結合器（分波器）、9は第１の遅延器、1
0は減算器、12は減衰器、27は第３の方向性結合器（合
成器）、15は第２のベクトル調整部、18は誤差増幅器、
6は第２の遅延器、7は第４の方向性結合器（合成器）、
28は主信号制御器、29は誤差信号制御部、26は第５の方
向性結合器（合成器）、30はバンドパスフィルタ、19は
出力端子である。

【０００３】図５において、変調信号が入力端子1から
入力される。入力端子1から入力した変調信号は第１の
方向性結合器2に入力する。第１の方向性結合器2は入力
された信号を２つの経路に分波する。分波された信号の
一方は、加算器25を介して第１のべクトル調整部3を通
り電力増幅部4に入力する。また、分波された信号の他
方は第１の遅延器9を介して減算器10の被減算入力に入
力する。電力増幅部4から出力された信号は第２の方向
性結合器5に送られ、第２の方向性結合器5において２つ
の経路に分波される。分波された信号の一方は第２の遅
延器6を介して第４の方向性結合器7に送られ、また、分
波された信号の他方は減衰器（ATT）12を介して減算器1
0の減算入力に入力する。減衰器12は入力された信号成
分のレベル（振幅）を減衰し、減算器10に第１の遅延器
9を介して入力する他方の信号と信号レベル（振幅）を
合せる。第１の遅延器9は入力された信号成分の位相を
遅延し、減算器10に減衰器12を介して入力する他方の信
号の遅延量と同じ遅延を与える。

【０００４】電力増幅部4において入力された信号は、
送信に必要な所定の出力信号レベルに増幅されるが、出
力信号には、必要な主信号以外に、電力増幅部4の非線
形性によって発生した不要な歪み成分が含まれている。
減算器10は、入力した２つの信号の差を計算して、この
歪み成分を抽出する。このとき、第１のベクトル調整部
3は入力された信号の振幅と位相を調整して第１の遅延
器9の出力レベル（振幅）と位相とを、減算器10の減算
入力に入力された主信号の信号レベルと位相に合せてい
る。

【０００５】減算器10から出力されたこの歪み成分は、
第２のベクトル調整部15と誤差増幅器18を通り、次いで
第3の方向性結合器27を介して、第４の方向性結合器7に
入力する。この歪み成分は、第２の遅延器6を介して第
４の方向性結合器7に入力された信号の歪み成分と、逆
相の信号となる。第４の方向性結合器7において入力さ
れた２つの信号が合成され、歪み成分が相殺されること
によって非線形性の補償ができる。第４の方向性結合器
7の出力信号は、第５の方向性結合器26を介してバンド
パスフィルタ30に送られ、バンドパスフィルタ30で不要
成分を除去された後、出力端子19から出力される。以
後、図５の入力端子1，第１の方向性結合器2，第１のベ
クトル調整部3，電力増幅部4，第２の方向性結合器5，
第２の遅延器6，第４の方向性結合器7，出力端子19を通
る信号経路を主信号系と称する。また、主信号系以外の
構成部分を歪み補償系と称する。

【０００６】次に図５において歪み成分を除去するため
の調整方法の一例を以下に述べる。１つの方法として、
送信機等の通信機器立上げ時に、テスト信号として、例
えば周波数が近接する２波の無変調波を入力端子1から
入力し、減算器10の出力と出力端子19の信号とをモニタ
ーする。そして、これら信号をモニターしながら、第１
のベクトル調整部3及び第２のベクトル調整部15を調整
する方法がある。しかしこの方法では通信機器の動作中
（通信中）には調整ができず、実際のデータ送信開始後
の温度変動などによる特性変化には追従できない。

【０００７】そこで第２の方法として、入力端子側で伝
送帯域の近傍にパイロット信号を挿入する方法が採られ
る。以下、図５と図７を用いて説明する。図７はパイロ
ット信号挿入後の信号スペクトルを示す図である。横軸
ｆは周波数、縦軸Ｐは電力レベル、O.L.は出力信号レベ
ル、pltはパイロット信号、Dは歪み成分を示す。図５に
おいて、パイロット信号生成部24から出力されるパイロ
ット信号pltは加算器25に与えられて、第１の方向性結
合器2から入力する信号に加えられる。第３の方向性結
合器27は出力信号を分波して、分波した信号の一方を誤
差増幅器18の出力信号を第４の方向性結合器7に送ると
ともに、分波した他方の信号を主信号制御器（CONT1）2
8に送る。主信号制御器28は減算器10の出力信号をモニ
ターしながら、モニタされている信号の電力が最小とな
るように第１のベクトル調整部3を調整する。更に、第
５の方向性結合器26は第４の方向性結合器7からの出力
信号をバンドパスフィルタ30に送るとともに、出力信号
の一部を分波して誤差信号制御器（CONT2）29に与え
る。誤差信号制御器29は第５の方向性結合器26の出力信
号をモニターしながら、モニタされている信号のパイロ
ット信号電力pltが最小となるように第２のベクトル調
整部15を調整する。以上のようにして、歪み成分を通信
中に除去することができる。

【０００８】上述のように、例えば異なる複数の周波数
帯を用いて基地局（親局）から子局、及び子局から基地
局（親局）へ信号を伝送する中継局のようなところで使
用する中継増幅器のように、上り回線（子局から親局
へ）と下り回線（親局から子局へ）との信号を同時入力
して共通増幅するような場合には、互いに異なる複数の
搬送周波数帯すべてを網羅する非常に広い周波数帯域に
わたって線形補償を行う必要がある。

【０００９】しかし、例えば３次歪みに対して30dB以上
の改善量を得ようとした場合、増幅する帯域が比帯域で
5％を超えるような場合には、ベクトル調整用の移相器
の広帯域化が困難であるため、全帯域にわたって一定量
の補償を行うことができなかった。

【００１０】また電力増幅部自身の歪み特性には帯域内
偏差がある。例えば、３次歪みを30dB以上改善しようと
する場合には、主信号系の周波数特性と、歪み検出、補
償を行う歪み補償系の周波数特性との帯域内偏差は、振
幅で±0.1dB 、位相で±１度以下である必要がある。し
かし、誤差増幅器の特性まで考慮すると上り回線、下り
回線それぞれに対して、同時に最適な補償を行うことが
困難であった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、複数の
周波数帯の信号を同時に増幅する場合には、異なる複数
の搬送周波数帯すべてを網羅する、非常に広い周波数帯
域にわたって線形補償を行う必要があるが、ベクトル調
整用の移相器の広帯域化が困難であるため、全帯域にわ
たって一定量の補償を行うことができなかった。

【００１２】また電力増幅器自身の歪み特性の帯域内偏
差のため、上り回線及び下り回線のそれぞれの信号に対
して、同時に最適な補償を行うことが困難であった。

【００１３】また、上記のように上り回線及び下り回線
の伝送に使用される異なる帯域を有する複数の信号を増
幅する増幅器に限らず、異なる帯域を有する複数のアナ
ログ信号またはディジタル信号を同時に増幅する従来の
各種の増幅器においても、これら複数の信号に対してそ
の全帯域にわたり最適な補償を行うことは困難であっ
た。

【００１４】本発明の目的は、上記のような欠点を除去
した増幅器を提供することにある。

【００１５】さらに、本発明の他の目的は、複数の搬送
波帯の信号を共通増幅する増幅器において、それぞれの
搬送波に対し、最適な線形補償を行うことを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、抽出された歪み成分を補償すべき複数
の周波数帯に分離し、分離されたそれぞれの周波数帯域
毎に、歪み検出と歪み補償を行ったものである。

【００１７】また本発明の異なる周波数帯を有する複数
の入力信号を同時に増幅する増幅器は、異なる周波数帯
を有する複数の入力信号を同時に増幅する増幅部と、増
幅部から出力される異なる周波数帯の信号から、異なる
周波数帯域毎に歪成分を分離して抽出する歪抽出部と、
異なる周波数帯域毎に分離して抽出された歪成分の位相
と振幅とを、異なる周波数帯域毎に独立して調整する歪
調整部と、異なる周波数帯域毎に調整された歪成分に基
き、増幅部から出力される異なる周波数帯域を有する複
数の信号から、歪成分をキャンセルして出力するひずみ
除去部とを備え、歪調整部は異なる周波数帯域毎に分離
して抽出された歪成分の位相と振幅とを、増幅部から出
力される異なる周波数帯域を有する複数の信号に含まれ
る歪成分の位相と振幅に合せるように、異なる周波数帯
域毎に独立して調整する。

