JP2000286645A - フィードフォワード増幅器 - Google Patents
フィードフォワード増幅器Info
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- JP2000286645A JP2000286645A JP11092355A JP9235599A JP2000286645A JP 2000286645 A JP2000286645 A JP 2000286645A JP 11092355 A JP11092355 A JP 11092355A JP 9235599 A JP9235599 A JP 9235599A JP 2000286645 A JP2000286645 A JP 2000286645A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来と同等以上の歪補償能力をもち、かつ補
助増幅器の高効率増幅を可能とする。 【解決手段】 検出した主増幅器２３の歪成分が増幅す
る歪注入経路１５を、可変減衰器２７ａ、可変位相器２
８ａ、第一補助増幅器２９ａ、遅延線３６、位相反転回
路３７よりなる歪検出回路４２で補助増幅器２９ａで生
じる歪を検出し、この歪を、可変減衰器２７ｂ、可変位
相器２８ｂ、第二補助増幅器２９ｂ、遅延線３９よりな
る歪除去回路４３で除去する。
助増幅器の高効率増幅を可能とする。 【解決手段】 検出した主増幅器２３の歪成分が増幅す
る歪注入経路１５を、可変減衰器２７ａ、可変位相器２
８ａ、第一補助増幅器２９ａ、遅延線３６、位相反転回
路３７よりなる歪検出回路４２で補助増幅器２９ａで生
じる歪を検出し、この歪を、可変減衰器２７ｂ、可変位
相器２８ｂ、第二補助増幅器２９ｂ、遅延線３９よりな
る歪除去回路４３で除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主として高周波
帯で使用される線形増幅器であるフィードフォワード増
幅器、特に電力効率を高効率化したものに関する。
帯で使用される線形増幅器であるフィードフォワード増
幅器、特に電力効率を高効率化したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４にフィードフォワード増幅器の構
成を示す。フィードフォワード増幅器は、主増幅器の増
幅伝達経路１１と線形信号伝達経路１２により構成され
る歪検出回路１３と、主信号伝達経路１４と歪注入経路
１５により構成される歪除去回路１６により構成され
る。主増幅器の増幅伝達経路１１には、可変減衰器２
１、可変位相器２２と主増幅器２３の直列接続で構成さ
れる。線形信号伝達経路１２は、遅延線２４と位相反転
回路２５の直列接続により構成される。主信号伝達経路
１４は、遅延線２６により構成される。そして、歪注入
経路１５は、可変減衰器２７、可変位相器２８と補助増
幅器２９の直列接続により構成される。フィードフォワ
ード増幅器の入力は、電力分配回路３１により、主増幅
器の増幅伝達経路１１と線形信号伝達経路１２に分配さ
れる。また、歪検出回路１３と歪除去回路１６は、電力
合成／分配器３２により縦続に構成される。フィードフ
ォワード増幅器の出力は、主信号伝達経路１４と歪注入
経路１５の各出力を合成する電力合成器３３より得られ
る。
成を示す。フィードフォワード増幅器は、主増幅器の増
幅伝達経路１１と線形信号伝達経路１２により構成され
る歪検出回路１３と、主信号伝達経路１４と歪注入経路
１５により構成される歪除去回路１６により構成され
る。主増幅器の増幅伝達経路１１には、可変減衰器２
１、可変位相器２２と主増幅器２３の直列接続で構成さ
れる。線形信号伝達経路１２は、遅延線２４と位相反転
回路２５の直列接続により構成される。主信号伝達経路
１４は、遅延線２６により構成される。そして、歪注入
経路１５は、可変減衰器２７、可変位相器２８と補助増
幅器２９の直列接続により構成される。フィードフォワ
ード増幅器の入力は、電力分配回路３１により、主増幅
器の増幅伝達経路１１と線形信号伝達経路１２に分配さ
れる。また、歪検出回路１３と歪除去回路１６は、電力
合成／分配器３２により縦続に構成される。フィードフ
ォワード増幅器の出力は、主信号伝達経路１４と歪注入
経路１５の各出力を合成する電力合成器３３より得られ
る。
【０００３】フィードフォワード増幅器は、前段の歪検
出回路１３で主増幅器２３より発生する歪成分を検出
し、後段の歪除去回路１６で主増幅器２３より発生する
歪成分の位相量と振幅量を調整して、主増幅器２３の出
力信号に注入することで主増幅器２３より発生する非線
形歪を除去する。一般にフィードフォワード増幅器の非
線形歪改善量は、歪検出回路１３の可変減衰器２１と可
変位相器２２、歪除去回路１６の可変減衰器２７と可変
位相器２８と補助増幅器２９の調整により左右される。
その調整等の精度は、特願昭６３−２３５７４「フィー
ドフォワード増幅器の自動調整回路」に示されている。
たとえば、３０ｄＢ以上の歪圧縮量を得るための位相及
び振幅偏差は、それぞれ±２度以内及び±０．３ｄＢ以
内であり、歪検出回路１３及び歪除去回路１６の伝送特
性の平衡度及び調整の完全性について厳しい条件が要求
されているといえる。
出回路１３で主増幅器２３より発生する歪成分を検出
し、後段の歪除去回路１６で主増幅器２３より発生する
歪成分の位相量と振幅量を調整して、主増幅器２３の出
力信号に注入することで主増幅器２３より発生する非線
形歪を除去する。一般にフィードフォワード増幅器の非
線形歪改善量は、歪検出回路１３の可変減衰器２１と可
変位相器２２、歪除去回路１６の可変減衰器２７と可変
位相器２８と補助増幅器２９の調整により左右される。
その調整等の精度は、特願昭６３−２３５７４「フィー
ドフォワード増幅器の自動調整回路」に示されている。
たとえば、３０ｄＢ以上の歪圧縮量を得るための位相及
び振幅偏差は、それぞれ±２度以内及び±０．３ｄＢ以
内であり、歪検出回路１３及び歪除去回路１６の伝送特
性の平衡度及び調整の完全性について厳しい条件が要求
されているといえる。
【０００４】フィードフォワード増幅器で歪補償するの
は、主増幅器２３の非線形歪である。従って、補助増幅
器２９で発生する非線形歪は、回路構成上原理的にフィ
ードフォワード増幅器により歪補償できない。また、上
記二つの経路の平衡条件が厳しいため、従来のフィード
フォワード増幅器の補助増幅器２９には、線形性が要求
されている。一般に半導体増幅素子を用いた増幅回路の
線形性を高めるには、いわゆるＡ級バイアスとする動作
条件とし、増幅する信号のピーク電力よりも飽和出力を
十分に大きくしていた。
は、主増幅器２３の非線形歪である。従って、補助増幅
器２９で発生する非線形歪は、回路構成上原理的にフィ
ードフォワード増幅器により歪補償できない。また、上
記二つの経路の平衡条件が厳しいため、従来のフィード
フォワード増幅器の補助増幅器２９には、線形性が要求
されている。一般に半導体増幅素子を用いた増幅回路の
線形性を高めるには、いわゆるＡ級バイアスとする動作
条件とし、増幅する信号のピーク電力よりも飽和出力を
十分に大きくしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年無線装置の小型化
・経済化・低消費電力化などが求められている。フィー
ドフォワード増幅器を用いる無線装置においても同様で
ある。フィードフォワード増幅器の低消費電力化を達成
するために、主増幅器及び補助増幅器の高効率化が必須
である。これにより、増幅器の放熱板などを小型化で
き、結果として無線装置の小型化を達成できる。
・経済化・低消費電力化などが求められている。フィー
ドフォワード増幅器を用いる無線装置においても同様で
ある。フィードフォワード増幅器の低消費電力化を達成
するために、主増幅器及び補助増幅器の高効率化が必須
である。これにより、増幅器の放熱板などを小型化で
き、結果として無線装置の小型化を達成できる。
【０００６】主増幅器の高効率化は、Ｂ級バイアス条件
のプッシュプル回路等により可能である。主増幅器で生
じる非線形歪は、従来のフィードフォワード増幅器によ
り補償できる。これに対して、フィードフォワード増幅
器の歪注入経路１５に挿入される補助増幅器２９の電力
効率を高めることは、一般に補助増幅器の半導体増幅素
子をいわゆるＢ級、Ｃ級などバイアス条件で動作させる
必要がある。これらのバイアス条件により生じる非線形
歪は、上記で述べたようにフィードフォワード増幅で原
理的に補償できない。従って、補助増幅器２９の高効率
化は、フィードフォワード増幅器の歪補償能力を低下さ
せる問題があった。
のプッシュプル回路等により可能である。主増幅器で生
じる非線形歪は、従来のフィードフォワード増幅器によ
