JP2000236222A - フィードフォワード増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チャンネル帯域から離れた歪成分を十分に抑
圧するフィードフォワード増幅器を提供すること、なら
びに複数のフィードフォワード増幅器を並列動作させて
なるフィードフォワード増幅器の小形化をはかる。 【解決手段】 補助増幅器を、チャンネル帯域より低域
側に発生する歪成分を増幅する第１の補助増幅器１６
と、チャンネル帯域より高域側に発生する歪成分を増幅
する第２の補助増幅器１７を並列動作させた構成にする
ことにより、フィードフォワード増幅器の動作範囲を広
帯域化した。。また、増幅器ブロック３７ａおよび３７
ｂを並列動作させてなるフィードフォワード増幅器２０
０において、補助増幅器３６を共通のものとした構成と
して、フィードフォワード増幅器を小形化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として移動体通
信機器の基地局装置に用いられるフィードフォワード増
幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動体通信機器の基地局装置には
フィードフォワード方式による歪補償を行なった高出力
線形電力増幅器が用いられている。

【０００３】図７は、従来の技術によるフィードフォワ
ード増幅器の構成の一例を示す図である。図に示すよう
に、フィードフォワード増幅器６００において、入力端
子１は該フィードフォワード増幅器６００の外部からの
信号を入力する手段である。出力端子２は該フィードフ
ォワード増幅器６００から外部へ信号を出力する手段で
ある。電力分配器３は、入力端子１からの入力を２分配
してベクトル調整器５および遅延回路７に出力する手段
である。主増幅器６はベクトル調整器５からの入力を増
幅する手段である。歪除去用電力合成器８は、主増幅器
６および遅延回路７の入力を受け、遅延回路９およびベ
クトル調整器３３へ出力する手段である。補助増幅器７
１は、ベクトル調整器３３からの入力を増幅する手段で
ある。歪除去用電力合成器４は、遅延回路９および補助
増幅器からの入力を合成して出力端子２へ出力する手段
である。ただし、電力分配器３、歪除去用電力合成器４
および歪検出用電力合成器８につけられた記号ａ〜ｊは
各手段の信号の入出力ポートを示す。

【０００４】以上のように構成された従来の技術による
フィードフォワード増幅器について、以下、その動作を
述べる。

【０００５】まず、入力端子１から入力された多チャン
ネル成分を含んだ入力信号は、電力分配器３で２分配さ
れる。２分配された一方の信号は、ベクトル調整器５を
経由して主増幅器６で増幅され、歪検出用電力合成器８
の入力ポートｄに入力される。このとき、主増幅器６の
非線形性のために、歪検出用電力合成器８には入力信号
成分の他に、相互変調による歪成分を含んだ信号が入力
される。

【０００６】また、２分配された他方の信号は、遅延回
路７を経由して、歪検出用電力合成器８の入力ポートｅ
に入力される。ここで、入力ポートｄおよび入力ポート
ｅに入力された信号の入力信号成分が、互いに等振幅で
逆位相になるように、ベクトル調整器５、遅延回路７お
よび歪検出用電力合成器８を調整することにより、出力
ポートｇからは、入力信号成分が相殺された歪成分のみ
の信号が出力される。

【０００７】次に、出力ポートｆから出力された、入力
信号成分および歪成分を含んだ信号は、遅延回路９を経
由して歪除去用電力合成器４の入力ポートｈに入力され
る。

【０００８】また、出力ポートｇから出力された歪成分
の信号は、ベクトル調整器３３を経由して補助増幅器７
１で増幅された後、歪除去用電力合成器４の入力ポート
ｉに入力される。ここで、入力ポートｈおよび入力ポー
トｉに入力された信号の歪成分が等振幅で逆位相になる
ように、ベクトル調整器３３、遅延回路９および歪除去
用電力合成器４を調整することにより、出力端子２から
は、歪成分が相殺された入力信号成分のみの信号を得る
ことができる。

【０００９】次に、図８は、図７に示したフィードフォ
ワード増幅器６００を２個並列動作させたフィードフォ
ワード増幅器の構成を示す図である。図に示すように、
このフィードフォワード増幅器７００において、図７と
同一符号は同一部で、入力分配器３１は、入力端子１か
らの入力を第１のフィードフォワード増幅器回路８１ａ
および第２のフィードフォワード増幅器回路８１ｂへそ
れぞれ分配して出力する手段である。また出力合成器３
２は、第１のフィードフォワード増幅器回路８１ａおよ
び第２のフィードフォワード増幅器回路８１ｂからの入
力を合成して、出力端子２へ出力する手段である。

【００１０】以上のように構成された、従来の技術によ
るフィードフォワード増幅器の第２例について、以下、
その動作を述べる。

【００１１】まず、入力端子１から入力された多チャン
ネル成分を含んだ入力信号は、電力分配器３１で２分配
される。２分配された一方の信号は、第１のフィードフ
ォワード増幅器回路８１ａで線形増幅される。

【００１２】また、２分配された他方の信号は、第２の
フィードフォワード増幅器回路８１ｂで線形増幅され、
第１のフィードフォワード増幅器回路８１ａの出力信号
と電力合成器３２で合成し、出力端子２から出力され
る。

【００１３】このような図８に示す構成を有するフィー
ドフォワード増幅器７００によれば、フィードフォワー
ド増幅器回路のどちらか一方に不具合が生じても、フィ
ードフォワード増幅器全体としては出力電力は低下する
が、稼動し続けることが可能であり、フィードフォワー
ド増幅器の信頼性が向上する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７の構成で
は主増幅器６で生じた歪成分を広帯域にわたって抑圧す
るには、補助増幅器７１の広帯域化が必要である。実際
には補助増幅器７１を広帯域にわたって振幅、位相とも
フラットな特性にするのは難しく、このため、チャンネ
ル帯域のごく近傍に生じる歪成分は十分に抑圧できる
が、チャンネル帯域から離れるほど抑圧するのが難しい
という課題を有していた。