【００１８】したがって、本発明によれば、広帯域の増
幅器を用いて、複数の周波数帯域を共通増幅する場合に
おいても、周波数帯域毎に分割して歪み量を抽出し、そ
れぞれの帯域に対して最適な線形補償を行うことで、等
価的に広い比帯域における線形補償を可能とし、高効率
で伝送品質の高い通信機の実現が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。本発明は、異なる周波数帯域を有する複数の信号を
同時に増幅する全てのタイプの増幅器及び増幅方法に適
用可能である。また、増幅対象の信号は、アナログ信号
及びディジタル信号のいずれでもよく、更に、信号の伝
送方式として、有線伝送、無線伝送のいずれにも適用で
きる。

【００２０】以下の各実施例においては、一例として、
図１の従来例と上り回線及び下り回線を伝送される異な
る周波数帯域を有する複数のディジタル信号を同時に増
幅する電力増幅器であって、ディジタル変調方式として
QAM（Quadrature AmplitudeModulation）、QPSK（Quadr
ature Phase Shift Keying）等の線形変調方式を用いた
フィードフォワード方式の電力増幅器に適用した場合に
ついて説明する。また、以下の各実施例において、同一
の機能を有する構成要素には同一の符号を付しその重複
説明を省略する。

【００２１】以下、本発明の一実施例について図１を用
いて説明する。図１は本発明の一実施例を説明するブロ
ック構成図である。この図中、従来例を説明した図５と
同一の機能のものは同一の符号を付してその説明を省略
する。13-1，13-2はそれぞれバンドパスフィルタ（BP
F）、15-1，15-2はそれぞれ第２のベクトル調整部、17
は合成器である。

【００２２】入力端子1は、第１の方向性結合器（分波
器）2を介して、第１のベクトル調整部3と第１の遅延器
9とに接続される。第１のベクトル調整部3は、電力増幅
部4、第２の方向性結合器（分波器）5、第２の遅延器
6、及び第４の方向性結合器（合成器）7を介して出力端
子19に接続される。第１の遅延器9は、減算器10の被減
算入力に接続される。減算器10はバンドパスフィルタ13
-1、第２のベクトル調整部15-１を介して合成器17に接
続される。同様に減算器10はバンドパスフィルタ13-2、
第２のベクトル調整部15-2を介して合成器17に接続され
る。合成器17は、誤差増幅器18を介して第４の方向性結
合器7と接続される。また、第２の方向性結合器5は、減
衰器12を介して、減算器10の減算入力に接続される。

【００２３】以下この動作について説明する。図１にお
いて、入力端子1には、上り信号と、下り信号の２つの
搬送周波数帯の信号が同時に入力する。入力端子1から
入力したこれら複数の信号は、１つの信号として入力端
子1から出力され、第１の方向性結合器2に送られる。第
１の方向性結合器2は、電力増幅を行う主信号系と、歪
み成分の抽出を行う歪み補償系の２つの経路に、入力し
た信号を分波する。即ち、第１の方向性結合器2は、入
力された信号を分波出力し、分波出力信号の一方は第１
のベクトル調整部3を介して電力増幅部4に送られる（主
信号系）。以後、主信号系の信号処理動作は図５の従来
例と同様なので省略する。ただし、図５において、第５
の方向性結合器26とバンドパスフィルタ30を有したが本
実施例の図１にはこれらはない。

【００２４】次に第１の方向性結合器2の分波出力信号
の他方は歪み補償系の信号として、第１の遅延器9を介
して減算器10の被減算入力に送られる。この減算器10の
出力までの信号経路の動作は図５の従来例と同一なので
説明を省略するが、この減算器10から歪成分が抽出され
る。

【００２５】減算器10の出力信号は、バンドパスフィル
タ13-1と13-2に送られる。これらのフィルタの周波数特
性は、バンドパスフィルタ13-1を通った信号は上り信号
の歪成分を抽出し、またバンドパスフィルタ13-2を通っ
た信号は下り信号の歪成分を抽出するように設定されて
いる。これによって、歪み成分を、上り成分と下り信号
とに分離する。バンドパスフィルタ13-1，13-2の各特性
は、抑圧すべき信号と通過させる信号とのレベル（振
幅）がほぼ等しいため、減衰器の減衰量は10dB以上取れ
ていればよい。したがって、バンドパスフィルタ13-1，
13-2の通過帯域WD1，WD2はそれぞれ図１８に示すものと
すればよい。なお、図１８についての説明は後述する。

【００２６】上り信号と下り信号の各周波数帯域に分離
された信号はそれぞれ、第２のベクトル調整部15-1，15
-2において、後段の第４の方向性結合器7で合成される
際に、第２の遅延器6の出力に含まれる歪成分に対し
て、逆相で、かつ同一レベルとなるように調整される。
第２のベクトル調整器15-1，15-2から出力されたこの上
り信号と下り信号は合成器17に送られる。この合成器17
でこれら２つの歪成分を合成して誤差増幅器18に送る。
誤差増幅器18は入力した信号を増幅した後、第４の方向
性結合器7に送る。第４の方向性結合器7では主信号系の
信号から、歪み補償系の信号を差引くことにより、歪み
成分を差引き、出力端子19を介して出力する。

【００２７】次に本発明の第２の実施例を、図２を用い
て説明する。図２は、図１で説明した実施例に、第１の
ベクトル調整部3と第２のベクトル調整部15-1，15-2を
自動的に適応的に制御する機能を持たせた場合のブロッ
ク構成図である。図２内では、図１と同一の機能のもの
には同一の符号を付している。また、26は第５の方向性
結合器（分波器）、27は第３の方向性結合器（分波
器）、28′は主信号制御器、29′は誤差信号制御器であ
る。図２の構成は、図１とほぼ同じ構成で、以下の追加
したものである。即ち、誤差増幅器18と第４の方向性結
合器7との間の信号経路に第３の方向性結合器27が設け
られている。該誤差増幅器18から出力された信号は第３
の方向性結合器27を介して第４の方向性結合器7に送ら
れる他、出力信号の一部は第３の方向性結合器27によっ
て分波され、主信号制御器（CONT1）28′に送られる。
また更に、第４の方向性結合器7と出力端子19との間の
信号経路には第５の方向性結合器26が設けられている。
この第５の方向性結合器26は、第４の方向性結合器7の
出力信号を分波し、分波した一方の信号を出力端子19に
送る他、分波した他方の信号を誤差信号制御器29′に送
る。

【００２８】図２の実施例における歪み成分の抽出・補
償に関する動作は前述した図１の実施例と同じである。
図２では、主信号系経路を構成する第１のベクトル調整
器3や、歪み補償系経路の第２のベクトル調整器15-1，1
5-2を制御する例を説明する。

【００２９】まず、主信号系経路の第１のベクトル調整
部3を制御するために、抽出した歪み成分の一部を第３
の方向性結合器27より取出す。減算器10において、減衰
器12から入力される信号に含まれている上り信号（U.
L.）と下り信号（D.L.）のレベルと位相が、第１の遅延
器9から入力される信号と一致していれば、減算器10の
出力信号の上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）とは抑
圧され、歪み成分のみが出力される。しかし、減算器10
に入力する２つの上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）
信号のレベル振幅や位相に差がある場合には、減算器10
の出力信号の上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）は十
分抑圧されず残留してしまうことになる。従って、誤差
増幅器18の出力電力が最小となるようにベクトル調整部
3によりベクトル調整部3の出力信号のレベルと位相を調
整したならば、 減算器10の出力信号の上り信号（U.
L.）と下り信号（D.L.）が一番抑圧されていることにな
る。そこで、主信号制御部28′では、上り信号（U.L.）
と下り信号（D.L.）の両方の帯域の信号をモニタしなが
ら、即ち、誤差増幅器18の出力が示す歪成分の電力レベ
ルの情報をモニタしながら、その電力が最小となるよう
第１のベクトル調整部3を制御する。

【００３０】次に、歪み補償後の信号を出力する第４の
方向性結合器7では、第３の方向性結合器27から入力さ
れる歪み補償系経路からの信号と、第２の遅延器6から
入力される主信号系経路からの信号とから合成される。
そこで、これらの信号が互いに正確に逆位相、同レベル
（振幅）であれば、第４の方向性結合器7の出力端では
歪み成分が完全に相殺され、出力に歪み成分が含まれな
いことになる。従って、そのためには、第４の方向性結
合器7の出力側、即ち、第５の方向性結合器26から分波
された上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）の各周波数
帯域の外側（帯域外）の電力を誤差信号制御部29´で検
出して、その検出電力が最小となるように第２のベクト
ル調整部15-１，15-2を個別に制御すればよい。