り補償できる。これに対して、フィードフォワード増幅
器の歪注入経路１５に挿入される補助増幅器２９の電力
効率を高めることは、一般に補助増幅器の半導体増幅素
子をいわゆるＢ級、Ｃ級などバイアス条件で動作させる
必要がある。これらのバイアス条件により生じる非線形
歪は、上記で述べたようにフィードフォワード増幅で原
理的に補償できない。従って、補助増幅器２９の高効率
化は、フィードフォワード増幅器の歪補償能力を低下さ
せる問題があった。
【０００７】たとえば、文献（野島俊雄、楢橋祥一、
「移動通信用超低歪多周波共通増幅器」、電子情報通信
学会無線通信システム研究会技術報告、ＲＣＳ９０−
４、１９９０）によると、主増幅器の飽和出力を１００
Ｗ、補助増幅器の飽和出力を主増幅器飽和出力の１／
８、１．５ＧＨｚ帯、主増幅器と補助増幅器の半導体増
幅素子にＧａＡｓのＭＥＳＦＥＴの場合において、主増
幅器のＭＥＳＦＥＴのドレイン電圧１２Ｖ、ドレイン電
流２０Ａ、補助増幅器のＭＥＳＦＥＴのドレイン電圧１
２Ｖ、ドレイン電流５Ａとし、いずれもＡ級バイアスの
条件でフィードフォワード増幅器への供給電力は１５３
Ｗ程度になり、ドレイン効率を求めると、約５％以下に
なる。主増幅器にＢ級プッシュプルなどの高効率増幅回
路、補助増幅器にＡ級増幅回路を用いても高々約１０％
以下のドレイン効率しか得られない。
「移動通信用超低歪多周波共通増幅器」、電子情報通信
学会無線通信システム研究会技術報告、ＲＣＳ９０−
４、１９９０）によると、主増幅器の飽和出力を１００
Ｗ、補助増幅器の飽和出力を主増幅器飽和出力の１／
８、１．５ＧＨｚ帯、主増幅器と補助増幅器の半導体増
幅素子にＧａＡｓのＭＥＳＦＥＴの場合において、主増
幅器のＭＥＳＦＥＴのドレイン電圧１２Ｖ、ドレイン電
流２０Ａ、補助増幅器のＭＥＳＦＥＴのドレイン電圧１
２Ｖ、ドレイン電流５Ａとし、いずれもＡ級バイアスの
条件でフィードフォワード増幅器への供給電力は１５３
Ｗ程度になり、ドレイン効率を求めると、約５％以下に
なる。主増幅器にＢ級プッシュプルなどの高効率増幅回
路、補助増幅器にＡ級増幅回路を用いても高々約１０％
以下のドレイン効率しか得られない。
【０００８】高出力増幅器の高効率化を達成する方法と
して、Ｗ．Ｈ．Ｄｏｈｅｒｔｙ，“Ａ ｎｅｗ ｈｉｇ
ｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆ
ｉｅｒ ｆｏｒ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｗａｖｅｓ”，
Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ，ｖｏｌ．２４，ｎｏ．９，ｐｐ１１
６３−１１８２，Ｓｅｐｔ．１９３６．に飽和出力の異
なる複数の増幅回路による方法が知られている。一般に
ドハティ（Ｄｏｈｅｒｔｙ）法として知られ、中波など
の放送局用送信電力増幅器などで実用化されている。Ｄ
ｏｈｅｒｔｙ法では、飽和増幅を行う増幅回路と線形増
幅を行う増幅回路を並列に構成する。飽和増幅器では平
均電力付近の信号を増幅し、線形増幅器ではピーク電力
を生じる信号を増幅する。Ｄｏｈｅｒｔｙ法では飽和増
幅器により高効率増幅を可能にしているが、回路構成上
線形増幅器に入力するべき信号も飽和増幅器に入力する
ことで非線形歪を生じる問題がある。また、飽和増幅器
で生じた非線形歪は回路構成上補償できない。
して、Ｗ．Ｈ．Ｄｏｈｅｒｔｙ，“Ａ ｎｅｗ ｈｉｇ
ｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆ
ｉｅｒ ｆｏｒ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ ｗａｖｅｓ”，
Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ，ｖｏｌ．２４，ｎｏ．９，ｐｐ１１
６３−１１８２，Ｓｅｐｔ．１９３６．に飽和出力の異
なる複数の増幅回路による方法が知られている。一般に
ドハティ（Ｄｏｈｅｒｔｙ）法として知られ、中波など
の放送局用送信電力増幅器などで実用化されている。Ｄ
ｏｈｅｒｔｙ法では、飽和増幅を行う増幅回路と線形増
幅を行う増幅回路を並列に構成する。飽和増幅器では平
均電力付近の信号を増幅し、線形増幅器ではピーク電力
を生じる信号を増幅する。Ｄｏｈｅｒｔｙ法では飽和増
幅器により高効率増幅を可能にしているが、回路構成上
線形増幅器に入力するべき信号も飽和増幅器に入力する
ことで非線形歪を生じる問題がある。また、飽和増幅器
で生じた非線形歪は回路構成上補償できない。
【０００９】フィードフォワード増幅器のさらなる高効
率化を達成する方法として、主増幅器の出力バックオフ
を低下する方法があるが、公知の通りフィードフォワー
ド増幅器で補償できる非線形歪は、主増幅器の入力出力
特性の線形領域の不完全性に限られる。すなわち、入力
特性の飽和領域でのクリップ等による非線形歪をフィー
ドフォワード増幅器で補償できない。
率化を達成する方法として、主増幅器の出力バックオフ
を低下する方法があるが、公知の通りフィードフォワー
ド増幅器で補償できる非線形歪は、主増幅器の入力出力
特性の線形領域の不完全性に限られる。すなわち、入力
特性の飽和領域でのクリップ等による非線形歪をフィー
ドフォワード増幅器で補償できない。
【００１０】この発明の目的は、従来のフィードフォワ
ード増幅器と同等以上の歪補償能力を持ちつつ、さらな
る高効率増幅を可能にすることで、フィードフォワード
増幅器の高効率化を達成することにある。
ード増幅器と同等以上の歪補償能力を持ちつつ、さらな
る高効率増幅を可能にすることで、フィードフォワード
増幅器の高効率化を達成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１形態の発明によれ
ば、歪注入経路をフィードフォワード増幅器構成とす
る。具体的には、補助増幅器を主増幅器と見なして、補
助増幅器に対する歪検出回路と歪注入回路を用いた歪注
入経路とする。これにより、補助増幅器で発生する非線
形歪は、歪注入経路のフィードフォワード構成により補
償する。また、補助増幅器をＡ級バイアス以外のＢ級、
Ｃ級、Ｄ級、Ｅ級、Ｆ級等による高効率動作を可能にす
る。
ば、歪注入経路をフィードフォワード増幅器構成とす
る。具体的には、補助増幅器を主増幅器と見なして、補
助増幅器に対する歪検出回路と歪注入回路を用いた歪注
入経路とする。これにより、補助増幅器で発生する非線
形歪は、歪注入経路のフィードフォワード構成により補
償する。また、補助増幅器をＡ級バイアス以外のＢ級、
Ｃ級、Ｄ級、Ｅ級、Ｆ級等による高効率動作を可能にす
る。
【００１２】第２形態の発明によれば、主増幅器を、互
いに飽和出力が異なる複数の増幅回路を並列に構成す
る。飽和出力は、増幅回路を構成する半導体増幅素子の
ゲート電圧、ベース電圧、ドレイン電圧及びコレクタ電
圧の条件により決まる。飽和出力の異なる複数の増幅回
路を並列に構成することで、増幅回路の入力信号のピー
ク対平均電力比に応じた飽和出力の増幅回路を選択でき
る。これにより、単一の増幅回路よりも電源効率を改善
できる。
いに飽和出力が異なる複数の増幅回路を並列に構成す
る。飽和出力は、増幅回路を構成する半導体増幅素子の
ゲート電圧、ベース電圧、ドレイン電圧及びコレクタ電
圧の条件により決まる。飽和出力の異なる複数の増幅回
路を並列に構成することで、増幅回路の入力信号のピー
ク対平均電力比に応じた飽和出力の増幅回路を選択でき
る。これにより、単一の増幅回路よりも電源効率を改善
できる。
【００１３】第２形態の発明に対し第１形態の発明を適
用し、歪注入経路をフィードフォワード構成化する。こ
れにより、十分な線形性が要求された補助増幅器の高効
率化を達成できる。フィードフォワード増幅器全体の電
源効率の高効率化を達成できる。補助増幅器用歪検出回
路の補助増幅器は互いに異なる飽和出力を持つ増幅回路
を並列した構成で実現される。これにより、同様にフィ
ードフォワード増幅器の電源効率の高効率化を達成でき
る。
用し、歪注入経路をフィードフォワード構成化する。こ
れにより、十分な線形性が要求された補助増幅器の高効
率化を達成できる。フィードフォワード増幅器全体の電
源効率の高効率化を達成できる。補助増幅器用歪検出回
路の補助増幅器は互いに異なる飽和出力を持つ増幅回路
を並列した構成で実現される。これにより、同様にフィ
ードフォワード増幅器の電源効率の高効率化を達成でき
る。
【００１４】第３形態の発明によれば主増幅器のエミッ
タ接地またはソース接地の半導体増幅素子のコレクタ端
子またはドレイン端子に電圧変換回路から電圧が印加さ
れ、この印加電圧を主増幅器入力信号の包絡線に応じて
