WO2005124994A1

WO2005124994A1 - 高効率増幅器

Info

Publication number: WO2005124994A1
Application number: PCT/JP2004/008615
Authority: WO
Inventors: Kenichi Horiguchi; Masatoshi Nakayama; Tadashi Takagi
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2004-06-18
Publication date: 2005-12-29
Also published as: CN1938940A; EP1959565A1; US20070164818A1; EP1758242A1; EP1758242A4; CN100511972C; JPWO2005124994A1

Abstract

　入力側分岐回路２と１／４波長線路６の間にアナログプレディストーション回路５を接続する。これにより、ピーク増幅器７の非線形歪みが補償されるため、増幅器全体の線形性を改善することができる効果を奏する。

Description

明細書

高効率増幅器

技術分野

[0001] この発明は、例えば、 RF (Radio Frequency)信号を高い効率で線形に増幅する高効率増幅器に関するものである。

背景技術

[0002] 放送及び通信用の RF増幅器は、入力信号である RF信号を高い効率で線形に増幅することが望まれている。

し力しながら、一般に増幅器では、効率を高くすることと、線形性を高くすることは両立しない。

増幅器の効率は、入力信号の電力レベルの増加に伴って高くなり、増幅器が飽和を迎えた辺りで最大効率が実現する。また、入力信号の電力が更に増加して完全に飽和した領域では、逆に効率が低下する特性を有する。

[0003] 近年、放送及び移動体通信などで使用される PAPR (Peak to Average Powe r Ratio)の大きい変調波を増幅器が入力する場合、飽和点近くの動作点では、増幅器の飽和に伴う信号波形のクリッピングが発生するため線形性が大きく劣化する。このため、一般に放送及び通信用の RF増幅器では、飽和からのバックオフを大きくとつた動作レベルにおいて使用されている。したがって、飽和からのバックオフを大きくとつた動作レベルでの高効率化が重要となる。

飽和からのバックオフを大きくとった動作レベルでの効率を高めているドハティ増幅器 (高効率増幅器)が以下の特許文献 1に開示されている。

[0004] 従来のドハティ増幅器では、入力端子から入力された RF信号が、入力側分岐回路によって分岐されて、 2つの経路に出力される。

一方の経路では、キャリア増幅器が入力側分岐回路により分岐された一方の RF信号を増幅し、キャリア増幅器の出力信号が 1/4波長線路を通過して出力側合成回路に出力される。

他方の経路では、入力側分岐回路により分岐された他方の RF信号が 1/4波長線路を通過したのち、ピーク増幅器が当該 RF信号を増幅し、ピーク増幅器の出力信号が出力側合成回路に出力される。

[0005] ただし、 RF信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより小さい場合には、 B級又は C級バイアスされているピーク増幅器がオフ状態 (RF信号を増幅しない状態）となり、キャリア増幅器からの出力信号のみが出力側合成回路力も出力される。

[0006] このとき、出力側合成回路から出力端子を見た負荷インピーダンスを RZ2とすると、ピーク増幅器の出力インピーダンスは、理想的には無限大（open)となるため、キヤリア増幅器の後段の 1/4波長線路から出力側合成回路を見た負荷インピーダンス力 ¾Z2となり、キャリア増幅器から後段の 1/4波長線路を見た負荷インピーダンス力 ¾Rとなる。

[0007] 一方、 RF信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより大きい場合には、 B級又は C 級バイアスされているピーク増幅器がオン状態 (信号を増幅する状態）になるため、出力側合成回路がキャリア増幅器の出力信号とピーク増幅器の出力信号とを合成して出力する。

このとき、キャリア増幅器及びピーク増幅器から出力側を見た負荷インピーダンスはともに Rとなる。

[0008] ここで、負荷インピーダンスが 2Rのときに、キャリア増幅器の飽和電力が小さくても、効率が高くなるように設計し、負荷インピーダンス力 ¾のときに、キャリア増幅器及びピーク増幅器の飽和電力が大きくなるように設計されている場合、 RF信号の瞬時の信号レベルが小さい場合には、キャリア増幅器が高効率に動作する一方、 RF信号の瞬時の信号レベルが大きい場合には、キャリア増幅器及びピーク増幅器が、飽和電力が大きくなるように動作することが可能となる。

