JP2002076781A - 高周波増幅器、フィードフォワード増幅器および歪み補償増幅器 - Google Patents
高周波増幅器、フィードフォワード増幅器および歪み補償増幅器Info
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Abstract
が十分大きくかつ効率の良好な高周波増幅器を構成する
ことは困難であるという課題があった。 【解決手段】 入力端子1から入力された高周波信号を
2つに分配する分配部3と、分配部3の一方の出力側と
接続され、分配部3からの高周波信号を増幅する主増幅
部4と、分配部3の他方の出力側と接続され、高周波信
号の瞬時電力が小さい場合には動作せず、高周波信号の
瞬時電力が大きい場合には分配部3からの高周波信号を
増幅する副増幅部5と、副増幅部5が増幅した高周波信
号を主増幅部4の出力側へ注入するとともに、主増幅部
4が増幅した高周波信号を出力端子2へ注入するサーキ
ュレータ6とを備えるようにする。
Description
フの動作状態においても高い効率を実現することの可能
な高周波増幅器、この高周波増幅器を用いたフィードフ
ォワード増幅器および歪み補償増幅器に係るものであ
る。
波)帯あるいはマイクロ波帯などの通信帯域に属する高
周波信号は、QPSK(Quadriphase Ph
aseShift Keying)やQAM(Quad
rature Amplitude Modulati
on)といった各種の変調方式によって変調される。
域に相当する時間でその振幅が時間的に変化する。言い
換えると、包絡線が変動するという振る舞いを有する。
移動体通信基地局などにおいて複数の信号を同時に増幅
する場合にも、高周波信号の包絡線は時間的に変動す
る。
間波形の一例を示す図である。横軸は時間を表し、縦軸
は高周波信号の電力を表している。
高周波信号の包絡線が変動しており、包絡線が瞬時的に
最大になったときのピーク電力は平均電力と比較して大
きいことが分かる。平均電力とピーク電力との比はクレ
ストファクターあるいはピーク電力比と呼ばれ、近年の
移動体通信基地局などで用いられる高周波信号では、こ
のクレストファクターが10dB以上にも及ぶことがあ
る。
有する高周波信号をピーク電力時にも飽和させずに増幅
しようとすると、実動作時の平均出力電力と飽和電力と
の差(いわゆるバックオフ)を十分に大きくできる高周
波増幅器を用いなければならない。
性に応じて内部の出力整合回路を調整し、FETなどの
増幅素子から見た出力側の負荷インピーダンス条件を最
適化する。例えば、効率が高くなるように、負荷インピ
ーダンス条件を最適化する場合もあれば、飽和電力が大
きくなるように、負荷インピーダンス条件を最適化する
場合もある。
クロ波集積回路」(電子情報通信学会、相川他著、P.
74,図3の4)あるいは「MMIC技術の基礎と応
用」(リアライズ社、高木・伊藤著、P.155,図8
の39(a))で示されているように、効率の高い負荷
インピーダンス条件(高効率整合)と飽和電力の大きな
負荷インピーダンス条件(高出力整合)とは一般的に一
致しない。
負荷インピーダンスに対する飽和電力および効率の変化
をスミスチャート上で模式的に示す図である。実線は飽
和電力の等高線、点線は効率の等高線をそれぞれ表して
いる。
る負荷インピーダンスは×印で、最大の効率を実現する
負荷インピーダンスは●印でそれぞれ示しており、両者
は一致せず、しかも出力電力によって最大効率を実現す
る負荷インピーダンスは変化する。
ス条件では、高周波信号の瞬時電力の大きな部分が切り
取られてしまい、その結果として、隣接するチャンネル
に対して大きな妨害波が漏洩されてしまったり、送信さ
れる高周波信号が劣化して伝送誤りが大きくなってしま
う。一方、大きな飽和電力の負荷インピーダンス条件で
は、高周波信号の瞬時電力の大きな部分が切り取られる
ことはなくなるが、高周波増幅器としての効率は低下し
てしまう。
い状態と効率の高い状態とを両立できる高周波増幅器を
構成することは難しい。言い換えると、バックオフの大
きな状態では、高周波増幅器の効率は大きく低下する。
例えば単純なB級増幅器の場合、飽和動作時の理論的な
最大効率は78%であるが、バックオフ10dB動作時
の理論的な最大効率は25%程度である。そのため、大
きなクレストファクターの高周波信号を低歪みで増幅す
る必要がある基地局用の高周波増幅器の効率が低い原因
になっていた。
チなどを用いて負荷インピーダンスを切替える従来の高
周波増幅器がある。
公報に開示された従来の高周波増幅器の構成を示す図で
あり、図29はこの従来の高周波増幅器に用いられる出
力整合回路の構成を示す図である。
果型トランジスタ)やBJT(バイポーラジャンクショ
ントランジスタ)などの増幅素子、102は増幅素子1
01に直流電圧を与える電源回路、103は出力整合回
路、104は負荷である。
したような構成であり、インピーダンス変換用のトラン
ス105と、トランス105のタップ端子を切り替える
スイッチ106とから構成される。制御信号Sctlに