【００１５】また、図８に示すフィードフォワード増幅
器回路を２個並列動作させた構成では回路規模が大きく
なるという課題を有していた。

【００１６】以上のような課題を解決するため、本発明
では補助増幅器を、チャンネル帯域より低域側に発生す
る歪成分を増幅する第１の補助増幅器と、チャンネル帯
域より高域側に発生する歪成分を増幅する第２の補助増
幅器とを並列動作させた構成にすることにより、フィー
ドフォワード増幅器の広帯域化をはかる。

【００１７】また、フィードフォワード増幅器回路を複
数個並列動作させたフィードフォワード増幅器におい
て、各フィードフォワード増幅器回路の補助増幅器を共
通にすることにより、フィードフォワード増幅器の小形
化をはかる。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の本発明（請求項１に対応）は、入力信号を
２分配する第１の電力分配器と、前記第１の電力分配器
の一方の出力信号の振幅および位相を調整する第１のベ
クトル調整器と、前記第１のベクトル調整器の出力信号
を増幅する主増幅器と、前記第１の電力分配器の他方の
出力信号を遅延する第１の遅延回路と、前記主増幅器の
出力信号と前記第１の遅延回路の出力信号とを入力し、
前記主増幅器の出力信号を出力する第１の出力ポートお
よび、前記主増幅器の出力信号と前記第１の遅延回路の
出力信号との合成信号を出力する第２の出力ポートを有
する歪検出用電力合成器と、前記歪検出用電力合成器の
第１の出力ポートの出力信号を遅延する第２の遅延回路
と、前記歪検出用電力合成器の第２の出力ポートの出力
信号を増幅する補助増幅器ブロックと、前記第２の遅延
回路の出力信号と前記補助増幅器ブロックの出力信号と
の合成信号を出力する歪除去用電力合成器を備えたフィ
ードフォワード増幅器であって、前記補助増幅器ブロッ
クは、前記歪検出用電力合成器の第２の出力ポートから
の出力信号を、互いに重なり合わない周波数帯域ごとに
分割して増幅する、少なくとも２個の補助増幅器を有す
る広帯域補助増幅器ブロックであることを特徴とするフ
ィードフォワード増幅器である。

【００１９】また、第２の本発明（請求項２に対応）
は、前記広帯域補助増幅器ブロックは、前記歪検出用電
力合成器からの入力信号を２分配する電力分配器と、前
記電力分配器の一方の出力信号の低域成分を通過させる
低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタの出力信号
の振幅および位相を調整する第１のベクトル調整器と、
前記第１のベクトル調整器の出力信号を増幅する第１の
補助増幅器と、前記電力分配器の他方の出力信号の高域
成分を通過させる高域通過フィルタと、前記高域通過フ
ィルタの出力信号の振幅および位相を調整する第２のベ
クトル調整器と、前記第２のベクトル調整器の出力信号
を増幅する第２の補助増幅器と、前記第１の補助増幅器
の出力信号と第２の補助増幅器の出力信号との合成信号
を前記歪除去用電力合成器に出力する電力合成器を備え
たことを特徴とする請求項１に記載のフィードフォワー
ド増幅器である。

【００２０】また、第３の本発明（請求項３に対応）
は、入力信号を２分配する第１の電力分配器と、前記第
１の電力分配器の一方の出力信号の振幅および位相を調
整する第１のベクトル調整器と、前記第１のベクトル調
整器の出力信号を増幅する主増幅器と、前記第１の電力
分配器の他方の出力信号を遅延する第１の遅延回路と、
前記主増幅器の出力信号と前記第１の遅延回路の出力信
号とを入力し、前記主増幅器の出力信号を出力する第１
の出力ポートと、前記主増幅器の出力信号と前記第１の
遅延回路の出力信号との合成信号を出力する第２の出力
ポートを有する歪検出用電力合成器と、前記歪検出用電
力合成器の第１の出力ポートの出力信号を遅延する第２
の遅延回路と、二つの入力ポートを有し、第１の入力ポ
ートに前記第２の遅延回路の出力信号を入力し、第２の
入力ポートに入力した信号と合成して出力する歪除去用
電力合成器とを有する、少なくとも２個の増幅器ブロッ
クと、前記少なくとも２個の増幅器ブロックの第１の電
力分配器のそれぞれに前記入力信号を与える入力分配器
と、前記少なくとも２個の増幅器ブロックの歪除去用電
力合成器の出力信号の入力を合成して出力する出力合成
器と、前記少なくとも２個の増幅器ブロックの歪検出用
電力合成器の第２の出力ポートの出力信号を入力する少
なくとも２個の第３のベクトル調整器と、前記少なくと
も２個の第３のベクトル調整器からの各出力信号を合成
する電力合成器と、前記電力合成器の出力信号を増幅す
る補助増幅器と、前記補助増幅器の出力信号を、前記少
なくとも２個の増幅器ブロックの数に応じて分配し、前
記少なくとも２個の増幅器ブロックの歪除去用電力合成
器の第２の入力ポートにそれぞれ入力する第２の電力分
配器とを備えたことを特徴とするフィードフォワード増
幅器である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１による
フィードフォワード増幅器の構成図である。図に示すよ
うに、フィードフォワード増幅器１００において、入力
端子１は該フィードフォワード増幅器１００の外部から
の信号を入力する手段である。出力端子２は該フィード
フォワード増幅器１００から外部へ信号を出力する手段
である。電力分配器３は、入力端子１からの入力を２分
配してベクトル調整器５および遅延回路７に出力する手
段である。主増幅器６はベクトル調整器５からの入力を
増幅する手段である。歪除去用電力合成器８は、主増幅
器６および遅延回路７の入力を受け、遅延回路９および
広帯域補助増幅器ブロック１８へ出力する手段である。
歪除去用電力合成器４は、遅延回路９および広帯域補助
増幅器ブロック１８からの入力を合成して出力端子２へ
出力する手段である。

【００２２】また、電力分配器３、ベクトル調整器５、
主増幅器６、遅延回路７、歪検出用電力合成器８、遅延
回路９および歪除去用電力合成器４で増幅器ブロック１
９を構成している。ただし、電力分配器３、歪除去用電
力合成器４および歪検出用電力合成器８につけられた記
号ａ〜ｊは各手段の信号の入出力ポートを示す。