[0009] これにより、 RF信号の瞬時の信号レベルに応じてピーク増幅器の出力信号がキヤリア増幅器の出力信号に合成されるという効果と、 RF信号の瞬時の信号レベルに応じてキャリア増幅器及びピーク増幅器力出力側を見た負荷インピーダンスが変化するという効果とが得られる。この結果、飽和からのバックオフを大きくとった動作レベルにおレ、て、高効率な動作を実現することが可能となる。

[0010] 特許文献 1 :特許第 2945833号 (段落番号 [0018]から [0021]、図 2) [0011] 従来の高効率増幅器は以上のように構成されているので、ピーク増幅器として B級又は C級にバイアスされている増幅器が使用される。そのためピーク増幅器の線形性が悪くなる課題があった。また、キャリア増幅器が飽和近くの最大効率点の近傍で動作するように設計されるため線形性が悪くなる課題があった。また、 RF信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより大きレ、場合、キャリア増幅器の効率が最大効率を超えて逆に低下する課題があった。

[0012] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、飽和からのバックォフを大きくとった動作レベルにおける線形性及び効率を改善することができる高効率増幅器を得ることを目的とする。

発明の開示

[0013] この発明に係る高効率増幅器は、第 2の増幅器の非線形歪みを補償する歪み補償回路を第 2の増幅器の前段に設置するようにしたものである。

[0014] このことによって、飽和からのバックオフを大きくとった動作レベルにおける線形性及び効率を改善することができるなどの効果がある。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]この発明の実施の形態 1による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 2]増幅器の入出力特性を示す説明図である。

[図 3]この発明の実施の形態 2による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 4]この発明の実施の形態 3による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 5]この発明の実施の形態 4による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 6]この発明の実施の形態 5による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 7]この発明の実施の形態 6による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 8]この発明の実施の形態 7による高効率増幅器を示す構成図である。

[図 9]この発明の実施の形態 8による高効率増幅器を示す構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態 1. 図 1はこの発明の実施の形態 1による高効率増幅器を示す構成図である。

[0017] 図において、入力側分岐回路 2は入力端子 1から例えば RF信号 (入力信号）が入力されると、その RF信号を分岐して 2つの経路に出力する。なお、入力側分岐回路 2 は入力信号分岐手段を構成してレ、る。

第 1の増幅器であるキャリア増幅器 3は入力側分岐回路 2により分岐された一方の R F信号を増幅し、増幅後の RF信号を 1/4波長線路 4に出力する。

[0018] アナログプレディストーシヨン回路 5は入力側分岐回路 2と 1/4波長線路 6の間に接続され、ピーク増幅器 7の非線形歪みを補償する歪み補償回路である。

第 2の増幅器であるピーク増幅器 7は 1/4波長線路 6を通過した RF信号の信号レベル (電力）が所定の信号レベルより大きい場合、その RF信号を増幅する。

出力側合成回路 8は 1Z4波長線路 4を通過した RF信号とピーク増幅器 7の出力信号である RF信号とを合成し、その合成信号を出力端子 9に出力する。

[0019] 次に動作について説明する。

入力側分岐回路 2は、入力端子 1から RF信号が入力されると、その RF信号を分岐して、 2つの経路に出力する。

[0020] 一方の経路では、キャリア増幅器 3が入力側分岐回路 2により分岐された一方の RF 信号を増幅する。

キャリア増幅器 3の出力信号である RF信号は、 1/4波長線路 4を通過して出力側合成回路 8に出力される。

[0021] 他方の経路では、入力側分岐回路 2により分岐された他方の RF信号力 S1/4波長線路 6を通過したのち、ピーク増幅器 7が当該 RF信号を増幅する。