よってスイッチ106を切り替え、これによって増幅素
子101から出力整合回路103を見た負荷インピーダ
ンスZinの値を変化させる。
ンピーダンス条件に切り替え、出力電力が大きい場合に
は大出力電力の負荷インピーダンス条件、すなわち飽和
電力が大きくなる負荷インピーダンスに切り替えること
によって、出力電力の大小に係らず良好な効率を実現し
ようとするものである。
えたり、整合回路内に可変容量素子などを用いることで
負荷インピーダンスを変化させ、出力電力の大小に係ら
ず良好な効率を実現しようとする従来技術が特公平5−
54725号公報、特開平11−41118号公報に類
似の高周波増幅器として開示されている。
以上のように構成されているので、高周波信号の包絡線
変化に追従し、飽和電力が十分大きくかつ効率の良好な
高周波増幅器を構成することは困難であるという課題が
あった。
ッチあるいは可変素子が存在するために、負荷インピー
ダンス変化の反応時間が大きく、変調波による包絡線の
時間変化に対応して変化させることができない。そのた
めに、従来の技術の各公報において述べられているよう
に、主に送信機の高出力モードあるいは低出力モードの
切替といった目的で用いることを想定したものであり、
高周波信号の包絡線に追従して負荷インピーダンスを変
化させることを目的としたものではない。
高周波増幅器の出力回路に用いることのできるほど十分
な耐電力特性を有し、損失の少ないスイッチや可変素子
を構成することは難しく、結果として効率の改善効果が
小さいという課題があった。
めになされたものであり、変調による包絡線の変化に追
従して出力負荷インピーダンスを変化させ、飽和電力が
十分大きくかつ効率の良好な高周波増幅器を構成するこ
とを目的とする。
態、すなわち飽和電力に比べて小さな出力電力において
も高効率動作を実現する高周波増幅器を構成することを
目的とする。
かつ効率の良好なフィードフォワード増幅器および低歪
み増幅器を構成することを目的とする。
幅器は、入力される高周波信号の瞬時電力が大きい場合
にのみ増幅動作する副増幅手段および高周波信号を常に
増幅動作する主増幅手段に対して高周波信号を分配して
それぞれ与え、副増幅手段が増幅した高周波信号を主増
幅手段の出力側へ注入し、主増幅手段が増幅した高周波
信号を出力するようにしたものである。
から入力された高周波信号を分配する第1の分配手段
と、第1の分配手段が分配した一方の高周波信号を常に
増幅する主増幅手段と、高周波信号の瞬時電力が大きい
場合にのみ、第1の分配手段が分配した他方の高周波信
号を増幅する副増幅手段と、副増幅手段が増幅した高周
波信号を主増幅手段の出力側へ注入するとともに、主増
幅手段が増幅した高周波信号を出力端子から出力するサ
ーキュレータとを備えるようにしたものである。
から入力された高周波信号を分配する第1の分配手段
と、第1の分配手段が分配した一方の高周波信号を90
度の位相差を付けて分配する第2の分配手段と、第2の
分配手段が分配した高周波信号を常にそれぞれ増幅する
第1の主増幅手段および第2の主増幅手段と、高周波信
号の瞬時電力が大きい場合にのみ、第1の分配手段が分
配した他方の高周波信号を増幅する副増幅手段と、副増
幅手段が増幅した高周波信号を第1の主増幅手段の出力
側および第2の主増幅手段の出力側へそれぞれ注入する
とともに、第1の主増幅手段および第2の主増幅手段が
それぞれ増幅した高周波信号を合成して出力端子から出
力する第1の90度ハイブリッドとを備えるようにした
ものである。
段を通過する高周波信号の振幅および位相を調整する第
1の振幅位相調整手段を備えるようにしたものである。
段を通過する高周波信号または副増幅手段を通過する高
周波信号に遅延時間を与える遅延手段を備えるようにし
たものである。
段を通過する高周波信号または副増幅手段を通過する高
周波信号の周波数特性を変化させる周波数イコライザを
備えるようにしたものである。
段へ入力する高周波信号の瞬時電力変化に対して、副増
幅器から出力する高周波信号の瞬時電力変化および通過
位相特性を調整するAM−AM/PM調整手段を備える
ようにしたものである。
M/PM調整手段入力端子とAM−AM/PM調整手段
出力端子との間に直列接続される2つのコンデンサと、
2つのコンデンサの間とグランドとを接続するダイオー
ドと、2つのコンデンサの間に対してバイアス用抵抗を
介して接続される直流バイアス電源とをAM−AM/P
M調整手段が備えるようにしたものである。
号の一部を分配する第3の分配手段と、第3の分配手段
が分配した高周波信号の振幅を検出する第1の振幅検出
手段と、第3の分配手段を通過した高周波信号の振幅お
よび位相を調整する第2の振幅位相調整手段と、第1の
振幅検出手段が検出した高周波信号の振幅を参照して、
第2の振幅位相調整手段を制御する制御手段とをAM−
AM/PM調整手段が備えるようにしたものである。
段が増幅した高周波信号の基本波成分と高調波成分とを
分離する分離手段と、分離手段が分離した高調波成分の
振幅および位相を調整する第3の振幅位相調整手段と、
分離手段とサーキュレータとの間または分離手段と第1