【００３１】上記のような主信号系28´（CONT1）の構
成及び動作について説明する。図９は主信号制御部28´
（CONT1）の構成例を示す。図９において、131は誤差信
号（歪み成分）入力端子、132は検波器（DET）、133はA
/D（Analog-To-Digital）変換器、134はマイクロプロセ
ッサ（MPU）、135-1と135-2はD/A（Digital-To-Analo
g）変換器、136は位相制御電圧出力端子、137は振幅制
御電圧出力端子である。図９において、誤差信号（歪み
成分）入力端子131は、第３の方向性結合器２７から分
波された信号を入力する。誤差信号入力端子１３１は、
検波器132、A/D変換器133、マイクロプロセッサ134を介
して，D/A変換器135-1，135-2に接続される。D/A変換器
135-1は位相制御出力端子136に、D/A変換器135-2は振幅
制御電圧出力端子137に接続され、これら出力端子136，
137は第１のベクトル調整部3に接続される。

【００３２】以下、主信号制御部28´の動作について説
明する。入力端子131から入力された、第３の方向性結
合器27からの分波された誤差信号は、検波器132で検波
されてベースバンド信号に変換される。このベースバン
ド信号はA/D変換器133で量子化されてマイクロプロセッ
サ134に与えられる。マイクロプロセッサ134は、量子化
された信号に基き、歪み抽出に対し、第１のベクトル調
整部3の出力が最適な位相、レベルとなるように第１の
ベクトル調整部3を制御する（即ち、誤差増幅部18の出
力電力を最小とする）ための位相制御電圧値Ｖp及び振
幅制御電圧値Ｖmを演算により求め、D/A変換器135-1と1
35-2にそれぞれ与える。D/A変換器135-1と135-2からの
位相制御電圧値Ｖp及び振幅制御電圧値Ｖmはそれぞれ出
力端子136と137から第１のベクトル調整部3に与えられ
る。

【００３３】このベクトル調整部3の出力位相及び出力
レベルの最適値を求めるためのアルゴリズムとして、例
えば、摂動法、最小二乗法、最急降下法などの方法のい
ずれをも用いることができるが、ここでは一例として、
摂動法のアルゴリズムについて、その処理例を図１０、
図１１に示すフローチャートを用いて説明する。このフ
ローチャートの処理は前記マイクロプロセッサ134によ
り実行される。

【００３４】まず、増幅器の電源投入後等の立上げ時に
は、位相制御電圧値Ｖp及び振幅制御電圧値Ｖmをそれぞ
れ適当な初期値Ｖpini及びＶminiに設定する（ステップ
601）。次いで、A/D変換器133の出力に基き、そのとき
の誤差信号電力Ｐd（第３の方向性結合器27からの分波
された誤差信号の電力）を検出し内臓のメモリにストア
する（ステップ602）。次に、位相制御電圧値Ｖp（最初
は初期値Ｖpiniとする）に微少電圧ΔＶを加えてＶp＋
ΔＶ＝Ｖp´を求め（ステップ603）、更にそのときの誤
差信号電力Ｐd´を求めてメモリに格納する（ステップ6
04）。一方、位相制御電圧Ｖp（最初は初期値Ｖpiniと
する）からΔＶを引いてＶp―ΔＶ＝Ｖp´´を求め（ス
テップ605）、更に、そのときの誤差信号電力Ｖp´´を
求めてメモリに格納する（ステップ606）。

【００３５】次いで、ステップ602、604、606で記憶し
ておいた電力値Ｐd、Ｐd´、Ｐd´´よりＰd−Ｐd´＝
ΔＰd1，Ｐd−Ｐd´´＝ΔＰd2を求める（ステップ60
7）。次いで、ΔＰd1＜０かどうか、即ち、Ｖpを増やし
た場合に誤差電力が増加したかどうかを調べる（ステッ
プ608）。誤差電力が増加しない場合、即ち、ΔＰd1≧
０の場合には、Ｖp´を新たなＶpとみなしてステップ60
2に戻る（ステップ609）。一方、誤差電力が増加した場
合にはステップ610に進む。ステップ610では、ΔＰd2＜
０かどうか、即ち、Ｖpを減少した場合に誤差電力が増
加したかどうかを調べる。誤差電力が増加しない場合、
即ち、ΔＰd2≧０の場合には、Ｖp´´を新たなＶpとみ
なしてステップ602に戻る（ステップ611）。一方、誤差
電力が増加した場合にはステップ620に進む。こうし
て、ステップ610でYESと判定された場合の電圧Ｖp即
ち、位相制御電圧Ｖpを増加、減少した場合のいずれに
おいても誤差電力が増加した場合の電圧Ｖpが、第３の
方向性結合器27から分波された誤差信号の検出電力を最
小とする位相制御電圧Ｖpの最適値として求まる。

【００３６】図１１のフロ―チャートに示すように、ス
テップ620以降では、振幅制御電圧Ｖmに対しても同様の
処理を行う（ステップ620〜629）。まず、誤差信号電力
Ｐd（第３の方向性結合器27からの分波された誤差信号
の電力）を検出し内蔵のメモリに格納する（ステップ62
0）。次に、振幅制御電圧Ｖm（最初は初期値Ｖminiとす
る）に微少電圧ΔＶを加えてＶm＋ΔＶ＝Ｖm´を求め
（ステップ621）、更に、そのときの誤差信号電力Ｐd´
をメモリに格納する（ステップ622）。一方、振幅制御
電圧Ｖm（最初は初期値Ｖminiとする）からΔＶを引い
てＶm―ΔＶ＝Ｖm´´を求め（ステップ623）、更に、
そのときの誤差信号電力Ｐd´´をメモリに格納する
（ステップ624）。

【００３７】次いで、ステップ620，622，624で記憶し
ておいた電力値Ｐd，Ｐd´，Ｐd´´より、Ｐd−Ｐd´
＝ΔＰd1，Ｐd−Ｐd´´＝ΔＰd2を求める（ステップ62
5）。次いで，ステップ626では、ΔＰd1＜０かどうか、
即ち、Ｖmを増やした場合に誤差電力が増加したかどう
かを調べる。誤差電力が増加しない場合、即ち、ΔＰd1
≧０の場合には、Ｖm´を新たなＶmとみなして、ステッ
プ620に戻る（ステップ627）。一方、誤差電力が増加し
た場合には、ステップ628に進む。ステップ628では、Δ
Ｐd2＜０かどうか、即ち、Ｖmを減少した場合に誤差電
力が増加したかどうかを調べる。誤差電力が増加しない
場合、即ち、ΔＰd2≧０の場合には、Ｖm´´を新たな
Ｖmとみなして、ステップ620に戻る（ステップ629）。
一方、誤差電力が増加した場合には処理を終了する。こ
うして、ステップ628でYESと判定された場合の電圧Ｖ
m、即ち、振幅制御電圧Ｖmを増加、減少した場合のいず
れにおいても誤差電力が増加した場合の電圧Ｖmが、第
３の方向性結合器27からの分波された誤差信号の検出電
力を最小とする振幅制御電圧Ｖmの最適値として求ま
る。

【００３８】このような処理により求めた位相制御電圧
Ｖpの最適値及び新婦器制御電圧Ｖmの最適値を、それぞ
れD/A変換器135-1，135-2を介してアナログ値に変換し
て第１のベクトル調整部3に与えて、位相と振幅の制御
を行う。したがって、このように第１のベクトル調整部
3の出力の位相と振幅ともに最適制御された場合、減算
器10の出力においては主信号成分が十分抑圧され、ひず
み成分のみとなるため、第３の方向性結合器27からの分
波された誤差信号の総電力は最小となる。

【００３９】次に、誤差信号制御部29´（CONT2）の構
成及び動作について説明する。図１２は、誤差信号制御
部29´の構成例を示す。図１２の誤差信号制御部29´
は、第２のベクトル調整部15-1，15-2のそれぞれを誤差
信号制御部29´からの共通の位相制御電圧Ｖp及び共通
の振幅制御電圧Ｖmで制御する例である。140-1，140-2
はバンドパスフィルタ（BPF）、141は信号入力端子、14
2-1，142-2は検波器（DET）、143はA/D変換器、144はマ
イクロプロセッサ（MPU）、145-1，145-2はD/A変換器、
146は位相制御電圧出力端子、147は振幅制御電圧出力端
子である。