ピーク増幅器 7の出力信号である RF信号は、出力側合成回路 8に出力される。なお、他方の経路においては、 1Z4波長線路 6の前段にアナログプレディストーシヨン回路 5が接続されてレ、るので、 1Z4波長線路 6を通過した RF信号がピーク増幅器 7に入力するに際して、ピーク増幅器 7の非線形歪みが補償される。

[0022] ただし、 RF信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより小さい場合には、 B級又は C級バイアスされてレ、るピーク増幅器 7がオフ状態 (RF信号を増幅しなレ、状態）となり、ピーク増幅器 7の出力信号は、出力側合成回路 8に出力されなくなる。したがって、この場合、出力側合成回路 8は、キャリア増幅器 3の出力信号である R F信号を出力端子 9に出力する。

[0023] このとき、出力側合成回路 8から出力端子 9を見た負荷インピーダンスを R/2とすると、ピーク増幅器 7の出力インピーダンスは、理 ¾|的には無限大（open)となるため、 1/4波長線路 4から出力側合成回路 8を見た負荷インピーダンスが RZ2となり、キャリア増幅器 3から 1/4波長線路 4を見た負荷インピーダンスが 2Rとなる。

[0024] 一方、 RF信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより大きい場合には、 B級又は C 級バイアスされているピーク増幅器 7がオン状態 (信号を増幅する状態）になるため、出力側合成回路 8がキャリア増幅器 3の出力信号（1Z4波長線路 4を通過した RF信号)とピーク増幅器 7の出力信号とを合成して出力端子 9に出力する。

このとき、キャリア増幅器 3及びピーク増幅器 7から出力側を見た負荷インピーダンスはともに Rとなる。

[0025] ここで、負荷インピーダンスが 2Rのときに、キャリア増幅器 3の飽和電力が小さくても、効率が高くなるように設計し、負荷インピーダンス力 ¾のときに、キャリア増幅器 3及びピーク増幅器 7の飽和電力が大きくなるように設計されている場合、 RF信号の瞬時の信号レベルが小さい場合には、キャリア増幅器 3が高効率に動作する一方、 RF 信号の瞬時の信号レベルが大きレ、場合には、キャリア増幅器 3及びピーク増幅器 7が、飽和電力が大きくなるように動作することが可能となる（図 2を参照)。

[0026] これにより、 RF信号の瞬時の信号レベルに応じてピーク増幅器 7の出力信号がキャリア増幅器 3の出力信号に合成されるという効果と、 RF信号の瞬時の信号レベルに応じてキャリア増幅器 3及びピーク増幅器 7から出力側を見た負荷インピーダンスが変化するという効果とが得られる。この結果、飽和からのバックオフを大きくとった動作レベルにおいて、高効率な動作を実現することが可能となる。

[0027] 更に、この実施の形態 1によれば、入力側分岐回路 2と 1Z4波長線路 6の間にアナログプレディストーシヨン回路 5が接続されてレ、るので、ピーク増幅器 7の非線形歪みが補償され、増幅器全体の線形性を改善することができる効果を奏する。

[0028] 実施の形態 2.

図 3はこの発明の実施の形態 2による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

アナログプレディストーシヨン回路 11は入力側分岐回路 2とキャリア増幅器 3の間に接続され、キャリア増幅器 3の非線形歪みを補償する歪み補償回路である。

[0029] 上記実施の形態 1では、入力側分岐回路 2と 1Z4波長線路 6の間にアナログプレディストーション回路 5を接続して、ピーク増幅器 7の非線形歪みを補償するものにつレ、て示したが、更に、入力側分岐回路 2とキャリア増幅器 3の間にアナログプレディストーシヨン回路 11を接続して、キャリア増幅器 3の非線形歪みを補償するようにしてもよい。

これにより、上記実施の形態 1よりも更に増幅器全体の線形性を改善することができる効果を奏する。

[0030] 実施の形態 3.