の90度ハイブリッドとの間に設けられ、分離手段が分
離した基本波成分と第3の振幅位相調整手段が調整した
高調波成分とを合成する合成手段とを備えるようにした
ものである。
段が増幅した高周波信号の基本波成分と高調波成分とを
分離する分離手段と、分離手段が分離した高調波成分の
振幅および位相を調整する第3の振幅位相調整手段と、
サーキュレータと副増幅手段との間に設けられ、分離手
段が分離した基本波成分と第3の振幅位相調整手段が調
整した高調波成分とを合成する合成手段とを備えるよう
にしたものである。
段が増幅した高周波信号の基本波成分と高調波成分とを
分離して、基本波成分を第1の90度ハイブリッドへ出
力する分離手段と、分離手段が分離した高調波成分の振
幅および位相を調整する第3の振幅位相調整手段と、第
3の振幅位相調整手段が調整した高調波成分を2つに分
配する第2の90度ハイブリッドと、第1の90度ハイ
ブリッドと第1の主増幅手段との間に設けられ、第2の
90度ハイブリッドからの一方の高調波成分と第1の9
0度ハイブリッドを介した基本波成分とを合成する第1
の合成手段と、第1の90度ハイブリッドと第2の主増
幅手段との間に設けられ、第2の90度ハイブリッドか
らの他方の高調波成分と第1の90度ハイブリッドを介
した基本波成分とを合成する第2の合成手段とを備える
ようにしたものである。
レータと出力端子との間または第1の90度ハイブリッ
ドと出力端子との間に設けられ、サーキュレータまたは
第1の90度ハイブリッドからの高周波信号を出力端子
へ通過するアイソレータを備えるようにしたものであ
る。
段とサーキュレータとの間に設けられ、副増幅手段が増
幅した高周波信号をサーキュレータへ通過するアイソレ
ータを備えるようにしたものである。
段と第1の90度ハイブリッドとの間に設けられ、副増
幅手段が増幅した高周波信号を第1の90度ハイブリッ
ドへ通過するアイソレータを備えるようにしたものであ
る。
から入力されたベースバンド信号を処理するベースバン
ド処理手段と、ベースバンド処理手段が処理したベース
バンド信号を主増幅手段および副増幅手段へそれぞれ入
力する高周波信号に周波数変換する第1の周波数変換手
段とを備えるようにしたものである。
から入力されたベースバンド信号を2つに分配する第4
の分配手段と、第4の分配手段が分配した一方のベース
バンド信号の振幅を検出する第2の振幅検出手段と、第
2の振幅検出手段からのベースバンド信号の振幅および
位相を調整する第4の振幅位相調整手段と、第2の振幅
検出手段が検出したベースバンド信号の振幅とあらかじ
め用意されたデータとを参照して、第4の振幅位相調整
手段を制御する制御手段とをベースバンド処理手段が備
えるようにしたものである。
段が出力した高周波信号を分配する第5の分配手段と、
第5の分配手段が分配した高周波信号をベースバンド信
号に周波数変換する第2の周波数変換手段とを備え、制
御手段は、第2の周波数変換手段が周波数変換したベー
スバンド信号を参照して、あらかじめ用意されたデータ
を更新するようにしたものである。
は、請求項2から請求項18のうちのいずれか1項記載
の高周波増幅器を歪み抽出ループに備えるようにしたも
のである。
から請求項18のうちのいずれか1項記載の高周波増幅
器と、高周波増幅器が高周波信号に与える歪み特性を補
償するディストーションリニアライザを備えるようにし
たものである。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による高
周波増幅器の構成を示す図である。
る入力端子、2は高周波信号を出力する出力端子であ
る。3は入力端子1から入力された高周波信号を2つに
分配する分配部(第1の分配手段)、4は分配部3の一
方の出力側と接続された主増幅部(主増幅手段)、5は
分配部3の他方の出力側と接続された副増幅部(副増幅
手段)である。6はサーキュレータであり、副増幅部5
が出力した高周波信号を主増幅部4の出力側へ注入し、
主増幅部4が出力した高周波信号を出力端子2へ注入す
るように接続されている。
の一例を示す図である。図1と同一または相当する構成
については同一の符号を付してある。
の一方の出力側と接続される入力整合回路、8は入力整
合回路7からの高周波信号を増幅する増幅素子、9は増
幅素子8が増幅した高周波信号をサーキュレータ6へ出
力する出力整合回路である。
分配部3の他方の出力側と接続される入力整合回路、1
1は入力整合回路10からの高周波信号を増幅する増幅
素子、12は増幅素子11が増幅した高周波信号をサー
キュレータ6へ出力する出力整合回路である。
直流バイアスをそれぞれ与える構成要素については図示
を省略している。
にバイアスされた増幅器であり、瞬時電力の大きさによ
らず高周波信号を常に増幅する。一方、副増幅部5は例
えばC級にバイアスされた増幅器であり、変調された高
周波信号の包絡線の変動によって瞬時電力が大きくなっ
た場合にのみ高周波信号を増幅し、瞬時電力が小さい場
合には高周波信号を出力しない。
瞬時電力が小さい場合には、主増幅部4が動作し、副増