制御する。これにより、主増幅器のコレクタ効率または
ドレイン効率を著しく低下させることなく主増幅器の電
力効率を改善できる。
タ接地またはソース接地の半導体増幅素子のコレクタ端
子またはドレイン端子に電圧変換回路から電圧が印加さ
れ、この印加電圧を主増幅器入力信号の包絡線に応じて
制御する。これにより、主増幅器のコレクタ効率または
ドレイン効率を著しく低下させることなく主増幅器の電
力効率を改善できる。
【００１５】あるいは、主増幅器のエミッタ接地または
ソース接地の半導体増幅素子のベース端子またはゲート
端子に電圧変換回路からの電圧が印加され、この印加電
圧を主増幅器入力信号の包絡線に応じて制御する。これ
により、主増幅器のコレクタ効率またはドレイン効率を
著しく低下させることなく主増幅器の電力効率を改善で
きる。
ソース接地の半導体増幅素子のベース端子またはゲート
端子に電圧変換回路からの電圧が印加され、この印加電
圧を主増幅器入力信号の包絡線に応じて制御する。これ
により、主増幅器のコレクタ効率またはドレイン効率を
著しく低下させることなく主増幅器の電力効率を改善で
きる。
【００１６】この第３形態の発明においても、第１形態
の発明を適用して、フィードフォワード増幅器の歪注入
経路を補助増幅器の発生する非線形歪を検出する歪検出
回路とその検出した歪を補助増幅器出力に注入し除去す
る歪除去回路により構成する。これにより、主増幅器の
高効率化を達成しつつ、補助増幅器のさらなる高効率化
を可能にすることで、フィードフォワード増幅器全体の
電力効率を改善する。
の発明を適用して、フィードフォワード増幅器の歪注入
経路を補助増幅器の発生する非線形歪を検出する歪検出
回路とその検出した歪を補助増幅器出力に注入し除去す
る歪除去回路により構成する。これにより、主増幅器の
高効率化を達成しつつ、補助増幅器のさらなる高効率化
を可能にすることで、フィードフォワード増幅器全体の
電力効率を改善する。
【００１７】この補助増幅器用歪検出回路の補助増幅器
を構成するエミッタ接地またはソース接地の半導体増幅
素子のコレクタ端子またはドレイン端子に印加する電圧
を補助増幅器入力信号に応じて制御する。これにより、
補助増幅器のコレクタ効率またはドレイン効率を著しく
低下させることなく補助増幅器の電力効率を改善でき、
フィードフォワード増幅器全体の電力効率を改善でき
る。
を構成するエミッタ接地またはソース接地の半導体増幅
素子のコレクタ端子またはドレイン端子に印加する電圧
を補助増幅器入力信号に応じて制御する。これにより、
補助増幅器のコレクタ効率またはドレイン効率を著しく
低下させることなく補助増幅器の電力効率を改善でき、
フィードフォワード増幅器全体の電力効率を改善でき
る。
【００１８】また補助増幅器用歪検出回路の補助増幅器
を構成するエミッタ接地またはソース接地の半導体増幅
素子のベース端子またはゲート端子に印加する電圧を補
助増幅器入力信号に応じて制御する。これにより、補助
増幅器のコレクタ効率またはドレイン効率を著しく低下
させることなく補助増幅器の電力効率を改善でき、フィ
ードフォワード増幅器全体の電力効率を改善できる。 作用 主増幅器の歪成分は、歪注入経路に出力される。第１形
態の発明による歪注入経路は、フィードフォワード構成
化により、補助増幅器に対する歪検出回路と補助増幅器
の歪除去回路で構成される。動作については、従来のフ
ィードフォワード増幅器と何ら変わらない。すなわち、
主増幅器の歪成分を入力し、補助増幅器で新たに生じた
歪成分を歪注入経路の歪検出回路で検出し、その新たな
歪成分を主増幅器の歪成分に何ら影響を与えることなく
補助増幅器の歪成分を歪注入経路の歪除去回路で除去す
る。
を構成するエミッタ接地またはソース接地の半導体増幅
素子のベース端子またはゲート端子に印加する電圧を補
助増幅器入力信号に応じて制御する。これにより、補助
増幅器のコレクタ効率またはドレイン効率を著しく低下
させることなく補助増幅器の電力効率を改善でき、フィ
ードフォワード増幅器全体の電力効率を改善できる。 作用 主増幅器の歪成分は、歪注入経路に出力される。第１形
態の発明による歪注入経路は、フィードフォワード構成
化により、補助増幅器に対する歪検出回路と補助増幅器
の歪除去回路で構成される。動作については、従来のフ
ィードフォワード増幅器と何ら変わらない。すなわち、
主増幅器の歪成分を入力し、補助増幅器で新たに生じた
歪成分を歪注入経路の歪検出回路で検出し、その新たな
歪成分を主増幅器の歪成分に何ら影響を与えることなく
補助増幅器の歪成分を歪注入経路の歪除去回路で除去す
る。
【００１９】第２形態の発明は、Ｄｏｈｅｒｔｙ法によ
る複数の飽和出力の異なる増幅回路を並列構成にするこ
とで、単一増幅回路で構成した場合に比べて電源効率の
高効率化を達成する。Ｄｏｈｅｒｔｙ法の欠点として、
飽和出力の低い増幅回路にて非線形歪を生じるが、この
発明ではフィードフォワード増幅器の歪検出回路及び歪
除去回路により出力バックオフの低下により生じる帯域
外歪成分を十分に除去できる。
る複数の飽和出力の異なる増幅回路を並列構成にするこ
とで、単一増幅回路で構成した場合に比べて電源効率の
高効率化を達成する。Ｄｏｈｅｒｔｙ法の欠点として、
飽和出力の低い増幅回路にて非線形歪を生じるが、この
発明ではフィードフォワード増幅器の歪検出回路及び歪
除去回路により出力バックオフの低下により生じる帯域
外歪成分を十分に除去できる。
【００２０】以上の理由から、フィードフォワード増幅
器全体の電源効率の高効率化を達成しつつ、従来と同等
の歪補償能力を達成する。第３形態の発明において、入
力信号の包絡線に合わせて主増幅器を構成する半導体増
幅素子のコレクタ電圧またはドレイン電圧を制御するこ
とで、常に動作点を電源効率の高い点にあるようにする
ことができる。この際に生じる非線形歪は、フィードフ
ォワード増幅器により歪補償される。
器全体の電源効率の高効率化を達成しつつ、従来と同等
の歪補償能力を達成する。第３形態の発明において、入
力信号の包絡線に合わせて主増幅器を構成する半導体増
幅素子のコレクタ電圧またはドレイン電圧を制御するこ
とで、常に動作点を電源効率の高い点にあるようにする
ことができる。この際に生じる非線形歪は、フィードフ
ォワード増幅器により歪補償される。
【００２１】同様にして、ベース電圧またはゲート電圧
を制御することで常に動作点を電源効率の高い点にある
ようにすることができる。この際に生じる非線形歪も同
様にしてフィードフォワード増幅器により歪補償され
る。第３形態の発明においても第１形態の発明を適用し
て補助増幅器をフィードフォワード構成化し、補助増幅
器の発生する非線形歪をフィードフォワード増幅器の歪
注入経路のフィードフォワード構成化により歪補償をす
ることができ、補助増幅器にＡ級バイアス以外の電源効
率が優れた動作点のバイアス方法を適用でき、主増幅器
の半導体増幅素子の電圧制御と併せて、全体の電源効率
の高効率化が図れる。
を制御することで常に動作点を電源効率の高い点にある
ようにすることができる。この際に生じる非線形歪も同
様にしてフィードフォワード増幅器により歪補償され
る。第３形態の発明においても第１形態の発明を適用し
て補助増幅器をフィードフォワード構成化し、補助増幅
器の発生する非線形歪をフィードフォワード増幅器の歪
注入経路のフィードフォワード構成化により歪補償をす
ることができ、補助増幅器にＡ級バイアス以外の電源効
率が優れた動作点のバイアス方法を適用でき、主増幅器
の半導体増幅素子の電圧制御と併せて、全体の電源効率
の高効率化が図れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】実施例１ 図１にこの発明の実施例１を示す。この実施例１は、従
来のフィードフォワード増幅器の歪注入経路１５をフィ
ードフォワード構成化したものである。歪注入経路は、
歪検出回路出力を入力する電力分配器３５と、この電力
分配器３５の一方の出力が供給される可変減衰器２７ａ
と可変位相器２８ａと第一補助増幅器２９ａの直列接続
よりなる経路と、他方の出力が供給される遅延回路３６
と位相反転回路３７の直列接続よりなる経路と、前記二
つの経路の出力を合成し分配する電力合成／分配器３８
と、その電力合成／分配器３８の出力の一方が入力され
る遅延回路３９を備える経路と、出力の他方が入力され
可変減衰器２７ｂと可変位相器２８ｂと第二補助増幅器
２９ｂの直列接続よりなる経路と、これら二つの経路の
出力を合成する電力合成器４１とにより構成される。
来のフィードフォワード増幅器の歪注入経路１５をフィ
ードフォワード構成化したものである。歪注入経路は、
歪検出回路出力を入力する電力分配器３５と、この電力
分配器３５の一方の出力が供給される可変減衰器２７ａ