【００２３】次に、広帯域補助増幅器ブロック１８にお
いて、電力分配器１０は、歪検出用電力合成器８の出力
ポートｇからの入力を分配して低域通過フィルタ１２お
よび高域通過フィルタ１３へ出力する手段である。また
低域通過フィルタ１２は、入力信号のうち周波数が低い
成分だけを通過させる手段であり、高域通過フィルタ１
３は、入力信号のうち周波数が高い成分だけを通過させ
る手段である。ベクトル調整器１４および１５は、従来
の技術と同様の動作を行う手段である。補助増幅器１６
および１７は、歪成分を増幅する手段である。また電力
合成器１１は、補助増幅器１６および１７からの入力を
合成して、歪除去用電力合成器４の入力ポートｉへ出力
する手段である。ただしベクトル調整器１４および１５
につけられた記号ｍ、ｎは信号の入力ポートを示す。

【００２４】以上のように構成されたフィードフォワー
ド増幅器について、以下、その動作を図面を参照しなが
ら説明する。

【００２５】まず、入力端子１から入力された多チャン
ネル成分を含んだ入力信号は、電力分配器３で２分配さ
れる。２分配された一方の信号は、ベクトル調整器５を
経由して主増幅器６で増幅され、歪検出用電力合成器８
の入力ポートｄに入力される。このとき、主増幅器６の
非線形性のために入力信号成分の他に相互変調による歪
成分を含んだ信号が入力される。また、２分配されたも
う一方の信号は、遅延回路７を経由して、歪検出用電力
合成器８の入力ポートｅに入力される。ここで、入力ポ
ートｄおよび入力ポートｅに入力された信号の入力信号
成分が等振幅で逆位相になるように、ベクトル調整器
５、遅延回路７および歪検出用電力合成器８を調整する
ことにより、出力ポートｇから入力信号成分が相殺され
た歪成分のみの信号が出力される。

【００２６】次に、出力ポートｆから出力された入力信
号成分と歪成分を含んだ信号は、遅延回路９を経由して
歪除去用電力合成器４の入力ポートｈに入力される。ま
た、出力ポートｇから出力された歪成分の信号は、電力
分配器１０で２分配される。

【００２７】２分配された一方の信号は、低域通過フィ
ルタ１２によりチャンネル帯域より低域側の歪成分のみ
が通過し、ベクトル調整器１４を経由して補助増幅器１
６で増幅される。また、２分配された他方の信号は、高
域通過フィルタ１３によりチャンネル帯域より高域側の
歪成分のみが通過し、ベクトル調整器１５を経由して補
助増幅器１７で増幅される。補助増幅器１６、１７の出
力信号は電力合成器１１で合成され歪除去用電力合成器
４の入力ポートｉに入力される。ここで、入力ポートｈ
および入力ポートｉに入力された信号の歪成分が等振幅
で逆位相になるように、ベクトル調整器１４、１５、遅
延回路９および歪除去用電力合成器４を調整することに
より、歪除去用電力合成器４の出力ポートｊから出力端
子２へは、歪成分が相殺された入力信号成分のみの信号
が出力される。

【００２８】次に、図２（ａ）〜（ｆ）は、図１に示す
各部の入出力ポートａ、ｄ、ｇ、ｍ、ｎ、ｊにおける信
号の周波数スペクトルを示す図である。

【００２９】このように、本実施の形態１のフィードフ
ォワード増幅器によれば、補助増幅器１６がチャンネル
帯域の低域側の歪成分を増幅し、補助増幅器１７がチャ
ンネル帯域の高域側の歪成分を増幅するようにしたこと
で、従来のフィードフォワード増幅器のように１つの補
助増幅器で全帯域の歪成分を増幅するより、フィードフ
ォワード増幅器の動作範囲を広帯域に渡って良好なもの
とできる。

【００３０】なお、本実施の形態１では、広帯域補助増
幅器ブロックの構成を、入力信号の歪成分を２つの周波
数帯域に分け、２個の補助増幅器で歪成分を増幅するも
のとして説明を行ったが、通過フィルタを３つ以上備え
ることにより歪成分を３つ以上の周波数帯域に分割し
て、３個以上の補助増幅器で歪成分を増幅するようにし
ても良く、この場合、フィードフォワード増幅器の動作
範囲をさらに広域化することができる。 （実施の形態２）図３は、本発明の実施の形態２におけ
るフィードフォワード増幅器の構成図である。図に示す
ように、フィードフォワード増幅器２００において、入
力端子１は該フィードフォワード増幅器２００の外部か
らの信号を入力する手段である。出力端子２は該フィー
ドフォワード増幅器２００から外部へ信号を出力する手
段である。また、入力分配器３１は、入力端子１からの
入力を増幅器ブロックの数に応じて電力分配するもの
で、第１の増幅器ブロック３７ａおよび第２の増幅器ブ
ロック３７ｂへ出力する手段である。出力合成器３２
は、第１の増幅器ブロック３７ａおよび第２の増幅器ブ
ロック３７ｂからの出力を合成して、出力端子２へ出力
する手段である。

【００３１】次に、第１の増幅器ブロック３７ａおよび
第２の増幅器ブロック３７ｂにおいて、電力分配器３
ａ、３ｂは、入力分配器３１からの入力を２分配してベ
クトル調整器５ａ、５ｂおよび遅延回路７ａ、７ｂにそ
れぞれ出力する手段である。主増幅器６ａ、６ｂはそれ
ぞれベクトル調整器５ａ、５ｂからの入力を増幅する手
段である。歪除去用電力合成器８ａ、８ｂは、それぞれ
主増幅器６ａ、６ｂおよび遅延回路７ａ、７ｂの入力を
受け、遅延回路９ａ、９ｂおよびベクトル調整器３３
ａ、３３ｂへそれぞれ出力する手段である。歪除去用電
力合成器４ａ、４ｂは、それぞれ遅延回路９ａ、９ｂお
よび電力分配器３５からの入力を合成して出力端子２へ
出力する手段である。ただし、主増幅器６ａと６ｂとは
同じ特性の増幅器である。