幅部5は動作しない。したがって、入力端子1,分配部
3を介して主増幅部4へ入力された高周波信号は、入力
整合回路7を通過して増幅素子8で増幅され、出力整合
回路9,サーキュレータ6を介して出力端子2から出力
される(図1の実線矢印)。
スZLは、出力端子2に接続されたインピーダンス(例
えば50Ω)である。主増幅部4では、出力側の負荷イ
ンピーダンスZLで高効率動作するように出力整合回路
9を設計している。具体的には、増幅素子8から出力側
を見た負荷インピーダンスZL_FETが、高効率整合
となるように回路定数が決定されている。そのため、瞬
時電力が小さい場合には高効率で動作する。
主増幅部4とともに副増幅部5が動作する。したがっ
て、入力端子1,分配部3を介して副増幅部5へ入力さ
れた高周波信号は、入力整合回路10を通過して増幅素
子11で増幅され、出力整合回路12,サーキュレータ
6を介して主増幅部4の出力側へ注入される(図1の点
線矢印)。
部4の出力する高周波信号と同じ高周波信号が出力側か
ら戻って来るように見えるため、負荷インピーダンスZ
LならびにZL_FETが見かけ上変化したように見え
る。
6を通過して主増幅部4の出力側に注入される高周波信
号の振幅と位相を適当な値にすると、主増幅部4から見
た負荷インピーダンスZL,増幅素子8から見た負荷イ
ンピーダンスZL_FETが、あたかも飽和電力が大き
くなるインピーダンスに変化したように見える。そのた
め、副増幅部5からの高周波信号の注入がない場合に比
べて、主増幅部4の飽和電力は大きくなる。したがっ
て、瞬時電力の大きな部分を切り取ることなく主増幅部
4は高周波信号を増幅し、サーキュレータ6を介して出
力端子2から増幅した高周波信号を出力する。
い場合には、主増幅部4の負荷インピーダンスは飽和電
力が小さいものの高効率を実現する状態にあり、図1の
高周波増幅器は高効率動作をする。一方、高周波信号の
瞬時電力が大きい場合には、サーキュレータ6を介して
副増幅部5から主増幅部4の出力側へ高周波信号の注入
が行われるので、主増幅部4の増幅素子8から見た負荷
インピーダンスが見かけ上変化して、図1の高周波増幅
器の飽和電力が大きくなる。したがって、この実施の形
態1による高周波増幅器は、飽和電力が大きいにも係ら
ず、低出力時にも高い効率を実現するように動作するよ
うになる。
る高周波増幅器は切替スイッチや可変容量素子を有しな
いため、高周波信号の包絡線の高速変化に対しても十分
に追従することが可能であり、従来の構成では事実上不
可能であった変調波の瞬時電力変化に追従して出力整合
回路9の負荷インピーダンスを等価的に変化させること
ができるようになる。結果として、飽和電力が大きいに
も係らず、低出力時にも高効率の高周波増幅器を構成す
ることができ、言い換えると、バックオフが大きな動作
状態においても効率が良好な高周波増幅器を構成するこ
とができる。
変容量素子を用いていないため、これらの構成要素に起
因する耐電力性や損失などの問題が生じないため、より
高出力の高周波増幅器にも適用可能であり、かつ高効率
とすることができる。
端子1に入力される高周波信号の瞬時電力が小さな場合
には動作せず、直流の消費電力もない。したがって、主
増幅部4と副増幅部5からなる系全体の効率を低下させ
ることはない。
合のみに増幅動作して高周波信号を出力し、瞬時電力が
小さい場合には高周波信号を出力せず、直流消費電力も
十分に小さくなるようにバイアスされていれば良い。い
わゆるC級バイアス状態が望ましいが、B級バイアス状
態でも瞬時電力が小さい場合には直流消費電力も十分小
さいので、高周波増幅器の高効率化の目的は達成され
る。
から出力された高周波信号は主増幅部4の出力側で反射
され、結果的に出力端子2に現われ出力電力の一部とな
るので、副増幅部5の消費電力が無駄になることはな
く、効率を大きく低下させる原因にはならない。
幅部5に1段の増幅素子8,11をそれぞれ用いる場合
について説明してきたが、主増幅部4,副増幅部5の双
方あるいはいずれか一方に多段接続した増幅素子を用い
るようにしても良く、高周波増幅器の利得を調整するこ
とができる。
ば、入力端子1から入力された高周波信号を2つに分配
する分配部3と、分配部3の一方の出力側と接続され、
分配部3からの高周波信号を増幅する主増幅部4と、分
配部3の他方の出力側と接続され、高周波信号の瞬時電
力が小さい場合には動作せず、高周波信号の瞬時電力が
大きい場合には分配部3からの高周波信号を増幅する副
増幅部5と、副増幅部5が増幅した高周波信号を主増幅
部4の出力側へ注入するとともに、主増幅部4が増幅し
た高周波信号を出力端子2へ注入するサーキュレータ6
とを備えるようにしたので、変調された高周波信号の包
絡線変化に追従して出力負荷インピーダンスを変化させ
ることができるようになり、高周波信号の瞬時電力が小
さい場合には高効率の増幅器として動作し、高周波信号
の瞬時電力が大きい場合には飽和電力の大きい増幅器と
して動作する高周波増幅器を構成することができるとい
う効果が得られる。
態2による高周波増幅器の構成を示す図である。図1と
