JPWO2014155501A1 - 電力増幅装置および電力増幅方法 - Google Patents

電力増幅装置および電力増幅方法 Download PDF

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Abstract

電力増幅装置は、入力信号のエンベロープに応じた第１エンベロープ信号を元にして、第１エンベロープ信号に第１信号処理を施した第２エンベロープ信号と、第１エンベロープ信号に第２信号処理を施した第３エンベロープ信号と、を生成する処理手段と、第２エンベロープ信号に応じて変動する第１電源電圧を生成する第１電源電圧生成手段と、第３エンベロープ信号に応じて変動する第２電源電圧を生成する第２電源電圧生成手段と、第１電源電圧を用いて入力信号を増幅して第１増幅信号を生成する第１増幅手段と、第２電源電圧を用いて第１増幅信号を増幅して第２増幅信号を生成する第２増幅手段とを含み、第１信号処理は第１増幅手段のスペックに応じた信号処理であり、第２信号処理は第２増幅手段のスペックに応じた信号処理である。

Description

本発明は、電力増幅装置および電力増幅方法に関し、例えば、エンベロープトラッキング（Envelope Tracking）方式の増幅器を備えた電力増幅装置および電力増幅方法に関する。
低消費電力や低CO2（二酸化炭素）排出の観点から、電力増幅器の高効率化が求められている。このため、電力増幅器の高効率化を実現するための手法として、エンベロープトラッキング方式の増幅器は、近年注目されている。
エンベロープトラッキング方式は、増幅対象の入力信号の振幅情報（エンベロープ信号）に応じて、増幅器の電源電圧を変化させることによって、増幅器をほぼ飽和に近い状態で動作させる方式である。以下、エンベロープトラッキング方式の増幅器を、ETPA（Envelope Tracking Power Amplifier）とも称する。
特許文献１には、最終段の電力増幅器としてETPAが用いられた電力増幅装置が記載されている。
国際公開第２００８／１４６３５４号
特許文献１に記載されたように最終段の電力増幅器としてETPAが用いられた電力増幅装置では、最終段のETPAに十分なレベルの増幅対象信号（例えば、RF（Radio Frequency）信号）を与えるために、最終段の前段の電力増幅器（例えば、ドライバステージの電力増幅器）が、増幅対象信号のレベルを増幅する。
電力増幅装置全体の高効率化を考慮すると、最終段の前段の電力増幅器も、ETPAにて構成することが考えられる。この場合、最終段のETPAの電源電圧を調整するために使用されるエンベロープ信号を、最終段の前段のETPAの電源電圧を調整するためにも使用することが考えられる。
最終段のETPAと最終段の前段のETPAでは、求められるスペックが異なる。最終段のETPAには高効率／高出力が求められ、最終段の前段のETPAには高リニアリティ／高ゲインが求められる。
ETPAを高効率／高出力で動作させるには、ETPAの電源電圧を調整してETPAを飽和領域で動作させることが考えられる。また、ETPAを高リニアリティ／高ゲインで動作させるには、ETPAの電源電圧を飽和動作時よりも高くしてETPAを非飽和領域で動作させることが考えられる。
このため、最終段のETPAの電源電圧を調整するために使用されるエンベロープ信号を、最終段の前段のETPAの電源電圧を調整するために使用すると、最終段の前段のETPAを、そのETPAに求められるスペックに応じて動作させることができなくなる。よって、各ETPAをスペックに応じて動作させる手法が望まれる。
本発明の目的は、上記課題を解決可能な電力増幅装置および電力増幅方法を提供することである。
本発明の電力増幅装置は、
入力信号のエンベロープに応じた第１エンベロープ信号を元にして、前記第１エンベロープ信号に第１信号処理を施した第２エンベロープ信号と、前記第１エンベロープ信号に第２信号処理を施した第３エンベロープ信号と、を生成する処理手段と、
前記第２エンベロープ信号に応じて変動する第１電源電圧を生成する第１電源電圧生成手段と、
前記第３エンベロープ信号に応じて変動する第２電源電圧を生成する第２電源電圧生成手段と、
前記第１電源電圧を用いて前記入力信号を増幅して第１増幅信号を生成する第１増幅手段と、
前記第２電源電圧を用いて前記第１増幅信号を増幅して第２増幅信号を生成する第２増幅手段と、を含み、
前記第１信号処理は、前記第１増幅手段のスペックに応じた信号処理であり、
前記第２信号処理は、前記第２増幅手段のスペックに応じた信号処理である。
本発明の電力増幅方法は、