と可変位相器２８ａと第一補助増幅器２９ａの直列接続
よりなる経路と、他方の出力が供給される遅延回路３６
と位相反転回路３７の直列接続よりなる経路と、前記二
つの経路の出力を合成し分配する電力合成／分配器３８
と、その電力合成／分配器３８の出力の一方が入力され
る遅延回路３９を備える経路と、出力の他方が入力され
可変減衰器２７ｂと可変位相器２８ｂと第二補助増幅器
２９ｂの直列接続よりなる経路と、これら二つの経路の
出力を合成する電力合成器４１とにより構成される。
【００２３】この歪注入経路１５のフィードフォワード
構成化により、第一補助増幅器２９ａにＡ級バイアス以
外の動作条件で第一補助増幅器２９ａの半導体増幅素子
を高効率に動作させ、この高効率化に基づき補助増幅器
２９ａから新たに生じた歪成分を、可変減衰器２７ａ、
可変位相器２８ａ、第一補助増幅器２９ａ、遅延回路３
６、位相反転回路３７よりなる補助増幅器用歪検出回路
４２で検出し、この検出した歪成分で、可変減衰器２７
ｂ、可変位相器２８ｂ、第二補助増幅器２９ｂ、遅延線
路３９よりなる補助増幅器用歪除去回路４３において、
第一補助増幅器２９ａの増幅出力中の第一補助増幅器２
９ａで生じた歪成分を除去する。よって、第一補助増幅
器２９ａの高効率増幅を可能にできる。
構成化により、第一補助増幅器２９ａにＡ級バイアス以
外の動作条件で第一補助増幅器２９ａの半導体増幅素子
を高効率に動作させ、この高効率化に基づき補助増幅器
２９ａから新たに生じた歪成分を、可変減衰器２７ａ、
可変位相器２８ａ、第一補助増幅器２９ａ、遅延回路３
６、位相反転回路３７よりなる補助増幅器用歪検出回路
４２で検出し、この検出した歪成分で、可変減衰器２７
ｂ、可変位相器２８ｂ、第二補助増幅器２９ｂ、遅延線
路３９よりなる補助増幅器用歪除去回路４３において、
第一補助増幅器２９ａの増幅出力中の第一補助増幅器２
９ａで生じた歪成分を除去する。よって、第一補助増幅
器２９ａの高効率増幅を可能にできる。
【００２４】第一補助増幅器２９ａにＢ級プッシュプル
回路を用いた第一具体例について述べる。図１中の第一
補助増幅器２９ａにＢ級プッシュプル増幅回路を用い、
第二補助増幅器２９ｂにＡ級増幅回路を用いる。フィー
ドフォワード増幅器のドレイン効率は、フィードフォワ
ード増幅器の出力電力対フィードフォワード増幅器に供
給した電力の比である。第一具体例では、主増幅器２
３、第一補助増幅器２９ａ、第二補助増幅器２９ｂを使
用しているため、これらの出力電力対供給電力の比とな
る。ここで上記文献による例と同様の条件でこの具体例
の効果を検討する。
回路を用いた第一具体例について述べる。図１中の第一
補助増幅器２９ａにＢ級プッシュプル増幅回路を用い、
第二補助増幅器２９ｂにＡ級増幅回路を用いる。フィー
ドフォワード増幅器のドレイン効率は、フィードフォワ
ード増幅器の出力電力対フィードフォワード増幅器に供
給した電力の比である。第一具体例では、主増幅器２
３、第一補助増幅器２９ａ、第二補助増幅器２９ｂを使
用しているため、これらの出力電力対供給電力の比とな
る。ここで上記文献による例と同様の条件でこの具体例
の効果を検討する。
【００２５】主増幅器２３の飽和出力を１００Ｗ、第一
補助増幅器２７ａの飽和出力をその１／８とすれば、第
二補助増幅器２７ｂの飽和出力も同様にして第一補助増
幅器２７ａの飽和出力の１／８、よって主増幅器２３の
飽和出力の１／６４と考えられる。この場合、主増幅器
２３をＢ級プッシュプル増幅回路、ドレイン電圧を１２
Ｖ、ドレイン電流を１０Ａ、第１補助増幅器２７ａのド
レイン電圧を１０Ｖ、ドレイン電流を３Ａ程度とした場
合、第二補助増幅器２７ｂのドレイン電圧を１０Ｖとす
れば、ドレイン電流は０．３Ａ程度と推定される。よっ
て、第一具体例におけるフィードフォワード増幅器への
供給電力は１５３Ｗ程度になり、従来の約半分になりド
レイン効率は１０％程度と従来の倍になると推定され
る。このように、第一補助増幅器２７ａにＢ級プッシュ
プルを用いて高効率増幅を行うことでフィードフォワー
ド増幅器全体の電力効率を改善できる。
補助増幅器２７ａの飽和出力をその１／８とすれば、第
二補助増幅器２７ｂの飽和出力も同様にして第一補助増
幅器２７ａの飽和出力の１／８、よって主増幅器２３の
飽和出力の１／６４と考えられる。この場合、主増幅器
２３をＢ級プッシュプル増幅回路、ドレイン電圧を１２
Ｖ、ドレイン電流を１０Ａ、第１補助増幅器２７ａのド
レイン電圧を１０Ｖ、ドレイン電流を３Ａ程度とした場
合、第二補助増幅器２７ｂのドレイン電圧を１０Ｖとす
れば、ドレイン電流は０．３Ａ程度と推定される。よっ
て、第一具体例におけるフィードフォワード増幅器への
供給電力は１５３Ｗ程度になり、従来の約半分になりド
レイン効率は１０％程度と従来の倍になると推定され
る。このように、第一補助増幅器２７ａにＢ級プッシュ
プルを用いて高効率増幅を行うことでフィードフォワー
ド増幅器全体の電力効率を改善できる。
【００２６】第一補助増幅器２９ａにＦ級増幅回路を用
いた第二具体例について述べる。主増幅器２３にＢ級プ
ッシュプル増幅回路として、第一具体例と同様にフィー
ドフォワード増幅器の電力変換効率を推定する。この場
合、主増幅器２３のドレイン電圧を１２Ｖ、ドレイン電
流を１０Ａ、第一補助増幅器２７ａのドレイン電圧を１
０Ｖ、ドレイン電流を２Ａ程度とした場合、第二補助増
幅器２７ｂのドレイン電圧を１０Ｖとすれば、ドレイン
電流は０．３Ａ程度と推定される。よって、第一具体例
におけるフィードフォワード増幅器への供給電力は１４
３Ｗ程度になり、第一具体例より少なくなり、ドレイン
効率は１２％程度に向上すると推定される。このよう
に、第１補助増幅器２７ａにＦ級増幅回路を用いて高効
率増幅を行うことでフィードフォワード増幅器全体の電
力効率を改善できる。
いた第二具体例について述べる。主増幅器２３にＢ級プ
ッシュプル増幅回路として、第一具体例と同様にフィー
ドフォワード増幅器の電力変換効率を推定する。この場
合、主増幅器２３のドレイン電圧を１２Ｖ、ドレイン電
流を１０Ａ、第一補助増幅器２７ａのドレイン電圧を１
０Ｖ、ドレイン電流を２Ａ程度とした場合、第二補助増
幅器２７ｂのドレイン電圧を１０Ｖとすれば、ドレイン
電流は０．３Ａ程度と推定される。よって、第一具体例
におけるフィードフォワード増幅器への供給電力は１４
３Ｗ程度になり、第一具体例より少なくなり、ドレイン
効率は１２％程度に向上すると推定される。このよう
に、第１補助増幅器２７ａにＦ級増幅回路を用いて高効
率増幅を行うことでフィードフォワード増幅器全体の電
力効率を改善できる。
【００２７】第一補助増幅器２９ａにＣ級増幅回路を用
いた第三具体例について述べる。主増幅器２３にＢ級プ
ッシュプル増幅回路として、第一具体例と同様にフィー
ドフォワード増幅器の電力変換効率を推定する。この場
合、主増幅器２３のドレイン電圧を１２Ｖ、ドレイン電
流を１０Ａ、第一補助増幅器２７ａのドレイン電圧を１
０Ｖ、ドレイン電流を２Ａ程度とした場合、第二補助増
幅器２７ｂのドレイン電圧を１０Ｖとすれば、ドレイン
電流は０．３Ａ程度と推定される。よって、第一具体例
におけるフィードフォワード増幅器への供給電力は１４
３Ｗ程度になり、同様にドレイン効率は１２％程度と推
定される。このように、第一補助増幅器２９ａにＣ級増
幅回路を用いて高効率増幅を行うことでフィードフォワ
ード増幅器全体の電力効率を改善できる。実施例２ 図２に第２形態の発明の実施例を示す。主増幅器２３を
二つの増幅回路２３ａ，２３ｂで並列構成する。各増幅
回路２３ａ，２３ｂへの電源供給は、増幅回路２３ａと
増幅回路２３ｂで異なる。具体的には増幅回路２３ａに
は直流電源４５から直接供給するが、増幅回路２３ｂへ
の印加する電圧を抵抗素子４６により増幅回路２３ａへ
の印加する電圧よりも低くして供給する。ここで、増幅
回路２３ａと２３ｂに用いられる半導体増幅素子は同一
とする。実際には、異なる半導体増幅素子を使用しても
よい。この電源供給が異なる場合における主増幅器２３
の入出力電力の関係を図３Ａに示す。図３Ａから、増幅
回路２３ａの飽和出力の方が増幅回路２３ｂの飽和出力
よりも高い。主増幅器２３の入力電力の大きさに応じ
て、増幅回路２３ａまたは増幅回路２３ｂでの電力増幅
の性質が異なる。Ｄｏｈｅｒｔｙ法と同様に、たとえ
ば、増幅回路２３ｂでは平均電力付近の信号を増幅し、
増幅回路２３ａでは平均電力よりも十分に高い信号を増
幅する。増幅回路２３ａで増幅される信号の出現頻度に
依存するが、従来方法のように十分に高い出力バックオ
フをとる方法に比べて増幅回路２３ａの動作時間は少な
くなる。これは主増幅器入力信号の振幅頻度分布に応じ
て増幅回路の電力効率を高くできることを意味する。
いた第三具体例について述べる。主増幅器２３にＢ級プ