【００３２】また、電力合成器３４は、ベクトル調整器
３３ａおよび３３ｂからの入力を合成して補助増幅器３
６へ出力する手段である。電力分配器３５は、補助増幅
器３６からの出力を増幅器ブロックの数に応じて電力分
配するものであり、第１の増幅器ブロック３７ａの歪検
出用電力合成器４ａ、第１の増幅器ブロック３７ｂの歪
検出用電力合成器４ｂにそれぞれ出力する手段である。

【００３３】以上のように構成されたフィードフォワー
ド増幅器について、以下、その動作を図面を参照しなが
ら説明する。ただし、第１の増幅器ブロック３７ａおよ
び第２の増幅器ブロック３７ｂの個別の回路動作は本実
施の形態１と同様であるので、以下、相違点を中心とし
て説明を行う。

【００３４】はじめに、入力端子１から入力された多チ
ャンネル成分を含んだ入力信号は、入力分配器３１で２
分配され、第１、第２の増幅器ブロック３７ａ、３７ｂ
にそれぞれ入力される。第１の増幅器ブロック３７ａの
主増幅器６ａおよび第２の増幅器ブロック３７ｂの主増
幅器６ｂからは、それぞれ同じ周波数スペクトルを有す
る歪成分を含んだ信号が出力される。

【００３５】次に、歪検出用合成器８ａ、８ｂで検出さ
れた歪成分の信号は、それぞれベクトル調整器３３ａ、
３３ｂを経由して、電力合成器３４で合成される。電力
合成器３４で合成された歪成分の信号は補助増幅器３６
で増幅された後、電力分配器３５で２分配される。２分
配された歪成分の信号は、歪除去用電力合成器４ａ、４
ｂにそれぞれ入力し、遅延回路９ａ、９ｂからの出力信
号と合成される。さらに歪除去用電力合成器４ａ、４ｂ
からの出力信号は出力合成器３２で合成された後、出力
端子２から出力される。

【００３６】このように、本発明の実施の形態２のフィ
ードフォワード増幅器によれば、歪成分の信号を増幅す
るための補助増幅器を共通のものとした構成にすること
で、図８の従来のフィードフォワード増幅器に比べ、回
路を小形化することができる。

【００３７】なお、本実施の形態２では、増幅器ブロッ
クを２個用いた構成例で説明したが、３個以上にしても
よい。その場合、増幅器ブロックの歪検出用電力合成器
の第２の出力ポートと電力合成器３４間に設けたベクト
ル調整器を必要な数だけ追加すれば良い。

【００３８】また、本実施の形態２では、主増幅器６ａ
と６ｂは同じ特性の増幅器として説明を行ったが、電力
レベルは異なるが歪成分の周波数スペクトルが同等の特
性を有する増幅器を用いても良い。

【００３９】また、本実施の形態２の補助増幅器３６を
本実施の形態１の広帯域補助増幅器ブロック１８で構成
することにより、フィードフォワード増幅器の動作範囲
を広帯域に渡って良好なものとできることは明らかであ
る。 （実施の形態３）図４は、本発明の実施の形態３におけ
るフィードフォワード増幅器の構成図である。図に示す
ように、フィードフォワード増幅器３００において、本
実施の形態２と同一符号は同一部である。また、電力分
配器４１は、入力分配器３１からの入力を、第１の主増
幅器基本ブロック５０ａおよび第２の主増幅器基本ブロ
ック５０ｂへ出力する手段である。電力合成器４２は、
第１の主増幅器基本ブロック５０ａおよび第２の主増幅
器基本ブロック５０ｂからの入力を合成して、歪除去用
電力合成器４９へ出力する手段である。また、歪検出用
電力合成器４４、ベクトル調整器４６、歪検出用増幅器
４７、遅延回路４８は、いずれも本実施の形態２の記載
の同一名称と同様の手段である。歪除去用電力合成器４
９は、電力合成器４２および補助増幅器３６からの入力
を合成して、出力端子２へ出力する手段である。

【００４０】次に、第１の主増幅器基本ブロック５０
ａ、第２の主増幅器基本ブロック５０ｂはそれぞれベク
トル調整器４５ａ、４５ｂ、遅延回路５ａ、５ｂおよび
主増幅器６ａ、６ｂから構成されている。ただし、主増
幅器６ａ、６ｂと歪検出用増幅器４７は同一の増幅器で
ある。

【００４１】以上のように構成された本実施の形態３に
よるフィードフォワード増幅器について、以下、その動
作を図面を参照しながら説明する。

【００４２】はじめに、入力端子１から入力された多チ
ャンネル成分を含んだ入力信号は、入力分配器３１で２
分配される。

【００４３】入力分配器３１で２分配された一方の信号
は、電力分配器４１でさらに２分配され、一方の信号は
ベクトル調整器４５ａ、遅延回路５ａを経由して主増幅
器６ａで増幅される。また、電力分配器４１で２分配さ
れた他方の信号は、ベクトル調整器４５ｂ、遅延回路５
ｂを経由して主増幅器６ｂで増幅される。また、主増幅
器６ａ、６ｂの出力信号は電力合成器４２で合成され、
歪除去用電力合成器４９に入力される。

【００４４】一方、入力分配器３１で２分配された他方
の信号は、電力分配器４３でさらに２分配され、一方の
信号はベクトル調整器４６を経由して歪検出用増幅器４
７で増幅される。このとき、主増幅器６ａ、６ｂと同じ
電力レベルの信号を歪検出用増幅器４７に入力すること
によって、主増幅器６ａ、６ｂと同じ周波数スペクトル
を有する歪成分を含んだ信号が出力される。