電力増幅装置が行う電力増幅方法であって、
入力信号のエンベロープに応じた第１エンベロープ信号を元にして、前記第１エンベロープ信号に第１信号処理を施した第２エンベロープ信号と、前記第１エンベロープ信号に第２信号処理を施した第３エンベロープ信号と、を生成し、
前記第２エンベロープ信号に応じて変動する第１電源電圧を生成し、
前記第３エンベロープ信号に応じて変動する第２電源電圧を生成し、
第１増幅手段で前記第１電源電圧を用いて前記入力信号を増幅して第１増幅信号を生成し、
第２増幅手段で前記第２電源電圧を用いて前記第１増幅信号を増幅して第２増幅信号を生成し、
前記第１信号処理は、前記第１増幅手段のスペックに応じた信号処理であり、
前記第２信号処理は、前記第２増幅手段のスペックに応じた信号処理である。
本発明によれば、各増幅手段を効率よく動作させることが可能になる。
本発明の一実施形態の電力増幅装置１を示した図である。 エンベロープ信号処理回路５０の一例を示した図である。 ドライバステージ用のエンベロープ信号S40と、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S50と、の例を示した図である。 エンベロープ信号処理回路５０と変調電源６０とETPA７０と変調電源１００とETPA１１０とからなる電力増幅装置を示した図である。 歪み補償部２０の出力信号がエンベロープ検出部４０に入力される電力増幅装置を示した図である。 RF信号S20の一部がエンベロープ検出部４０に入力される電力増幅装置を示した図である。 第１変形例の電力増幅装置を示した図である。 第２変形例の電力増幅装置を示した図である。 エンベロープ信号処理回路５０Ａの一例を示した図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態の電力増幅装置１を示した図である。
図１Ａにおいて、電力増幅装置１は、変調部１０と、歪み補償部２０と、周波数変換部３０と、エンベロープ検出部４０と、電力増幅器２００と、を含む。
電力増幅器２００は、エンベロープ信号処理回路５０と、変調電源６０と、ETPA７０と、RF分配器８０と、エンベロープ信号分配器９０と、変調電源１００と、ETPA１１０と、変調電源１２０と、ETPA１３０と、RF合成器１４０と、を含む。
電力増幅器２００は、最終ステージ（Final Stage）に２つのETPA（ETPA１１０および１３０）を有し、ドライバステージ（Driver Stage）に１つのETPA（ETPA７０）を有する。
変調部１０は、変調信号S10、例えばOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号を生成する。
歪み補償部２０は、電力増幅器２００で発生する歪みをキャンセルするように変調信号S10を加工する。
周波数変換部３０は、変調信号S10をRF信号S20へ変換する。なお、周波数変換部３０は、変調信号S10のエンベロープがRF信号S20のエンベロープと一致するように、変調信号S10をRF信号S20へ変換する。RF信号S20は、入力信号の一例である。
エンベロープ検出部４０は、変調信号S10のエンベロープを検出し、そのエンベロープに応じたエンベロープ信号S30を出力する。エンベロープ信号S30は、第１エンベロープ信号の一例である。エンベロープ信号S30は、例えば、変調信号S10のエンベロープおよびRE信号S20のエンベロープを表す。
エンベロープ信号処理回路５０は、処理手段の一例である。エンベロープ信号処理回路５０は、エンベロープ信号S30を元にして、ドライバステージ用のエンベロープ信号S40と、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S50と、を生成する。
以下では、ドライバステージ用のエンベロープ信号S40を、単に「エンベロープ信号S40」とも称し、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S50を、単に「エンベロープ信号S50」とも称する。
エンベロープ信号S40は、第２エンベロープ信号の一例である。エンベロープ信号S50は、第３エンベロープ信号の一例である。
本実施形態では、エンベロープ信号処理回路５０は、エンベロープ信号S30に第１信号処理を施すことによってエンベロープ信号S40を生成し、エンベロープ信号S30に第２信号処理を施すことによってエンベロープ信号S50を生成する。
第１信号処理は、ドライバステージのETPA７０のスペック（高リニアリティ／高ゲイン）に応じた信号処理であり、第２信号処理とは異なる。