同一または相当する構成については同一の符号を付して
ある。
波信号を90度の位相差を付けて2つに分配する90度
ハイブリッド(第2の分配手段)、14A,14Bは9
0度ハイブリッド13が出力した2つの高周波信号をそ
れぞれ増幅する2つの増幅部(第1の主増幅手段、第2
の主増幅手段)、15は副増幅部5が出力した高周波信
号を2つに分配して増幅部14A,14Bの出力側へそ
れぞれ注入し、増幅部14A,14Bがそれぞれ出力し
た高周波信号を結合して出力端子2から出力する90度
ハイブリッド(第1の90度ハイブリッド)である。こ
の実施の形態2では、90度ハイブリッド13,増幅部
14A,14Bおよび90度ハイブリッド15から主増
幅部4を構成している。
の形態1と同様である。つまり、主増幅部4の増幅部1
4A,14Bは、入力された高周波信号の瞬時電力の大
小にかかわらず増幅動作する増幅器であり、いわゆるA
級、AB級、B級にバイアスされた増幅器である。ま
た、副増幅部5は例えばC級にバイアスされた増幅器で
あり、変調された高周波信号の包絡線変化によって瞬時
電力が大きくなった場合に増幅動作し、高周波信号を出
力する。副増幅部5の出力は、主増幅部4を構成する9
0度ハイブリッド15のアイソレーション端子に接続さ
れている。
周波信号の瞬時電力が小さい場合には主増幅部4のみが
動作する。したがって、分配部3が分配した一方の高周
波信号は90度ハイブリッド13を介して2つの増幅部
14A,14Bによってそれぞれ増幅される。2つの増
幅部14A,14Bの出力電力は図3の実線矢印のよう
に流れ、90度ハイブリッド15で合成され、出力端子
2から出力される。このとき90度ハイブリッド15の
アイソレーション端子には出力が現われない。主増幅部
4から見た負荷インピーダンスは出力端子2に接続され
たインピーダンス(例えば50Ω)であり、このときに
効率が良くなるように高周波増幅器内部の整合回路が調
整されている。
4,副増幅部5がそれぞれ動作する。したがって、分配
部3が分配した他方の高周波信号は90度ハイブリッド
13を介して副増幅部5によって増幅される。副増幅部
5の出力電力は図3の点線矢印のように流れ、90度ハ
イブリッド15によって2つに分配されて増幅部14
A,14Bの出力側にそれぞれ注入される。
幅部4の増幅部14A,14Bの見かけ上の負荷インピ
ーダンスは副増幅部5から注入された高周波信号で変化
することになり、このときに飽和電力が大きい負荷イン
ピーダンスになることで大きな瞬時電力の信号も増幅可
能となる。したがって、瞬時電力の大きな部分を切り取
ることなく増幅部14A,14Bは高周波信号をそれぞ
れ増幅し、90度ハイブリッド15がこれら増幅された
高周波信号を合成して出力端子2から出力する。実施の
形態1と同様に、主増幅部4と副増幅部5とを有するこ
の実施の形態2による高周波増幅器は、飽和電力が大き
いにも係らず、低出力時にも効率を高くすることができ
る。
合に、図3の主増幅部4の構成、いわゆるバランス増幅
器構成は、2つの増幅器14A,14Bを合成する電力
合成の手段としてよく用いられる。出力側の90度ハイ
ブリッド15のアイソレーション端子から副増幅部5出
力の高周波信号を増幅部14A,14Bへそれぞれ入力
しているので、実施の形態1のサーキュレータ6を用い
る必要がなくなり、実施の形態1の効果を得ることがで
き、また、損失の低減による効率向上、装置の低コスト
化という効果が得られる。
は、出力側の90度ハイブリッド15で生じる高周波信
号の90度の位相差を補償するために設けてあるもので
あり、例えば分配手段と遅延手段とを用いて高周波信号
を2つに分配して90度の位相差をつけるようにしても
良い。
ば、入力端子1から入力された高周波信号を2つに分配
する分配部3と、分配部3の一方の出力側と接続され、
分配部3からの高周波信号を2つに分配する90度ハイ
ブリッド13と、90度ハイブリッド13からの高周波
信号をそれぞれ増幅する増幅部14A,14Bと、分配
部3の他方の出力側と接続され、高周波信号の瞬時電力
が小さい場合には動作せず、高周波信号の瞬時電力が大
きい場合には分配部3からの高周波信号を増幅する副増
幅部5と、副増幅部5が増幅した高周波信号を増幅部1
4A,14Bの出力側へそれぞれ注入するとともに、増
幅部14A,14Bがそれぞれ増幅した高周波信号を結
合して出力端子2へ出力する90度ハイブリッド15と
を備えるようにしたので、実施の形態1と同様の効果に
加えて、実施の形態1のサーキュレータ6を必要としな
い分だけ、高周波信号に対する損失が軽減されて高周波
増幅器の効率を向上することができるとともに、コスト
を低減することができるという効果が得られる。
態3による高周波増幅器の構成を示す図である。図1と
同一または相当する構成については同一の符号を付して
ある。
る高周波信号の振幅を調整する可変減衰部(第1の振幅
位相調整手段)、17は副増幅部5を通過する高周波信
号の位相を調整する可変移相部(第1の振幅位相調整手
段)である。この実施の形態3では、可変減衰部16お
よび可変移相部17を副増幅部5とサーキュレータ6と