図 4はこの発明の実施の形態 3による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

レベル制限回路であるリミッタ回路 12は入力側分岐回路 2により分岐された一方の RF信号の振幅が所定レベルを上回る場合、その RF信号の振幅を所定レベル以下に制限してキャリア増幅器 3に出力する。

位相調整回路 13は RF信号がキャリア増幅器 3を通過して出力されるまでの通過位相と、ピーク増幅器 7を通過して出力されるまでの通過位相とがー致するように、その RF信号を調整する。

[0031] 次に動作について説明する。

レベル制限回路であるリミッタ回路 12は、飽和特性を有しており、その飽和特性によって RF信号の振幅レベルが所望のレベルに制限される。

[0032] 即ち、リミッタ回路 12は、入力側分岐回路 2から出力された RF信号の振幅が所定レベルより小さければ、その RF信号をそのままキャリア増幅器 3に出力する力その RF 信号の振幅が所定レベルより大きい場合、その RF信号の振幅を所定レベルに減らしてキャリア増幅器 3に出力する。

[0033] これにより、リミッタ回路 12により制限される RF信号の振幅の上限を、キャリア増幅器 ₃の効率が最大になる領域 (最大効率は、キャリア増幅器 3の飽和点の近くに存在する）の辺りに設計すれば、キャリア増幅器 3が完全に飽和した領域での効率低下を防止することが可能となり、増幅器全体の効率及び線形性を改善することができる効果を奏する。

[0034] 実施の形態 4.

図 5はこの発明の実施の形態 4による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

レベル制限回路であるドライバ増幅器 14はキャリア増幅器 3を駆動するための増幅器であり、ドライバ増幅器 14は自己の飽和特性によって RF信号の振幅が所定レべルを上回る場合、その RF信号の振幅を所定レベル以下に制限してキャリア増幅器 3 に出力する。

ドライバ増幅器 15はピーク増幅器 7を駆動するための増幅器である。

[0035] 次に動作について説明する。

レベル制限回路であるドライバ増幅器 14は、飽和特性を有しており、その飽和特性によって RF信号の振幅レベルが所望のレベルに制限される。

[0036] 即ち、ドライバ増幅器 14は、入力側分岐回路 2から出力された RF信号の振幅が所定レベルより小さければ、その RF信号をそのままキャリア増幅器 3に出力するが、その RF信号の振幅が所定レベルより大きい場合、その RF信号の振幅を所定レベルに減らしてキャリア増幅器 3に出力する。

[0037] これにより、ドライバ増幅器 14により制限される RF信号の振幅の上限を、キャリア増幅器 3の効率が最大になる領域 (最大効率は、キャリア増幅器 3の飽和点の近くに存在する）の辺りに設計すれば、キャリア増幅器 3が完全に飽和した領域での効率低下を防止することが可能となり、増幅器全体の効率及び線形性を改善することができる効果を奏する。

[0038] 実施の形態 5.

図 6はこの発明の実施の形態 5による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

レベル制限回路である波形整形回路 21は入力側分岐回路 2により分岐された一方の BB (Base Band)信号を DA変換器 22に出力する力その BB信号の振幅が閾値 A (所定レベル)を上回る場合、その BB信号の振幅を閾値 A以下に制限して、 DA 変換器 22に出力する。

DA変換器 22は波形整形回路 21の出力信号であるデジタルの BB信号をアナログ信号に変換する。

周波数変換器 23は DA変換器 22の出力信号であるアナログ信号の周波数を RF の周波数にアンプコンバートしてキャリア増幅器 3に出力する。

[0039] 波形整形回路 24は入力側分岐回路 2により分岐された他方の BB信号を DA変換器 25に出力するが、その BB信号の振幅が閾値 B (所定レベル)を下回る場合には、 DA変換器 25に対して BB信号を出力しない。