ッシュプル増幅回路として、第一具体例と同様にフィー
ドフォワード増幅器の電力変換効率を推定する。この場
合、主増幅器２３のドレイン電圧を１２Ｖ、ドレイン電
流を１０Ａ、第一補助増幅器２７ａのドレイン電圧を１
０Ｖ、ドレイン電流を２Ａ程度とした場合、第二補助増
幅器２７ｂのドレイン電圧を１０Ｖとすれば、ドレイン
電流は０．３Ａ程度と推定される。よって、第一具体例
におけるフィードフォワード増幅器への供給電力は１４
３Ｗ程度になり、同様にドレイン効率は１２％程度と推
定される。このように、第一補助増幅器２９ａにＣ級増
幅回路を用いて高効率増幅を行うことでフィードフォワ
ード増幅器全体の電力効率を改善できる。実施例２ 図２に第２形態の発明の実施例を示す。主増幅器２３を
二つの増幅回路２３ａ，２３ｂで並列構成する。各増幅
回路２３ａ，２３ｂへの電源供給は、増幅回路２３ａと
増幅回路２３ｂで異なる。具体的には増幅回路２３ａに
は直流電源４５から直接供給するが、増幅回路２３ｂへ
の印加する電圧を抵抗素子４６により増幅回路２３ａへ
の印加する電圧よりも低くして供給する。ここで、増幅
回路２３ａと２３ｂに用いられる半導体増幅素子は同一
とする。実際には、異なる半導体増幅素子を使用しても
よい。この電源供給が異なる場合における主増幅器２３
の入出力電力の関係を図３Ａに示す。図３Ａから、増幅
回路２３ａの飽和出力の方が増幅回路２３ｂの飽和出力
よりも高い。主増幅器２３の入力電力の大きさに応じ
て、増幅回路２３ａまたは増幅回路２３ｂでの電力増幅
の性質が異なる。Ｄｏｈｅｒｔｙ法と同様に、たとえ
ば、増幅回路２３ｂでは平均電力付近の信号を増幅し、
増幅回路２３ａでは平均電力よりも十分に高い信号を増
幅する。増幅回路２３ａで増幅される信号の出現頻度に
依存するが、従来方法のように十分に高い出力バックオ
フをとる方法に比べて増幅回路２３ａの動作時間は少な
くなる。これは主増幅器入力信号の振幅頻度分布に応じ
て増幅回路の電力効率を高くできることを意味する。
【００２８】図３Ｂにドレイン効率対出力電力の関係を
示す。従来の出力バックオフを取る方法と比較して、こ
の発明のドレイン効率の高さが大きいといえる。また、
ピーク電力が低いときには、増幅回路２３ａへの電圧の
印加を停止することで、さらに主増幅器の電源効率を高
めることができる。しかしながら、増幅回路２３ｂでは
十分な出力バックオフをとらないため、帯域外歪電力を
増加させてしまう問題があるが、フィードフォワード構
成により増幅回路２３ｂで発生した歪を除去できる。従
って、従来の主増幅器を出力バックオフ法で設計した場
合よりも高い電力効率を達成しつつ、従来と同等の歪補
償能力を持つことができる。
示す。従来の出力バックオフを取る方法と比較して、こ
の発明のドレイン効率の高さが大きいといえる。また、
ピーク電力が低いときには、増幅回路２３ａへの電圧の
印加を停止することで、さらに主増幅器の電源効率を高
めることができる。しかしながら、増幅回路２３ｂでは
十分な出力バックオフをとらないため、帯域外歪電力を
増加させてしまう問題があるが、フィードフォワード構
成により増幅回路２３ｂで発生した歪を除去できる。従
って、従来の主増幅器を出力バックオフ法で設計した場
合よりも高い電力効率を達成しつつ、従来と同等の歪補
償能力を持つことができる。
【００２９】図４に主増幅器２３の構成方法の実施例を
示す。主増幅器入力は方向性結合器４７により分岐さ
れ、その分岐出力の主増幅器入力信号の包絡線を包絡線
検波回路４８で検波し、制御回路４９にてＤＣ／ＤＣコ
ンバータ５１ａ，５１ｂの出力電圧を包絡線のレベルに
応じて制御する。つまり直流電源４５の出力がＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５１ａ，５１ｂを通じて増幅回路５１ａ，
５１ｂへ印加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａの出力
電圧よりＤＣ／ＤＣコンバータ５１ｂの出力電圧が低い
ものとされている。方向性結合器４７の出力は方向性結
合器５２で分配されて増幅回路２３ａ，２３ｂの入力へ
それぞれ供給され、増幅回路２３ａ，２３ｂの各出力は
方向性結合器５３で合成されて主増幅器２３の出力とな
る。この構成により、図２の実施例と比べて、より帯域
外歪成分を発生させることなく、主増幅器２３の高効率
増幅を達成し、主増幅器出力電力を制御できる利点を持
つ。
示す。主増幅器入力は方向性結合器４７により分岐さ
れ、その分岐出力の主増幅器入力信号の包絡線を包絡線
検波回路４８で検波し、制御回路４９にてＤＣ／ＤＣコ
ンバータ５１ａ，５１ｂの出力電圧を包絡線のレベルに
応じて制御する。つまり直流電源４５の出力がＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ５１ａ，５１ｂを通じて増幅回路５１ａ，
５１ｂへ印加され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａの出力
電圧よりＤＣ／ＤＣコンバータ５１ｂの出力電圧が低い
ものとされている。方向性結合器４７の出力は方向性結
合器５２で分配されて増幅回路２３ａ，２３ｂの入力へ
それぞれ供給され、増幅回路２３ａ，２３ｂの各出力は
方向性結合器５３で合成されて主増幅器２３の出力とな
る。この構成により、図２の実施例と比べて、より帯域
外歪成分を発生させることなく、主増幅器２３の高効率
増幅を達成し、主増幅器出力電力を制御できる利点を持
つ。
【００３０】図５に第２形態の発明の他の実施例を示
す。実施例は、主増幅器を図４に示した増幅器構成と
し、歪注入経路を図１に示したフィードフォワード構成
化する。これにより、第一補助増幅器２９ａで発生する
歪成分を補償できるため、第一補助増幅器２９ａにＢ級
等の高効率増幅可能な動作条件を適用できる。このよう
に、補助増幅器の電力効率を改善できることから、フィ
ードフォワード増幅器の電力効率をさらに改善できる。
す。実施例は、主増幅器を図４に示した増幅器構成と
し、歪注入経路を図１に示したフィードフォワード構成
化する。これにより、第一補助増幅器２９ａで発生する
歪成分を補償できるため、第一補助増幅器２９ａにＢ級
等の高効率増幅可能な動作条件を適用できる。このよう
に、補助増幅器の電力効率を改善できることから、フィ
ードフォワード増幅器の電力効率をさらに改善できる。
【００３１】図６に第２形態の発明の更に他の実施例を
示す。実施例は、フィードフォワード構成化された歪注
入経路中の第一補助増幅器２９ａに図４に示した実施例
による増幅回路を適用する。即ち第一補助増幅器２９ａ
として並列接続された増幅回路２９ａ１，２９ａ２を用
い、直流電源５５の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ５６
ａ，５６ｂにより互いに異なる電圧として増幅回路２９
ａ１，２９ａ２に印加し、第一補助増幅器２９ａの入力
を包絡線検波器５７で包絡線検波し、制御器５８でその
包絡線レベルに応じてＤＣ／ＤＣコンバータ５６ａ，５
６ｂの出力電圧を制御する。この構成により、第一補助
増幅器２９ａの電力効率を主増幅器２３と同様に改善で
きることから、フィードフォワード増幅器の電力効率を
さらに改善できる。
示す。実施例は、フィードフォワード構成化された歪注
入経路中の第一補助増幅器２９ａに図４に示した実施例
による増幅回路を適用する。即ち第一補助増幅器２９ａ
として並列接続された増幅回路２９ａ１，２９ａ２を用
い、直流電源５５の出力をＤＣ／ＤＣコンバータ５６
ａ，５６ｂにより互いに異なる電圧として増幅回路２９
ａ１，２９ａ２に印加し、第一補助増幅器２９ａの入力
を包絡線検波器５７で包絡線検波し、制御器５８でその
包絡線レベルに応じてＤＣ／ＤＣコンバータ５６ａ，５
６ｂの出力電圧を制御する。この構成により、第一補助
増幅器２９ａの電力効率を主増幅器２３と同様に改善で
きることから、フィードフォワード増幅器の電力効率を
さらに改善できる。
【００３２】上述した実施例では、主増幅器２３及び補
助増幅器２９ａの増幅回路を２つにしているが、２つ以
上であっても上記実施例から容易にフィードフォワード
増幅器の電力効率を改善できるといえる。実施例３ 第３形態の発明の実施例を図７に示す。図７は、フィー
ドフォワード増幅器の主増幅器２３を構成する半導体増
幅素子を電圧制御する構成図である。フィードフォワー
ド増幅器入力信号は、電力分配器３１の出力側の主増幅
器の信号伝達経路上に方向性結合器（または電力分配
器）６１により、主増幅器入力信号を分配する。分配さ
れた信号は、包絡線検波回路４８に入力される。ここで
は、周波数ダウンコンバータなどで構成された受信機と