第２信号処理は、ファイナルステージのETPA１１０および１３０のスペック（高効率／高出力）に応じた信号処理である。
変調電源６０は、第１電源電圧生成手段の一例である。変調電源６０は、エンベロープ信号S40に応じて変動するETPA７０用の電源電圧を生成する。ETPA７０用の電源電圧は、第１電源電圧の一例である。
ETPA７０は、第１増幅手段の一例である。ETPA７０は、変調電源６０からのETPA７０用の電源電圧を用いてRF信号S20を増幅して、増幅後のRF信号S20であるRF信号S60を生成する。RF信号S60は、第１増幅信号の一例である。
なお、ETPA７０として、電界効果トランジスタが用いられた場合、ETPA７０のドレイン電圧としてETPA７０用の電源電圧が供給される。また、ETPA７０として、バイポーラトランジスタが用いられた場合、ETPA７０のコレクタ電圧としてETPA７０用の電源電圧が供給される。
RF分配器８０は、RF信号S60を、RF信号S61とRF信号S62とに分配する。RF信号S61とRF信号S62も、それぞれ、第１増幅信号の一例である。
エンベロープ信号分配器９０は、エンベロープ信号S50を、エンベロープ信号S51とエンベロープ信号S52とに分配する。
変調電源１００は、第２電源電圧生成手段の一例である。変調電源１００は、エンベロープ信号S51に応じて変動するETPA１１０用の電源電圧を生成する。ETPA１１０用の電源電圧は、第２電源電圧の一例である。
ETPA１１０は、第２増幅手段の一例である。ETPA１１０は、変調電源１００からのETPA１１０用の電源電圧を用いてRF信号S61を増幅して、増幅後のRF信号S61であるRF信号S71を生成する。RF信号S71は、第２増幅信号の一例である。
変調電源１２０は、第２電源電圧生成手段の一例である。変調電源１２０は、エンベロープ信号S52に応じて変動するETPA１３０用の電源電圧を生成する。ETPA１３０用の電源電圧は、第２電源電圧の一例である。
ETPA１３０は、第２増幅手段の一例である。ETPA１３０は、変調電源１２０からのETPA１３０用の電源電圧を用いてRF信号S62を増幅して、増幅後のRF信号62であるRF信号S72を生成する。RF信号S72は、第２増幅信号の一例である。
なお、ETPA１１０および１３０として、電界効果トランジスタが用いられた場合、ETPA１１０のドレイン電圧としてETPA１１０用の電源電圧が供給され、ETPA１３０のドレイン電圧としてETPA１３０用の電源電圧が供給される。また、ETPA１１０および１３０として、バイポーラトランジスタが用いられた場合、ETPA１１０のコレクタ電圧として、ETPA１１０用の電源電圧が供給され、ETPA１３０のコレクタ電圧としてETPA１３０用の電源電圧が供給される。
RF合成器１４０は、ETPA１１０および１３０からそれぞれ出力されたRF信号S71およびS72を合成して、RF信号S80を生成する。
図１Ｂは、図１Ａに示したエンベロープ信号処理回路５０の一例を示した図である。
図１Ｂにおいて、エンベロープ信号処理回路５０は、エンベロープ信号分配器５１と、振幅調整部５２および５３と、遅延調整部５４および５５と、制御部５６と、を含む。
エンベロープ信号分配部５１は、エンベロープ信号S30を、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31と、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32と、に分配する。
振幅調整部５２は、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31の振幅が、ETPA１１０および１３０に適した振幅になるように、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31の振幅を調整する。例えば、振幅調整部５２は、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31の振幅をETPA１１０および１３０のスペックに応じて調整する。
本実施形態では、振幅調整部５２は、ETPA１１０および１３０のスペックに応じて設定された第１振幅情報を、制御部５６から受け付ける。振幅調整部５２は、制御部５６からの第１振幅情報に基づいて、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31の振幅を調整する。