DA変換器 25は波形整形回路 24の出力信号であるデジタルの BB信号をアナログ信号に変換する。

周波数変換器 26は DA変換器 25の出力信号であるアナログ信号の周波数を RF の周波数にアップコンバートしてピーク増幅器 7に出力する。

[0040] 次に動作について説明する。

入力側分岐回路 2は、入力端子 1からデジタルの BB信号が入力されると、デジタルの BB信号を分岐して、 2つの経路に出力する。

[0041] 一方の経路では、波形整形回路 21が入力側分岐回路 2により分岐された一方の B B信号を DA変換器 22に出力するが、その BB信号の振幅が閾値 Aを上回る場合、その BB信号の振幅を閾値 A以下に制限して DA変換器 22に出力する。

このように、波形整形回路 21は、入力信号の振幅を閾値 A以下に制限する波形整形を実施するが、その入力信号の振幅が閾値 A以下であっても、その入力信号の振幅が大きくなつて、閾値 Aに近くなると、その入力信号の振幅を下げるようにしてもよレ、（入力信号の振幅が閾値 Aに近いほど、その下げ幅を大きくする）。

なお、閾値 Aは、キャリア増幅器 3の効率が最大になる領域の辺りに設定されている

[0042] DA変換器 22は、波形整形回路 21の出力信号であるデジタルの BB信号をアナ口グ信号に変換する。

周波数変換器 23は、 DA変換器 22の出力信号であるアナログ信号の周波数を RF の周波数にアップコンバートしてキャリア増幅器 3に出力する。

キャリア増幅器 3は、周波数変換器 23の出力信号であるアナログ信号を増幅する。

[0043] 他方の経路では、波形整形回路 24が入力側分岐回路 2により分岐された他方の B B信号を DA変換器 25に出力するが、その BB信号の振幅が閾値 Bを下回る場合、 D A変換器 25に対して BB信号を出力しない。

なお、閾値 Bは、ピーク増幅器 7の効率が最大になる領域の辺りに設定されている。

[0044] DA変換器 25は、波形整形回路 24の出力信号であるデジタルの BB信号をアナ口グ信号に変換する。

周波数変換器 26は、 DA変換器 25の出力信号であるアナログ信号の周波数を RF の周波数にアップコンバートしてピーク増幅器 7に出力する。

ピーク増幅器 7は、周波数変換器 26の出力信号であるアナログ信号を増幅する。

[0045] ただし、入力信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより小さい場合には、 B級又は C級バイアスされてレ、るピーク増幅器 7がオフ状態 (入力信号を増幅しなレ、状態）となり、ピーク増幅器 7の出力信号は、出力側合成回路 8に出力されなくなる。

したがって、この場合、出力側合成回路 8は、キャリア増幅器 3の出力信号である R F信号を出力端子 9に出力する。

[0046] 一方、入力信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより大きい場合には、 B級又は C級バイアスされているピーク増幅器 7がオン状態 (信号を増幅する状態）になるため、出力側合成回路 8がキャリア増幅器 3の出力信号とピーク増幅器 7の出力信号とを合成して出力端子 9に出力する。

[0047] 以上で明らかなように、この実施の形態 5によれば、入力側分岐回路 2により分岐された一方の BB信号の振幅が閾値 Aを上回る場合、波形整形回路 21が BB信号の振幅を閾値 A以下に制限して DA変換器 22に出力するように構成したので、キャリア増幅器 3が完全に飽和した領域での効率低下を防止することが可能となり、増幅器全体の効率及び線形性を改善することができる効果を奏する。

[0048] 実施の形態 6.

図 7はこの発明の実施の形態 6による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。デジタルプレディストーシヨン回路 27は波形整形回路 21と DA変換器 22の間に接続され、キャリア増幅器 3の非線形歪みを補償する第 1の歪み補償回路である。デジタルプレディストーシヨン回路 28は波形整形回路 24と DA変換器 25の間に接続され、ピーク増幅器 7の非線形歪みを補償する第 2の歪み補償回路である。

[0049] 上記実施の形態 5では、デジタルプレディストーシヨン回路 27， 28が実装されていないが、図 7に示すように、デジタルプレディストーシヨン回路 27， 28を実装するようにしてもよい。

デジタルプレディストーシヨン回路 27は、キャリア増幅器 3の非線形歪みを補償し、デジタルプレディストーシヨン回路 28は、ピーク増幅器 7の非線形歪みを補償するので、増幅器全体としての線形性を更に改善することができる。

[0050] 実施の形態 7.

