DE69120351T2

DE69120351T2 - Vorwärtsgekoppelter Verstärker

Info

Publication number: DE69120351T2
Application number: DE69120351T
Authority: DE
Inventors: Makoto Maeta; Kazuaki Murota; Shoichi Narahashi; Toshio Nojima
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: DE69120351D1; EP0466123A1; CA2046413C; US5166634A; EP0466123B1; CA2046413A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen linearen Verstärker zur hauptsächlichen Verwendung im Hochfrequenzband und insbesondere auf einen Vorwärts-(Feed-Forward)- Verstärker, der eine Fehlerdetektorschaltung, die eine nicht-lineare Verzerrungskomponente eines Hauptverstärkers erfaßt, und eine Fehlerunterdrückungsschaltung enthält, welche die erfaßte Verzerrungskomponente mit Hilfe eines Hilfsverstärkers verstärkt und sie dann in das Ausgangssignal des Hauptverstärkers einspeist, um dadurch die Fehlerkomponente zu löschen bzw. zu kompensieren.
Fig. 1 zeigt den Grundaufbau eines herkömmlichen Vorwärts-Verstärkers. Der Vorwärts- Verstärker setzt sich grundsätzlich aus zwei Signallöschschaltungen zusammen, das heißt einer Fehlerdetektorschaltung 1 und einer Fehlerunterdrückungsschaltung 2. Die Fehlerdetektorschaltung 1 enthält einen Signalverstärkungsweg 3 und einen linearen Signalweg 4, und die Fehlerunterdrückungsschaltung 2 enthält einen linearen Signalweg 5 und einen Fehlereinspeisungsweg 6. Der Signalverstärkungsweg 3 wird von einer Kaskadenschaltung eines Hauptverstärkers 7, eines variablen Dämpfungsglieds 8 und einer variablen Verzögerungsleitung oder eines Phasenschiebers 9 gebildet, während der lineare Signalweg 4 von einer Übertragungsleitung gebildet wird. Der lineare Signalweg 5 wird von einer Übertragungsleitung gebildet, während der Fehlereinspeisungsweg 6 von einer Kaskadenschaltung eines variablen Dämpfungsglieds 10, einer variablen Verzögerungsleitung 11 und eines Hilfsverstärkers 12 gebildet wird. Falls sich sowohl das variable Dämpfungsglied 8 als auch die variable Verzögerungsleitung 9 oder eines von beiden im linearen Signalweg 4 befände, so würde sich kein merklicher Unterschied der Eigenschaft ergeben. In ähnlicher Weise können beide oder eines von variabler Verzögerungsleitung 11 auch im linearen Signalweg 5 enthalten sein. Ein Leistungsteiler 13, ein Leistungskombinierer/Teiler 14 und ein Leistungskombinierer 15 sind jeweils ein einfacher verlustfreier Leistungsteiler/Kombinierer, der sich aus einem Transformator oder einer Hybridschaltung zusammensetzt. Die Betriebsweise dieses Vorwärts-Verstärkers soll beschrieben werden.
Ein Eingangssignal an einem Eingangsanschluß 16 wird zunächst von dem Leistungsteiler 13 auf die Wege 3 und 4 aufgeteilt, und die Teilsignale werden dann mittels des Leistungskombinierers/Teilers 14 zusammengeführt. Das variable Dämpfungsglied 8 und die variable Verzögerungsleitung 9 sind so eingestellt, daß die beiden Signalkomponenten, die von den jeweiligen Wegen 3 und 4 über den Leistungskombinierer/Teiler 14 auf den Fehlereinspeisungsweg 6 aufgeteilt werden, in Amplitude und Verzögerung gleich aber relativ zueinander gegenphasig sind. Dabei kann die Bedingung für die Gegenphasenbeziehung durch geeignete Auswahl des Phasenverschiebungsbetrags zwischen Eingangs- und Ausgangsports des Leistungsteilers 13 oder des Leistungskombinierer/Teilers 14 implementiert werden, oder durch eine Phasenumkehr im Hauptverstärker 7, oder durch Einfügen einer Phasenumkehrschaltung mit einem Kurzschlußabschluß an einem Anschluß eines Zirkulators 18, so wie es in Fig. 2 gezeigt ist, entweder in den Weg 3 oder 4. Da die Fehlerdetektorschaltung 1 in oben erwähnter Weise aufgebaut ist, wird eine Differenzkomponente zwischen den beiden Signalen auf den beiden Wegen 3 und 4 als das Ausgangssignal von dem Leistungskombinierer/Teiler 14 zum Weg 6 erfaßt. Diese Differenzkomponente stellt exakt den Fehler dar, der sich aus Signalverzerrung und Rauschen zusammensetzt, die von dem Hauptverstärker 7 selbst erzeugt werden; daher wird die Schaltung 1 Fehlerdetektorschaltung genannt.
Das variable Dämpfungsglied 10 und die variable Verzögerungsleitung 11 sind so eingestellt, daß die Übertragungsfunktionen der beiden Wege 5 und 6 von einem Eingangsport 14a des Leistungskombinierers/Teilers, das heißt dem Ausgangsanschluß des Wegs 3, zu einem Ausgangsanschluß 17 des Leistungskombinierers 15 hinsichtlich Amplitude und Verzögerung gleich sind, jedoch eine Gegenphasenbeziehung zueinander aufweisen. Da das Eingangssignal zum Weg 6 die Fehlerkomponente des Hauptverstärkers 7 ist, die mittels der Fehlerdetektorschaltung 1 erfaßt wird, injiziert der Weg 6 die Fehlerkomponente in das Ausgangssignal des Hauptverstärkers 7 am Ausgangsanschluß 17 des Leistungskombinierers 15 gegenphasig und mit gleicher Amplitude, so daß als Folge davon die Fehlerkomponente im Ausgangssignal der gesamten Vorwärts-Verstärkerschaltung aufgehoben wird.
Das Obige stellt die Betriebsweise eines idealen Vorwärts-Verstärkers dar, wobei es in der Praxis jedoch schwierig ist, die beiden Wege je in der Fehlerdetektorschaltung 1 und der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 komplett so zu justieren, daß sie die oben erwähnte Beziehung von Gegenphase und gleicher Amplitude zueinander aufweisen. Selbst wenn die anfängliche Justierung perfekt wäre, würden sich die Eigenschaften der verwendeten Verstärker mit Änderungen der Umgebungstemperatur, der Speisespannung etc. ändern, weshalb es extrem schwierig ist, das Gleichgewicht der beiden Wege für eine lange Zeitspanne aufrechtzuerhalten. Fig. 3 ist eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen Abweichungen von Amplitude und Phase der beiden Signalkomponenten auf den beiden Wegen jeder der Schaltungen 1 und 2 von ihren Erfordernissen gleicher Amplitude und entgegengesetzter Phase sowie dem Betrag der Signalunterdrückung zeigt. Aus Fig. 3 ist erkennbar, daß die Abweichungen von Phase und Amplitude innerhalb ± 1,8 Grad bzw. innerhalb ± 0,3 dB sein müssen, damit ein Unterdrückungsbetrag von beispielsweise größer als 30 dB erhalten wird, und daß das Gleichgewicht der Übertragungseigenschaften der beiden Wege und die Vollständigkeit ihrer dahingehenden Justierung strengen Grenzen unterliegen. Wenn das Gleichgewicht oder die Symmetrie (Balance) der Fehlerdetektorschaltung 1 durch eine Änderung der Umgebungstemperatur, eine Spannungsschwankung der Speisespannung oder eine Langzeitschwankung der Eigenschaften der Schaltungselemente verloren geht, wird eine Komponente des Hauptsignals (das heißt der Eingangssignalkomponente zum Eingangsanschluß 16) dem Eingang des Hilfsverstärkers 12 mit einem Pegel höher als die Fehlerkomponenten hinzuaddiert, was eine unnötige Verzerrung erzeugt. Wenn die Symmetrie der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 verloren geht, wird der Betrag der Signalunterdrückung reduziert, und der Betrag der Verzerrungsverbesserung durch den Vorwärts-Verstärker wird entsprechend verschlechtert.
Das US Patent 4,580,105 offenbart einen Anordnung, bei der ein Pilotsignal über einen Koppler in den Signalverstärkungsweg 3 des Hauptverstärkers 7 an dessen Eingangsseite bei dem Vorwärts-Verstärker von Fig. 1 eingespeist wird, und das variable Dämpfungsglied 10 und die variable Verzögerungsleitung 11 werden automatisch in einer Weise gesteuert, das der Pegel der Pilotsignalkomponente, der am Ausgang des Vorwärts-Verstärkers festgestellt wird, minimal wird. Mit solch einer automatischen Steuerung ist es möglich, das Gleichgewicht in der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 zu erhalten, aber unmöglich, das Gleichgewicht in der Fehlerdetektorschaltung 1 beizubehalten. Folglich geht das Gleichgewicht in der Fehlerdetektorschaltung 1 mit der Zeit verloren, was dazu führt, daß der Grad der Verstärkungsverbesserung durch den Vorwärts-Verstärker entsprechend abnimmt.
Das US Patent 4,885,551 offenbart ebenfalls eine Anordnung, bei der ein Pilotsignal über einen Richtungskoppler in einen Signaleingangsweg eines Vorwärts-Verstärkers eingespeist wird, jedoch beinhaltet dieser Stand der Technik dieselben Probleme wie diejenigen, die im US 4,580,105 auftreten. Das US Patent 3,922,617 offenbart eine Anordnung, bei der ein erstes Pilotsignal über einen Richtungskoppler in den Eingang eines Vorwärts-Systems eingespeist wird, um die Verzerrungsdetektorschaltung zu justieren, und ein zweites Pilotsignal über einen Richtungskoppler in die Ausgangsseite eines Hauptverstärkers eingespeist wird, um die Verzerrungsbeseitigungsschaltung zu justieren. Nichts wird jedoch über das Entfernen einer Komponente des Pilotsignals gelehrt, die in das Ausgangssignal des Vorwärts-Verstärkers gelangt ist.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 198,809/1989 offenbart eine Anordnung, bei der ein Pilotsignal über einen Koppler in den Signaleingangsweg zwischen dem Eingangsanschluß 16 und dem Leistungsteiler 13 bei dem Vorwärts-Verstärker von Fig. 1 eingespeist wird und das variable Dämpfungsglied 8 und die variable Verzögerungsleitung 9 der Fehlerdetektorschaltung 1 automatisch in einer solchen Weise gesteuert werden, daß der Pegel der Pilotsignalkomponente, der im Ausgangssignal vom Hilfsverstärker 12 der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 erscheint, minimal wird. In dem Fall, wo das Pilotsignal, wie in dem oben genannten US Patent ausgeführt, in den Signalverstärkungsweg 3 eingespeist wird, wird im wesentlichen keine Pilotsignalkomponente an den Ausgangsanschluß 17 des Vorwärts-Verstärkers geliefert, während, wenn das Pilotsignal in die Eingangsseite des Vorwärts-Verstärkers eingespeist wird, wie in der oben erwähnten japanischen Anmeldung beschrieben, ein verstärktes Pilotsignal an den Ausgangsanschluß 17 geliefert wird. Demgemäß kann während der Steuerung der Symmetrie der Fehlerdetektorschaltung 1 der Vorwärts-Verstärker nicht zur Signalverstärkung verwendet werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Vorwärts-Verstärker zu schaffen, dessen Gleichgewicht automatisch unter Verwendung eines Pilotsignals einstellbar ist, und der im wesentlichen die Möglichkeit ausschließt, daß die Pilotsignalkomponente in seinem Ausgangssignal auftritt und somit die Gleichgewichtseinstellung auch während der Signalverstärkungsoperation erlaubt und den Gleichgewichtszustand für eine lange Zeitspanne beibehält.