【００４０】図１２において、信号入力端子141は、第
５の方向性結合器26から分波された上り信号（U.L.）及
び下り信号（D.L.）を入力する。信号入力端子141から
の信号は、バンドパスフィルタ140-1に与えられて、第
５の方向性結合器26からの分波された信号のうち上り信
号の帯域外の信号成分（即ち、上り信号のうちの主信号
成分U.L.の帯域以外の信号成分（歪み成分））を抽出さ
れる。また、信号入力端子141からの信号は、バンドパ
スフィルタ140-2に与えられて、第５の方向性結合器26
からの分波された信号のうち下り信号の帯域外の信号成
分（即ち、下り信号のうちの主信号成分D.L.の帯域以外
の信号成分（歪み成分））を抽出される。

【００４１】バンドパスフィルタ140-1で抽出された上
り信号の帯域外の信号成分は検波器142-1で検波されて
ベースバンド信号に変換されて加算器148に入力され
る。同様に、バンドパスフィルタ140-2で抽出された下
り信号の帯域外の信号成分は検波器142-2で検波されて
ベースバンド信号に変換されて加算器148に入力され
る。加算器148の出力はA/D変換器143で量子化されマイ
クロプロセッサ144に与えられる。マイクロプロセッサ1
44は、量子化された信号に基き、第２のベクトル調整部
15-1，15-2のそれぞれの出力が最適な位相、レベルとな
るように第２のベクトル調整部15-1，15-2用の位相制御
電圧Ｖp及び振幅制御電圧Ｖmの適正値を設定して、位相
制御電圧Ｖpの適正値をD/A変換器145-1から出力端子146
を介して、第２のベクトル調整部15-1，15-2それぞれに
与えると共に、振幅制御電圧Ｖmの適正値をD/A変換器14
5-2から出力端子147を介して、第２のベクトル調整部15
-1，15-2それぞれに与える。即ち、第４の方向性結合器
7においては、歪みを有する主信号と、抽出された歪み
成分とが適正な位相、振幅で合成されないと、歪み補償
の動作が不完全となり、第４の方向性結合器7の出力に
は、歪み成分が十分抑圧されないまま信号が出力され
る。そこで、第２のベクトル調整部15-1，15-2のそれぞ
れの出力が最適な位相、レベルとなるように制御して、
第４の方向性結合器7の出力には、歪み成分が十分抑圧
された信号が出力されるようにして歪み補償の動作を完
全なものとする。

【００４２】ここで、バンドパスフィルタ140-1，140-2
の特性について説明する。図１８は、本実施例における
伝送信号、歪み成分、及びバンドパスフィルタで抽出さ
れる信号の各々の周波数の関係を示す図である。バンド
パスフィルタ140-1，140-2の特性は、実際の伝送信号U.
L.，D.L.の伝送帯域外に生じる歪み成分を抜出すような
帯域とする。ここで、上り伝送信号U.L.の中心周波数を
fc1、上り伝送信号の帯域幅をfa、バンドパスフィルタ1
40-1の帯域をf_fil1とすると、各々の周波数関係は次の
ようになる。

【００４３】

【数１】

【００４４】あるいは、

【００４５】

【数２】

【００４６】同様に、下り伝送信号Ｄ．Ｌ．の中心周波
数をfc2、上り伝送信号の帯域幅をfb、バンドパスフィ
ルタ140-2の帯域をf_fil2とすると、各々の周波数関係は
次のようになる。

【００４７】

【数３】

【００４８】あるいは、

【００４９】

【数４】

【００５０】このバンドパスフィルタ１４０−１，140-
2で抜出した歪み信号を、検波し、電力を算出してその
値を基に第２のベクトル調整部15-1，15-2を調整する。
第２のベクトル調整部15-1，15-2が最適点に設定されれ
ば、当然歪み電力の抑圧量が最大となり、第５の方向性
結合器26及びバンドパスフィルタ140-1，140-2で抜出さ
れる歪み電力を最小とすることができる。また、バンド
パスフィルタの帯域幅は、上の式で示した帯域全体を必
ずしも通過させる必要はなく、必要に応じ、上式で示す
帯域のうちの一部を抜出してもよい。

【００５１】このような構成においては、フィードフォ
ワードの制御が適正になされているほど、バンドパスフ
ィルタ140-1，140-2で抜出した信号のレベルは小さくな
るので、マイクロプロセッサ144における演算アルゴリ
ズムは、図１０，図１１のフローチャートと同じアルゴ
リズムを用いることができる。

【００５２】なお、第５の方向性結合器26からの上り下
り伝送信号の一方から抜出した信号に基き、第２のベク
トル調整部15-1，15-2を制御してよく、その場合には上
り伝送信号用のバンドパスフィルタ140-1と検波器142-1
の組合せ、または、下り伝送信号用のバンドパスフィル
タ140-2と検波器142-2の組合せの一方を削除してもよ
い。

【００５３】次に、誤差信号制御部29′（CONT2）の他
の構成例及びその動作について説明する。図１３は、誤
差信号制御部29′（CONT2）の他の構成例を示す図であ
る。143-1，143-2はA/D変換器、144-1，144-2はマイク
ロプロセッサ（MPU）、145-11，145-12，145-21，145-2
2はD/A変換器、146-1，146-2は位相制御電圧出力端子、
147-1，147-2は振幅制御電圧出力端子である。図１３の
誤差信号制御部29′は、第２のベクトル調整部15-1，15
-2を誤差信号制御部29′からのそれぞれの別個の位相制
御電圧Ｖp及び別個の振幅制御電圧Ｖmで制御する例であ
る。この場合には、図１２における加算器148は削除さ
れ、図１２のA/D変換器143、マイクロプロセッサ144、D
/A変換器145-1，145-2がそれぞれ上り及び下り伝送信号
毎に別個に設けられる。即ち、上り伝送信号用にA/D変
換器143-1、マイクロプロセッサ144-1、D/A変換器145-
1，145-2が設けられ、下り伝送信号用にA/D変換器143-
2、マイクロプロセッサ144-2、D/A変換器145-3，145-4
が設けられる。D/A変換器145-1，145-2からの位相制御
電圧Ｖp及び振幅制御電圧Ｖmは、それぞれ出力端子146-
1，147-1を介してベクトル調整部15-1に与えられる。ま
た、D/A変換器145-3，145-4からの位相制御電圧Ｖp及び
振幅制御電圧Ｖmは、それぞれ出力端子146-2，147-2を
介してベクトル調整部15-2に与えられる。

【００５４】マイクロプロセッサ144-1，144-2のそれぞ
れにおける演算アルゴリズムは、図１０及び図１１のフ
ローチャートと同じアルゴリズムを用いる子他が出き
る。また、マイクロプロセッサ144-1，144-2を１つのマ
イクロプロセッサで構成し、時分割処理動作させて用い
るようにしてもよい。

【００５５】また、図２の実施例において、これら第１
と第２の各ベクトル調整部3及び15-1，15-2を制御する
方法として、従来例で述べたパイロット信号を用いるこ
とも可能である。以下、パイロット信号を用いて制御を
行う、第３の実施例について図８と図６を用いて説明す
る。上記実施例と同様に、周囲の環境変化や経年変化に
対して電力増幅器を安定に動作させるために、主信号系
経路を構成する第１のベクトル調整部3や、歪み補償系
経路の第２のベクトル調整部15-1，15-2を通信中に制御
する例を説明する。

【００５６】図８は、図２で説明した実施例に、パイロ
ットの信号を挿入する機能を付加した場合のブロック構
成図の一例である。図８では、図２と同様の機能のもの
には同一の符号を付している。また、24′はパイロット
信号生成部、25は加算器である。図８の構成は、図２と
ほぼ同じ構成で、以下の追加があるものである。即ち、
第１の方向性結合器2と第１のベクトル調整部3との間の
信号経路に加算器25を設け、入力端子1に入力した信号
は、第１の方向性結合器2、加算器25を介して第１のベ
クトル調整部3に送られる。また、パイロット信号生成
部24′が設けられ、加算器25に接続している。

【００５７】図８の電力増幅器の動作は、図２とほぼ同
一であるので、主信号系及び歪み補償系の詳しい説明は
省略する。図６は、本発明における主信号と歪み成分に
ついて、パイロット信号挿入後の信号スペクトルの一例
を示す図である。横軸ｆは周波数、縦軸Ｐは電力レベ
ル、U.L.は上り信号の出力レベル、D.L.は下り信号の出
力レベル、plt1は上り信号近傍のパイロット信号、 plt
2は下り信号近傍のパイロット信号、D1は上り信号の歪
み成分、D2は下り信号の歪み成分を示す。