図 8はこの発明の実施の形態 7による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 7と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

方向性結合器 31はキャリア増幅器 3の出力信号である RF信号の一部を取り出して減衰器 32に出力する。減衰器 32は方向性結合器 31から出力された RF信号を減衰する。

[0051] 周波数変換器 33は減衰器 32により減衰された RF信号の周波数をダウンコンパ一トして AD変換器 34に出力する。 AD変換器 34は周波数変換器 33の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

適応制御回路 35 (第 1の適応制御回路）は AD変換器 34から出力されたデジタノレ信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 27のパラメータ（動作条件）を適応的に変更する。

[0052] 方向性結合器 36はピーク増幅器 7の出力信号である RF信号の一部を取り出して減衰器 37に出力する。減衰器 37は方向性結合器 36から出力された RF信号を減衰する。

周波数変換器 38は減衰器 37により減衰された RF信号の周波数をダウンコンパ一トして AD変換器 39に出力する。 AD変換器 39は周波数変換器 38の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。適応制御回路 40 (第 2の適応制御回路）は AD変換器 39から出力されたデジタノレ信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 28のパラメータ（動作条件）を適応的に変更する。

[0053] 次に動作について説明する。

方向性結合器 31は、上記実施の形態 6と同様にして、キャリア増幅器 3から RF信号が出力されると、その RF信号の一部を取り出して減衰器 32に出力する。

減衰器 32は、方向性結合器 31から RF信号を受けると、後段の適応制御回路 35 が取り扱うのに適するレベルまで RF信号を減衰する。

[0054] 周波数変換器 33は、減衰器 32から減衰された RF信号を受けると、その RF信号の周波数をダウンコンバートして AD変換器 34に出力する。

AD変換器 34は、周波数変換器 33の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

[0055] 適応制御回路 35は、 AD変換器 34からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 27のパラメータを適応的に変更する。即ち、適応制御回路 35は、温度変化やデバイスの劣化などの要因で、キャリア増幅器 3から出力される RF信号が変動する場合があるので、それらの要因に伴う RF信号の変動を防止するため、キャリア増幅器 3から出力される RF信号の線形性が保たれるようにデジタルプレディストーシヨン回路 27のパラメータを適応的に変更する。

[0056] 方向性結合器 36は、上記実施の形態 6と同様にして、ピーク増幅器 7から RF信号が出力されると、その RF信号の一部を取り出して減衰器 37に出力する。

減衰器 37は、方向性結合器 36から RF信号を受けると、後段の周波数変換器 38 が取り扱うのに適するレベルまで RF信号を減衰する。

[0057] 周波数変換器 38は、減衰器 37から減衰された RF信号を受けると、その RF信号の周波数をダウンコンバートして AD変換器 39に出力する。

AD変換器 39は、周波数変換器 38の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

[0058] 適応制御回路 40は、 AD変換器 39からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 28のパラメータを適応的に変更する。即ち、適応制御回路 40は、温度変化やデバイスの劣化などの要因で、ピーク増幅器 7から出力される RF信号が変動する場合があるので、それらの要因に伴う RF信号の変動を防止するため、ピーク増幅器 7から出力される RF信号の線形性が保たれるようにデジタルプレディストーシヨン回路 28のパラメータを適応的に変更する。

[0059] 以上で明らかなように、この実施の形態 7によれば、キャリア増幅器 3及びピーク増幅器 7から出力された RF信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 27， 28のパラメータを適応的に変更するように構成したので、キャリア増幅器 3やピーク増幅器 7の特性が変動しても、増幅器全体として安定的な低歪み特性を実現することができる効果を奏する。

[0060] 実施の形態 8.