例えば、振幅調整部５２は、第１振幅情報が示す振幅（第１振幅）でエンベロープ信号S31の振幅を調整する。第１振幅情報が示す振幅は、例えば、ETPA１１０および１３０を飽和領域で動作させるための振幅である。
振幅調整部５３は、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32の振幅が、ETPA７０に適した振幅になるように、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32の振幅を調整する。例えば、振幅調整部５３は、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32の振幅をETPA７０のスペックに応じて調整する。
本実施形態では、振幅調整部５３は、ETPA７０のスペックに応じて設定された第２振幅情報を、制御部５６から受け付ける。振幅調整部５３は、制御部５６からの第２振幅情報に基づいて、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32の振幅を調整する。
例えば、振幅調整部５３は、第２振幅情報が示す振幅（第２振幅）でエンベロープ信号S32の振幅を調整する。第２振幅情報が示す振幅は、例えば、ETPA７０を非飽和領域で動作させるための振幅である。
なお、第１振幅情報が示す振幅（ファイナルステージ用の振幅）は、第２振幅情報が示す振幅（ドライバステージ用の振幅）よりも小さい。
遅延調整部５４は、変調電源１００からのETPA１１０用の電源電圧の位相がRF信号S61の位相と合い、かつ、変調電源１２０からのETPA１３０用の電源電圧の位相がRF信号S62の位相と合うように、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S33を遅延して、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S50を生成する。
本実施形態では、遅延調整部５４は、ETPA１１０用の電源電圧の位相をRF信号S61の位相に合わせ、かつ、ETPA１３０用の電源電圧の位相をRF信号S62の位相に合わせるための、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S33の遅延量を表す第１遅延情報を、制御部５６から受け付ける。遅延調整部５４は、第１遅延情報が表す遅延量だけ、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S33を遅延し、遅延後のファイナルステージ用のエンベロープ信号S33を、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S50として出力する。
遅延調整部５５は、変調電源６０からのETPA７０用の電源電圧の位相がRF信号S20の位相と合うように、ドライバステージ用のエンベロープ信号S34を遅延して、ドライバステージ用のエンベロープ信号S40を生成する。
本実施形態では、遅延調整部５５は、ETPA７０用の電源電圧の位相をRF信号S20の位相に合わせるための、ドライバステージ用のエンベロープ信号S34の遅延量を表す第２遅延情報を、制御部５６から受け付ける。遅延調整部５５は、第２遅延情報が表す遅延量だけ、ドライバステージ用のエンベロープ信号S34を遅延し、遅延後のドライバステージ用のエンベロープ信号S34を、ドライバステージ用のエンベロープ信号S40として出力する。
なお、振幅調整部５２にて実行される信号処理と遅延調整部５４にて実行させる信号処理は、第２信号処理に含まれる。
また、振幅調整部５３にて実行される信号処理と遅延調整部５５にて実行させる信号処理は、第１信号処理に含まれる。
制御部５６には、予め、第１振幅情報と、第２振幅情報と、第１遅延情報と、第２遅延情報とが設定させる。制御部５６は、第１振幅情報と、第２振幅情報と、第１遅延情報と、第２遅延情報とを、振幅調整部５２、振幅調整部５３、遅延調整部５４、遅延調整部５５に、それぞれ提供する。
次に、動作を説明する。
以下では、電力増幅装置１の動作のポイントとなるエンベロープ信号処理回路５０の動作を中心に説明する。また、以下では、ETPA７０、１１０および１３０は、互いに同一特性を有するものとする。
前述のように、ファイナルステージのETPA（ETPA１１０および１３０）とドライバステージのETPA（ETPA７０）では、求められる特性（スペック）が異なる。
ファイナルステージのETPAには高効率／高出力が求められる。このため、ファイナルステージのETPA１１０および１３０は、RF信号S61、S62を飽和させる領域（飽和領域）で動作することが望ましい。