Bei dem Vorwärts-Verstärker der vorliegenden Erfindung, bei dem es sich um die Art handelt, die eine Fehlerdetektorschaltung zur Erfassung eines Fehlers einschließlich von einem Hauptverstärker erzeugter nicht-linearer Verzerrungen und Rauschen sowie eine Fehlerunterdrückungsschaltung zur Beseitigung der festgestellten Fehlerkomponente durch deren erneutes Einspeisen in das Ausgangssignal des Hauptverstärkers nach ihrer Verstärkung mittels eines Hilfsverstärkers aufweist, ist eine erste Piloteinspeisungseinrichtung zum Einspeisen eines ersten Pilotsignals in dem Signaleingangsweg des Vorwärts-Verstärkers vorgesehen, und eine erste elektrisch veränderbare Dämpfungseinrichtung und eine erste elektrisch veränderbare Phasenschiebereinrichtung sind in die Fehlerdetektorschaltung eingesetzt. Eine zweite Piloteinspeisungseinrichtung zur Einspeisung eines zweiten Pilotsignals ist in dem Weg des Hauptverstärkers vorgesehen, und eine zweite elektrisch veränderbare Dämpfungseinrichtung und eine zweite elektrisch veränderbare Phasenschiebereinrichtung sind in der Fehlerunterdrückungsschaltung eingesetzt. Eine erste Pegeldetektoreinrichtung zur Erfassung des Pegels des ersten Pilotsignals ist in Verbindung mit dem Weg des Hilfsverstärkers vorgesehen und eine zweite Pegeldetektoreinrichtung zur Erfassung des Pegels des zweiten Pilotsignals ist in Verbindung mit dem Signalausgangsweg der Vorwärts-Verstärkereinheit vorgesehen. Darüberhinaus sind Mittel vorgesehen zur Entfernung der ersten Pilotsignalkomponente in dem Signalausgangsweg des Vorwärts- Verstärkers. Die erste elektrisch veränderbare Dämpfungseinrichtung und die erste elektrisch veränderbare Phasenschiebereinrichtung werden von einer Steuereinrichtung so gesteuert, daß der von der ersten Pegeldetektoreinrichtung festgestellte Pegel minimiert wird, und die zweite elektrisch veränderbare Dämpfungseinrichtung und die zweite elektrisch veränderbare Phasenschiebereinrichtung werden von der Steuereinrichtung so gesteuert, daß der von der zweiten Pegeldetektoreinrichtung erfaßte Pegel minimiert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Prinzipien eines herkömmlichen Vorwärts- Verstärkers,
Fig. 2 ist ein Diagramm, das einen Zirkulator zur Verwirklichung einer Phaseninversionseinrichtung zeigt,
Fig. 3 ist eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen Abweichungen in Amplitude und Phase von ihrem Gleichgewichtszustand in einer Schaltung 1 oder 2 in Fig. 1 und dem Betrag der Signalunterdrückung zeigt,
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung von Amplituden- und Phasensteuerprozeduren,
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das den Hauptteil einer modifizierten Form der Ausführungsform von Fig. 9 zeigt,
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das eine andere modifizierte Form der Ausführungsform von Fig. 9 zeigt,
Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Hauptverstärkers bei der Ausführungsform von Fig. 9 darstellt,
Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des Hauptverstärkers bei der Ausführungsform von Fig. 9 darstellt,
Fig. 14 ist ein Blockdiagramm, das noch ein anderes Beispiel des Hauptverstärkers bei der Ausführungsform von Fig. 9 darstellt,
Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das Beispiele von drei Pegeldetektoren zeigt,
Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem zwei der drei Pegeldetektoren in Fig. 15 von einem Detektor gebildet werden,
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem die drei Pegeldetektoren in Fig. 15 von einem Detektor gebildet werden,
Fig. 18A ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus eines ersten Pilotsignalgenerators 55 zur Verwendung in dem Fall des Einsatzes eines modulierten Pilotsignals in Fig. 6 oder 7 darstellt,
Fig. 18B ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus eines zweiten Pilotsignalgenerators 60 zur Erzeugung eines modulierten zweiten Pilotsignals darstellt,
Fig. 18C ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft Demodulatoren 65A, 65B und 70 zur Verwendung im Fall des Einsatzes der modulierten Pilotsignale darstellt,
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das einen linearen Verstärker darstellt, der aus der Parallelschaltung einer Vielzahl von Vorwärts-Verstärkern gebildet wird, von denen jeder die modulierten Pilotsignale einsetzt,
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das den Schaltungsaufbau zur Benutzung in dem Fall zeigt, wo in Fig. 18C zwei Demodulationsteile zu einem kombiniert sind,
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das den Schaltungsaufbau zur Verwendung in dem Fall zeigt, wo in Fig. 20 zwei Demodulationsteile weiter zu einem kombiniert sind, und
Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, das einen linearen Verstärker darstellt, der sich aus einer Parallelschaltung einer Vielzahl von Vorwärts-Verstärkern zusammensetzt, von denen jeder ein spektralgestreutes Pilotsignal einsetzt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, werden nachfolgend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im einzelnen beschrieben. Fig. 4 zeigt in Blockform eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Teile, die solchen in Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind. Ein Richtungskoppler 21 ist in einen Signaleingangsweg 16P von dem Eingangsanschluß 16 zum Leistungsteiler 13 eingefügt. Ein Oszillator 20, etwa in Form eines Frequenzsynthesizers, zur Erzeugung eines ersten Pilotsignals PS1 einer spezifizierten Frequenz ist über den Richtungskoppler 21 mit dem Signaleingangsweg 16P verbunden. Ein Oszillator 22, etwa in Form eines Frequenzsynthesizers, zur Erzeugung eines zweiten Pilotsignals PS2 einer spezifizierten Frequenz, ist in ähnlicher Weise über einen Richtungskoppler 23 mit der Ausgangsseite des Hauptverstärkers 7 verbunden. In den Signalverstärkungsweg 3 der Fehlerdetektorschaltung 1 sind ein variables Dämpfungsglied 24 und ein variabler Phasenschieber 25 eingefügt, die beide elektrisch justierbar sind. In ähnlicher Weise sind ein variables Dämpfungsglied 26 und ein variabler Phasenschieber 27, die beide elektrisch justierbar sind, in den Fehlereinspeisungsweg 6 der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 eingefügt. Die variablen Dämpfungsglieder 24, 26 und die variablen Phasenschieber 25, 27 können leicht unter Verwendung von PIN-Dioden bzw. Varactor-Dioden aufgebaut werden, und können auch kommerziell verfügbar sein.
Ein Pegeldetektor 29 zur Erfassung des Pegels des ersten Pilotsignals PS1 ist über einen Richtungskoppler 28 mit dem Fehlereinspeisungsweg 6 an der Ausgangsseite des Hilfsverstärkers 12 verbunden. Ein Pegeldetektor 31 zur Erfassung des Pegels des zweiten Pilotsignals PS2 ist über einen Richtungskoppler 30 mit einem Signalausgangsweg 17P des Vorwärts-Verstärkers vom Leistungskombinierer 15 zum Ausgangsanschluß 17 verbunden. Ferner ist ein Bandpaßfilter (BPF) 32 zum Sperren der ersten Pilotsignalkomponente in den Signalausgangsweg 17P eingesetzt. Die Ausgangssignale der Pegeldetektoren 29 und 31 sind an eine Steuerschaltung 33 angelegt, die die variablen Dämpfungsglieder 24 und 26 und die variablen Phasenschieber 25 und 27 steuert. Jeder dieser Pegeldetektoren 29 und 31 kann beispielsweise als ein bekannter selektiver Pegelmesser ausgebildet sein, der sich aus einem Frequenzumsetzer, einem Schmalband-Filter und einem Detektor zusammensetzt, oder aus einer Homodyn-Detektorschaltung, wie später beschrieben. Die Steuerschaltung 33 umfaßt einen A/D-Umsetzer, einen Mikroprozessor und einen D/A-Umsetzer als Grundschaltungselemente, obwohl nicht dargestellt, und besitzt eine Funktion der Steuerung der Einstellpunkte der variablen Dämpfungsglieder 24, 26 und der variablen Phasenschieber 25, 27, während sie die Ausgangssignale von den Pegeldetektoren 29 und 31 überwacht.
Es wird nun der Steuerungsbetrieb der Steuerschaltung 33 beschrieben.
Das erste Pilotsignal PS1 von Oszillator 20 ist auf eine Frequenz gesetzt die vom Frequenzband des Eingangssignals zum Vorwärts-Verstärker etwas beabstandet ist. Das zweite Pilotsignal PS2 vom Oszillator 22 kann auf eine Frequenz innerhalb des Frequenzbandes des zu verstärkenden Signals oder auf eine vom ersten Pilotsignal verschiedene Frequenz außerhalb dieses Frequenzbandes gesetzt werden. Das Bandpaßfilter 32 ist so eingestellt, daß es ein Durchlaßband aufweist, welches das Eingangssignal und seine Nachbarbänder hindurchläßt, aber den Durchgang des ersten Pilotsignals PS1 sperrt.
Die Steuerschaltung 33 stellt die Einstellpunkte des variablen Dämpfungsglieds 24 und des variablen Phasenschiebers in einer Weise ein, daß das Ausgangssignal des Pegeldetektors 29 auf ein Minimum reduziert wird. Dies kann mittels eines Verfahrens erreicht werden, bei dem beispielsweise die Einstellpunkte in kleinen Schritten variierte werden, bis das Ausgangssignal des Pegeldetektors 29 ein Minimum wird, und danach die Steuerspannung je für das variable Dämpfungsglied 24 und den variablen Phasenschieber 25, das dem Minimum des Ausgangssignals des Detektors 29 entspricht, aufrechterhalten wird. Fig. 5 zeigt ein Beispiel dieser Einstellung.
In Fig. 5 beginnt die Einstellung mit einer leichten Störung der Dämpfung auf dem Signalverstärkungsweg 3 durch das variable Dämpfungsglied 24 von einem Punkt Pa zu Pb. Bei jeder Verringerung des festgestellten Pilotsignalpegels, wird die Amplitude vom Punkt Pb nach Pc verstellt. Wenn die Amplitude vom Punkt Pc nach Pd verstellt wird, nimmt der festgestellte Pilotsignalpegel zu, so daß die Verstellungsrichtung umgekehrt wird und die Amplitude zum Punkt Pc zurückkehrt. Der Punkt Pc wird als vorübergehender Minimalpunkt der Amplitude betrachtet. Als nächstes wird eine ähnliche Steuerung des Phasenverschiebungsbetrags φ am Punkt Pc begonnen und ein vorübergehender Minimalpunkt Pg der Phase erreicht. Nachdem die vorübergehenden Minimalpunkte vom Amplitude und Phase auf diese Weise bestimmt wurden, wird eine ähnliche Verarbeitung unter Verwendung eines geringeren Verstellbetrags wiederholt, wodurch neue vorübergehende Minimalpunkte erhalten werden. Bei jeder Verringerung der Breite der Verstellung werden so vorübergehende Minimalpunkte von Amplitude und Phase bestimmt. Die Einstellpunkte von Amplitude und Phase zu den Zeitpunkten, wo die Werte ihrer vorübergehenden Minimalpunkte kleiner werden als vorbestimmte Werte, sind als optimale Arbeitspunkte (das heißt als Symmetriezustand) definiert, und das variable Dämpfungsglied 24 und der variable Phasenschieber 25 werden an den Einstellpunkten gehalten.
Die Verstellrichtungen von Amplitude und Phase kreuzen sich rechtwinklig, die Verstellung eines von ihnen beeinflußt den Einstellpunkt des anderen nicht und die vorübergehenden Minimalpunkte konvergieren zu einem einzigen Punkt, so daß es auch ein Merkmal des Vorwärts- Verstärkers ist, daß die Symmetrieeinstellsteuerung stabil ausgeführt werden kann. Unter Verwendung eines Signals einer spezifizierten Frequenz, das heißt des ersten Pilotsignals PS1, wie oben erwähnt, können die Übertragungseigenschaften der beiden Wege 3 und 4, die die Fehlerdetektorschaltung 1 bilden, in der Amplitude einander gleich aber gegenphasig gemacht werden, unabhängig vom Eingangssignal. Dadurch ist es möglich, die Bedingung zur Minimalisierung des Ausgangssignals des Hilfsverstärkers 12 zu erreichen, das heißt den Zustand, bei dem der Betrag der Signalunterdrückung durch die Fehlerdetektorschaltung 1, vom Fehlereinspeisungsweg 6 aus gesehen, maximal wird.