【００４５】また、電力分配器４３で２分配された他方
の信号は遅延回路４８を経由して、歪検出用電力合成器
４４に入力され、歪検出用増幅器４７の出力信号と合成
される。ここで、両者の信号の入力信号成分が等振幅で
逆位相になるように、ベクトル調整器４６、遅延回路４
８および歪検出用電力合成器４４を調整することによ
り、歪検出用電力合成器４４からは、入力信号成分が相
殺された歪成分のみの信号が出力される。次いで、歪検
出用電力合成器４４から出力された歪成分の信号は、補
助増幅器３６で増幅され、歪除去用電力合成器４９に入
力される。

【００４６】歪除去用電力合成器４９において、補助増
幅器３６で増幅された歪成分の信号と、電力合成器４２
の出力信号とは合成される。ここで、両者の信号の歪成
分が等振幅で逆位相になるように、ベクトル調整器４５
ａ、４５ｂ、遅延回路５ａ、５ｂおよび歪除去用電力合
成器４９を調整することにより、歪除去用電力合成器４
９から出力端子２へ歪成分が相殺された入力信号成分の
みの信号が出力される。

【００４７】このように、本実施の形態３のフィードフ
ォワード増幅器によれば、入力信号を２分割して、一方
の信号を一対の主増幅器ブロックで増幅し、他方の信号
から歪成分を抽出して、出力の直前で合成して歪成分を
相殺する構成としたことにより、従来の技術によるフィ
ードフォワード増幅器に比べ、回路の小形化を実現する
とともに、主増幅幅器後の電力損失を低減することがで
き、フィードフォワード増幅器全体の動作を高効率化す
ることができる。

【００４８】なお、本実施の形態３では、主増幅器基本
ブロックを２個用いた構成例で説明を行ったが、３個以
上にしてもよく、この場合は、フィードフォワード増幅
器のささらなる効率化が可能となる。

【００４９】また、本実施の形態３では、主増幅器６ａ
と６ｂは同じ特性の増幅器として説明を行ったが、電力
レベルは異なるが歪成分の周波数スペクトルが同等の特
性を有する増幅器を用いてもよい。

【００５０】上記の場合、例えば、フィードフォワード
増幅器に１５０Ｗの出力が要求される場合を考える。主
増幅器として１００Ｗ、５０Ｗの種類を用いる場合、１
００（Ｗ）×２（個）の構成とした場合は、２００Ｗ出
力するのでそれぞれ７５Ｗ出力として使用しなければな
らず、デバイスとしての効率が悪くなってしまう。ま
た、５０（Ｗ）×３（個）の構成とした場合は、回路が
大きなものとなってしまう。したがって、１００（Ｗ）
のものと５０（Ｗ）のものとを用いることにより、デバ
イスを効率よく用いることができる。

【００５１】また、上記実施の形態３では、歪検出用増
幅器４７と主増幅器６ａ、６ｂとは同じ特性の増幅器と
して説明を行ったが、歪検出用増幅器４７は、主増幅器
６ａもしくは６ｂと電力レベルは異なるが歪成分の周波
数スペクトルが同等の特性を有する増幅器を用いても良
い。歪検出用電力増幅器４７は、フィードフォワード増
幅器３００の出力電力とは関係ないので、フィードフォ
ワード増幅器３００全体の効率を鑑みた場合、歪検出用
電力増幅器４７に主増幅器６ａ、６ｂと同じ出力が得ら
れるデバイスを用いるのは効率が悪い。したがって、歪
み検出用電力増幅器により低出力のデバイスを用いるこ
とにより、回路全体の消費電力を低減して、効率を上げ
ることができる。

【００５２】また、本実施の形態３の補助増幅器３６を
本実施の形態１の広帯域補助増幅器ブロック１８で構成
することにより、フィードフォワード増幅器の動作範囲
を広帯域に渡って良好なものとできることは明らかであ
る。 （実施の形態４）図５は、本発明の実施の形態４におけ
るフィードフォワード増幅器の構成図である。図に示す
ように、フィードフォワード増幅器４００において、本
実施の形態３と同一符号は同一部である。また、第１の
歪除去型主増幅器ブロック５３ａおよび第２の歪除去型
主増幅器ブロック５３ｂは、いずれも電力分配器４１お
よび５１からの入力を処理して、電力合成器４２へ出力
する手段である。また電力分配器５１は、補助増幅器３
６からの出力を第１の歪除去型主増幅器ブロック５３ａ
および第２の歪除去型主増幅器ブロックへ出力する手段
である。

【００５３】次に、第１の歪除去型主増幅器ブロック５
３ａ、第２の歪除去型主増幅器ブロック５３ｂは、それ
ぞれベクトル調整器４５ａ、４５ｂ、遅延回路５ａ、５
ｂ、主増幅器６ａ、６ｂおよび歪除去用電力合成器５２
ａ、５２ｂから構成されている。ただし、主増幅器６
ａ、６ｂと歪検出用増幅器４７は同一の増幅器である。

【００５４】以上のように構成された本実施の形態４に
よるフィードフォワード増幅器について、以下、その動
作を図面を参照しながら説明する。

【００５５】本発明の実施の形態４は、歪成分の相殺を
主増幅器ごとに行うフィードフォワード増幅器である。
はじめに、入力端子１から入力された多チャンネル成分
を含んだ入力信号は、入力分配器３１で２分配される。

【００５６】入力分配器３１で２分配された一方の信号
は、電力分配器４１でさらに２分配され、一方の信号は
ベクトル調整器４５ａ、遅延回路５ａを経由して主増幅
器６ａで増幅される。また、電力分配器４１で２分配さ
れた他方の信号は、ベクトル調整器４５ｂ、遅延回路５
ｂを経由して主増幅器６ｂで増幅される。

【００５７】一方、入力分配器３１で２分配された他方
の信号は、実施の形態３と同様の処理が行われ、これに
より補助増幅器３６には歪成分のみが増幅された信号が
出力される。次に、補助増幅器３６からの出力信号は、
電力分配器５１により２分配され、一方の信号は第１の
歪除去型主増幅器ブロック５３ａへ、他方の信号は第２
の歪除去型主増幅器ブロック５３ｂへそれぞれ出力され
る。