している。また、ピーク電力を検出するダイオードを用
いた検出回路でも構わない。包絡線検波回路４８の出力
は、制御回路４９に入力される。制御回路４９は、電力
変換回路５１を制御する。電力変換回路５１は、高効率
のＤＣ／ＤＣコンバータ、トランジスタ、ＦＥＴなどの
ドロッパでも構わない。この制御系統により、主増幅器
２３の半導体増幅素子への電圧を制御する。
助増幅器２９ａの増幅回路を２つにしているが、２つ以
上であっても上記実施例から容易にフィードフォワード
増幅器の電力効率を改善できるといえる。実施例３ 第３形態の発明の実施例を図７に示す。図７は、フィー
ドフォワード増幅器の主増幅器２３を構成する半導体増
幅素子を電圧制御する構成図である。フィードフォワー
ド増幅器入力信号は、電力分配器３１の出力側の主増幅
器の信号伝達経路上に方向性結合器（または電力分配
器）６１により、主増幅器入力信号を分配する。分配さ
れた信号は、包絡線検波回路４８に入力される。ここで
は、周波数ダウンコンバータなどで構成された受信機と
している。また、ピーク電力を検出するダイオードを用
いた検出回路でも構わない。包絡線検波回路４８の出力
は、制御回路４９に入力される。制御回路４９は、電力
変換回路５１を制御する。電力変換回路５１は、高効率
のＤＣ／ＤＣコンバータ、トランジスタ、ＦＥＴなどの
ドロッパでも構わない。この制御系統により、主増幅器
２３の半導体増幅素子への電圧を制御する。
【００３３】主増幅器２３の入力信号は、図７中に破線
で示すように主増幅器２３の直前で分配して包絡線検波
回路４８に入力しても構わない。また、図８に示すよう
に、フィードフォワード増幅器の入力信号を作成する際
における低周波段の直交変調器の出力から分配して包絡
線検波回路４８に入力してもよい。主増幅器２３を構成
する半導体増幅素子の電圧を制御することで、主増幅器
２３の出力信号の振幅と位相が変化する。この変化は、
歪検出回路１３内の平衡性を達成するように可変減衰器
２１と可変位相器２２を動的に制御することで対応す
る。
で示すように主増幅器２３の直前で分配して包絡線検波
回路４８に入力しても構わない。また、図８に示すよう
に、フィードフォワード増幅器の入力信号を作成する際
における低周波段の直交変調器の出力から分配して包絡
線検波回路４８に入力してもよい。主増幅器２３を構成
する半導体増幅素子の電圧を制御することで、主増幅器
２３の出力信号の振幅と位相が変化する。この変化は、
歪検出回路１３内の平衡性を達成するように可変減衰器
２１と可変位相器２２を動的に制御することで対応す
る。
【００３４】図９にドレイン電圧制御の実施例について
述べる。主増幅器２３の入力は入力整合回路６２を通じ
て１段目のＦＥＴ６３のゲートへ供給され、ＦＥＴ６３
のドレイン出力は段間整合回路６４を通じて２段目のＦ
ＥＴ６５のゲートへ供給され、ＦＥＴ６５のドレイン出
力は段間整合回路６６を通じて３段目のＦＥＴ６７のゲ
ートに供給され、ＦＥＴ６７のドレイン出力は出力整合
回路６８を通じて主増幅器２３の出力となる。ＦＥＴ６
７のドレインにＤＣ／ＤＣコンバータ５１の出力が印加
され、ＦＥＴ６３，６５の各ドレインには固定のドレイ
ン電圧１、ドレイン電圧２がそれぞれ印加され、ＦＥＴ
６３，６５，６７の各ゲートには固定のゲート電圧１、
ゲート電圧２、ゲート電圧３が印加されている。
述べる。主増幅器２３の入力は入力整合回路６２を通じ
て１段目のＦＥＴ６３のゲートへ供給され、ＦＥＴ６３
のドレイン出力は段間整合回路６４を通じて２段目のＦ
ＥＴ６５のゲートへ供給され、ＦＥＴ６５のドレイン出
力は段間整合回路６６を通じて３段目のＦＥＴ６７のゲ
ートに供給され、ＦＥＴ６７のドレイン出力は出力整合
回路６８を通じて主増幅器２３の出力となる。ＦＥＴ６
７のドレインにＤＣ／ＤＣコンバータ５１の出力が印加
され、ＦＥＴ６３，６５の各ドレインには固定のドレイ
ン電圧１、ドレイン電圧２がそれぞれ印加され、ＦＥＴ
６３，６５，６７の各ゲートには固定のゲート電圧１、
ゲート電圧２、ゲート電圧３が印加されている。
【００３５】このように主増幅器２３を３段ＦＥＴ６
３，６５，６７による回路構成とした。ドレイン電圧制
御は、最終段のＦＥＴ６７に対して行うものとした。一
般に増幅器は多段に構成されることから、どの段階で制
御しても構わない。図１０Ａに主増幅器２３の入力電力
対出力電力の関係を示す。ドレイン電圧を６，８，１０
Ｖとした。図中の動作点とは、各ドレイン電圧に対応す
るＦＥＴの動作点を表す。図１０Ｂにドレイン効率対入
力電力の関係を示す。条件は、図１０Ａと同一である。
図１０Ａと１０Ｂから、主増幅器２３の入力信号のレベ
ルに応じてドレイン電圧を制御することで、つまり入力
電力が小さければ、ドレイン電圧を低くすることで主増
幅器の電源効率の高効率化を達成している。図１０Ｃに
ドレイン効率対出力電力の関係を示す。従来の固定され
たドレイン電圧では、出力電力の変動で急激にドレイン
効率を低下してしまうが、ドレイン電圧制御によりドレ
イン効率を出力電力によらずある程度高効率にすること
ができる。
３，６５，６７による回路構成とした。ドレイン電圧制
御は、最終段のＦＥＴ６７に対して行うものとした。一
般に増幅器は多段に構成されることから、どの段階で制
御しても構わない。図１０Ａに主増幅器２３の入力電力
対出力電力の関係を示す。ドレイン電圧を６，８，１０
Ｖとした。図中の動作点とは、各ドレイン電圧に対応す
るＦＥＴの動作点を表す。図１０Ｂにドレイン効率対入
力電力の関係を示す。条件は、図１０Ａと同一である。
図１０Ａと１０Ｂから、主増幅器２３の入力信号のレベ
ルに応じてドレイン電圧を制御することで、つまり入力
電力が小さければ、ドレイン電圧を低くすることで主増
幅器の電源効率の高効率化を達成している。図１０Ｃに
ドレイン効率対出力電力の関係を示す。従来の固定され
たドレイン電圧では、出力電力の変動で急激にドレイン
効率を低下してしまうが、ドレイン電圧制御によりドレ
イン効率を出力電力によらずある程度高効率にすること
ができる。
【００３６】上記実施例では、ＦＥＴについて述べたが
バイポーラトランジスタについても同様である。バイア
ス電圧を制御する場合の主増幅器の構成の実施例を図１
１に図９と対応する部分に同一番号を付けて示す。図１
１はＦＥＴ２７のゲート電圧制御に関する実施例であ
る。ゲート電圧制御による電力効率改善の効果は、ドレ
イン電圧制御の場合とほぼ同様である。ゲート電圧の制
御は、図１１において最終段のＦＥＴ６７で行っている
が、初段、中間段で行ってもよい。ゲート電圧制御を行
うＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、ゲート端子にほとんど
電流が流れないため、キャパシタを用いる構成などきわ
めて簡単にできる。上記実施例では、ＦＥＴについて述
べたがバイポーラトランジスタについても同様である。
バイポーラトランジスタについても同様である。バイア
ス電圧を制御する場合の主増幅器の構成の実施例を図１
１に図９と対応する部分に同一番号を付けて示す。図１
１はＦＥＴ２７のゲート電圧制御に関する実施例であ
る。ゲート電圧制御による電力効率改善の効果は、ドレ
イン電圧制御の場合とほぼ同様である。ゲート電圧の制
御は、図１１において最終段のＦＥＴ６７で行っている
が、初段、中間段で行ってもよい。ゲート電圧制御を行
うＤＣ／ＤＣコンバータ５１は、ゲート端子にほとんど
電流が流れないため、キャパシタを用いる構成などきわ
めて簡単にできる。上記実施例では、ＦＥＴについて述
べたがバイポーラトランジスタについても同様である。
【００３７】ドレイン電圧制御に比べて、ゲート電圧制
御は主増幅器２３の非線形歪を増大させる。増大した非
線形歪は、歪検出回路１３内の可変減衰器２１と可変位
相器２２を用いてキャンセルするように適応アルゴリズ
ムなどで調整する。補助増幅器２９を構成する半導体増
幅素子の電圧制御を行うフィードフォワード増幅器の実
施例を図１２に示す。この実施例は図１に示したように
歪注入経路をフィードフォワード構成とすると共に、こ
の第一補助増幅器２９ａに対する印加電圧をＤＣ／ＤＣ
コンバータ５６を通じて行い、電力分配器３５の出力を
方向性結合器７１で分配し、その一方を可変減衰器２７
ａへ供給し、他方を包絡線検波器５７で包絡線検波し、
その包絡線レベルに応じて制御器５８によりＤＣ／ＤＣ
コンバータ５６を制御する。
御は主増幅器２３の非線形歪を増大させる。増大した非
線形歪は、歪検出回路１３内の可変減衰器２１と可変位
相器２２を用いてキャンセルするように適応アルゴリズ
ムなどで調整する。補助増幅器２９を構成する半導体増
幅素子の電圧制御を行うフィードフォワード増幅器の実
施例を図１２に示す。この実施例は図１に示したように