Als nächstes stellt die Steuerschaltung 33 die Einstellpunkte des elektrisch variablen Dämpfungsglieds 26 und des elektrisch variablen Phasenschiebers 27 so ein, daß der Ausgangspegel des Pegeldetektors 31 einen Minimalwert annimmt. Da die Einspeisung des zweiten Pilotsignals PS1 vom Oszillator 22 in den Signalverstärkungsweg 3 äquivalent der Erzeugung eines Fehlers derselben Komponente wie der des zweiten Pilotsignals PS2 durch den Hauptverstärker 7 ist, ist es möglich den Zustand zur Minimalisierung der Fehlerkomponente, die im Ausgangssignal enthalten ist, das heißt den Zustand, bei dem der Betrag der Verzerrungsunterdrückung durch die Fehlerunterdrückungsschaltung 2 vom Ausgangsanschluß 17 aus gesehen maximal wird, erhalten wird, indem das variable Dämpfungsglied 26 und der variable Phasenschieber 27 so eingestellt werden, daß der Pegel des zweiten Pilotsignals PS2, der von dem Pegeldetektor 31 festgestellt wird, auf ein Minimum verringert wird. Das erste Pilotsignal PS1 vom Oszilator 20 wird von dem Bandpaßfilter 32 gesperrt und erscheint damit nicht am Ausgangsanschluß 17. Wenn die Frequenz des ersten Pilotsignals PS1 höher gewählt wird als das Band des Eingangssignals, kann ein Tiefpaßfilter (LPF) als das Bandpaßfilter 32 verwendet werden, während, wenn die Frequenz des ersten Pilotsignals PS1 niedriger als das Band des Eingangssignals gewählt wird, auch ein Hochpaßfilter eingesetzt werden kann. Beispielsweise empfange ein Empfänger in einer Basisstation eines mobilen Funkkommunikationssystems gleichzeitig die Signale verschiedener vorbestimmter Frequenzen von einer Vielzahl von Mobilstationen. Im Fall des Einsatzes des Vorwärts-Verstärkers der vorliegenden Erfindung in solch einem Empfänger ist es möglich, das erste Pilotsignal PS1 auf eine Frequenz in einer Lücke zwischen benachbarten Signalfrequenzen innerhalb des Empfangsfrequenzbandes zu setzen und das Bandpaßfilter 32 durch ein Schmalbandfilter, etwa ein Kerbfilter, zu ersetzten, um den Durchgang des ersten Pilotsignals PS1 zu sperren. Andererseits kann das zweite Pilotsignal PS2 als ein von dem Hauptverstärker 7 erzeugter Fehler betrachtet werden, und somit wird es von der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 unabhängig von seiner Frequenz unterdrückt. Demgemäß kann die Frequenz des zweiten Pilotsignals PS2 beliebig gewählt werden, so lange sie sich von der Frequenz des ersten Pilotsignals PS1 unterscheidet.
Durch ständige oder intermittierende Ausführung der obigen beiden Steuerungsoperationen ist es möglich, einen Vorwärts-Verstärker zu implementieren, der ständig in seinem optimalen Betriebszustand gehalten wird und ausgezeichnete Linearität aufweist. Wie durch die gestrichelten Linien wie Fig. 4 angezeigt, kann der Richtungskoppler 28 auch mit der Eingangsseite des Hilfsverstärkers 12 verbunden sein, während der Richtungskoppler 23 auch mit der Eingangsseite des Hauptverstärkers 7 verbunden sein kann. Dies gilt für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.
Die Ausführungsform von Fig. 4 wurde im Hinblick auf den Fall beschrieben, wo das Filter 32 in den Signalausgangsweg 17P der Vorwärts-Verstärkereinheit zum Zwecke der Entfernung des ersten Pilotsignals PS1 eingefügt ist. Wenn die Frequenz des ersten Pilotsignals PS1 außerhalb des Bandes des Eingangssignals gewählt wird, dann kann das verbleibende oder Rest-Pilotsignal relativ leicht beseitigt werden. In der Praxis unterscheiden sich jedoch die Amplituden- und Phasen-Charakteristiken der Fehlerdetektorschaltung 1 und der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 im Frequenzband des Eingangssignals gewöhnlich etwas von den Amplituden- und Phasencharakteristiken des ersten Pilotsignals PS1 bei dessen Frequenz außerhalb des Frequenzbandes des Eingangssignals, und der Unterschied ist mit der Zeit und der Umgebungstemperatur variabel. Selbst wenn demzufolge die Symmetrieeinstellung (das heißt die Unterdrückung der Signalkomponente) der Fehlerdetektorschaltung 1 unter Verwendung des ersten Pilotsignals PS1 ausgeführt wird, wird die Symmetrie der Schaltung 1 für das Eingangssignalband nicht immer mit hoher Genauigkeit erreicht. Fig. 6 stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung dar, die dazu ausgelegt ist zu verhindern, daß die erste Pilotsignalkomponente im Ausgangssignal enthalten ist, selbst wenn die Frequenz des ersten Pilotsignals PS1 innerhalb des Frequenzbandes des Eingangssignals gewählt wird.
Bei der Ausführungsform von Fig. 6 ist die Fehlerdetektorschaltung 1 identisch mit der in Fig. 4 gezeigten, und die Fehlerunterdrückungsschaltung 2 ist so ausgebildet, daß der Richtungskoppler 28 an der in Fig. 4 gestrichelt gezeichneten Stelle vorgesehen ist. Diese Ausführungsform enthält einen Leistungskombinierer 37, der in den Fehlereinspeisungsweg 6 an der Ausgangsseite des Richtungskopplers 28 eingefügt ist. Der Leistungskombinierer 37 wird mit dem ersten Pilotsignal PS1 vom Ausgang des Oszillators 20 über ein variables Dämpfungsglied 34, einen variablen Phasenschieber 35 und einen Verstärker 36 geliefert. Das erste Pilotsignal PS1 wird von dem Leitungskombinierer 37 in Amplitude und Phase gesteuert und über ihn in den Fehlereinspeisungsweg 6 eingespeist. Im Signalausgangsweg 17P der Vorwärts-Verstärkereinheit ist ein Richtungskoppler 38 zusätzlich zu dem (30) zum Extrahieren des zweiten Pilotsignals PS2 eingefügt. Der Richtungskoppler 38 ist mit einem Pegeldetektor 39 verbunden, durch den der Pegel der ersten Pilotsignalkomponente erfaßt wird.
Die Steuerschaltung 33 steuert zunächst das variable Dämpfungsglied 24 und den variablen Phasenschieber 25, so daß der Pegel des ersten Pilotsignals PS1, der von dem Pegeldetektor 29 erfaßt wird, auf ein Minimum reduziert werden kann. Hierdurch wird bewirkt, daß die Übertragungseigenschaften des Signalverstärkungswegs 3 und des linearen Signalwegs 4 in der Fehlerdetektorschaltung 1 die Beziehung gleicher Amplitude aber Gegenphasigkeit zueinander aufweisen. Als nächstes werden die Übertragungseigenschaften des linearen Signalwegs 5 und des Fehlereinspeisungswegs 6 in der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 einander in der Amplitude gleich aber gegenphasig gemacht, indem das variable Dämpfungsglied 26 und der variable Phasenschieber 27 so gesteuert werden, daß der Pegel des zweiten Pilotsignals PS2, der von dem Pegeldetektor 31 erfaßt wird, auf ein Minimum reduziert werden kann. Darauffolgend steuert die Steuerschaltung 33 das variable Dämpfungsglied 34 und den variablen Phasenschieber 35 in einer solchen Weise, daß der Pegel der ersten Pilotsignalkomponente, die von dem Pegeldetektor 39 erfaßt wird, minimiert wird. Bei der Ausführungsform von Fig. 4 wird das erste Pilotsignal PS1, das über den Richtungskoppler 21 in den Vorwärts-Verstärker eingespeist wird, von dem Hauptverstärker 7 verstärkt und nahezu seine gesamte Leistung wird über den linearen Signalweg 5 an den Signalausgangsweg 17P geliefert, so daß die erste Pilotsignalkomponente von dem Bandpaßfilter 32 gesperrt wird. Bei der Ausführungsform von Fig. 6 jedoch wird ein erstes Pilotsignal, das zum ersten Pilotsignal, welches vom linearen Signalweg 5 an den Signalausgangsweg 17P gelangt, amplitudengleich aber gegenphasig ist, dem Signalausgangsweg 17P vom Fehlereinspeisungsweg 6 geliefert, wodurch die ersten Pilotsignals einander aufheben können.
Bei der Ausführungsform von Fig. 6 kann der Leistungskombinierer 37 überall an der Ausgangsseite (daß heißt signalabflußseitig) des Richtungskopplers 28 angeordnet werden, so daß kein Einfluß auf die Erfassung des Pegels des ersten Pilotsignals durch den Pegeldetektor 29 während der Einstellung des variablen Dämpfungsglieds 24 und des variablen Phasenschiebers 25 ausgeübt wird. Beispielsweise kann er an der Ausgangsseite des Hilfsverstärkers 12 (in welchem Fall die Verstärkung des Verstärkers 36 erhöht werden muß) angeordnet werden, wie gestrichelt gezeigt, oder er kann auch an einer gewünschten Position auf dem Signalausgangsweg 17P an der Eingangsseite des Richtungskopplers 38 vorgesehen werden (in welchem Fall auch die Verstärkung des Verstärkers 36 erhöht werden muß). Darüberhinaus kann der Leistungskombinierer 37 an der Eingangsseite des Richtungskopplers 28 in dem Fall angeordnet werden, wo ein Schalter SW1 an einer gewünschten Position in Reihenschaltung in dem Signalweg von dem Oszillator 20 zu dem Leistungskombinierer 37 über das variable Dämpfungsglied 34, den variablen Phasenschieber 35 und den Verstärker 36 geschaltet ist und durch die Steuerschaltung 33 eingeschaltet wird, wie in Fig. 7 gezeigt.
Die Ausführungsform von Fig. 7 ist im Aufbau mit der Ausführungsform von Fig. 6 identisch, ausgenommen daß der Richtungskoppler 28 mit der Ausgangsseite des Hilfsverstärkers 12 verbunden ist und daß der Schalter SW1 im Signalweg zwischen dem Verstärker 36 und dem Leistungskombinierer 37 vorgesehen und der Steuerung durch die Steuerschaltung 33 unterstellt ist. Der Schalter SW1 wird offengehalten, während die Fehlerdetektorschaltung 1 und die Fehlerunterdrückungsschaltung unter Verwendung der Pegeldetektoren 29 bzw. 31 eingestellt werden. Nach der Einstellung wird der Schalter SW1 geschlossen, damit über ihn das erste Pilotsignal PS1 an den Leistungskombinierer 37 angelegt wird, und das variable Dämpfungsglied 34 und der variable Phasenschieber 35 werden automatisch von der Steuerschaltung 33 so eingestellt, daß der Pegel des ersten Pilotsignals, der von dem Pegeldetektor 39 erfaßt wird, auf ein Minimum reduziert wird.
Während bei den oben unter Bezug auf die Figuren 4, 6 und 7 beschriebenen Ausführungsformen unterschiedliche Frequenzen für das erste und das zweite Pilotsignal gewählt werden, so daß ihre Signalkomponenten von den Pegeldetektoren 29 und 31 getrennt von einander erfaßt werden können, kann bei den Ausführungsformen der Figuren 4, 6 und 7 dieselbe Frequenz für die beiden Pilotsignale PS1 und PS2 benutzt werden, indem Vorsorge getroffen wird, daß das erste und das zweite Pilotsignal zu unterschiedlichen Zeitpunkten an die Richtungskoppler 21 und 23 angelegt wird, da die Fehlerdetektorschaltung 1 und die Fehlerunterdrückungsschaltung 2 nicht gleichzeitig zur Erzielung der Symmetrie eingestellt werden können.
Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Pilotsignalgenerator verwendet wird und ein Pilotsignal von ihm mittels eines Schalters zur Lieferung an die Richtungskoppler 21 und 23 bei der Ausführungsform von Fig. 6 umgeschaltet wird. Ein Schalter SW2 wird von einem Schaltersteuersignal SC2 von der Steuerschaltung 33 gesteuert, um ein Pilotsignal PS zwischen den Richtungskopplern 21 und 23 umzuschalten. Darüberhinaus werden der Richtungskoppler 28 in der Fehlereinspeisungsschaltung 6 und der Richtungskoppler 30 im Signalausgangsweg 17P selektiv über einen Schalter SW3 an den Pegeldetektor 29 angeschlossen, und zwar nach Maßgabe eines Schaltersteuersignals SC3 von der Steuerschaltung 33, um den Pegel entweder der ersten oder der zweiten Pilotsignalkomponente zu erfassen, die gleiche Frequenz aufweisen. Die Steuerschaltung 33 verbindet zuerst den Schalter SW2 zum Richtungskoppler 21 und den Schalter SW3 zum Richtungskoppler 28 (während der Schalter SW1 geöffnet gehalten wird) durch die Steuersignale SC2 und SC3 und steuert dann das variable Dämpfungsglied 24 und den variablen Phasenschieber 25 so, daß der Pegel der Komponente des Pilotsignals PS auf dem Fehlereinspeisungsweg 6, der von dem Pegeldetektor 29 erfaßt wird, auf ein Minimum abnimmt. Als nächstes verbindet die Steuerschaltung 33 die Schalter SW2 und SW3 mit den Richtungskopplern 23 bzw. 30 mittels der Steuersignale SC2 und SC3 und stellt dann das variable Dämpfungsglied 26 und den variablen Phasenschieber 27 so ein, daß der Pegel der Komponente des Pilotsignals PS auf dem Signalausgangsweg 17P, der von dem Pegeldetektor 29 erfaßt wird, auf ein Minimum abnimmt. Darauffolgend verbindet die Steuerschaltung 33 den Schalter SW2 mit dem Richtungskoppler 21 über das Steuersignal SC2, schließt den Schalter SW1 mittels des Steuersignals SC1 (während sie den Schalter SW3 mit dem Richtungskoppler 30 verbunden hält) und stellt dann das variable Dämpfungsglied 34 und den variablen Phasenschieber 35 so ein, daß der Pegel des Pilotsignals PS auf dem Signalausgangsweg 17P, der von dem Pegeldetektor 29 erfaßt wird, auf ein Minimum abnimmt.
In dem Fall, wo die Einstellung des variablen Dämpfungsglieds 34 und des variablen Phasenschiebers 35 nur zu Beginn der Benutzung des Vorwärts-Verstärkers erforderlich ist, sowie zur Zeit seiner Wartung und Inspektion bei den Ausführungsformen der Figuren 6, 7 und 8, können als Dämpfungsglied 34 und Phasenschieber 35 ein variables Trimm-(semi-fixed)-Dämpfungsglied und ein variabler Trimm-Phasenschieber, die manuell einstellbar sind, verwendet werden, in welchem Fall der Pegel des ersten Pilotsignals, der an den Ausgangsanschluß 17 geliefert wird, von einer Bedienungsperson unter Verwendung eines separat vorbereiteten selektiven Pegelmessers gemessen wird und das variable Dämpfungsglied und der variable Phasenschieber manuell so eingestellt werden, daß der gemessene Pegel auf ein Minimum reduziert wird. In diesem Fall braucht der Vorwärts-Verstärker in den Figuren 6 und 7 weder mit dem Richtungskoppler 38 noch dem Pegeldetektor 39 versehen zu werden, und die Steuerschaltung 33 braucht automatisch nur die variablen Dämpfungsglieder 24, 26 und die variablen Phasenschieber 25, 27 zu steuern.
Fig. 9 zeigt noch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Frequenz des ersten Pilotsignals PS1 im wesentlichen über das gesamte Frequenzband des Eingangssignals gestreut, um die Leistung des ersten Pilotsignals PS1 pro Spektraleinheit zu verringern, wodurch der Pegel des ersten Pilotsignals, der als Rauschen im Ausgangssignal des Vorwärts-Verstärkers enthalten ist, extrem niedriger als ein vorbestimmter Wert gehalten werden kann. Das heißt, diese Ausführungsform setzt nicht das bei der Ausführungsform von Fig. 4 verwendete Bandpaßfilter 32 ein, sondern benutzt statt dessen als Mittel zur Beseitigung des ersten Pilotsignals PS1 einen Pseudorauschsignalgenerator 43 zur Erzeugung eines Pseudorauschsignals PN und ein Pilotsignal und einen Pilotsignalmodulationsteil 40 zur Phasenmodulation des ersten Pilotsignals PS1 mit dem Pseudorauschsignal PN. Ferner ist ein Pilotsignaldemodulationsteil 50 zum Extrahieren des ersten Pilotsignals PS1 von dem Fehlereinspeisungsweg 6 vorgesehen, und der Pegel des so demodulierten ersten Pilotsignals PS1 wird von dem Pegeldetektor 29 erfaßt. Wie auf diesem Gebiet bekannt, kann der Pseudorauschsignalgenerator 43 mittels eines m-stufigen Schieberegisters aufgebaut werden und erzeugt eine Wiederholung einer Grundzufallscodefolge einer Länge von 2m Bits.
Der Pilotsignalmodulationsteil 40 umfaßt einen Phasenmodulator 41 und ein Bandpaßfilter 42. Der Phasenmodulator 41 kann ein Zweiphasen-von-Vierphasen-Modulator sein, kann aber auch durch einen Amplitudenmodulator ersetzt werden. Der Pilotsignaldemodulationsteil umfaßt einen Phasenmodulator 45, ein Bandpaßfilter 46, einen Überlagerungsoszillator 47, einen Mischer 48 und ein Pilotbandpaßfilter 49. Das von dem Pseudorauschsignalgenerator 43 erzeugte Pseudorauschsignal PN wird an die Phasenmodulatoren 41 und 45 in dem Modulationsteil 40 und dem Demodulationsteil 50 angelegt. Ein Phasenjustierer 44 dient dazu, die Phase des Pseudorauschsignals PN zum Modulationsteil 40 bei diesem Beispiel so einzustellen, daß eine Synchronisation zwischen dem Pseudorauschsignalen PN, die in den Modulationsteil 40 bzw. den Demodulationsteil 50 eingespeist werden, hergestellt wird.
In diesem Fall ist es jedoch auch möglich, die Phase des Pseudorauschsignals PN einzustellen, die an den Demodulationsteil 50 angelegt wird.
Der Pilotsignalgenerator 20 erzeugt das erste Pilotsignal PS1 als kontinuierliche Welle einer Frequenz fp und eines Pegels L&sub1; dB/Hz, die an den Phasenmodulator 41 angelegt wird. Der Phasenmodulator 41 phasenmoduliert das erste Pilotsignal PS1 mittels des Pseudorauschsignals PN, um ein spektralgestreutes Pilotsignal SPS zu erhalten, das an den Richtungskoppler 21 angelegt wird. Nimmt man beispielsweise an, daß das Pseudorauschsignal PN ein Rate von 500 kbps und einen Pegel von 0 dB hat und daß die Umwandlungsverstärkung des Phasenmodulators 41 0 dB beträgt, wird der Pegel des spektralgestreuten Pilotsignals SPS pro Hertzeinheit ideal mehr als 50 dB verringert, verglichen mit dem Pegel L&sub1; des Pilotsignals PS1. Das heißt, der Pegel des Pilotsignals, der an den Ausgangsanschluß 17 geliefert wird, kann niedriger als ein zulässiger Pegel gemacht werden. Wenn dagegen der zulässige Pegel des Pilotsignals zur Fehlerdetektorschaltung 1 pro Frequenzeinheit auf einen festen Wert gesetzt wird, kann die Leistung des ersten Pilotsignals PS1 durch Spektralstreuung des Signals PS1 mit dem Pseudorauschsignal PN der 500 kps-Rate gestreut werden, und folglich kann das Pilotsignal PS1 bis hinauf zu einem Pegel 50 dB höher als der vorbestimmte zulässige Pegel verwendet werden.
Ein von dem Richtungskoppler 28 des Fehlereinspeisungswegs 6 extrahiertes Signal wird an das Bandpaßfilter 46 des Pilotsignaldemodulationsteils 50 angelegt, worin ein Signal eines Bandes extrahiert und dann dem Mischer 48 geliefert wird, welches die spektralgestreute Pilotsignalkomponente enthält (beeinflußt durch die Übertragungscharakteristiken der Kanäle die sie durchlaufen hat). Ein Überlagerungssignal einer Frequenz fL, daß von dem Überlagerungsoszillator 47 erzeugt wird, wird durch das Pseudorauschsignal PN im Phasenmodulator 45 phasenmoduliert, und das phasenmodulierte Signal wird an den Mischer 46 angelegt, wodurch das erste Pilotsignal demoduliert wird, dessen Frequenz zu (fP - fL) umgesetzt wird. Das so demodulierte Pilotsignal wird durch das Bandpaßfilter 49 extrahiert und wird an den Pegeldetektor 29 angelegt, durch den sein Pegel erfaßt wird. Somit wird bei der Ausführungsform von Fig. 9 das erste Pilotsignal spektralgestreut, und seine Leistung pro Spektraleinheit am Ausgangsanschluß 17 des Vorwärts-Verstärkers ist vernachlässigbar klein, während aber der Pegeldetektor 31 mit dem Pilotsignal eines ausreichend hohen Pegels, demoduliert durch den Pilotsignaldemodulationsteil 50, gespeist wird. Zusätzlich wird die Leistung des durch das Pseudorauschsignal PN spektralgestreuten Pilotsignals durch solch eine korrelative Demodulationsverarbeitung, wie oben erwähnt, in bekannter Weise konvergiert, während die Leistung eines Signals ohne Korrelation zum Pseudorauschsignal PN durch diese Verarbeitung divergiert wird; somit kann die Pilotsignaldetektionsempfindlichkeit weiter erhöht werden. Dementsprechend kann die Steuerschaltung 33 das variable Dämpfungsglied 24 und den variablen Phasenschieber 25 mit einem hohen Grad an Genauigkeit einstellen.
Wenn die oben beschriebene Anordnung, bei der das Pilotsignal frequenz-gestreut und dann in die symmetrierte Schaltung injiziert wird und das Pilotsignal durch korrelative Demodulation von deren Ausgangssignal erhältlich ist, auf die Einspeisung und der Erfassung des zweiten Pilotsignals PS1 angewendet wird, wie es später beschrieben wird, kann der Pegel des zweiten Pilotsignals durch den Pegeldetektor 31 mit hoher Empfindlichkeit festgestellt werden. Während die Ausführungsform von Fig. 9 den Fall zeigt, wo das Pilotsignal direkt im Modulationsteil 40 und dem Demodulationsteil 50 spektralgestreut wird, würden genau derselbe Betrieb und dieselbe Wirkung wie oben erwähnt erzielbar sein, wenn ein Frequenzsprung- oder Chirpverfahren oder ein Hybridverfahren, das eine Kombination davon ist, eingesetzt würde.
Fig. 10 zeigt eine Anordnung, die als Ersatz für den Oszillator 20, den Modulationsteil 40, den Pseudorauschsignalgenerator 43 und den Demodulationsteil 50 in Fig. 9 in dem Fall verwendet wird, wo die Erzeugung des Pilotsignals und seine Demodulation unter Einsatz des Frequenzsprungverfahrens durchgeführt wird. Genauer gesagt zeigt Fig. 10 Beispiele der Aufbauten eines Pilotsignalgeneratorteils 53 zur Erzeugung des spektralgestreuten Pilotsignals SPS durch das Frequenzsprungverfahren und des Pilotsignaldemodulationsteils 50 zur Demodulation des Pilotsignals mittels des Frequenzsprungverfahrens. In dem Pilotsignalgeneratorteil 53 wird die Schwingungsfrequenz eines Frequenzsynthesizers 51 von dem Pseudorauschsignal PN von dem Pseudorauschsignalgenerator 43 gesteuert, damit das spektralgestreute erste Pilotsignal SPS erzeugt wird, welches an das Bandpaßfilter 42 angelegt wird, um unnötige harmonische Komponenten zu entfernen, wonach es an den Richtungskoppler 21 in Fig. 9 angelegt wird. In dem Demodulationsteil 50 wird das Signal von dem Richtungskoppler 28 an das Bandpaßfilter 46 angelegt, um das spektralgestreute Pilotsignal zu extrahieren, welches an den Mischer 48 angelegt wird. Andererseits wird die Schwingungsfrequenz eines Frequenzsynthesizers 52 von dem Pseudorauschsignal PN von dem Pseudorauschgenerator 43 gesteuert und das Ausgangssignal des Synthesizers wird dem Mischer 48 geliefert, worin es mit dem spektralgestreuten Pilotsignal gemischt wird, um dadurch das Pilotsignal zu demodulieren. Das so demodulierte Pilotsignal wird über das Bandpaßfilter 49 an den Pegeldetektor 29 angelegt.