図 9はこの発明の実施の形態 8による高効率増幅器を示す構成図である。図において、図 6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。

デジタルプレディストーシヨン回路 41は入力端子 1と入力側分岐回路 2の間に接続され、高効率増幅器全体の非線形歪みを補償する歪み補償回路である。

[0061] 方向性結合器 42は出力側合成回路 8の出力信号である RF信号の一部を取り出して減衰器 43に出力する。減衰器 43は方向性結合器 42から出力された RF信号を減衰する。

周波数変換器 44は減衰器 43により減衰された RF信号の周波数をダウンコンパ一トして AD変換器 45に出力する。 AD変換器 45は周波数変換器 44の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

適応制御回路 46は AD変換器 45から出力されたデジタル信号に応じてデジタノレプレディストーシヨン回路 41のパラメータ（動作条件）を適応的に変更する。

[0062] 次に動作について説明する。

上記実施の形態 7では、デジタルプレディストーシヨン回路 27， 28が波形整形回路 21 , 24の後段に接続されているものについて示したが、入力端子 1と入力側分岐回路 2の間にデジタルプレディストーシヨン回路 41が接続されていてもよい。

この場合、デジタルプレディストーシヨン回路 41が高効率増幅器全体の非線形歪みを補償するように作用する。 [0063] この実施の形態 8の場合も、上記実施の形態 1と同様に、入力信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより小さい場合には、 B級又は C級バイアスされているピーク増幅器 7がオフ状態 (入力信号を増幅しない状態）となり、ピーク増幅器 7の出力信号は、出力側合成回路 8に出力されなくなる。

したがって、出力側合成回路 8は、キャリア増幅器 3の出力信号である RF信号を出力端子 9に出力する。

一方、入力信号の瞬時の信号レベルが所定レベルより大きい場合には、 B級又は C級バイアスされているピーク増幅器 7がオン状態 (信号を増幅する状態）になるため、出力側合成回路 8がキャリア増幅器 3の出力信号とピーク増幅器 7の出力信号とを合成して、出力端子 9に出力する。

[0064] 方向性結合器 42は、出力側合成回路 8から RF信号が出力されると、その RF信号の一部を取り出して減衰器 43に出力する。

減衰器 43は、方向性結合器 42から RF信号を受けると、後段の周波数変換器 44 が取り扱うのに適するレベルまで RF信号を減衰する。

[0065] 周波数変換器 44は、減衰器 43から減衰された RF信号を受けると、その RF信号の周波数をダウンコンバートして AD変換器 45に出力する。

AD変換器 45は、周波数変換器 44の出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。

[0066] 適応制御回路 46は、 AD変換器 45からデジタル信号を受けると、そのデジタル信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 41のパラメータを適応的に変更する。即ち、適応制御回路 46は、温度変化やデバイスの劣化などの要因で、出力側合成回路 8から出力される RF信号が変動する場合があるので、それらの要因に伴う RF信号の変動を防止するため、出力側合成回路 8から出力される RF信号の線形性が保たれるようにデジタルプレディストーシヨン回路 41のパラメータを適応的に変更する。

[0067] 以上で明らかなように、この実施の形態 8によれば、 AD変換器 45から出力されたデジタル信号に応じてデジタルプレディストーシヨン回路 41のパラメータを適応的に変更するように構成したので、高効率増幅器の特性が変動しても、増幅器全体の安定的な低歪み特性を実現することができる効果を奏する。産業上の利用可能性

以上のように、この発明に係る高効率増幅器は、 RF信号を高い効率で線形に増幅する必要がある放送用や通信用の RF増幅器などに用いるのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 入力信号を分岐する入力信号分岐手段と、上記入力信号分岐手段により分岐された一方の入力信号を増幅する第 1の増幅器と、上記入力信号分岐手段により分岐された他方の入力信号の電力が所定の電力より大きい場合、その入力信号を増幅する第 2の増幅器と、上記第 1の増幅器の出力信号と上記第 2の増幅器の出力信号とを合成する合成回路とを備えた高効率増幅器において、上記第 2の増幅器の非線形歪みを補償する歪み補償回路が上記第 2の増幅器の前段に設置されていることを特徴とする高効率増幅器。