【００５８】図８において、パイロット信号発生部24′
は上り信号（U.L.）の周波数近傍に単一周波のパイロッ
ト信号plt1を生成し、また下り信号（D.L.）の周波数近
傍に単一周波のパイロット信号plt2を生成し、この２つ
のパイロット信号plt1，plt2を加算器25に入力する。加
算器25は、第１の方向性結合器2から入力する信号にこ
れらのパイロット信号を加える。このときのスペクトル
の状態が図６である。これらのパイロット信号plt1，pl
t2は、電力増幅部4の前段側に挿入されるため、図８の
信号系では、歪み信号の一部として現われる。したがっ
て、主信号制御部28′ではこのパイロット信号plt1，pl
t2のみに着目し、その信号レベルが最小となるように第
１のベクトル調整部3を制御する。また、第２のベクト
ル調整部15-1，15-2についても、第５の方向性結合器26
から分波した信号を誤差信号制御部29′で検出し、検出
される信号に含まれるパイロット信号plt1，plt2のレベ
ルが最小となるように第２のベクトル調整部15-1，15-2
を制御する。

【００５９】本実施例においては、主信号制御部28´
（CONT1）の構成及び動作は図９のものと同一でよい。
また、誤差信号制御部29´（CONT2）の構成及び動作に
ついては図１２または図１３のものと同一でよい。この
場合、バンドパスフィルタ140-1，140-2はそれぞれパイ
ロット信号plt1，plt2を抽出するように構成する。

【００６０】以上の結果、実際に出力端子19から送出す
る信号には、パイロット信号は不要であるので第５の方
向性結合器26と出力端子19との間にバンドパスフィルタ
30を設けて、パイロット信号plt1，plt2を除去した上で
出力端子19から出力する。

【００６１】次に本発明の第４の実施例について図３を
用いて説明する。前述した図１の実施例と同一の機能の
ものには同一の符号を付してある。その他22-1，22-2，
14-1，14-2はバンドパスフィルタ（BPF）、10-1，10-2
は減算器である。図３の構成は、ほぼ図１と同じである
が、第１の遅延器9の出力はまず２つのバンドパスフィ
ルタ22-1と22-2とに入力する。まず、バンドパスフィル
タ22-1は減算器10-1，バンドパスフィルタ14-1を介し
て、第２のベクトル調整部15-1に接続する。同様にバン
ドパスフィルタ22-2は減算器10-2，バンドパスフィルタ
14-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に接続する。
また、減衰器12の出力は２つの減算器10-1と10-2とにそ
れぞれ入力する。その他の接続は図１と全く同じであ
る。

【００６２】以下、図３の動作について説明する。

【００６３】入力端子1には、上り信号と、下り信号の
２つの搬送周波数帯の信号が同時に入力する。入力端子
1から入力したこれら複数の信号は、１つの信号として
入力端子1から出力され、第１の方向性結合器2に送られ
る。第１の方向性結合器2は入力された信号を２つの信
号に分波出力する。この分波した出力信号の一方は、主
信号系であり、第１のベクトル調整部3を介して電力増
幅部4に送られる。以後主信号系の信号動作は図１の実
施例と同一なので省略する。

【００６４】次に分波した出力信号の他方は、歪み補償
系に与えられる。第１の遅延器9は入力した信号に、主
信号系経路の構成要素3〜5，12で生じる遅延量と同じ遅
延を与え、バンドパスフィルタ22-1とバンドパスフィル
タ22-2との両方に送る。次にバンドパスフィルタ22-1
は、図１８に示す通過帯域Ｗ_ULを有して上り信号帯域
（U.L.）を抜出し、この抜出した信号を減算器10-1の被
減算入力に送る。同様にバンドパスフィルタ22-2は、図
１８に示す通過帯域Ｗ_DLを有して下り信号帯域（D.L.）
を抜出し、この抜出した信号を減算器10-2の被減算入力
に送る。

【００６５】次に、減衰器12の出力信号は、減算器10-
1，10-2の両方の減算入力に送られ、減算器10-1，10-2
はそれぞれ、入力した減算値と被減算値とで演算を行
う。減算器10-1の出力信号は、図１８の通過帯域Ｗ_D1を
有するバンドパスフィルタ14-1を介して、第２のベクト
ル調整部15-１に送られる。また、減算器10-2の出力信
号は、図１８の通過帯域Ｗ_D2を有するバンドパスフィル
タ14-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に送られ
る。

【００６６】このときの信号の状態を、信号スペクトル
の一例を示す図１８を用いて説明する。減算器10-1，10
-2に対して減衰器12より入力される信号は、上り信号U.
L.と下り信号D.L.と、両者の歪み成分であるD1，D2とが
入力される。一方で、バンドパスフィルタ22-1の出力は
上り信号U.L.のみであるため、減算器10-1の減算出力と
しては、下り信号D.L.と両者の歪み成分D2，D1とが出力
されることになる。同様に、減算器10-2では、上り信号
U.Lと両者の歪み成分D1，D2とが出力される。これらの
信号からバンドパスフィルタ14-1で、下り信号の歪み成
分D1のみを取り出し、またバンドパスフィルタ14-2で
は、上り成分の歪み成分D2のみを取り出す。このとき、
バンドパスフィルタ14-1，14-2の特性として、それぞれ
の減衰域にある主信号成分、即ち、バンドパスフィルタ
14-1における下り信号D.L.、バンドパスフィルタ14-2に
おける上り信号U.L.を、通過域を抜けてくる歪み成分D2
またはD1に対して、十分低いレベルまで減衰させる必要
がある。例えば、上り信号U.L.と下り信号D.L.のレベル
差が１０dB（U.L. < D.L.）であり、各々の帯域で発生
している歪み成分のレベルが、それぞれ３０dBcであっ
たとする。このとき、バンドパスフィルタ14-1を通過し
てくる歪み成分D1に対して、下り信号D.L.を１０dB低い
レベルに抑えるためには、下り信号帯域での減衰量とし
て、５０dB以上あればよい。またバンドパスフィルタ14
-2については、同様の考え方から、上り信号帯域におけ
る減衰量は３０dB以上あればよいことになる。

【００６７】第２のベクトル調整部15-1，15-2は、バン
ドパスフィルタ14-1，14-2の出力が第４の方向性結合器
7において、第２の遅延器6から入力される信号に含まれ
る上り／下り各帯域の歪み成分に対し、それぞれ逆相
で、かつ同レベルとなるように調整される。調整後の歪
み成分を合成器17で合成し、誤差増幅器18にて増幅した
後、第４の方向性結合器7で、合成と歪み成分の相殺を
行い、出力端子19から出力する。ここで、第２の遅延器
6は誤差増幅器18で生じる遅延を吸収するためのもので
ある。

【００６８】次に、図４に示す本発明の第５の実施例に
ついて説明する。図４は、図３と同一の機能のものには
同一の符号を付している。また、8は分配器（H）、20-1
と20-2はバンドパスフィルタ（BPF）である。図４の構
成は、ほぼ図３と同じであるが、第１の遅延器9の出力
は分配器8を介して減算器10-1と10-2とに入力する。ま
た、減衰器12の出力は２つのバンドパスフィルタ20-1と
20-2に入力し、バンドパスフィルタ20-1は減算器10-1，
バンドパスフィルタ14-1を介して、第２のベクトル調整
部15-1に接続する。同様にバンドパスフィルタ20-2は減
算器10-2，バンドパスフィルタ14-2を介して、第２のベ
クトル調整部15-2に接続する。その他の接続は図３の実
施例と全く同じである。

【００６９】以下、図４の動作について説明する。前述
した第４の実施例と同様に、入力端子1には、上り信号
と、下り信号の２つの搬送周波数帯の信号が同時に入力
する。入力端子1から入力したこれら複数の信号は、１
つの信号として入力端子1から出力され、第１の方向性
結合器2に送られる。第１の方向性結合器2は入力された
信号を分波出力し、分波出力信号の一方は、主信号系
に、即ち、第１のベクトル調整部3を介して電力増幅部4
に送られる。以後主信号系の信号動作は図１の実施例と
同一なので省略する。

【００７０】次に分波出力信号の他方は、歪み補償系に
与えられる。即ち、第１の遅延器9は入力した信号に、
主信号系経路のベクトル調整部3、電力増幅部4で生じる
遅延量を吸収するように遅延を与える。遅延器9の出力
は、分配器8により同レベルの２信号に分配され、これ
ら２つの信号は減算器10-1と減算器10-2のそれぞれの被
減算入力に与えられる。