一方、ドライバステージのETPAには高リニアリティ／高ゲインが求められる。このため、ドライバステージのETPA７０は、RF信号S20を飽和させない領域（非飽和領域）で動作することが望ましい。
このため、ドライバステージのETPA７０には、RF信号S20を飽和させないように、ファイナルステージのETPA１１０および１３０と比較して高い電源電圧を与える必要がある。
ドライバステージのETPA７０に供給される電源電圧は、エンベロープ信号処理回路５０からのエンベロープ信号S40の振幅が大きいほど高くなる。
また、ファイナルステージのETPA１１０および１３０に供給される電源電圧は、エンベロープ信号処理回路５０からのエンベロープ信号S50の振幅が大きいほど高くなる。
そこで、エンベロープ信号処理回路５０は、ドライバステージのETPA７０に供給される電源電圧がファイナルステージのETPA１１０および１３０に供給される電源電圧よりも高くなるように、エンベロープ信号S40の振幅とエンベロープ信号S50の振幅とを調整する。
例えば、エンベロープ信号処理回路５０内の制御部５６に、ドライバステージのETPA７０に供給される電源電圧がファイナルステージのETPA１１０および１３０に供給される電源電圧よりも高くなるような、第１振幅情報（例えば、第１振幅）と第２振幅情報（例えば、第２振幅）が、ユーザにて設定される。
この際、ドライバステージのETPA７０が非飽和領域で動作し、ファイナルステージのETPA１１０および１３０が飽和領域で動作するような、第１振幅情報と第２振幅情報が設定される。
そして、制御部５６は、第１振幅情報を振幅調整部５２に提供し、第２振幅情報を振幅調整部５３に提供する。
振幅調整部５２は、制御部５６からの第１振幅情報（第１振幅）に基づいて、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31の振幅を調整する。また、振幅調整部５３は、制御部５６からの第２振幅情報（第２振幅）に基づいて、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32の振幅を調整する。
また、ETPA１１０および１３０が、エンベロープトラッキング方式で効率よく動作するためには、RF信号S61の位相と変調電源１００からの電源電圧の位相とが合っており、RF信号S62の位相と変調電源１２０からの電源電圧の位相とが合っていることが望ましい。
変調電源１００および１２０からの電源電圧の位相は、エンベロープ信号処理回路５０からのエンベロープ信号S50の位相に依存する。
そこで、エンベロープ信号処理回路５０は、ETPA１１０および１３０に供給される電源電圧の位相とRF信号S61、S62の位相とが合うように、エンベロープ信号S50の遅延量（位相）を調整する。
例えば、エンベロープ信号処理回路５０内の制御部５６に、ETPA１１０および１３０に供給される電源電圧の位相とRF信号S61、S62の位相とが合うようなエンベロープ信号S50の遅延量を表す第１遅延情報が、ユーザにて設定される。
そして、制御部５６は、第１遅延情報を遅延調整部５４に提供する。
遅延調整部５４は、制御部５６からの第１遅延情報が表す遅延量だけ、エンベロープ信号S33を遅延してエンベロープ信号S50を生成する。
また、ETPA７０が、エンベロープトラッキング方式で効率よく動作するためには、RF信号S20の位相と変調電源６０からの電源電圧の位相とが合っていることが望ましい。
変調電源６０からの電源電圧の位相は、エンベロープ信号処理回路５０からのエンベロープ信号S40の位相に依存する。
そこで、エンベロープ信号処理回路５０は、ETPA７０に供給される電源電圧の位相とRF信号S20の位相とが合うように、エンベロープ信号S40の遅延量（位相）を調整する。
例えば、エンベロープ信号処理回路５０内の制御部５６に、ETPA７０に供給される電源電圧の位相とRF信号S20の位相とが合うようなエンベロープ信号S40の遅延量を表す第２遅延情報が、ユーザにて設定される。
そして、制御部５６は、第２遅延情報を遅延調整部５５に提供する。
遅延調整部５５は、制御部５６からの第２遅延情報が表す遅延量だけ、エンベロープ信号S34を遅延してエンベロープ信号S40を生成する。
なお、第２遅延情報が表す遅延量と第１遅延情報が表す遅延量との差は、ETPA７０からETPA１１０までRF信号を伝える信号伝達部でのRF信号の遅延量に応じた値、または、ETPA７０からETPA１３０までRF信号を伝える信号伝達部でのRF信号の遅延量に応じた値に設定される。なお、信号伝達部は、配線２００ａとRF分配部８０と配線２００ｂ、または、配線２００ａとRF分配部８０と配線２００ｃとで構成される。