Die Sprungfrequenzen, bei denen es sich um die Schwingungsfrequenzen der Frequenzsynthesizer 51 und 52 in dem Pilotsignalgeneratorteil 53 und dem Demodulationsteil 50 handelt, sind durch das Pseudorauschsignal PN von dem gemeinsamen Pseudorauschgenerator 43 gegeben, und die Signale PN werden mittels des Phasenjustierers 44 miteinander phasensynchronisiert. Wenn eine vorbestimmte Offset Frequenz der Schwingungsfrequenz jedes der beiden Frequenzsynthesizer 51 und 52 hinzuaddiert wird, wird eine kontinuierliche Welle einer Frequenz gleich der Offset-Frequenz und eines Pegels proportional der Leistung des in den Demodulationsteil 50 eingegebenen Pilotsignals von diesem ausgegeben. Durch Erfassen des Pegels dieser ausgegebenen kontinuierlichen Welle mittels des Pegeldetektors 29 kann die Symmetrieeinstellung der Fehlerdetektorschaltung 1 mit hoher Genauigkeit erreicht werden wie bei der oben unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschriebenen Ausführungsform. Es ist auch möglich, das Chirpverfahren in gleicher Weise einzusetzen, wie es bei dem Frequenzsprungverfahren der Fall ist, oder ein Hybridverfahren, das eine Kombination aus ihnen ist. Ebenso ist es möglich, bei dem Obigen eine Anordnung anzuwenden, bei der das spektralgestreute Pilotsignal in den Richtungskoppler 21 eingegeben wird, nachdem es mit einem Überlagerungsträger frequenzumgesetzt wurde, und in dem Demodulationsteil 50 das Pilotsignal demoduliert wird, nachdem es unter Verwendung des Überlagerungsträgers in das Ausgangsfrequenzband umgesetzt wurde.
Auch bei den Ausführungsformen der Figuren 9 und 10 kann dasselbe Pilotsignal mittels eines Schalters zwischen den Richtungskopplern 21 und 23 umgeschaltet werden, wie bei der Ausführungsform von Fig. 8. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in Fig. 11 gezeigt, bei der der Richtungskoppler 23 an der Ausgangsseite des Hauptverstärkers 7 vorgesehen ist. Das Pilotsignal SPS, das in dem Modulationsteil 40 spektralgestreut wird, wird selektiv als ein spektralgestreutes erstes oder zweites Pilotsignal über den Schalter SW2 an den Richtungskoppler 21 oder 23 geliefert. Auf der anderen Seite werden die Richtungskoppler 28 und 30 selektiv über den Schalter SW3 mit dem Demodulationsteil 50 verbunden. Zur Einstellung der Symmetrie der Fehlerdetektorschaltung 1 steuert die Steuerschaltung 33 zuerst die Schalter SW2 und SW3 zur Lieferung des spektralgestreuten Pilotsignals SPS an den Richtungskoppler 21 und verbindet den Richtungskoppler 28 mit dem Demodulationsteil 50. In diesem Zustand justiert die Steuerschaltung 33 das variable Dämpfungsglied 24 und den variablen Phasenschieber 25, so daß der Pegel des Pilotsignals PS, welches in dem Demodulationsteil 50 demoduliert wird, auf ein Minimum abnimmt. Als nächstes schaltet die Steuerschaltung 33 die Schalter SW2 und SW3 um, um das spektralgestreute Pilotsignal SPS an den Richtungskoppler 23 zu liefern, und verbindet den Richtungskoppler 30 mit dem Demodulationsteil 50. In diesem Zustand justiert die Steuerschaltung 33 das variable Dämpfungsglied 26 und den variablen Phasenschieber 27, so daß der Pegel des Pilotsignals SPS, das in dem Demodulationsteil 50 demoduliert wird, auf ein Minimum abnimmt.
Obwohl die Ausführungsformen der Figuren 4 und 6 bis 11 in Verbindung mit dem Fall beschrieben wurden, wo das zweite Pilotsignal PS2 über den Richtungskoppler 23 der Eingangs- oder Ausgangsseite des Hauptverstärkers 7 auf dem Signalverstärkungsweg 3 eingespeist wird, kann ebenso vorgesehen werden, das zweite Pilotsignal PS2 in einen internen Schaltungspunkt des Hauptverstärkers 7 einzuspeisen, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 9 angezeigt. Fig. 12 zeigt beispielsweise den Fall, wo der Hauptverstärker von einer Kaskadenschaltung von zwei Verstärkungselementen 7A und 7B gebildet wird und der Richtungskoppler 23 dazwischen gesetzt ist. Ein zweites Pilotsignal PS2 von dem Oszillator 22 wird in den Signalverstärkungsweg 3 über den Richtungskoppler 23 zwischen den Verstärkungselementen 7A und 7B eingespeist. Durch Bewirken einer Schaltungsjustierung des Hauptverstärkers 7 während dessen Herstellung zur Erzielung seiner gewünschten Betriebscharakteristik und durch Herstellen des Verstärkers 7 und des Richtungskopplers 23 als eines integrierten Moduls wird die Auslegung des Vorwärts-Verstärkers einfach gemacht, und seine Montage ist ebenfalls einfach, weil das integrierte und justierte Hauptverstärkermodul zu handhaben ist. Darüberhinaus erlaubt dieser Aufbau die Verwendung eines Richtungskopplers für geringere Leistungsanwendung und verbessert die Isolation verglichen mit dem Schaltungsaufbau, bei dem das zweite Pilotsignal PS2 in den Signalverstärkungsweg 2 an der Ausgangsseite des Hauptverstärkers 7 eingespeist wird. Dagegen ist der Fehler oder die Verzerrung des zweiten Pilotsignals PS2 durch Hauptverstärker 7 kleiner als in dem Fall, wo der Richtungskoppler 23 an der Eingangsseite des Hauptverstärkers 7 angeordnet wird. Die Anzahl von Stufen von kaskadegeschalteten Verstärkungselementen kann auch auf drei oder mehr erweitert werden. Unabhängig davon, ob die Verstärkungselemente 7A und 7B je von einem einzigen oder mehreren Transistoren gebildet werden, kann das zweite Pilotsignal PS2 über den Richtungskoppler 23 in jeden von Emitter, Kollektor und Basis eines gewünschten der Transistoren, die das Verstärkungselement 7A oder 7B bilden, eingespeist werden. Fig. 13 zeigt den Fall, wo die Verstärkungselemente 7A und 7B je von einem einzigen Transistor mit geerdetem Emitter gebildet werden und das zweite Pilotsignal PS2 von dem Oszillator 22 über den Richtungskoppler 23 in den Kollektoranschluß des Verstärkungselements 7B eingespeist wird. In Fig. 13 bezeichnet das Bezugszeichen Vcc eine Stromversorgungsspannung.
Darüberhinaus kann der Hauptverstärker 7 auch von einer Parallelschaltung von zwei oder mehr Verstärkungselementen zwischen einem Leistungsteiler 7P und einem Leistungskombinierer 7Q gebildet werden, wie durch die Verstärkungselemente 7A und 7B in Fig. 14 dargestellt. In diesem Fall kann das zweite Pilotsignal PS2 in einen Eingangs-oder Ausgangsanschluß irgendeines der Verstärkungselemente 7A und 7B eingespeist werden, die zwischen dem Leistungsteiler 7P und dem Leistungskombinierer 7Q angeordnet sind, oder es kann auch über den Richtungskoppler 23 in den Emitter, Kollektor oder die Basis eines beliebigen der Transistoren eingespeist werden, die die Verstärkungselemente 7A und 7B bilden. Es ist auch möglich, daß eine Kaskadenschaltung von zwei oder mehr Stufen von Verstärkungselementen in jeder der Parallelschaltungen vorgesehen wird.
Bei den Ausführungsformen der Figuren 4, 6, 7 und 8 können die Pegeldetektoren 29, 31 und 39 je von einer Homodyn-Detektorschaltung gebildet werden. Fig. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem die Pegeldetektoren 29, 31 und 39 in Fig. 6 oder 7 von Homodyn-Detektorschaltungen gebildet werden. Die Homodyn-Detektorschaltung 29 setzt sich aus einem Mischer 29A, einem Tiefpaßfilter 29B und einem Gleichstromverstärker 29C zusammen. Ein von dem Richtungskoppler 28 von dem Fehlereinspeisungsweg 6 extrahiertes Signal wird an den Mischer 29a angelegt, worin es von dem ersten Pilotsignal PS1 homodyn-detektiert wird, welches als ein Überlagerungssignal von dem Oszillator 20 geliefert wird, und als Folge davon wird von dem Mischer 29A ein Signal ausgegeben, welches einen Gleichstrompegel proportional dem Pegel der ersten Pilotsignalkomponente in dem Signal von dem Richtungskoppler 28 enthält. Die Gleichstromkomponente in dem Ausgangssignal wird von dem Tiefpaßfilter 29B extrahiert und von dem Gleichstromverstärker 29C verstärkt, wonach sie als der erfaßte Pegel der ersten Pilotsignalkomponente auf dem Fehlereinspeisungsweg 6 an die Steuerschaltung 33 angelegt wird. Solch eine Homodyn-Detektorschaltung erlaubt eine Erfassung des Pegels der ersten Pilotsignalkomponente mit hoher Empfindlichkeit. Die Homodyn-Detektorschaltungen 31 und 37 sind im Aufbau identisch mit der Schaltung 29 und homodyn-detektieren den Pegel der zweiten Pilotsignalkomponente und den Pegel der ersten Pilotsignalkomponente durch das zweite und das erste Pilotsignal PS1 und PS2 als Überlagerungssignale von den Oszillatoren 22 bzw. 20 und liefern dann die erfaßten Ausgangssignale an die Steuerschaltung 33.
Es ist auch möglich, eine Schaltungsanordnung einzusetzen, bei der die Homodyn-Detektorschaltung 29 in Fig. 15 auch als die Homodyn-Detektorschaltung 39 verwendet wird und über den Schalter SW3 mit einem ausgewählten der Richtungskoppler 28 und 38 verbunden wird, wie in Fig. 16 gezeigt. Die Symmetrie der Fehlerdetektorschatung 1 wird in dem Zustand justiert, in welchem der Schalter SW3 nach Maßgabe des Steuersignals SC3 mit dem Richtungskoppler 28 verbunden ist. Weiterhin wird das erste Pilotsignal PS1 auf dem Signalausgangsweg 17P in dem Zustand ausgelöscht, in welchem der Schalter SW3 nach Maßgabe des Steuersignals SC3 mit dem Richtungskoppler 38 verbunden ist. Es ist ebenso möglich, eine Schaltungsanordnung einzusetzen, bei der die Homodyn-Detektorschaltung 29 in Fig. 16 auch als die Homodyn-Detektorschaltung 31 verwendet wird und selektiv mit den Richtungskopplern 28, 30 und 38 über die Schalter SW3 und SW4 verbunden wird, wie in Fig. 17 gezeigt. Die Justierung der Fehlerdetektorschaltung 1 zur Symmetrierung findet statt, während der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC3 mit dem Schalter SW4 verbunden ist, der Schalter SW4 durch das Steuersignal SC4 mit dem Richtungskoppler 28 verbunden ist und ein Schalter SW5 durch ein Steuersignal SC5 mit dem ersten Pilotsignal PS1 (das heißt mit dem Oszillator 20). Die Einstellung der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 findet statt, während der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC3 mit dem Richtungskoppler 30 verbunden ist und der Schalter SW5 durch das Steuersignal SC5 mit dem zweiten Pilotsignal PS2 (das heißt dem Oszilator 22). Darüberhinaus wird das erste Pilotsignal PS1 an dem Signalausgangsweg 17P ausgelöscht, wenn der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC3 mit dem Schalter SW4 verbunden ist, der Schalter SW4 durch das Steuersignal SC4 mit dem Richtungskoppler 38 verbunden ist und der Schalter SW5 durch das Steuersignal SC5 mit dem Oszilator 20 verbunden ist.