【００７１】一方、電力増幅部4に入力された信号は、
電力増幅部4の特性により歪みが発生する。電力増幅部4
の出力電力のうち一部を、方向性結合器5で取り出し、
減衰器12を介して、バンドパスフィルタ20-1と20-2の両
方に送られる。減衰器12に入力された信号は減衰器12で
レベル調整された後、バンドパスフィルタ20-1，20-2を
通すことで、上り信号の帯域と、下り信号の帯域とに分
離され、減算器10-1，10-2に入力される。バンドパスフ
ィルタ20-1は通過帯域Ｗ_D1を有しており、上り信号帯域
（U.L.，D1）を抜出し、抜出した信号を減算器10-1の減
算入力に送る。同様にバンドパスフィルタ20-2は通過帯
域Ｗ_D2を有しており、下り信号帯域（D.L.，D2）を抜出
し、抜出した信号を減算器10-2の減算入力に送る。減算
器10-1と10-2では入力した減算値と被減算値とで演算を
行う。減算器10-1の出力信号は、バンドパスフィルタ14
-1を介して、第２のベクトル調整部15-１に送られる。
また、減算器10-2の出力信号は、バンドパスフィルタ14
-2を介して、第２のベクトル調整部15-2に送られる。以
後の動作は図３と同様なので省略する。

【００７２】ここで、減算器10-1，10-2における信号の
様子を、前述の実施例と同様、図１８を用いて説明す
る。分配器8の出力は、無歪みの入力信号、すなわち上
り信号U.L.と、下り信号D.L.とからなる。バンドパスフ
ィルタ20-1の出力は、歪みを持った上り信号、すなわち
U.L.とD1からなり、バンドパスフィルタ20-2の出力は歪
みを持った下り信号でありD.L.とD2からなる。減算器10
-1では、（U.L.+ D1）−（U.L. + D.L.）となるため、
その出力には上り信号帯域の歪み成分D1と、下り信号
（逆位相）が含まれる。同様に、減算器10-2の出力に
は、下り信号帯域の歪み成分D2と上り信号（逆位相）が
現れることになる。

【００７３】減算器10-1，10-2がこれらの信号をそれぞ
れ通過帯域Ｗ_D1のバンドパスフィルタ14-1、及び通過帯
域Ｗ_D2のバンドパスフィルタ14-2を通して、それぞれの
帯域の歪み成分D1，D2を抽出する。バンドパスフィルタ
14-1，14-2により分離された上り／下りそれぞれの帯域
の歪み成分は、ベクトル調整部15-1，15-2において、誤
差増幅器18の出力と第２の遅延器6の出力に含まれる歪
み成分と逆相、かつ同レベルで、第４の方向性結合器7
において合成されるように調整される。第２のベクトル
調整部15-1，15-2からの歪み成分は合成器17で合成さ
れ、誤差増幅器18で増幅され、さらに第４の方向性結合
器7で第２の遅延器6の出力と合成され、歪み成分を相殺
される。したがって、出力端子19からは信号成分U.L.，
D.L.のみが出力される。

【００７４】また、これら図３、図４に示した各実施例
についても図１、図２に示した実施例と同様に主信号制
御部28´及び誤差信号制御部29´等を設けて、適応的に
各ベクトル調整部3，15-1，15-2を制御することで、温
度等の周囲環境の変化や、経年変化に追従することが可
能となる。

【００７５】図１４は本発明の第６の実施例を説明する
ブロック構成図である。上記各実施例と同一の機能のも
のは同一の符号を付してある。その他、9-1は第１の遅
延器、9-2は第２の遅延器、9-3は第３の遅延器、11は第
１の減衰器（ATT）、18-1，18-2は誤差増幅器、21は第
２の減衰器（ATT）、31は第６の方向性結合器（分波
器）、32は第７の方向性結合器（合成器）である。

【００７６】入力端子1は、第１の方向性結合器2を介し
て、第１のベクトル調整部3と第１の遅延器9-1及び第２
の遅延器9-2とに接続される。第１のベクトル調整部3
は、電力増幅部4、第２の方向性結合器5、第２の遅延器
6、及び第４の方向性結合器7を介して出力端子19に接続
される。第１の遅延器9-1は、減算器10-1の被減算入力
に接続される。減算器10-1はバンドパスフィルタ13-1、
第２のベクトル調整器15-１、誤差増幅器18-1を介して
第４の方向性結合器7に接続される。同様に第２の遅延
器9-2は、減算器10-2の被減算入力に接続される。減算
器10-2はバンドパスフィルタ13-2、第２のベクトル調整
部15-2、誤差増幅器18-2を介して第７の方向性結合器32
と接続される。また、第２の方向性結合器5は、第１の
減衰器11を介して、減算器10-1の減算入力に接続され、
第６の方向性結合器３１は、第２の減衰器21を介し
て、、減算器10-2の減算入力に接続される。

【００７７】以下本実施例の動作について説明する。図
１４において、第１の方向性結合器2は入力された信号
を分波出力し、分波出力信号の一方は第１のベクトル調
整部3を介して電力増幅部4に送られる（主信号系）。電
力増幅部4から出力された信号は第２の方向性結合器5に
送られ、この第２の方向性結合器5において２経路に分
波される。分波された信号の一方は第２の遅延器6を介
して第４の方向性結合器7に送られる。また、第２の方
向性結合器5で分波された信号の他方（U.L.，D.L.，D
1，D2）は第１の減衰器11を介して減算器10-１の減算入
力に入力する。

【００７８】次に第１の方向性結合器2の分波出力信号
の他方は歪み補償系の信号として、第１の遅延器9-１及
び第２の遅延器9-2の各被減算入力に送られる。第１の
遅延器9-１は入力された信号成分の位相を遅延するもの
で、減算器10-1の減算入力側に入力してくる主信号系の
信号成分（U.L.，D.L.）の遅延量と同じ遅延を与える。
第１の減衰器11は入力された信号成分のレベルを減衰
し、減算器10-1に第１の遅延器9-1を介して入力する他
方の信号と信号レベルを合せる。

【００７９】電力増幅部4において入力された信号は送
信に必要な所定の出力信号レベルに増幅されるが、出力
信号には、必要な主信号（U.L.，D.L.）以外に、電力増
幅部4の非線形性によって発生した不要な歪み成分（D
1，D2）が含まれている。減算器10-1は、入力した２つ
の信号の差を計算して、この歪み成分（D1，D2）を抽出
する。このとき、第１のベクトル調整部3は、入力され
た信号の振幅と位相を調整して、第１の遅延器9-1の出
力レベルと位相とを、減算器10-1の減算入力に入力され
た主信号のレベルと位相に合せている。

【００８０】減算器10-1から出力されたこの歪み成分
（D1，D2）は、上り信号成分を分離・抽出するための通
過帯域WD1を有するバンドパスフィルタ13-1と第２のベ
クトル調整部15-1更に誤差増幅器18-1を介して、第4の
方向性結合器7に入力する。第４の方向性結合器7に入力
した信号は、バンドパスフィルタ13-1を通ることによ
り、上り信号だけの歪み成分D1となる。この抽出された
上り信号歪み成分D1は、第２の遅延器6を介して第4の方
向性結合器7に入力された信号の歪み成分と、逆相の信
号となる。第4の方向性結合器7において入力されたこれ
ら２つの信号が合成され、上り信号の歪み成分が相殺さ
れることによって上り信号の非線形性の補償ができる。

【００８１】減衰器13-1の出力には元々の入力信号であ
る上り信号（U.L.）と下り信号（D.L.）の他に、電力増
幅器4で生じた上り信号歪み成分（D1）と下り信号歪み
成分（D2）が含まれる。一方、第１の遅延器9-1から入
力する信号は、上り信号と下り信号のみである。この２
つの入力信号の位相とレベルが一致するように第１のベ
クトル調整部3で調整がなされているため、減算器10-1
の出力は上り信号帯域の歪み成分D1と下り信号帯域の歪
み成分D2のみが出力されることになる。減算器10-1で抽
出された２つの歪み成分D1，D2は、バンドパスフィルタ
13-1に送られ、このバンドパスフィルタ13-1で上り信号
の歪み成分D1だけを分離・抽出され、第２のベクトル調
整部15-1を介して誤差増幅器18-1に送られる。このよう
に分離・抽出された上り信号の歪み成分D1は誤差増幅器
18-1で増幅された後、第４の方向性結合器7に送られ
る。第４の方向性結合器7では、別に入力される主信号
系の信号（U.L.+D.L.+D1+D2）と、この上り信号の歪み
成分D1を合成して上り信号の歪み成分を相殺し、得られ
た信号（U.L.+D.L.+D2）を第６の方向性結合器31に送
る。ここで第２のベクトル調整部15-1は、第４の方向性
結合器7で信号が合成される際、主信号系の歪み成分に
対して誤差増幅器18-1からの歪み成分が逆位相，かつ同
レベルとなるように第２のベクトル調整部15-1の出力の
位相とレベルを調整する。第２の遅延器6は、バンドパ
スフィルタ13-1から誤差増幅器18-1までの間で生じる遅
延を吸収するために挿入される。ここでバンドパスフィ
ルタ13-1は、ローパスフィルタ、あるいは、下り回線側
の成分を除去するノッチフィルタ等で構成することも可
能である。以上述べた動作により、第４の方向性結合器
7の出力には上り信号と下り信号及び下り信号の歪み成
分とが残ることとなる。この第４の方向性結合器7の出
力信号は第６の方向性結合器31に送られ、２つに分波さ
れる。分波された信号の一方は第３の遅延器9-3、第７
の方向性結合器32を介して出力端子19に送られ出力され
る。また第６の方向性結合器31において分波された信号
の他方は、第２の減衰器21を介して減算器10-2の減算入
力となる。