の間に設けるようにし、副増幅部5が出力した高周波信
号の振幅と位相を調整するようにしている。
を介して主増幅部4へ注入する高周波信号の振幅と位相
を最適化することが可能になり、瞬時電力が大きい場合
の主増幅部4の見かけ上の負荷インピーダンスを調整し
て、高周波増幅器の効率をさらに向上させることができ
るという効果が得られる。
形態3の可変減衰部16,可変移相部17を用いた別の
構成について説明する。
波増幅器の構成を示す図である。図4と同一または相当
する構成については同一の符号を付してある。
可変減衰部16,可変移相部17を設けるようにして、
高周波信号の振幅・移相をそれぞれ調整してから副増幅
部5で増幅している。このようにすることで、副増幅部
5から出力された高周波信号に対する可変減衰部16,
可変移相部17の損失の影響がなくなるので、実施の形
態3と同様の効果に加えて、実施の形態3と比較して、
高周波増幅器の効率をさらに向上させることができると
いう効果が得られる。
に可変減衰部16,可変移相部17を用いることもでき
る。図6はこの発明の実施の形態4による高周波増幅器
の構成を示す図である。図3,4と同一または相当する
構成については同一の符号を付してある。図6では、図
3の分配部3と副増幅部5との間に可変減衰部16,可
変移相部17を用いている。このようにしても、図5の
場合と同様の効果が得られる。また、図3の副増幅部5
と90度ハイブリッド15との間に可変減衰部16,可
変移相部17を用いているようにしても良く、実施の形
態3と同様の効果が得られる。
態5による高周波増幅器の構成を示す図である。図1と
同一または相当する構成については同一の符号を付して
ある。
る高周波信号に対して遅延時間を与える遅延回路(遅延
手段)である。図7では、分配部3と副増幅部5との間
に遅延回路18を設けるようにしている。主増幅部4側
の経路が高周波信号に与える遅延時間と副増幅部5側の
経路が高周波信号に与える遅延時間とを遅延回路18に
よって一致させることによって、副増幅部5から主増幅
部4への高周波信号の注入の効果を広帯域にわたって実
現できるという効果が得られる。
的な線路を用いるようにしても良いし、バンドパスフィ
ルタの遅延特性を利用する遅延フィルタなどを用いるよ
うにしても良い。
間に遅延回路18を設けるようにしても良いし、主増幅
部4と副増幅部5との遅延時間差の大小によっては、分
配部3と主増幅部4との間または主増幅部4とサーキュ
レータ6との間に遅延回路18を設けるようにしても良
い。
遅延回路18を適用しても良い。つまり、図3におい
て、分配部3と副増幅部5との間または副増幅部5と9
0度ハイブリッド15との間、分配部3と主増幅部4と
の間または増幅部14A,14Bと90度ハイブリッド
13との間に遅延回路18を設けることによって同様の
効果が得られる。
部4を通過する高周波信号の周波数特性と副増幅部5を
通過する高周波信号の周波数特性とを一致させる周波数
イコライザを遅延回路18と同様の構成で設けるように
しても広帯域化の効果が得られ、さらに、遅延回路1
8,周波数イコライザの両方を設けても良い。
態6による高周波増幅器の構成を示す図である。図1と
同一または相当する構成については同一の符号を付して
ある。
れる高周波信号の瞬時電力変化に対して副増幅部5から
出力される高周波信号の瞬時電力変化および通過位相特
性を調整するAM−AM/PM調整部(AM−AM/P
M調整手段)である。この実施の形態6では、AM−A
M/PM調整部19を分配部3と副増幅部5との間に設
けるようにしている。
にのみ副増幅部5は電力を出力するが、高周波増幅器全
体の高効率化のためには副増幅部5が動作を開始する瞬
時電力の値および瞬時入力電力に対する瞬時出力電力の
変化を最適化する必要がある。すなわち副増幅部5側の
入力電力変化に対する出力電力変化(いわゆるAM−A
M特性)を最適化する必要がある。
部5の通過位相特性(いわゆるAM−PM特性)が変化
すると、サーキュレータ6を通過して主増幅部4の出力
側に注入される高周波信号の位相が変化し、主増幅部4
の見かけ上の負荷インピーダンスが所望の状態から変化
してしまう。以上のような現象を補償して最適な動作を
実現するために、AM−AM/PM調整部19を設けて
いる。
形回路で構成することができる。図9はAM−AM/P
M調整部19の構成例を示す図である。図9において、
20は入力端子(AM−AM/PM調整部入力端子)、
21は直流カット用の2つのコンデンサ、22は直流バ
イアス電源、23はバイアス用抵抗、24はダイオー
ド、25は出力端子(AM−AM/PM調整部入力端
子)である。
力端子20と出力端子25とを直列接続する2つのコン
デンサ21と、2つのコンデンサ21の間とグランドと
を接続するダイオード24と、2つのコンデンサ21の
間にバイアス用抵抗23を介して直流バイアスを与える
直流バイアス電源22とから構成されている。
は、IEEE Transaction on Mic
rowave Theory and Techniq
ues,vol.45,No.12,December