歪注入経路をフィードフォワード構成とすると共に、こ
の第一補助増幅器２９ａに対する印加電圧をＤＣ／ＤＣ
コンバータ５６を通じて行い、電力分配器３５の出力を
方向性結合器７１で分配し、その一方を可変減衰器２７
ａへ供給し、他方を包絡線検波器５７で包絡線検波し、
その包絡線レベルに応じて制御器５８によりＤＣ／ＤＣ
コンバータ５６を制御する。
【００３８】補助増幅器２９ａを構成する半導体増幅素
子の電圧制御回路は、補助増幅器の入力信号を方向性結
合器（または電力分配器）７１で分配する。分配された
信号は、受信機等で構成される包絡線検波器５７または
ダイオード等で構成されるピーク電力検出回路で信号レ
ベルを検出する。検出された信号は、制御回路５８によ
りＤＣ／ＤＣコンバータ５６またはトランジスタドロッ
パを制御する。これにより、補助増幅器２９ａを構成す
る半導体増幅素子への電圧を制御する。図１２中に破線
で示すように補助増幅器２９ａの直前の入力信号を分配
し、包絡線検波器５７へ供給してもよい。また図１２に
おける補助増幅器２９ａに対する電圧制御は上記で述べ
たドレイン電圧制御またはゲート電圧制御のいずれにも
対応できる。
子の電圧制御回路は、補助増幅器の入力信号を方向性結
合器（または電力分配器）７１で分配する。分配された
信号は、受信機等で構成される包絡線検波器５７または
ダイオード等で構成されるピーク電力検出回路で信号レ
ベルを検出する。検出された信号は、制御回路５８によ
りＤＣ／ＤＣコンバータ５６またはトランジスタドロッ
パを制御する。これにより、補助増幅器２９ａを構成す
る半導体増幅素子への電圧を制御する。図１２中に破線
で示すように補助増幅器２９ａの直前の入力信号を分配
し、包絡線検波器５７へ供給してもよい。また図１２に
おける補助増幅器２９ａに対する電圧制御は上記で述べ
たドレイン電圧制御またはゲート電圧制御のいずれにも
対応できる。
【００３９】図１３に示すように、主増幅器２３及び補
助増幅器２９ａを構成する各半導体増幅素子の電圧制御
を行えるようにしてもよい。このように、主増幅器２３
及び補助増幅器２９ａへの電圧制御は、個別制御回路に
て独立に行う。また、主増幅器２３及び補助増幅器２９
ａへの電圧制御方法については、ＦＥＴであればドレイ
ン電圧及びゲート電圧のいずれを制御してもよい。ま
た、ドレイン電圧及びゲート電圧を同時に制御してもよ
い。これにより、ドレイン電圧制御での電源効率の最適
点とゲート電圧制御での電源効率の最適点を組み合わせ
てフィードフォワード増幅器の電源効率を最適にでき
る。同様にして、バイポーラトランジスタであれば、コ
レクタ電圧及びベース電圧のいずれを制御してもよい。
また、コレクタ電圧及びベース電圧を同時に制御しても
よい。これにより、コレクタ電圧制御での電源効率の最
適点とベース電圧制御での電源効率の最適点を組み合わ
せてフィードフォワード増幅器の電源効率を最適にでき
る。
助増幅器２９ａを構成する各半導体増幅素子の電圧制御
を行えるようにしてもよい。このように、主増幅器２３
及び補助増幅器２９ａへの電圧制御は、個別制御回路に
て独立に行う。また、主増幅器２３及び補助増幅器２９
ａへの電圧制御方法については、ＦＥＴであればドレイ
ン電圧及びゲート電圧のいずれを制御してもよい。ま
た、ドレイン電圧及びゲート電圧を同時に制御してもよ
い。これにより、ドレイン電圧制御での電源効率の最適
点とゲート電圧制御での電源効率の最適点を組み合わせ
てフィードフォワード増幅器の電源効率を最適にでき
る。同様にして、バイポーラトランジスタであれば、コ
レクタ電圧及びベース電圧のいずれを制御してもよい。
また、コレクタ電圧及びベース電圧を同時に制御しても
よい。これにより、コレクタ電圧制御での電源効率の最
適点とベース電圧制御での電源効率の最適点を組み合わ
せてフィードフォワード増幅器の電源効率を最適にでき
る。
【００４０】
【発明の効果】この発明により、以下の効果がある。 （１）フィードフォワード増幅器の低消費電力化が可能
である。 （２）フィードフォワード増幅器の電源効率の高効率化
が可能である。 （３）装置の小型化・軽量化が可能である。
である。 （２）フィードフォワード増幅器の電源効率の高効率化
が可能である。 （３）装置の小型化・軽量化が可能である。
【図１】第１形態の発明の実施例を示すブロック図。
【図２】第２形態の発明の実施例を示すブロック図。
【図３】Ａは増幅回路２３ａ，２３ｂの出力電力対入力
電力特性図、Ｂはドレイン効率対出力電力特性図であ
る。
電力特性図、Ｂはドレイン効率対出力電力特性図であ
る。
【図４】図２中の主増幅器２３の具体例を示すブロック
図。
図。
【図５】第１形態の発明と第２形態の発明を組合せた実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図６】図５の実施例の変形例を示すブロック図。
【図７】第３形態の発明の実施例を示すブロック図。
【図８】第３形態の発明の他の実施例を示すブロック
図。
図。
【図９】主増幅器２３の具体例を示す図。
【図１０】Ａは主増幅器の出力電力対入力電力特性図、
Ｂはドレイン効率対入力電力特性図、Ｃはドレイン効率
対出力電力特性図である。
Ｂはドレイン効率対入力電力特性図、Ｃはドレイン効率
対出力電力特性図である。
【図１１】主増幅器２３の他の具体例を示す図。
【図１２】第１形態の発明と第３形態の発明を組合せた
実施例を示すブロック図。
実施例を示すブロック図。
【図１３】第１形態の発明と第３形態の発明を組合せた
他の実施例を示すブロック図。
他の実施例を示すブロック図。
【図１４】従来のフィードフォワード増幅器を示すブロ
ック図。
ック図。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA04 AA21 AA41 CA25 CA26 CA27 CA36 CA81 FA08 FA10 FA15 GN02 GN05 GN07 GN11 HA09 HN08 KA04 KA15 KA16 KA23 KA48 KA49 KA55 MA08 MA14 MA20 MA22 SA14 TA01 TA02 5J092 AA04 AA21 AA41 CA25 CA26 CA27 CA36 CA81 FA08 FA10 FA15 GR04 HA09 KA04 KA15 KA16 KA23 KA48 KA49 KA55 MA08 MA14 MA20 MA22 SA14 TA01 TA02 VL08 5K060 BB07 CC04 DD04 HH05 HH06 HH34 HH37 KK03 KK04 KK06 LL00 LL22 LL30
Claims (10)
- 【請求項１】 主増幅器の非線形歪を検出する歪検出回
路と、 その検出した歪成分を補助増幅器を用いて増幅した後、
主増幅器の出力に再び注入することによって歪成分の相
殺を行う歪除去回路とを有するフィードフォワード増幅
器において、 上記歪除去回路の補助増幅器の非線形歪を検出する補助
増幅器用歪検出回路と、 その補助増幅器用歪検出回路で検出した歪成分を第二の
補助増幅器で増幅して、上記補助増幅器の出力に再び注
入することによって補助増幅器の歪成分の相殺を行う補
助増幅器用歪除去回路とにより、 上記歪除去回路が構成されていることを特徴とするフィ
ードフォワード増幅器。 - 【請求項２】 主増幅器の非線形歪を検出する歪検出回
路と、 その検出した歪成分を補助増幅器を用いて増幅した後、
主増幅器の出力に再び注入することによって歪成分の相
殺を行う歪除去回路とを有するフィードフォワード増幅
器において、 主増幅器は互いに飽和出力が異なる複数の増幅回路が並
列に構成されていることを特徴とするフィードフォワー
ド増幅器。 - 【請求項３】 主増幅器の非線形歪を検出する歪検出回
路と、 その検出した歪成分を補助増幅器を用いて増幅した後、
主増幅器の出力に再び注入することによって歪成分の相
殺を行う歪除去回路とを有するフィードフォワード増幅
器において、 主増幅器を構成するソース接地またはエミッタ接地され
た半導体増幅素子のドレイン端子またはコレクタ端子に
変換された電圧を印加する電圧変換回路と、 主増幅器に入力される信号の包絡線成分を検出する検波
回路と、 上記検波回路の出力信号に応じて上記電圧変換回路を制
御する制御回路と、 を設けたことを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項４】 主増幅器の非線形歪を検出する歪検出回
路と、 その検出した歪成分を補助増幅器を用いて増幅した後、
主増幅器の出力に再び注入することによって歪成分の相
殺を行う歪除去回路とを有するフィードフォワード増幅
器において、 主増幅器を構成するソース接地またはエミッタ接地され
た半導体増幅素子のゲート端子またはベース端子に変換