In dem Fall, wo mehrere solcher Vorwärts-Verstärker, wie sie in Fig. 4, 6, 7 oder 8 gezeigt sind in paralleler Anordnung zum Zweck der Erzielung einer hohen Ausgangsleistung eingesetzt werden, besteht, wenn kontinuierliche Wellen als Pilotsignale benutzt werden, die Möglichkeit, daß das Pilotsignal eines bestimmten Vorwärts-Verstärkers mit dem Pilotsignal eines anderen Vorwärts-Verstärkers interferiert, was es schwierig macht, die Pegel der Pilotsignale akkurat zu erfassen. Der Grund dafür besteht darin, daß erforderlich ist, daß die Pilotsignale auf einen extrem niedrigen Pegel unter 60 dB, was durch Funkbestimmungen in Japan vorgegeben ist, unterdrückt werden, verglichen mit dem Eingangssignalpegel. Zur Lösung dieses Problems kann das erste oder das zweite Pilotsignal oder auch beide in den Figuren 4, 6, 7 oder 8 moduliert werden. Beispielsweise wird ein erster Pilotsignalgenerator 55, der aus einem Frequenzsynthesizer 56 zur Erzeugung eines ersten Pilotsignals PS1 einer gewünschten Basisbandfrequenz, einem Überlagerungsoszillator 57, einem Modulator 58 und einem Bandpaßfilter 59 aufgebaut ist, wie in Fig. 18A gezeigt, als Mittel zur Erzeugung des modulierten ersten Pilotsignals MPS1 anstelle des Oszillators 20 in den Ausführungsformen der Figuren 6 oder 7 benutzt. Ein zweiter Pilotsignalgenerator 60, aufgebaut aus einem Frequenzsynthesizer 61 zur Erzeugung eines zweiten Pilotsignals PS2 einer gewünschten Basisbandfrequenz, einem Überlagerungsoszillator 62, einem Modulator 63 und einem Bandpaßfilter 64, wie in Fig. 18B gezeigt, wird als Mittel zur Erzeugung des modulierten zweiten Pilotsignals MPS2 anstelle des Oszillators 22 eingesetzt. Weiterhin ist ein Demodulationsteil 65A für das erste Pilotsignal, zusammengesetzt aus einem Bandpaßfilter 66A, einem Demodulator 67A und einem Tiefpaßfilter 68A, zur Demodulation des ersten Pilotsignals PS1 zwischen den Richtungskoppler 28 und den Pegeldetektor 29 in dem Fehlereinspeisungsweg 6 geschaltet, wie in Fig. 18C gezeigt. In ähnlicher Weise ist ein Demodulationsteil 65B für das erste Pilotsignal, zusammengesetzt aus einem Bandpaßfilter 66B, einem Demodulator 67B und einem Tiefpaßfilter 68B, zwischen den Richtungskoppler 38 und den Pegeldetektor 39 in den Signalausgangsweg 17P geschaltet. Ein Demodulationsteil 70 für das zweite Pilotsignal, zusammengesetzt aus einem Bandpaßfilter 71, einem Demodulator 72 und einem Tiefpaßfilter 73, ist zwischen den Richtungskoppler 30 und dem Pegeldetektor 31 in dem Signalausgangsweg 17P zur Demodulation des zweiten Pilotsignals PS2 geschaltet. Die Modulatoren 58, 63 und die Demodulatoren 67A, 67B, 72 sind je von einem Frequenzmodulator/Demodulator, Phasenmodulator/Demodulator oder Amplitudenmodulator/Demodulator gebildet.
Fig. 19 zeigt ein Beispiel eines linearen Verstärkers, bei dem mehrere Vorwärts-Verstärker, die das oben genannte erste und das zweite modulierte Pilotsignal einsetzen, parallel angeordnet sind. Ein Eingangssignal von einem Eingangsanschluß 160 wird von einem Leistungsteiler 110 auf n Vorwärts-Verstärker 100&sub1; bis 100n gleichen Aufbaus aufgeteilt, und ihre Ausgangssignale werden von einem Leistungskombinierer zusammengeführt und danach an den Ausgangsanschluß 170 geliefert. In jedem der Verstärker 100&sub1; bis 100n repräsentiert eine Fehlerdetektor/Unterdrückungsschaltung 120 in Form eines Blockes zusammen die Richtungskoppler 21, 30, 38, die Fehlerdetektorschaltung 1 und die Fehlerunterdrückungsschaltung 2 beispielsweise bei den Ausführungsformen der Fig. 6 oder 7, und eine Löschschaltung 74 repräsentiert in der Form eines Blockes zusammen das variable Dämpfungsglied 34, den variablen Phasenschieber 35 und den Verstärker 36. Es sind jedoch keine Steuerleitungen von der Steuerschaltung 33 zur Steuerung der variablen Dämpfungsglieder 24, 26, 34 und der variablen Phasenschieber 25, 27, 35 gezeigt.
Im Fall der parallelen Anordnung einer Mehrzahl von Vorwärts-Verstärkern 100&sub1; bis 100n sind ihre Frequenzsynthesizer 56 je so eingestellt, daß sie das erste Pilotsignal PS1 mit einer unterschiedlichen Basisbandfrequenz erzeugen, und jeder der Frequenzsynthesizer 61 ist in ähnlicher Weise ebenfalls so eingestellt, daß das zweite Pilotsignal PS1 mit unterschiedlicher Basisbandfrequenz erzeugt wird. Die Demodulationsteile 65A, 65B für das erste Pilotsignal und der Demodulationsteil 70 für das zweite Pilotsignal teilen sich den ersten Pilotsignalgenerator 55, den zweiten Pilotsignalgenerator 60 und die Überlagerungsoszillatoren 57, 62 und werden somit als miteinander synchronisiert angesehen. Während bei diesem Beispiel sowohl das erste als auch das zweite Pilotsignal PS1 und PS2 moduliert sind, braucht das zweite Pilotsignal PS2 nicht immer moduliert zu sein. Durch Verwendung verschiedener Frequenzen für die Pilotsignale und ihre Modulation, wie oben erwähnt, ist es möglich, eine Interferenz zwischen den Pilotsignalen der Verstärker 100&sub1; bis 100n zu vermeiden und somit die einzelnen Pilotsignale mit hoher Empfindlichkeit zu erfassen, selbst wenn die Mehrzahl von Verstärkern parallel angeordnet ist.
Wie es bei der Ausführungsform von Fig. 16 der Fall ist, ist es möglich eine Anordnung einzusetzen, bei der die Demodulationsteile 65A und 65B für das erste Pilotsignal in Fig. 18C zu einem einzigen Demodulationsteil 65 für das erste Pilotsignal kombiniert sind, welches über den Schalter SW3 selektiv mit den Richtungskopplern 28 und 38 verbunden wird, wie in Fig. 20 gezeigt. Die Symmetrie der Fehlerdetektorschaltung 1 wird justiert, während der Schalter SW3 mittels des Steuersignals SC3 mit dem Richtungskoppler 28 verbunden ist. Das modulierte erste Pilotsignal MPS1 im Signalausgangsweg 17P wird gelöscht, während der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC3 mit dem Richtungskoppler 38 verbunden ist
Weiterhin ist es auch möglich, wie im Fall der Ausführungsform von Fig. 17, eine Anordnung einzusetzen, bei der der Demodulationsteil 65 für das erste Pilotsignal in Fig. 20 auch als Demodulationsteil 70 für das zweite Pilotsignal verwendet wird und über die Schalter SW3 und SW4 selektiv mit den Richtungskopplern 28, 30 und 38 verbunden wird, wie in Fig. 21 gezeigt. In diesem Fall wird die Symmetrie der Fehlerdetektorschaltung 1 justiert, wenn der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC3 mit dem Schalter SW4 verbunden ist, der Schalter SW4 mittels des Steuersignals SC4 mit dem Richtungskoppler 28 verbunden ist und ein Schalter SW6 mittels eines Steuersignals SC6 mit der Seite des Überlagerungssignals LO1 verbunden ist. Die Symmetrie der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 wird justiert, wenn der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC3 mit dem Richtungskoppler 30 verbunden ist und der Schalter SW6 durch das Steuersignal SC6 mit der Seite des Überlagerungssignals LO2 verbunden ist. Das modulierte erste Pilotsignals MPS1 im Signalausgangsweg 17P wird gelöscht, wenn der Schalter SW3 durch das Steuersignal SC4 verbunden ist, der Schalter SW4 durch das Steuersignal SC4 mit dem Richtungskoppler 38 verbunden ist und der Schalter SW6 durch das Steuersignal SC6 mit der Seite des Überlagerungssignals LO1 verbunden ist.
Bei den Ausführungsformen der Figuren 18C, 20 und 21 können die Pegeldetektoren 29, 31 und 39 je von einer Homodyndetektorschaltung gebildet sein, wie oben unter Bezug auf die Figuren 15, 16 und 17 beschrieben. Wie im Fall der Figuren 15, 16 und 17 werden dabei das erste und das zweite Pilotsignal PS1 und PS2 von den Frequenzsynthesizern 56 und 61 an die Pegeldetektoren 29, 31 und 39 angelegt, wie durch gestrichelte Linien in den Figuren 18A, 18B, 18C, 20 und 21 gezeigt.
Während der lineare Verstärker in Fig. 19 als von einer Paralleschaltung von Vorwärts-Verstärkern 100&sub1; bis 100n gebildet dargestellt ist, die verschiedene modulierte Pilotsignale verwenden, ist es auch möglich, in ähnlicher Weise Vorwärts-Verstärker parallel anzuordnen, die spektralgestreute Pilotsignale verwenden, wie oben unter Bezugnahme auf jede der Figuren 9, 10 und 11 beschrieben. Fig. 22 zeigt ein Beispiel, bei dem mehrere solcher Vorwärts-Verstärker, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind, parallel angeordnet sind. Bei diesem Beispiel ist auch das zweite Pilotsignal spektralgestreut, braucht aber wie im Fall von Fig. 9 nicht immer spektralgestreut zu sein. Wie im Fall der Ausführungsform von Fig. 19 wird das Eingangssignal vom Eingangsanschluß 160 mittels des Leistungsteilers 110 auf die n Vorwärts-Verstärker 100&sub1; bis 100n gleichen Aufbaus aufgeteilt, und ihrer Ausgangssignale werden mittels des Leistungskombinierers 130 zusammengeführt, und danach an den Ausgangsanschluß 170 geliefert. In jedem der Verstärker 100&sub1; bis 100n repräsentiert die Fehlerdetektor/Unterdrückungsschaltung 120 in Form eines Blockes zusammen die Richtungskoppler 21, 30, die Fehlerdetektorschaltung 1 und die Fehlerunterdrückungsschaltung 2 in der Ausführungsform von Fig. 9, und ein erster Pilotsignalgenerator 81 umfaßt den Oszillator 20, den Phasenmodulator 41 und das Bandpaßfilter 42 in Fig. 9. Ein zweiter Pilotsignalgenerator 82 ist im Aufbau identisch mit dem ersten Pilotsignalgenerator 81 und erzeugt das zweite Pilotsignal SPS2 spektralgestreut mittels eines Pseudorauschsignals PN2, das über einen Phasenjustierer 84 von einem Pseudorauschsignalgenerator 83 geliefert wird. Das so erzeugte zweite Pilotsignal SPS2 wird an den Richtungskoppler 23 angelegt (siehe Fig. 9). Auf der anderen Seite wird das Pseudorauschsignal PN2 an einen Demodulationsteil 85 angelegt, der mit dem Richtungskoppler 30 verbunden ist, wodurch das zweite Pilotsignal demoduliert wird. Die Demodulationsteile 50 und 85 sind beide im Aufbau identisch mit dem Demodulationsteil 50 in Fig. 9. Bei der in Fig. 22 gezeigten Ausführungsform erzeugen die Pseudorauschsignalgeneratoren 43 der Vorwärts-Verstärker 100&sub1; bis 100n die Pseudorauschsignale auf der Basis unterschiedlicher Anfangswerte der 2m Bitcodefolgen. Als Ergebnis sind die Pseudorauschsignale, die von dem Pseudorauschsignalgeneratoren 43 der jeweiligen Vorwärts-Verstärker 100&sub1; bis 100n jeweils erzeugt werden, nicht miteinander korreliert. Dasselbe gilt für die Pseudorauschsignale, die von den Pseudorauschgeneratoren 83 erzeugt werden. Folglich tritt keine Interferenz zwischen den Pilotsignalen der Verstärker 100&sub1; bis 100n auf, und demgemäß können das erste und das zweite Pilotsignal mit hoher Empfindlichkeit durch die Pegeldetektoren 29 und 31 erfaßt werden.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Symmetrie oder Balance jeweils der Fehlerdetektorschaltung 1 und der Fehlerunterdrückungsschaltung 2 automatisch justiert werden, wobei das erste und das zweite Pilotsignal verwendet werden, und zusätzlich kann die erste Pilotsignalkomponente in dem Ausgangssignal ausreichend klein gemacht werden. Somit ist es möglich, einen Vorwärts-Verstärker zu realisieren, der die automatische Einstellung auch während des Eingangssignalverstärkungsbetriebs erlaubt.
Es ist ersichtlich, daß viele Modifikationen und Variationen ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der neuen Erfindung zu verlassen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Vorwärts-Verstärker, umfassend:

eine Leistungsteilereinrichtung (13), durch die die Leistung eines einem Signaleingangsweg (16P) gelieferten Eingangssignals auf einen ersten und einen zweiten Weg (3, 4) aufgeteilt wird,

eine Hauptverstärkungseinrichtung (7), die zur Verstärkung des Eingangssignals in den ersten Weg (3) eingefügt ist,

elektrisch variable erste Dämpfungsmittel (24), die in wenigstens einen des ersten und des zweiten Wegs (3, 4) eingefügt sind,

elektrisch variable erste Phasenschiebermittel (25), die in wenigstens einen des ersten und des zweiten Wegs eingefügt sind,

eine Leistungskombinierer/Teilereinrichtung (14) zum Kombinieren der Ausgangsleistung des ersten und des zweiten Wegs und zur Aufteilung der kombinierten Leistung auf einen dritten und einen vierten Weg (5, 6),

elektrisch variable zweite Dämpfungsmittel (26), die in wenigstens einen des dritten und des vierten Wegs (5, 6) eingefügt sind,

elektrisch variable zweite Phasenschiebermittel (27), die in wenigstens einen des dritten und des vierten Wegs eingefügt sind,

eine Hilfsverstärkungseinrichtung (12), die in den vierten Weg eingefügt ist,

eine Leistungskombiniereinrichtung (15) zum Kombinieren der Ausgaben des dritten und des vierten Wegs und zur Lieferung der kombinierten Ausgabe an einen Signalausgangsweg (17P),

eine Steuereinrichtung (33) zur Steuerung der ersten und der zweiten variablen Dämpfungsmittel und der ersten und der zweiten variablen Phasenschiebermittel,

eine erste Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (20, 21, 40, 53, 55, 81) zum Einspeisen eines ersten Pilotsignals in den Signaleingangsweg (16P),

eine zweite Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (22, 23, 60, 82) zum Einspeisen eines zweiten Pilotsignals in den ersten Weg (3),

eine erste Pegeldetektoreinrichtung (28, 29, 50, 65, 65A) zum Erfassen des Pegels des ersten Pilotsignals auf dem vierten Weg (6),

eine zweite Pegeldetektoreinrichtung (30, 31, 70) zum Erfassen des Pegels des zweiten Pilotsignals auf dem Signalausgangsweg (17P), und

eine Pilotsignalentfernungseinrichtung (32; 34-37) zum Entfernen des ersten Pilotsignals, damit verhindert wird, daß es von dem Signalausgangsweg ausgegeben wird,

wobei die Steuereinrichtung (33) die ersten variablen Dämpfungsmittel (24) und die ersten variablen Phasenschiebermittel (25) so justiert, daß der Pegel des ersten Pilotsignals, der von der ersten Pegeldetektoreinrichtung (28, 29) erfaßt wird, auf ein Minimum reduziert wird, und die Steuereinrichtung die zweiten variablen Dämpfungsmittel (26) und die zweiten Phasenschiebermittel (27) so justiert, daß der Pegel des zweiten Pilotsignals, der von der zweiten Pegeldetektoreinrichtung (30, 31) erfaßt wird, auf ein Minimum reduziert wird.

2. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die Pilotsignalentfernungseinrichtung eine Filteranordnung (32) ist, die in den Signalausgangsweg (17P) eingefügt ist, den Durchgang des Bandes des Eingangssignals erlaubt, aber den Durchgang des ersten Pilotsignals sperrt.

3. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die Pilotsignalentfernungseinrichtung enthält: einen Pilotsignaleinspeisungsweg (34-37), um durch ihn das erste Pilotsignal von der ersten Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (20) in den vierten Weg (6) einzuspeisen, Amplitudenjustiermittel (34), die in den Pilotsignaleinspeisungsweg eingesetzt sind, um die Amplitude des ersten Pilotsignals zu justieren, und Phasenjustiermittel (35), die in den Pilotsignaleinspeisungsweg eingesetzt sind, um die Phase des ersten Pilotsignals zu justieren.

4. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die Pilotsignalentfernungseinrichtung enthält: einen Pilotsignaleinspeisungsweg (34-37), um durch ihn das erste Pilotsignal von der ersten Pilotsignaleinspeisungseinrichtung in den Signalausgangsweg (17P) einzuspeisen, Amplitudenjustiermittel (34), die in den Piloteinspeisungsweg eingesetzt sind, um die Amplitude des ersten Pilotsignals zu justieren, und Phasenjustiermittel (35), die in den Pilotsignaleinspeisungsweg eingesetzt sind, um die Phase des ersten Pilotsignals zu justieren.

5. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Amplitudenjustiermittel (34) und die Phasenjustiermittel (35) elektrisch steuerbar sind, die Pilotsignalentfernungseinrichtung eine dritte Pegeldetektoreinrichtung (38, 39) zum Erfassen des Pegels des ersten Pilotsignals auf dem Signalausgangsweg (17P) enthält und die Steuereinrichtung (33) die Amplitudenjustiermittel und die Phasenjustiermittel so steuert, daß der Pegel des ersten Pilotsignals, der von der dritten Pegeldetektoreinrichtung erfaßt wird, auf ein Minimum reduziert wird.

6. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 5, bei dem eine Schalteinrichtung (SW1) in den Piloteinspeisungsweg eingesetzt ist und die Steuereinrichtung (33) die Schalteinrichtung (SW1) in dem EIN-Zustand hält, um das erste Pilotsignal während der Justierung der Amplitudenjustiermittel und der Phasenjustiermittel hindurchzulassen.

7. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die erste Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (20, 21) und die zweite Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (22, 23) enthalten: eine gemeinsame Pilotsignalgeneratoreinrichtung (20) zur Erzeugung eines gemeinsamen Pilotsignals je als das erste und das zweite Pilotsignal, einen ersten und einen zweiten Richtungskoppler (21, 23), die in den Signaleingangsweg (16P) bzw. den ersten Weg (3) eingesetzt sind, und einen ersten Umschalter (SW2), zur wahlweisen Lieferung über diesen des gemeinsamen Pilotsignals von der Pilotsignalgeneratoreinrichtung (20) an den ersten und den zweiten Richtungskoppler (21, 23), und wobei die Pilotsignalentfernungseinrichtung (34-37) eine Schalteinrichtung (SW1) enthält, die den Durchgang des Pilotsignals von der Pilotsignalgeneratoreinrichtung (20) zu dem Pilotsignaleinspeisungsweg während der Justierung der ersten variablen Dämpfungsmittel (24) und der ersten variablen Phasenschiebermittel (25) und während der Justierung der Amplitudenjustiermittel (34) und der Phasenjustiermittel (35) erlaubt, aber den Durchgang des Pilotsignals zu anderen Zeiten sperrt.

8. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 7, bei dem die erste und die zweite Pegeldetektoreinrichtung enthalten: einen dritten und einen vierten Richtungskoppler (28, 30), die in den vierten Weg (6) bzw. den Signalausgangsweg (17P) eingesetzt sind, einen gemeinsamen Pegeldetektor (29) zur Erfassung des Pegels des Pilotsignals, und einen zweiten Umschalter (SW3) zur wahlweisen Lieferung über denselben der Ausgangssignale des dritten und des vierten Richtungskopplers (28, 30) an den gemeinsamen Pegeldetektor (29).

9. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei dem die erste Pilotsignaleinspeisungseinrichtung enthält: eine erste Pilotsignalgeneratoreinrichtung (56) zur Erzeugung des ersten Pilotsignals einer vorbestimmten Basisbandfrequenz, eine erste Überlagerungssignalgeneratoreinrichtung (57) zur Erzeugung eines ersten Überlagerungssignals, und eine erste Modulationseinrichtung (58) zum Modulieren des ersten Überlagerungssignals mit dem ersten Pilotsignal und Einspeisen von dessen Ausgangssignal als die modulierte Version des ersten Pilotsignals in den Signaleingangsweg (16P), und bei dem die erste Pegeldetektoreinrichtung (28, 29) enthält: eine erste Demodulationseinrichtung (65, 65A) zum Demodulieren des modulierten ersten Pilotsignals mit dem ersten Überlagerungssignal, und einen ersten Pegeldetektor (29) zum Erfassen des Pegels des demodulierten ersten Pilotsignals.

10. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 9, bei dem die zweite Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (22, 23, 60) enthält: eine zweite Pilotsignalgeneratoreinrichtung (61) zur Erzeugung des zweiten Pilotsignals einer vorbestimmten zweiten Basisbandfrequenz; eine zweite Überlagerungssignalgeneratoreinrichtung (62) zur Erzeugung eines zweiten Überlagerungssignals; eine zweite Modulationseinrichtung (63) zum Modulieren des zweiten Überlagerungssignals mit dem zweiten Pilotsignal und Einspeisen ihres Ausgangssignals als modulierte Version des zweiten Pilotsignals in den ersten Weg; und bei dem die zweite Pegeldetektoreinrichtung enthält: eine zweite Demodulationseinrichtung (70) zum Demodulieren des modulierten zweiten Pilotsignals mit dem zweiten Überlagerungssignal; und einen zweiten Pegeldetektor (31) zum Erfassen des Pegels des demodulierten zweiten Pilotsignals.

11. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 9, bei dem der erste Pegeldetektor (29) eine Homodyndetektorschaltung ist.

12. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 10, bei dem die Amplitudenjustiermittel (34) und die Phasenjustiermittel (35) elektrisch steuerbar sind, bei dem die Pilotsignalentfernungseinrichtung eine dritte Demodulationseinrichtung (65B), durch die das modulierte erste Pilotsignal zur Ausgabe zu dem Signalausgangsweg mit dem ersten Überlagerungssignal demoduliert wird, und einen dritten Pegeldetektor (39) zur Erfassung des Pegels des ersten Pilotsignals, welches durch die dritte Demodulationseinrichtung demoduliert wurde, enthält, und wobei die Steuereinrichtung die Amplitudenjustiermittel (34) und die Phasenjustiermittel (35) so steuert, daß der von dem dritten Pegeldetektor zur erfassende Pegel des ersten Pilotsignals auf ein Minimum abnimmt.

13. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 12, bei dem von dem Paar aus erster Demodulationseinrichtung und erstem Pegeldetektor und dem Paar aus dritter Demodulationseinrichtung und drittem Pegeldetektor eines auch für das andere verwendet wird.

14. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, bei dem die Pilotsignalentfernungseinrichtung Frequenzstreumittel (40, 43, 44) zum Streuen der Frequenz des ersten Pilotsignals, welches durch die erste Pilotsignaleinspeisungseinrichtung in den Signaleingangsweg einzuspeisen ist, enthält, und bei dem die erste Pegeldetektoreinrichtung eine Demodulationseinrichtung (50) zum Demodulieren des frequenzgestreuten ersten Pilotsignals auf dem vierten Weg und einen Pegeldetektor zum Erfassen des Pegels des demodulierten Ausgangssignals und zur Ausgabe des erfaßten Pegels als des von der ersten Pegeldetektoreinrichtung erfaßten Pegels enthält.

15. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 14, bei dem die zweite Pilotsignaleinspeisungseinrichtung zweite Pilotsignalfrequenzstreumittel (40, 43, 44, SW2, 83) zum Streuen der Frequenz des zweiten Pilotsignals enthält, und bei dem die Pegeldetektoreinrichtung eine zweite Pilotsignaldemodulationseinrichtung (50, SW3, 85) zur Demodulation des frequenzgestreuten zweiten Pilotsignals auf dem Signalausgangsweg und einen zweiten Pilotsignaldetektor (31) zur Erfassung des Pegels des demodulierten Ausgangssignals und zur Ausgabe des erfaßten Pegels als des von der zweiten Pegeldetektoreinrichtung erfaßten Pegels enthält.

16. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 14, bei dem die Frequenzstreumittel enthalten: eine Pseudorauschsignalgeneratoreinrichtung (43) zur Erzeugung eines Pseudorauschsignals, und eine erste Phasenmodulationseinrichtung (40) zur Phasenmodulation des ersten Pilotsignals mit dem Pseudorauschsignal und zur Ausgabe des modulierten Ausgangssignals als des frequenzgestreuten ersten Pilotsignals, und bei dem die Demodulationseinrichtung enthält: eine Überlagerungsoszillatoreinrichtung (47) zur Erzeugung eines Überlagerungssignals einer festen Frequenz; eine zweite Phasenmodulationseinrichtung (45) zur Phasenmodulation des Überlagerungssignals mit dem Pseudorauschsignal; eine Mischereinrichtung (48) zum Frequenzmischen des modulierten Überlagerungssignals und eines Signals von dem vierten Weg zur Demodulation des ersten Pilotsignals zur Ausgabe, und Phasenjustiermittel (44) zum Justieren der relativen Phase des Pseudorauschsignals zur Lieferung an die erste und die zweite Phasenmodulationseinrichtung (40, 45).

17. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 14, bei dem die Frequenzstreumittel umfassen: eine Pseudorauschsignalgeneratoreinrichtung (43) zur Erzeugung eines Pseudorauschsignals; und eine erste Frequenzsynthesizereinrichtung (51), deren Schwingungsfrequenz von dem Pseudorauschsignal gesteuert wird, damit das frequenzgestreute erste Pilotsignal ausgegeben wird, und bei dem die Demodulationseinrichtung enthält: eine zweite Frequenzsynthesizereinrichtung (52), deren Schwingungsfrequenz von dem Pseudorauschsignal gesteuert wird, um ein frequenzgestreutes Überlagerungssignal zu erzeugen, eine Mischereinrichtung (48) zum Frequenzmischen des frequenzgestreuten Überlagerungssignals und eines Signals von dem vierten Weg zum Erhalt eines Signals einer Frequenz gleich der Frequenzdifferenz zwischen ihnen, Phasenjustiermittel (44) zum Justieren der Phase des Pseudorauschsignals zur Lieferung an den ersten und den zweiten Frequenzsynthesizer (51, 52); und einen Pegeldetektor zur Erfassung des Pegels des Ausgangssignals des Mischers.

18. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 14, 16, oder 17, bei dem die erste und die zweite Pilotsignaleinspeisungseinrichtung enthalten: einen ersten und einen zweiten Richtungskoppler (21, 23), die in den Signaleingangsweg (16P) bzw. den ersten Weg (3) eingesetzt sind; und einen ersten Umschalter (SW2) zum wahlweisen Anlegen über diesen des frequenzgestreuten ersten Pilotsignals als das erste oder zweite Pilotsignal an den ersten oder zweiten Richtungskoppler, und bei dem die erste und die zweite Pegeldetektoreinrichtung enthalten: einen dritten und einen vierten Richtungskoppler (28, 30), die in den vierten Weg (6) bzw. den Signalausgangsweg (17P) eingesetzt sind; und einen zweiten Schalter (SW3) zum selektiven Anlegen über diesen der Ausgangssignale des dritten und des vierten Richtungskopplers an die Demodulationseinrichtung (50).

19. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 14, 16 oder 17, bei dem die zweite Piloteinspeisungseinrichtung enthält: einen Richtungskoppler (23), der mit einer internen Schaltung der Hauptverstärkungseinrichtung (7) verbunden ist; und einen Pilotsignalgenerator (22) zum Erzeugen des zweiten Pilotsignals zum Einspeisen in die interne Schaltung der Hauptverstärkungseinrichtung (7) über den Richtungskoppler.

20. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 19, bei dem die Hauptverstärkungseinrichtung (7) eine Kaskadenschaltung von wenigstens zwei Verstärkungselementen (7A, 7B) enthält und der Richtungskoppler (23) in Reihe zwischen die beiden Verstärkungselemente geschaltet ist.

21. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 19, bei dem die Hauptverstärkungseinrichtung (7) eine Parallelschaltung einer Vielzahl von Verstärkungselementen (7A, 7B) zwischen einer Leistungsteilereinrichtung (7P) und einer Leistungskombiniereinrichtung (7Q) enthält, und der Richtungskoppler mit irgendeinem der Vielzahl von Verstärkungselementen verbunden ist.

22. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die erste und die zweite Pegeldetektoreinrichtung je von einem selektiven Pegelmesser gebildet sind.

23. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die erste und die zweite Pegeldetektoreinrichtung (29, 31) je von einer Homodyndetektoreinrichtung gebildet sind, durch die das erste und das zweite Pilotsignal, die ihr als Überlagerungssignale von der ersten und der zweiten Pilotsignaleinspeisungseinrichtung (20, 21, 22, 23) geliefert werden, mit Signalen von dem vierten Weg und dem Signalausgangsweg frequenzgemischt werden, damit die Komponenten des ersten und des zweiten Pilotsignals auf dem vierten Weg und dem Signalausgangsweg erfaßt werden.

24. Vorwärts-Verstärker nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, bei dem die erste und die zweite Pegeldetektoreinrichtung enthalten: einen Pegeldetektor (29) zur gemeinsamen Verwendung, und einen Umschalter SW3 zum wahlweisen Anlegen von Signalen von dem vierten Weg und dem Signalausgangsweg an den Pegeldetektor.

25. Lineare Verstärkereinheit umfassend: eine Vielzahl der Vorwärts-Verstärker (100&sub1; bis 100n) die je durch Anspruch 9 definiert sind; eine Leistungsteilereinrichtung (110) zur Aufteilung eines Eingangssignals auf die Eingänge der Vielzahl von Vorwärts-Verstärkern; und eine Leistungskombiniereinrichtung (130) zum Kombinieren der Ausgaben der Vielzahl von Vorwärts-Verstärkern, wobei die erste Basisbandfrequenz des ersten Pilotsignals jedes der Vorwärts-Verstärker einen verschiedenen Wert hat.

26. Lineare Verstärkeranordnung nach Anspruch 5, bei der die Pilotsignaleinspeisungseinrichtung jedes der Vorwärts-Verstärker umfaßt: eine zweite Pilotsignalgeneratoreinrichtung (61) zur Erzeugung des zweiten Pilotsignals einer vorbestimmten zweiten Basisbandfrequenz; eine zweite Überlagerungssignalgeneratoreinrichtung (62) zur Erzeugung eines zweiten Überlagerungssignals; und eine zweite Modulationseinrichtung (63) zur Modulation des zweiten Über- lagerungssignals mit dem zweiten Pilotsignal und zur Einspeisung von deren Ausgangssignal als einer modulierten Version des zweiten Pilotsignals in den ersten Weg; wobei die zweite Pegeldetektoreinrichtung enthält: eine zweite Demodulationseinrichtung (70) zur Demodulation des modulierten zweiten Pilotsignals mit dem zweiten Überlagerungssignal; und einen zweiten Pegeldetektor (31) zur Erfassung des Pegels des demodulierten zweiten Pilotsignals; und wobei die zweite Basisbandfrequenz des zweiten Pilotsignals jedes der Vorwärts-Verstärkereinheiten einen verschiedenen Wert aufweist.

27. Lineare Verstärkeranordnung nach Anspruch 5, bei der der erste Pegeldetektor (29) jedes der Vorwärts-Verstärker von einer Homodyndetektorschaltung gebildet wird.

28. Lineare Verstärkeranordnung, umfassend: eine Vielzahl der Vorwärts-Verstärker (100&sub1; bis 100n) je durch die Ansprüche 16 oder 17 definiert; eine Leistungsteilereinrichtung (110) zum Aufteilen eines Eingangssignals auf die Eingänge der Vorwärts-Verstärker; und eine Leistungskombiniereinrichtung (130) zum Kombinieren der Ausgaben der Vorwärts-Verstärker; wobei die Pseudorauschsignalgeneratoreinrichtung (43) jedes der Vorwärts-Verstärker ein Pseudorauschsignal erzeugt, das auf einem anderen Anfangswert einer Zufallscodefolge basiert.