【００８２】一方、第１の方向性結合器2で分岐した無
歪みの信号で第１の遅延器9-2に入力した信号は、第１
の遅延器9-2により、主信号系の第１のベクトル調整部3
から第４の方向性結合器7までの間で生じた遅延量と同
じ遅延を与えられ、減算器10-2の被減算入力に入力す
る。減算器10-2は、被減算入力信号（U.L.，D.L.）と、
第２の減衰器21からの信号（U.L.，D.L.，D2）との差を
とる。減算器10-2の出力は通過帯域WD2のバンドパスフ
ィルタ13-2に送られ、バンドパスフィルタ13-2は送られ
た信号から下り信号の歪み成分D2だけを分離・抽出す
る。ただし、前段側の処理において上り信号の歪み成分
が十分抑圧されていればバンドパスフィルタ13-2は省略
することができる。また、バンドパスフィルタ13-2は、
ハイパスフィルタ、あるいは、上り信号側の成分を除去
するノッチフィルタ等で構成することも可能である。

【００８３】こうして抽出した下り信号の歪み成分D2は
誤差増幅器18-2に送られ、誤差増幅器18-2で増幅され、
第７の方向性結合器32に送られる。ここで、第２のベク
トル調整部15-2は、第７の方向性結合器32で第３の遅延
器9-3から入力される主信号系の歪み成分に対して，誤
差増幅器18-2からの歪み成分が逆位相、かつ同レベルと
なるように、第２のベクトル調整部15-2の出力の位相と
レベルを調整する。第７の方向性結合器32は、誤差増幅
器18-2から送られてきた信号D2と、第３の遅延器9-3か
ら入力される主信号系の信号と（U.L.，D.L.，D2）を合
成し、下り信号の歪み成分を相殺して信号成分（U.L.，
D.L.）のみを出力端子19に送る。第３の遅延器9-3はバ
ンドパスフィルタ13-2から誤差増幅器18-2までの間で生
じる遅延を吸収するために挿入されている。

【００８４】次に本発明の第７の実施例を、図１５を用
いて説明する。図１５は、図１４で説明した第６の実施
例について、第２の実施例等のように、適応的に制御す
る機能を持たせた場合のブロック構成図である。図１５
において、24´はパイロット信号生成部、25は加算器、
26は第５の方向性結合器、27-1，27-2は第３の方向性結
合器、28′は主信号制御器、29′は誤差信号制御器であ
る。図１５の構成は、図１４とほぼ同じ構成で、以下の
追加があるものである。即ち、パイロット信号生成部24
´と加算器25が付加されており、加算器25が第１の方向
性結合器２と第１のベクトル調整部3との間に設けら
れ、加算器25にパイロット生成部24´の出力が接続され
ている。誤差増幅器18-1と第４の方向性結合器7との間
の信号経路に第３の方向性結合器27-1が設けられてい
る。また、誤差増幅器18-2と第７の方向性結合器32との
間の信号経路に第３の方向性結合器27-2が設けられてい
る。第３の方向性結合器27-1から分波された信号は、主
信号制御器28′に与えられる。また、第３の方向性結合
器27-2から分波された信号も、主信号制御器28′に与え
られる。主信号制御器28′の出力は第１のベクトル調整
部3への制御信号となる。更に、第７の方向性結合器32
と出力端子19との信号経路間には、第５の方向性結合器
26とバンドパスフィルタ30が設けられている。第５の方
向性結合器26から分波された信号は誤差信号制御器29′
に与えられ、該誤差信号制御器29′の出力は第２のベク
トル調整部15-1，15-2への制御信号となる。

【００８５】誤差増幅器18-1から出力された信号は第３
の方向性結合器27-1を介して第４の方向性結合器7に送
られる他、出力信号の一部は第３の方向性結合器27-1に
よって分波され、主信号制御器28′に送られる。またさ
らに、第４の方向性結合器7と出力端子19との間の信号
経路には第５の方向性結合器26とバンドパスフィルタ30
が設けられている。第５の方向性結合器26は、第７の方
向性結合器32の出力信号を該バンドパスフィルタ30に送
る他、出力信号の一部を分波し誤差制御器29′に送る。
バンドパスフィルタ30は、第５の方向性結合器26から入
力された信号の不要周波数成分PLT1，PLT2を除去して出
力端子19を介して出力する。

【００８６】図１５の歪み成分の抽出・補償に関する動
作は前述した第７の実施例（図１４）と同じである。し
かし、前述の第７の実施例では実際の通信中に適応的に
ベクトル調整を行う機能を有しないため、温度等の周囲
環境の変化や、経年による特性変化に対して追従できな
い。周囲の環境変化や経年変化に対して電力増幅器を安
定に動作させるためには、主信号系経路を構成する第１
のベクトル調整器3や、歪み補償系経路の第２のベクト
ル調整器15-1，15-2を通信中に制御する必要がある。図
１５の実施例は以下に述べるように通信中に制御するこ
とができる。

【００８７】以下図１５の動作について、図６を参考に
しながら説明する。図６は主信号と歪み成分について、
パイロット信号挿入後の信号スペクトルの一例を示す図
である。歪み成分の抽出・補償に関する動作は前述した
第６の実施例と同じであるので、省略する。

【００８８】前述したように、第１のベクトル調整部3
が最適に調整されているとすれば、減算器10-1の出力に
は、電力増幅部4を含む経路で生じる上り信号の歪み成
分D１のみが出力されるが、減算器10-1に入力される２
つの信号の位相、あるいはレベルに差があるときには、
減算器10-1の出力は、主信号である上り信号U.L.と下り
信号D.L.とが抑圧されきれず残ってしまう。従って減算
器10-1の出力以降の歪み補償系の電力をモニタすること
によって、第１のベクトル調整部3を制御することが可
能となる。そこで、本実施例においては誤差増幅器18-1
の出力である上り信号の歪み成分D1を第３の方向性結合
器27-1で取出し、さらに誤差増幅器18-2の出力である下
り信号の歪み成分D2を第３の方向性結合器27-2で取出
し、これらの２つの信号を主信号制御部28′に入力す
る。主信号制御部28′では入力されたこれら２つの信号
の合計が最小となるように、第１のベクトル調整部3の
制御を行う。したがって、主信号制御部28´は、図９の
構成において、入力端子131が第３の方向性結合器27-
1，27-2からの信号を、加算器（図示しない）を介して
入力するように構成される。

【００８９】図１５において、第１のベクトル調整部3
と電力増幅部4以外の構成要素が、歪み補償を行う帯域
において十分広帯域であり、無歪みであれば、第１の減
衰器11の出力のみで制御を行うことも可能である。ま
た、第２のベクトル調整部15-1，15-2の調整が最適にな
されていれば第４の方向性結合器7、あるいは第７の方
向性結合器32で歪み成分が相殺されるため、上り／下り
それぞれの帯域における帯域外電力をモニタしておき、
その電力が最小となるように誤差信号制御部29′で第２
のベクトル調整部15-1，15-2を制御する。誤差信号制御
部29´の構成は図２で述べた実施例と同様でよい。

【００９０】また、各ベクトル調整部を適応的に制御す
る方法として、図８の実施例と同様にパイロット信号を
用いることも可能である。以下、パイロット信号を用い
た制御の方法について図１５と図６を用いて説明する。

【００９１】第１の方向性結合器2から与えられた信号
に対して、パイロット信号生成部24′で発生したパイロ
ット信号plt1，plt2を加算器25にて加算する。パイロッ
ト信号plt1，plt2は、第１の方向性結合器2で分波され
た後の信号に挿入されるため、挿入された信号は、歪み
信号の１部と考えられる。従って、第１のベクトル調整
部3の調整が最適であれば減算器10-1，10-2の出力にお
いては主信号が抑圧されるため、主信号制御部28′で
は、帯域内の全信号レベルをモニタして調整を行う。一
方、出力端側の誤差信号制御部29′では、パイロット信
号plt1，plt2のレベルが最小となった時をベクトル調整
の最適点とみなして、第２のベクトル調整部15-1，15-2
の制御を行う。その後、バンドパスフィルタ30でパイロ
ット信号plt1，plt2のみを除去して送信を行う。