【００５８】さらに、歪除去型主増幅器ブロック５３
ａ、５３ｂにおいて、電力分配器５１により２分配され
た一方の信号は、主増幅器６ａの出力信号と歪除去用電
力合成器５２ａで合成され、他方の信号は、主増幅器６
ｂの出力信号と歪除去用電力合成器５２ｂで合成され
る。

【００５９】ここで、合成する両者の信号の歪成分がそ
れぞれ等振幅で逆位相になるように、ベクトル調整器４
５ａ、４５ｂ、遅延回路５ａ、５ｂ、および歪除去用電
力合成器５２ａ、５２ｂを調整することにより、歪除去
用電力合成器５２ａ、５２ｂからはそれぞれ歪成分が相
殺された入力信号成分のみの信号が出力される。最後
に、歪除去用電力合成器５２ａ、５２ｂの出力信号を電
力合成器４２で合成して、出力端子２から信号を出力す
る。

【００６０】このように、本実施の形態４のフィードフ
ォワード増幅器によれば、入力信号を２分割して、一方
の信号を一対の歪除去型主増幅器ブロックで増幅し、さ
らに各歪除去型増幅ブロックごとに歪成分の相殺を行う
ようにしたことにより、従来の技術によるフィードフォ
ワード増幅器に比べ、回路の小形化がはかれ、さらに主
増幅器後の損失を低減することができるとともに、歪成
分除去の精度を高めることができる。

【００６１】なお、本実施の形態４では、歪除去型主増
幅器ブロックを２個用いた構成例で説明したが、３個以
上にしても良い。

【００６２】また、本実施の形態４では、主増幅器６ａ
と６ｂは同じ特性の増幅器として説明したが、電力レベ
ルは異なるが歪成分の周波数スペクトルが同等の特性を
有する増幅器を用いても良い。

【００６３】また、本実施の形態４では、歪検出用増幅
器４７と主増幅器６ａ、６ｂとは同じ特性の増幅器とし
て説明したが、歪検出用増幅器４７として、主増幅器６
ａもしくは６ｂと電力レベルは異なるが歪成分の周波数
スペクトルが同等の特性を有する増幅器を用いても良
い。

【００６４】さらに、本実施の形態４の補助増幅器３６
を本実施の形態１の広帯域補助増幅器ブロック１８で構
成することにより、フィードフォワード増幅器の動作範
囲を広帯域に渡って良好なものとできることは明らかで
ある。 （実施の形態５）図６は、本発明の実施の形態５におけ
るフィードフォワード増幅器の構成図である。図に示す
ように、フィードフォワード増幅器５００において、本
実施の形態２と同一符号は同一部である。また、切換式
補助増幅器６３は、スイッチ回路６１、６２および補助
増幅器３６ａ、３６ｂからなり、電力合成器３４と、電
力分配器３５との間に配置された手段である。ただし、
主増幅器６ａと６ｂどうしは同じ特性の増幅器であり、
補助増幅器３６ａと３６ｂどうしも同じ特性の増幅器で
ある。

【００６５】以上のように構成されたフィードフォワー
ド増幅器について、以下、その動作を図面を参照しなが
ら説明する。

【００６６】本発明の実施の形態５は、本実施の形態２
の補助増幅器３６を切換式補助増幅器６３に置き換えた
構成であり、切換式補助増幅器６３の回路動作以外は本
実施の形態２と同様である。

【００６７】切換式補助増幅器６３は補助増幅器３６
ａ、３６ｂの前後に設けたスイッチ回路６１、６２を補
助増幅器のどちらか一方に同時に接続する。接続した補
助増幅器に不具合が生じたときは、スイッチ回路６１、
６２を切り換えて、他方の補助増幅器に同時に接続す
る。

【００６８】このように、本実施の形態５のフィードフ
ォワード増幅器によれば、補助増幅器を共通のものとし
た２つの増幅器ブロックからなるフィードフォワード回
路において、２つの補助増幅器をスイッチで選択的に切
り換えて用いるようにしたことにより、従来の技術によ
るフィードフォワード増幅器に比べ、回路の信頼性を向
上させることができる。

【００６９】なお、本実施の形態５では、主増幅器６ａ
と６ｂは同じ特性の増幅器として説明したが、電力レベ
ルは異なるが歪成分の周波数スペクトルが同等の特性を
有する増幅器を用いても良い。

【００７０】また、本実施の形態５の補助増幅器３６
ａ、３６ｂを本実施の形態１の広帯域補助増幅器ブロッ
ク１８で構成することにより、フィードフォワード増幅
器の動作範囲を広帯域に渡って良好なものとできること
は明らかである。

【００７１】また、本実施の形態５は本実施の形態２の
補助増幅器３６を切換式補助増幅器６３で構成したフィ
ードフォワード増幅器であるが、本実施の形態２に限ら
ず本実施の形態１、３および４のいずれの補助増幅器に
ついても、補助増幅器を切換式補助増幅器６３で構成す
ることにより、フィードフォワード増幅器の信頼性を向
上させることができることは明らかである。

【００７２】

【発明の効果】以上述べたことから明らかなように本発
明は、補助増幅器を、チャンネル帯域より低域側に発生
する歪成分を増幅する第１の補助増幅器と、チャンネル
帯域より高域側に発生する歪成分を増幅する第２の補助
増幅器を並列動作させた構成にすることにより、フィー
ドフォワード増幅器の広帯域化をはかることができる。

【００７３】また、本発明はフィードフォワード増幅器
回路を複数個並列動作させたフィードフォワード増幅器
において、各フィードフォワード増幅器回路の補助増幅
器を共通にすることにより、フィードフォワード増幅器
の小形化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のフィードフォワード増
幅器１００の構成図である。