図２は、ドライバステージ用のエンベロープ信号S40と、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S50と、の例を示した図である。
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態によれば、エンベロープ信号処理回路５０は、エンベロープ信号S30を元にして、エンベロープ信号S30にETPA７０のスペックに応じた第１信号処理を施したエンベロープ信号S40と、エンベロープ信号S30にETPA１１０および１３０のスペックに応じた第２信号処理を施したエンベロープ信号S50と、を生成する。
変調電源６０は、エンベロープ信号S40に応じて変動するETPA７０用の電源電圧を生成する。変調電源１００は、エンベロープ信号S50から分配されたエンベロープ信号S51に応じて変動するETPA１１０用の電源電圧を生成する。変調電源１２０は、エンベロープ信号S50から分配されたエンベロープ信号S52に応じて変動するETPA１３０用の電源電圧を生成する。
ETPA７０は、ETPA７０用の電源電圧を用いてRF信号S20を増幅して、RF信号S60を生成する。ETPA１１０は、ETPA１１０用の電源電圧を用いて、RF信号S60から分配されたRF信号S61を増幅して、RF信号S71を生成する。ETPA１３０は、ETPA１３０用の電源電圧を用いて、RF信号S60から分配されたRF信号S62を増幅して、RF信号S72を生成する。
このため、ETPAのそれぞれについてETPAに応じたエンベロープ信号を生成することが可能になる。このため、各ETPAを効率よく動作させることが可能になる。
なお、この効果は、エンベロープ信号処理回路５０と変調電源６０とETPA７０と変調電源１００とETPA１１０とからなる電力増幅装置でも生じる。
図３は、エンベロープ信号処理回路５０と変調電源６０とETPA７０と変調電源１００とETPA１１０とからなる電力増幅装置を示した図である。
また、本実施形態では、第１信号処理は、ETPA７０が非飽和領域で動作するようにエンベロープ信号S30の振幅を調整してエンベロープ信号S40を生成する処理を含む。このため、ETPA７０を非飽和領域で動作させることができ、ETPA７０を高リニアリティ／高ゲインで動作させることが可能になる。また、電力増幅装置１で発生するRF信号の歪みを少なくすることができる。
また、本実施形態では、第２信号処理は、ETPA１１０および１３０が飽和領域で動作するようにエンベロープ信号S30の振幅を調整してエンベロープ信号S50を生成する処理を含む。このため、ETPA１１０および１３０を飽和領域で動作させることができ、ETPA１１０および１３０を高効率／高出力で動作させることが可能になる。
なお、第１信号処理は、エンベロープ信号S30の振幅を第１振幅で調整してエンベロープ信号S40を生成する処理を含み、第２信号処理は、エンベロープ信号S30の振幅を第１振幅よりも小さい振幅で調整してエンベロープ信号S50を生成する処理を含んでもよい。この場合、振幅の調整にてエンベロープ信号S40およびS50を生成することが可能になる。
また、本実施形態では、第１信号処理は、ETPA７０用の電源電圧の位相がRF信号S20の位相と合うようにエンベロープ信号S30を遅延してエンベロープ信号S40を生成する処理を含む。このため、ETPA７０はエンベロープトラッキング方式で効率よく動作できる。
また、本実施形態では、第２信号処理は、ETPA１１０用の電源電圧の位相がRF信号S61の位相と合うように、かつ、ETPA１３０用の電源電圧の位相がRF信号S62の位相と合うように、エンベロープ信号S30を遅延してエンベロープ信号S50を生成する処理を含む。このため、ETPA１１０および１３０はエンベロープトラッキング方式で効率よく動作できる。
また、第２遅延情報が表す遅延量と第１遅延情報が表す遅延量との差は、信号伝達部でのRF信号の遅延量に応じた値に設定される。このため、エンベロープ信号S40とエンベロープ信号S50との遅延量の差を適切に設定することが可能になる。
なお、本実施形態において、ETPA７０とETPA１１０、ETPA７０とETPA１３０は、互いに同一特性でなくてもよい。
また、本実施形態において、エンベロープ検出部４０に入力される信号は、歪み補償部２０の出力信号でもよい。