[2] 第 1の増幅器の非線形歪みを補償する歪み補償回路が上記第 1の増幅器の前段に設置されていることを特徴とする請求項 1記載の高効率増幅器。

[3] 入力信号を分岐する入力信号分岐手段と、上記入力信号分岐手段により分岐された一方の入力信号を増幅する第 1の増幅器と、上記入力信号分岐手段により分岐された他方の入力信号の電力が所定の電力より大きい場合、その入力信号を増幅する第 2の増幅器と、上記第 1の増幅器の出力信号と上記第 2の増幅器の出力信号とを合成する合成回路とを備えた高効率増幅器において、上記入力信号分岐手段により分岐された一方の入力信号の振幅が所定レベルを上回る場合、その入力信号の振幅を所定レベル以下に制限して上記第 1の増幅器に出力するレベル制限回路が上記第 1の増幅器の前段に設置されていることを特徴とする高効率増幅器。

[4] レベル制限回路がリミッタ回路であることを特徴とする請求項 3記載の高効率増幅

[5] レベル制限回路が飽和特性を有するドライバ増幅器であることを特徴とする請求項

3記載の高効率増幅器。

[6] レベル制限回路が波形整形回路であることを特徴とする請求項 3記載の高効率増幅器。

[7] 入力信号分岐手段により分岐された他方の入力信号の振幅が所定レベルを下回る場合、信号を出力しない波形整形回路が上記第 2の増幅器の前段に設置されていることを特徴とする請求項 6記載の高効率増幅器。

[8] 第 1の増幅器の非線形歪みを補償する第 1の歪み補償回路が上記第 1の増幅器の前段に設置され、かつ、第 2の増幅器の非線形歪みを補償する第 2の歪み補償回路が上記第 2の増幅器の前段に設置されていることを特徴とする請求項 7記載の高効率増幅器。

[9] 第 1の増幅器の出力信号に応じて第 1の歪み補償回路のノメータを変更する第 1 の適応制御回路が設置され、かつ、第 2の増幅器の出力信号に応じて第 2の歪み補償回路のパラメータを変更する第 2の適応制御回路が設置されていることを特徴とする請求項 8記載の高効率増幅器。

[10] 入力信号を分岐する入力信号分岐手段と、上記入力信号分岐手段により分岐された一方の入力信号を増幅する第 1の増幅器と、上記入力信号分岐手段により分岐された他方の入力信号を増幅する第 2の増幅器と、上記第 1の増幅器の出力信号と上記第 2の増幅器の出力信号とを合成する合成回路とを備えた高効率増幅器において、上記入力信号分岐手段により分岐された一方の入力信号の振幅が所定レベルを上回る場合、その入力信号の振幅を所定レベル以下に制限して上記第 1の増幅器に出力する第 1の波形整形回路が上記第 1の増幅器の前段に設置され、かつ、上記入力信号分岐手段により分岐された他方の入力信号の振幅が所定レベルを下回る場合、信号を出力しない第 2の波形整形回路が第 2の増幅器の前段に設置されていることを特徴とする高効率増幅器。

[11] 第 1の波形整形回路は、入力信号の振幅が所定レベルの近傍にある場合、徐々に入力信号の振幅を制限する特性を有していることを特徴とする請求項 10記載の高効率増幅器。

[12] 歪み補償回路が第 2の増幅器の前段ではなぐ入力信号分岐手段の前段に設置されていることを特徴とする請求項 1記載の高効率増幅器。

[13] 合成回路から出力される合成信号に応じて歪み補償回路のパラメータを変更する適応制御回路が設置されていることを特徴とする請求項 12記載の高効率増幅器。