1997の2431ページに開示されているダイオー
ドを用いた非線形回路の一例であり、通常は増幅器の非
線形性(すなわち、歪み)を補償するためのリニアライ
ザとして用いられるものである。このようにAM−AM
/PM調整部19を構成することによって、簡単な構成
で副増幅部5の非線形性を補償することができるという
効果が得られる。
る回路の回路定数などを所望の値に変更することによ
り、AM−AM/PM調整部19を構成することができ
る。
部19を備えた高周波増幅器の構成を示す図である。図
1と同一または相当する構成については同一の符号を付
してある。
た高周波信号の一部を取り出す分配部(第3の分配手
段)、27は分配部26によって分配された高周波信号
の瞬時電力レベルを検出するレベル検出部(第1の振幅
検出手段)、28はレベル検出部27の瞬時電力レベル
に応じて可変減衰部29(第2の振幅位相調整手段),
可変移相部30(第2の振幅位相調整手段)を制御する
制御部(制御手段)である。レベル検出部27が検出し
た瞬時電力レベルに応じて、制御部28があらかじめ記
憶した減衰量・移相量になるように可変減衰部29,可
変移相部30をそれぞれ調整することによって、AM−
AM/PM調整部19として利用することができる。
M調整部19を備えた高周波増幅器の構成を示す図であ
る。図10と同一または相当する構成については同一の
符号を付してある。
6,レベル検出部27によって検出された瞬時電力レベ
ルに応じて、副増幅部5のバイアス条件を変化させるも
のである。副増幅部5はバイアス条件によって利得や通
過位相が変化するので、入力された瞬時電力レベルに応
じてバイアス条件を変化させてやれば所望のAM−AM
/PM特性を実現できる。このように、バイアス条件を
変化させることによって、高周波信号の第2の振幅位相
調整手段として副増幅部5を利用している。
9を設けることによって、副増幅部5が動作する電力レ
ベルや入力電力に対する出力電力の値などを最適化する
ことができるようになり、主増幅部4へ注入される信号
が最適化されて、高周波増幅器全体の効率を改善できる
という効果が得られる。
の形態2に適用するようにしても良く、同様の効果が得
られる。
形態7による高周波増幅器の構成を示す図である。図1
と同一または相当する構成については同一の符号を付し
てある。
した高周波信号の基本波成分と2倍波などの高調波成分
とを分離するダイプレクサ(分離手段)、32はダイプ
レクサ31が分離した高調波成分の振幅を調整する可変
減衰部(第3の振幅位相調整手段)、33はダイプレク
サ31が分離した高調波成分の位相を調整する可変移相
部(第3の振幅位相調整手段)、34は可変減衰部3
2,可変移相部33を通過した高調波成分をダイプレク
サ31が分離した基本波成分と合成してサーキュレータ
6へ出力するダイプレクサ(合成手段)である。
て2倍波などの高調波成分に対する負荷インピーダンス
を最適化することで、高周波増幅器の効率や歪み特性を
向上することができる。また、一般的に、副増幅部5に
用いられるC級増幅器やB級増幅部はその非線形性によ
って高調波成分を多く出力する。
成分の振幅・位相を調節して、基本波成分と同様に主増
幅部4の出力側へ注入することによって、主増幅部4の
高調波に対する負荷インピーダンスを変えることが可能
になり、主増幅部4の効率をさらに向上することができ
るようになる。
調波成分はダイプレクサ31で分離される。基本波成分
はダイプレクサ34へ入力され、高調波成分は可変減衰
部32,可変移相部33によってその振幅と位相が調整
された後にダイプレクサ34で基本波成分と再び合成さ
れ(図12の点線矢印)、サーキュレータ6を介して主
増幅部4の出力側に注入される。この際に、主増幅部4
の出力側へ注入される高調波成分の最適条件(位相・振
幅)を実現するように可変減衰部32,可変移相部33
を調整する。
成分の振幅や位相を最適化して主増幅部4の出力側へ注
入するようにしているので、高周波増幅器の効率をさら
に向上することができるという効果が得られる。
おいて、副増幅部5と90度ハイブリッド15との間に
ダイプレクサ31,可変減衰部32,可変移相部33お
よびダイプレクサ34を設けるようにしても良く、同様
の効果が得られる。
プレクサ34を図1の主増幅部4の出力側に設けるよう
にしても良い。図13はこの発明の実施の形態8による
高周波増幅器の構成を示す図である。図1,12と同一
または相当する構成については同一の符号を付してあ
る。
レータ6と主増幅部4との間に設けるようにしている。
したがって、ダイプレクサ31で分離された基本波成分
は、サーキュレータ6を介してからダイプレクサ31へ
入力され、可変減衰部32,可変移相部33を通過した
高調波成分とダイプレクサ34において合成され、主増
幅部4の出力側へ合成された基本波成分と高調波成分と
が注入されるようになる。
れるとともに、実施の形態7と比較して、サーキュレー
タ6を通過するのは基本波成分だけになるので、基本波
成分に合わせた狭帯域なサーキュレータ6を用いること