【図２】本実施の形態１のフィードフォワード増幅器１
００における入出力ポートａ、ｄ、ｇ、ｍ、ｎ、ｊでの
信号の周波数スペクトル図である。

【図３】本発明の実施の形態２のフィードフォワード増
幅器２００の構成図である。

【図４】本発明の実施の形態３のフィードフォワード増
幅器３００の構成図である。

【図５】本発明の実施の形態４のフィードフォワード増
幅器４００の構成図である。

【図６】本発明の実施の形態５のフィードフォワード増
幅器５００の構成図である。

【図７】従来の技術によるフィードフォワード増幅器６
００の構成図である。

【図８】従来の技術によるフィードフォワード増幅器７
００の構成図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 出力端子 ３、３ａ、３ｂ、１０、３５、４１、４３、５１ 電力
分配器 ４、４ａ、４ｂ、４９、５２ａ、５２ｂ 歪除去用電力
合成器 ５、５ａ、５ｂ、１４、１５、３３ａ、３３ｂ、４５
ａ、４５ｂ、４６ ベクトル調整器 ６、６ａ、６ｂ 主増幅器 ７、７ａ、７ｂ、９、９ａ、９ｂ、４８ 遅延回路 ８、８ａ、８ｂ、４４ 歪検出用電力合成器 １１、３４、４２ 電力合成器 １２ 低域通過フィルタ １３ 高域通過フィルタ １６、１７、３６、３６ａ、３６ｂ、７１ 補助増幅器 １８ 広帯域補助増幅器ブロック １９ 増幅器ブロック ３１ 入力合成器 ３２ 出力合成器 ３７ａ 第１の増幅器ブロック ３７ｂ 第２の増幅器ブロック ４７ 歪検出用増幅器 ５０ａ 第１の主増幅器基本ブロック ５０ｂ 第２の主増幅器基本ブロック ５３ａ 第１の歪除去型主増幅器ブロック ５３ｂ 第２の歪除去型主増幅器ブロック ６１、６２ スイッチ回路 ６３ 切換式補助増幅器 ８１ａ 第１のフィードフォワード増幅器回路 ８１ｂ 第２のフィードフォワード増幅器回路 １００、２００、３００、４００、５００、６００、７
００ フィードフォワード増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小杉 裕昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 久郷 伸一 神奈川県横浜市港北区綱島東４丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA21 CA27 CA62 CA92 FA14 GN02 GN05 GN07 HN17 HN18 KA15 KA16 KA23 KA42 KA46 KA68 MA14 SA14 TA01 TA03