【００９２】次に本発明の第８の実施例を図１６に示
す。図１６は、本発明の第８の実施例を説明するブロッ
ク構成図である。図１６の構成は、図１４の実施例とほ
ぼ同じ構成で、以下の変更があるものである。即ち、第
１のベクトル調整部3が削除されて第１の方向性結合器2
と電力増幅部4が直結され、代りに、第１のベクトル調
整部3-1と第３のベクトル調整部3-2が追加された。第１
のベクトル調整部3-1は第１の減衰器11と減算器10-1と
の間に挿入され、第３のベクトル調整部3-2は第２の減
衰器21と減算器10-2との間に挿入されている。

【００９３】図１６で示したブロック構成図は、図１４
の構成に対して、第１のベクトル調整部の位置を電力増
幅部3の前段から、第１の減衰器11及び第２の減衰器21
の後段に変更したものであり、このように各ベクトル調
整部は信号経路上のどこにあってもよいことは自明であ
る。

【００９４】また、これら図１４、図１６に示した各実
施例についても、図１５、図２等に示した実施例と同様
に主信号制御部28´及び誤差信号制御部29´等を設けて
適応的に各ベクトル調整部3，15-1，15-2を制御するこ
とで，温度等の周囲環境の変化や，経年変化に追従する
ことが可能となる。

【００９５】以上、本発明による増幅器としては、異な
る周波数帯域を有する２つの信号を同時に増幅する実施
例について説明したが、本発明は異なる周波数帯域を有
する３つ以上の信号を同時に増幅するものにも適用可能
である。例えば、図８の実施例において異なる周波数帯
域を有する３つの信号（第１、第２、第３の信号）を同
時に増幅するように構成した変形例を図１７に示す。こ
の実施例においては、更に第３の信号の通過帯域を有す
るバンドパスフィルタ13-3及び、第３の信号の位相及び
レベル調整用の第２のベクトル調整部15-3を設け、第２
のベクトル調整部15-1，15-2，15-3を合成器17´で合成
し誤差増幅器18を介して第３の方向性結合器27に送り、
第２のベクトル調整部15-3の出力位相及びレベルを、第
３の方向性結合器27から分波した信号により動作する誤
差信号制御部29´の出力により制御するようにしたもの
である。また、パイロット信号発生部24´´はパイロッ
ト信号plt1，plt2に加えて、第３の信号の周波数近傍に
パイロット信号plt3を発生する。

【００９６】以上述べたように、本発明はフィード・フ
ォワード方式の電力増幅器によって説明したが、通常の
増幅器でもよく、更に、フィード・バック方式等、他の
方式の増幅器であってもよい。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば、広帯域な電力増幅器を
用いて、複数の周波数帯域を共通増幅する場合において
も、帯域毎に分割して歪み量を抽出し、それぞれの帯域
に対して最適な線形補償を行うことで、等価的に広い比
帯域において補償を可能とし、高効率で伝送品質の高い
通信機の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の増幅器の一実施例の構成を示すブロ
ック図。

【図２】 本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図。

【図３】 本発明の第４の実施例の構成を示すブロック
図。

【図４】 本発明の第５の実施例の構成を示すブロック
図。

【図５】 従来の増幅器の構成を示すブロック図。

【図６】 伝送信号、歪み成分、パイロット信号の周波
数関係を示す図。

【図７】 伝送信号、歪み成分、パイロット信号の周波
数関係を示す図。

【図８】 本発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図。

【図９】 主信号制御部の一実施例の構成を示すブロッ
ク図。

【図１０】 図９の主信号制御部の動作の一例を説明す
るフローチャート。

【図１１】 図９の主信号制御部の動作の一例を説明す
るフローチャート。

【図１２】 誤差信号制御部の一実施例の構成を示すブ
ロック図。

【図１３】 誤差信号制御部の一実施例の構成を示すブ
ロック図。

【図１４】 本発明の第６の実施例の構成を示すブロッ
ク図。

【図１５】 本発明の第７の実施例の構成を示すブロッ
ク図。

【図１６】 本発明の第８の実施例の構成を示すブロッ
ク図。

【図１７】 本発明の他の実施例の構成を示すブロック
図。

【図１８】 伝送信号、歪み成分、パイロット信号の周
波数関係を示す図。

【符号の説明】

1：入力端子、 2：第１の方向性結合器、 3，3-1：第
１のベクトル調整部、3-2：第３のベクトル調整部、
4：電力増幅部、 5：第２の方向性結合器、6：第２の
遅延器、 7：第４の方向性結合器、 8：分配器
（H）、 9，9-1：第１の遅延器、 9-2：第２の遅延
器、 9-3：第３の遅延器、 10，10-1，10-2：減算
器、 11：第１の減衰器、 12：減衰器、 13-1，13-
2，13-3，14-1，14-2：バンドパスフィルタ、 15，15-
1，15-2，15-3：第２のベクトル調整部、17，17´：合
成器、 18，18-1，18-2：誤差増幅器、 19：出力端
子、 20-1，20-2：バンドパスフィルタ、 21：第２の
減衰器、 22-1，22-2：バンドパスフィルタ、 24，24
´，24´´：パイロット信号生成部、 25：加算器、
26：第５の方向性結合器、 27，27-1，27-2：第３の方
向性結合器、 28，28´：主信号制御器、 29，29´：
誤差信号制御部、 30：バンドパスフィルタ、 31：第
６の方向性結合器、 32：第７の方向性結合器、 13
1：誤差信号入力端子、 132：検波器、 133：A/D変換
器、 134： MPU、 135-1，135-2：D/A変換器、136：
位相制御電圧出力端子、 137：振幅制御電圧出力端
子、 140-1，140-2：バンドパスフィルタ、 141：信
号入力端子、 142-1，142-2：検波器、 143，143-1，
143-2：A/D変換器、 144，144-1，144-2：マイクロプ
ロセッサ、 145-1，145-2，145-11，145-12，145-21，
145-22：D/A変換器、 146，146-1，146-2：位相制御電
圧出力端子、 147，147-1，147-2：振幅制御電圧出力
端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる周波数帯域の信号を同時に
   増幅するための増幅器で、該増幅器の増幅部によって増
   幅された信号の歪み成分をそれぞれの周波数帯域毎に抽
   出する歪み抽出手段と、該歪み抽出手段によって抽出さ
   れた各々の歪み成分について位相及び振幅を各周波数帯
   域毎に調整する位相振幅調整手段と、該位相振幅調整手
   段によって調整された各々の歪み成分を用いて、出力信
   号から歪み成分を相殺することを特徴とする増幅器。
2. 【請求項２】 複数の異なる周波数帯域の信号を同時に
   増幅するための増幅器で、該増幅器の増幅部によって増
   幅される前の信号を分波するための分波手段と、該分波
   手段によって分波された信号と、前記増幅部の出力とを
   用いて、それぞれの周波数帯域の歪み成分を抽出する抽
   出手段であって、 前記増幅部の出力信号から各周波数帯域毎に歪み成分を
   分離・抽出する分離抽出手段と、 該分離抽出手段によって分離・抽出された歪み成分の位
   相及び振幅を、各周波数帯域毎に調整する位相振幅調整
   手段と、 該位相振幅調整手段によって調整された歪み成分を用い
   て、出力信号から歪み成分を相殺することを特徴とする
   増幅器。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２記載の増幅器
   において、分離・抽出された歪み成分の位相または電力
   レベルの情報から入力信号の位相及び振幅を適応的に制
   御する手段と、最終出力に含まれる信号の情報から、各
   周波数帯域毎に抽出された歪み成分の位相及び振幅を各
   々適応的に制御する手段とを有することを特徴とする増
   幅器。
4. 【請求項４】 請求項３記載の増幅器において、伝送に
   用いられる各々の周波数帯域の近傍に制御用のパイロッ
   ト信号を発生し、挿入するための挿入手段と、該挿入手
   段によって挿入された前記パイロット信号の状態に応じ
   て、入力された複数の周波数帯域の信号と、各周波数帯
   域ごとに抽出された歪み成分の位相及び振幅をそれぞれ
   独立に、適応的に制御する手段と、歪み成分を補償した
   後挿入されたパイロット信号を除去するための除去手段
   とを有することを特徴とする増幅器。