された電圧を印加する電圧変換回路と、 主増幅器に入力される信号の包絡線成分を検出する検波
回路と、 その検波回路の出力信号に応じて上記電圧変換回路を制
御する制御回路と、 を設けたことを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項５】 請求項４記載のフィードフォワード増幅
器において、 主増幅器を構成するソース接地またはエミッタ接地され
た半導体増幅素子のドレイン端子、またはコレクタ端子
に変換された電圧を印加する電圧変換回路をさらに備え
ることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項６】 請求項２乃至５の何れかに記載のフィー
ドフォワード増幅器において、 上記歪除去回路の補助増幅器の非線形歪を検出する補助
増幅器用歪検出回路と、 その補助増幅器用歪検出回路で検出した歪成分を第二の
補助増幅器で増幅して、上記補助増幅器の出力に再び注
入することによって補助増幅器の歪成分の相殺を行う補
助増幅器用歪除去回路により、 上記歪除去回路が構成されていることを特徴とするフィ
ードフォワード増幅器。 - 【請求項７】 請求項６記載のフィードフォワード増幅
器において、 上記補助増幅器用歪検出回路の補助増幅器は互いに飽和
出力が異なる複数の増幅回路が並列に構成されているこ
とを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項８】 請求項６記載のフィードフォワード増幅
器において、 上記補助増幅器用歪検出回路の補助増幅器を構成するソ
ース接地またはエミッタ接地された半導体増幅素子のド
レイン端子またはコレクタ端子に変換された電圧を印加
する電圧変換回路と、 補助増幅器に入力される信号の包絡線成分を検出する検
波回路と、 その検波回路の出力信号に応じて上記電圧変換回路を制
御する制御回路と、 を備えることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項９】 請求項６記載のフィードフォワード増幅
器において、 上記補助増幅器用歪検出回路の補助増幅器を構成するソ
ース接地またはエミッタ接地された半導体増幅素子のゲ
ート端子またはベース端子に変換された電圧を印加する
電圧変換回路と、 補助増幅器に入力される信号の包絡線成分を検出する検
波回路と、 その検波回路の出力信号に応じて上記電圧変換回路を制
御する制御回路と、 を備えることを特徴とするフィードフォワード増幅器。 - 【請求項１０】 請求項９記載のフィードフォワード増
幅器において、 上記補助増幅器用歪検出回路の補助増幅器を構成するソ
ース接地またはエミッタ接地された半導体増幅素子のド
レイン端子、またはコレクタ端子に変換された電圧を印
加する電圧変換回路をさらに備えることを特徴とするフ
ィードフォワード増幅器。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09235599A JP3827130B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | フィードフォワード増幅器 |
| US09/538,281 US6320464B1 (en) | 1999-03-13 | 2000-03-30 | Feedforward amplifier |
| EP06017861A EP1724917A1 (en) | 1999-03-31 | 2000-03-30 | Feedforward amplifier |
| EP00106088A EP1041712B1 (en) | 1999-03-31 | 2000-03-30 | Feedforward amplifier |
| KR1020000016563A KR100362925B1 (ko) | 1999-03-31 | 2000-03-30 | 피드포워드 증폭기 |
| DE60041469T DE60041469D1 (de) | 1999-03-31 | 2000-03-30 | Vorwärtskopplungsverstärker |
| CNB001182986A CN1159840C (zh) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | 前馈放大器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09235599A JP3827130B2 (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | フィードフォワード増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286645A true JP2000286645A (ja) | 2000-10-13 |
| JP3827130B2 JP3827130B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=14052104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09235599A Expired - Lifetime JP3827130B2 (ja) | 1999-03-13 | 1999-03-31 | フィードフォワード増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3827130B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051722A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Hitachi Kokusai Electric Inc | フィードフォワード方式歪補償増幅器 |
| US6838934B2 (en) | 2001-11-06 | 2005-01-04 | Ntt Docomo, Inc. | Feedforward amplifier with dual loop |
| US7042283B2 (en) | 2003-03-24 | 2006-05-09 | Ntt Bocomo, Inc. | High-efficiency linear power amplifier |
| JP2009071507A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fujitsu Ltd | 電力増幅器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101702283B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2017-02-06 | 주식회사 인스파워 | 다중대역 고효율 전력 증폭기 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP09235599A patent/JP3827130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051722A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-02-21 | Hitachi Kokusai Electric Inc | フィードフォワード方式歪補償増幅器 |
| US6838934B2 (en) | 2001-11-06 | 2005-01-04 | Ntt Docomo, Inc. | Feedforward amplifier with dual loop |
| KR100612741B1 (ko) * | 2001-11-06 | 2006-08-18 | 가부시키가이샤 엔.티.티.도코모 | 2중 루프를 가진 피드 포워드 증폭기 |
| US7042283B2 (en) | 2003-03-24 | 2006-05-09 | Ntt Bocomo, Inc. | High-efficiency linear power amplifier |
| JP2009071507A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Fujitsu Ltd | 電力増幅器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3827130B2 (ja) | 2006-09-27 |
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