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を２分配する第１の電力分配器
   と、 前記第１の電力分配器の一方の出力信号の振幅および位
   相を調整する第１のベクトル調整器と、 前記第１のベクトル調整器の出力信号を増幅する主増幅
   器と、 前記第１の電力分配器の他方の出力信号を遅延する第１
   の遅延回路と、 前記主増幅器の出力信号と前記第１の遅延回路の出力信
   号とを入力し、前記主増幅器の出力信号を出力する第１
   の出力ポートおよび、前記主増幅器の出力信号と前記第
   １の遅延回路の出力信号との合成信号を出力する第２の
   出力ポートを有する歪検出用電力合成器と、 前記歪検出用電力合成器の第１の出力ポートの出力信号
   を遅延する第２の遅延回路と、 前記歪検出用電力合成器の第２の出力ポートの出力信号
   を増幅する補助増幅器ブロックと、前記第２の遅延回路
   の出力信号と前記補助増幅器ブロックの出力信号との合
   成信号を出力する歪除去用電力合成器とを備えたフィー
   ドフォワード増幅器であって、 前記補助増幅器ブロックは、前記歪検出用電力合成器の
   第２の出力ポートからの出力信号を、互いに重なり合わ
   ない周波数帯域ごとに分割して増幅する、少なくとも２
   個の補助増幅器を有する広帯域補助増幅器ブロックであ
   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】 前記広帯域補助増幅器ブロックは、前記
   歪検出用電力合成器からの入力信号を２分配する電力分
   配器と、 前記電力分配器の一方の出力信号の低域成分を通過させ
   る低域通過フィルタと、 前記低域通過フィルタの出力信号の振幅および位相を調
   整する第１のベクトル調整器と、 前記第１のベクトル調整器の出力信号を増幅する第１の
   補助増幅器と、 前記電力分配器の他方の出力信号の高域成分を通過させ
   る高域通過フィルタと、 前記高域通過フィルタの出力信号の振幅および位相を調
   整する第２のベクトル調整器と、 前記第２のベクトル調整器の出力信号を増幅する第２の
   補助増幅器と、 前記第１の補助増幅器の出力信号と第２の補助増幅器の
   出力信号との合成信号を前記歪除去用電力合成器に出力
   する電力合成器を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載のフィードフォワード増幅器。
3. 【請求項３】 入力信号を２分配する第１の電力分配器
   と、前記第１の電力分配器の一方の出力信号の振幅およ
   び位相を調整する第１のベクトル調整器と、前記第１の
   ベクトル調整器の出力信号を増幅する主増幅器と、前記
   第１の電力分配器の他方の出力信号を遅延する第１の遅
   延回路と、前記主増幅器の出力信号と前記第１の遅延回
   路の出力信号とを入力し、前記主増幅器の出力信号を出
   力する第１の出力ポートと、前記主増幅器の出力信号と
   前記第１の遅延回路の出力信号との合成信号を出力する
   第２の出力ポートを有する歪検出用電力合成器と、前記
   歪検出用電力合成器の第１の出力ポートの出力信号を遅
   延する第２の遅延回路と、二つの入力ポートを有し、第
   １の入力ポートに前記第２の遅延回路の出力信号を入力
   し、第２の入力ポートに入力した信号と合成して出力す
   る歪除去用電力合成器とを有する、少なくとも２個の増
   幅器ブロックと、 前記少なくとも２個の増幅器ブロックの第１の電力分配
   器のそれぞれに前記入力信号を与える入力分配器と、 前記少なくとも２個の増幅器ブロックの歪除去用電力合
   成器の出力信号の入力を合成して出力する出力合成器
   と、 前記少なくとも２個の増幅器ブロックの歪検出用電力合
   成器の第２の出力ポートの出力信号を入力する少なくと
   も２個の第３のベクトル調整器と、 前記少なくとも２個の第３のベクトル調整器からの各出
   力信号を合成する電力合成器と、 前記電力合成器の出力信号を増幅する補助増幅器と、 前記補助増幅器の出力信号を、前記少なくとも２個の増
   幅器ブロックの数に応じて分配し、前記少なくとも２個
   の増幅器ブロックの歪除去用電力合成器の第２の入力ポ
   ートにそれぞれ入力する第２の電力分配器とを備えたこ
   とを特徴とするフィードフォワード増幅器。
4. 【請求項４】 前記少なくとも２個の増幅器ブロックの
   主増幅器は、それぞれ電力レベルは異なるが歪成分の周
   波数スペクトルが同等の特性を有する増幅器を用いたも
   のであることを特徴とする請求項３に記載のフィードフ
   ォワード増幅器。
5. 【請求項５】 入力信号を２分配する入力分配器と、 ベクトル調整器、遅延回路および主増幅器を有する少な
   くとも２個の主増幅器基本ブロックと、 前記入力分配器の一方の出力信号を前記主増幅器基本ブ
   ロックの数に応じて電力分配し、前記主増幅器基本ブロ
   ックにそれぞれ入力する第１の電力分配器と、 前記少なくとも２個の主増幅器基本ブロックの出力信号
   を合成する第１の電力合成器と、 前記第入力分配器の他方の出力信号を２分配する第２の
   電力分配器と、前記第２の電力分配器の一方の出力信号
   の振幅および位相を調整する第２のベクトル調整器と、 前記第２のベクトル調整器の出力信号を増幅する歪検出
   用増幅器と、 前記第２の電力分配器の他方の出力信号を遅延する第２
   の遅延回路と、 前記歪検出用増幅器の出力信号と前記第２の遅延回路の
   出力信号とを合成する歪検出用電力合成器と、 前記歪検出用電力合成器の出力信号を増幅する補助増幅
   器と、 前記第１の電力合成器の出力信号と前記補助増幅器の出
   力信号とを合成する歪除去用電力合成器とを備えたこと
   を特徴とするフィードフォワード増幅器。
6. 【請求項６】 前記少なくとも２個の主増幅器基本ブロ
   ックの主増幅器と前記歪検出用増幅器とは同じ特性の増
   幅器を用いたことを特徴とする請求項５に記載のフィー
   ドフォワード増幅器。
7. 【請求項７】 前記少なくとも２個の主増幅器基本ブロ
   ックの主増幅器は、それぞれ電力レベルは異なるが歪成
   分の周波数スペクトルが同等の特性を有する増幅器を用
   いたものであることを特徴とする請求項５に記載のフィ
   ードフォワード増幅器。
8. 【請求項８】 前記歪検出用電力増幅器は、前記少なく
   とも２個の主増幅器基本ブロックの主増幅器のいずれか
   と、電力レベルは異なるが歪成分の周波数スペクトルが
   同等の特性を有する増幅器を用いたことを特徴とする請
   求項５または７に記載のフィードフォワード増幅器。
9. 【請求項９】 ベクトル調整器、遅延回路、主増幅器お
   よび歪除去用電力合成器から成る少なくとも２個の歪除
   去型主増幅器ブロックと、 入力信号を２分配する入力分配器と、 前記入力分配器の一方の出力信号を前記歪除去型主増幅
   器ブロックの数に応じて電力分配し、その出力信号を前
   記歪除去型主増幅器ブロックにそれぞれ入力する第１の
   電力分配器と、 前記少なくとも２個の歪除去型主増幅器ブロックの出力
   信号を合成する第１の電力合成器と、 前記入力分配器の他方の出力信号を２分配する第２の電
   力分配器と、前記第２の電力分配器の一方の出力信号の
   振幅および位相を調整する第２のベクトル調整器と、前
   記第２のベクトル調整器の出力信号を増幅する歪検出用
   増幅器と、 前記第２の電力分配器の他方の出力信号を遅延する第２
   の遅延回路と、 前記歪検出用増幅器と前記第２の遅延回路の出力信号を
   合成する歪検出用電力合成器と、 前記歪検出用電力合成器の出力信号を増幅する補助増幅
   器と、 前記補助増幅器の出力信号を前記歪除去型主増幅器ブロ
   ックの数に応じて電力分配する第３の電力分配器とを備
   えたフィードフォワード増幅器であって、 前記歪除去型主増幅器ブロックの歪除去用電力合成器
   は、前記歪除去型主増幅器ブロックの主増幅器の出力信
   号と前記第３の電力分配器の出力信号を合成して前記第
   １の電力合成器に出力することを特徴とするフィードフ
   ォワード増幅器。
10. 【請求項１０】 前記少なくとも２個の歪除去型主増幅
    器ブロックの主増幅器と前記歪検出用増幅器とは同じ特
    性の増幅器を用いたことを特徴とする請求項９に記載の
    フィードフォワード増幅器。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも２個の歪除去型主増幅
    器ブロックの主増幅器のいずれかは、電力レベルは異な
    るが歪成分の周波数スペクトルが同等の特性を有する増
    幅器を用いたことを特徴とする請求項９に記載のフィー
    ドフォワード増幅器。
12. 【請求項１２】 前記歪検出用増幅器は、前記少なくと
    も２個の歪除去型主増幅器ブロックの主増幅器のいずれ
    かと、電力レベルは異なるが歪成分の周波数スペクトル
    が同等の特性を有する増幅器を用いたことを特徴とする
    請求項９または１１に記載のフィードフォワード増幅
    器。
13. 【請求項１３】 前記補助増幅器を前記広帯域補助増幅
    器ブロックで構成したことを特徴とする請求項３ないし
    １２のいずれかに記載のフィードフォワード増幅器。
14. 【請求項１４】 前記補助増幅器は、 並列に配置した同等の特性を有する少なくとも２個の前
    記補助増幅器と、 前記少なくとも２個の補助増幅器の入力側に設けた第１
    のスイッチ回路と、 前記少なくとも２個の補助増幅器の出力側に設けた第２
    のスイッチ回路とを備えたものであり、 前記第１および第２のスイッチ回路は、前記少なくとも
    ２個の補助増幅器のいずれか一個に選択的に接続するよ
    うにしたものであることを特徴とする請求項１ないし１
    ３のいずれかに記載のフィードフォワード増幅器。