図４は、歪み補償部２０の出力信号S11がエンベロープ検出部４０に入力される電力増幅装置を示した図である。なお、図４において、図１Ａに示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
また、エンベロープ検出部４０に入力される信号は、RF信号S20の一部でもよい。
図５は、RF信号S20の一部がエンベロープ検出部４０に入力される電力増幅装置を示した図である。なお、図５において、図１Ａに示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。図５に示した電力増幅装置には、RF信号S20をエンベロープ検出器４０とETPA７０に分配する分配器１５０が設けられている。
また、本実施形態は以下のように変形されてもよい。
図６は、本実施形態の第１変形例の電力増幅装置を示した図である。なお、図６において、図１Ａに示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
図６に示した変形例では、変調電源１６０と分配器１７０とが設けられ、図１Ａに示されたエンベロープ信号分配器９０、変調電源１００および１２０が省略されている。
変調電源１６０は、第２電源電圧生成手段の一例である。変調電源１６０は、エンベロープ信号S50に応じて変動するファイナルステージのETPA用の電源電圧を生成する。
分配器１７０は、変調電源１６０からのファイナルステージのETPA用の電源電圧を、ETPA１１０および１３０に分配する。
図７Ａは、本実施形態の第２変形例の電力増幅装置を示した図である。なお、図７Ａにおいて、図１Ａに示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。
図７Ａに示した変形例では、ドライバステージにてETPA７０および７１が縦列接続されている。エンベロープ処理回路５０Ａは、エンベロープ信号S40およびS50に加えて、エンベロープ信号S41を生成し、エンベロープ信号S41を変調電源６１に出力する。
変調電源６１は、エンベロープ信号S41に応じて変動するETPA７１用の電源電圧を生成する。
ETPA７１は、変調電源６１からのETPA７１用の電源電圧を用いてETPA７０の出力信号を増幅する。
図７Ｂは、図７Ａに示したエンベロープ信号処理回路５０Ａの一例を示した図である。なお、図７Ｂにおいて、図１Ｂに示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。以下、エンベロープ信号処理回路５０Ａについて、図１Ｂに示したエンベロープ信号処理回路５０との相違点を中心に説明する。
図７Ｂにおいて、エンベロープ信号分配部５１Ａは、エンベロープ信号S30を、ファイナルステージ用のエンベロープ信号S31と、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32と、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32Aと、に分配する。
振幅調整部５３Ａは、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32Aの振幅が、ETPA７１に適した振幅になるように、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32Aの振幅を調整する。例えば、振幅調整部５３Ａは、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32Aの振幅をETPA７１のスペックに応じて調整する。
本実施形態では、振幅調整部５３Ａは、ETPA７１のスペックに応じて設定された第３振幅情報を、制御部５６から受け付ける。振幅調整部５３Ａは、制御部５６からの第３振幅情報に基づいて、ドライバステージ用のエンベロープ信号S32Aの振幅を調整する。
例えば、振幅調整部５３Ａは、第３振幅情報が示す振幅でエンベロープ信号S32Aの振幅を調整する。第３振幅情報が示す振幅は、例えば、ETPA７１を非飽和領域で動作させるための振幅である。
なお、第１振幅情報が示す振幅（ファイナルステージ用の振幅）は、第３振幅情報が示す振幅（ドライバステージ用の振幅）よりも小さい。
遅延調整部５５Ａは、変調電源６１からのETPA７１用の電源電圧の位相がETPA７０からのRF信号の位相と合うように、ドライバステージ用のエンベロープ信号S34Aを遅延して、ドライバステージ用のエンベロープ信号S41を生成する。
本変形例では、遅延調整部５５Ａは、ETPA７１用の電源電圧の位相をETPA７０からのRF信号の位相に合わせるための、ドライバステージ用のエンベロープ信号S34Aの遅延量を表す第３遅延情報を、制御部５６から受け付ける。遅延調整部５５Ａは、第３遅延情報が表す遅延量だけ、ドライバステージ用のエンベロープ信号S34Aを遅延する。
なお、制御部５６には、予め、第３振幅情報と第３振幅情報とが設定される。
以上説明した実施形態および各変形例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
１ 電力増幅装置
１０ 変調部
２０ 歪み補償部
３０ 周波数変換部
４０ エンベロープ検出部
５０、５０Ａ エンベロープ信号処理回路
５１ エンベロープ信号分配器
５２、５３、５３Ａ 振幅調整部
５４、５５、５５Ａ 遅延調整部
５６ 制御部
６０、６１、１００、１２０、１６０ 変調電源
７０、７１、１１０、１３０ ETPA
８０ RF分配器
９０ エンベロープ信号分配器
１４０ RF合成器
１５０、１７０ 分配器
２００ 電力増幅器

Claims (8)

  1. 入力信号のエンベロープに応じた第１エンベロープ信号を元にして、前記第１エンベロープ信号に第１信号処理を施した第２エンベロープ信号と、前記第１エンベロープ信号に第２信号処理を施した第３エンベロープ信号と、を生成する処理手段と、
    前記第２エンベロープ信号に応じて変動する第１電源電圧を生成する第１電源電圧生成手段と、
    前記第３エンベロープ信号に応じて変動する第２電源電圧を生成する第２電源電圧生成手段と、
    前記第１電源電圧を用いて前記入力信号を増幅して第１増幅信号を生成する第１増幅手段と、
    前記第２電源電圧を用いて前記第１増幅信号を増幅して第２増幅信号を生成する第２増幅手段と、を含み、
    前記第１信号処理は、前記第１増幅手段のスペックに応じた信号処理であり、
    前記第２信号処理は、前記第２増幅手段のスペックに応じた信号処理である、電力増幅装置。
  2. 前記第１信号処理は、前記第１増幅手段が非飽和領域で動作するように前記第１エンベロープ信号の振幅を調整する処理を含む、請求項１に記載の電力増幅装置。
  3. 前記第２信号処理は、前記第２増幅手段が飽和領域で動作するように前記第１エンベロープ信号の振幅を調整する処理を含む、請求項１または２に記載の電力増幅装置。
  4. 前記第１信号処理は、前記第１エンベロープ信号の振幅を第１振幅で調整する処理を含み、
    前記第２信号処理は、前記第１エンベロープ信号の振幅を前記第１振幅よりも小さい振幅で調整する処理を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  5. 前記第１信号処理は、前記第１電源電圧の位相が前記入力信号の位相と合うように前記第１エンベロープ信号を遅延する処理を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  6. 前記第２信号処理は、前記第２電源電圧の位相が前記第１増幅信号の位相と合うように前記第１エンベロープ信号を遅延する処理を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  7. 前記第１増幅信号を前記第２増幅手段に送る信号伝達手段を含み、
    前記処理手段は、前記第２エンベロープ信号と前記第３エンベロープ信号との間の遅延量の差を、前記信号伝達手段での前記第１増幅信号の遅延量に応じて調整する、請求項１から６のいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  8. 電力増幅装置が行う電力増幅方法であって、
    入力信号のエンベロープに応じた第１エンベロープ信号を元にして、前記第１エンベロープ信号に第１信号処理を施した第２エンベロープ信号と、前記第１エンベロープ信号に第２信号処理を施した第３エンベロープ信号と、を生成し、
    前記第２エンベロープ信号に応じて変動する第１電源電圧を生成し、
    前記第３エンベロープ信号に応じて変動する第２電源電圧を生成し、
    第１増幅手段で前記第１電源電圧を用いて前記入力信号を増幅して第１増幅信号を生成し、
    第２増幅手段で前記第２電源電圧を用いて前記第１増幅信号を増幅して第２増幅信号を生成し、
    前記第１信号処理は、前記第１増幅手段のスペックに応じた信号処理であり、
    前記第２信号処理は、前記第２増幅手段のスペックに応じた信号処理である、電力増幅方法。
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