が可能であり、サーキュレータ6の損失や大きさ・コス
トなどを低減でき、高周波増幅器としての効率の向上や
低コスト化を実現できるという効果が得られる。
形態9による高周波増幅器の構成を示す図である。図
3,12と同一または相当する構成については同一の符
号を付してある。
可変移相部33を通過した高調波成分を90度の位相差
を付けて分配する90度ハイブリッド(第2の90度ハ
イブリッド)である。34A,34Bは増幅部14Aと
90度ハイブリッド15との間、増幅部14Bと90度
ハイブリッド15との間にそれぞれ設けられ、基本波成
分と高調波成分とを合成するダイプレクサ(第1の合成
手段、第2の合成手段)である。
Bは、90度ハイブリッド13によって90度の位相差
で動作しているので、注入する高調波成分も90度の位
相差を有する必要がある。この実施の形態9では、90
度ハイブリッド35を用いて2つに分配する高調波成分
に90度の位相差を与えて、90度ハイブリッド15を
通過した基本波成分と90度ハイブリッド35を通過し
た高調波成分とをダイプレクサ34A,34Bによって
それぞれ合成して増幅部14A,14Bへ注入するよう
にしている。
様の効果が得られると共に、実施の形態8と異なりサー
キュレータ6を用いる必要がないので、損失が低減し効
率を向上することができるという効果が得られる。
の形態10による高周波増幅器の構成を示す図である。
図1と同一または相当する構成については同一の符号を
付してある。
と出力端子2との間に設けられたアイソレータであり、
サーキュレータ6から出力端子2へ高周波信号を通過す
るように設置されている。
る場合に、アンテナの周辺の環境によってアンテナから
高周波信号が反射してくる場合がある。この場合、サー
キュレータ6の働きによって主増幅部4の出力側には反
射波が現われない。しかしながら、副増幅部5の出力側
にはサーキュレータ6を介して出力端子2から反射波が
加わるため、アイソレータ36を設けることによって反
射波をアイソレーションするようにしている。このこと
によって、反射波による副増幅部5の特性変化を防ぐこ
とができ、安定して高効率な高周波増幅器を構成するこ
とができるという効果が得られる。
0度ハイブリッド15と出力端子2との間にアイソレー
タ36を設けるようにすれば、同様の効果が得られる。
アイソレータ36を副増幅部5とサーキュレータ6との
間に設けるようにしても良い。図16はこの発明の実施
の形態11による高周波増幅器の構成を示す図である。
図1,15と同一または相当する構成については同一の
符号を付してある。
6との間にアイソレータ36が設けられており、副増幅
部5からの高周波信号をサーキュレータ6へ通過する方
向に設置されている。アンテナからの反射波が出力端子
2から入力しても、主増幅部4および副増幅部5の出力
側には反射波が戻らないので、実施の形態10と同様
に、主増幅部4,副増幅部5の反射波による特性劣化を
防ぐことができる。
ともに、実施の形態9と比較すると、主増幅部4が出力
する高周波信号に対する損失はサーキュレータ6だけと
なり、アイソレータ36の分だけ損失を軽減することが
でき、高周波増幅器の効率を向上できるという効果が得
られる。
示したアイソレータ36を実施の形態2による高周波増
幅器に適用することもできる。図17はこの発明の実施
の形態12による高周波増幅器の構成を示す図である。
図3,15と同一または相当する構成については同一の
符号を付してある。
ッド15との間にアイソレータ36を設けるようにして
おり、副増幅部5が出力した高周波信号を90度ハイブ
リッド15のアイソレーション端子へ通過する方向にア
イソレータ36が設置されている。
に同一の特性を有している場合には、90度ハイブリッ
ド15のアイソレーション端子には増幅部14A,14
Bからの出力電力は現われない。しかしながら、増幅部
14A,14Bの特性が異なっている場合には、これに
応じて90度ハイブリッド15のアイソレーション端子
に増幅部14A,14Bからの出力電力が現われて副増
幅部5の出力側へ注入されてしまう。この現象によっ
て、副増幅部5の特性が変化したり、場合によっては、
本来瞬時電力が小さい場合には動作せず直流電流も流れ
ないはずの副増幅部5が、出力側からの流入電力によっ
て強制的に動作して電流が流れてしまうことが発生す
る。
90度ハイブリッド15との間に設けることによって、
増幅部14A,14Bの特性が完全に同一でない場合に
も、副増幅部5の出力側へ電力が流入することを防ぎ、
高周波増幅器の安定化、高効率化に寄与することができ
るという効果が得られる。
の形態13による高周波増幅器の構成を示す図である。
図1と同一または相当する構成については同一の符号を
付してある。
が入力される入力端子、38は入力端子37からのベー
スバンド信号を処理・分配するベースバンド処理回路
(ベースバンド処理手段)、39はベースバンド処理回
路38からの2つのベースバンド信号を高周波信号に周
波数変換する周波数変換回路(第1の周波数変換手段)
である。
0Bは周波数変換用ミクサ、41はローカル発振部であ
る。ローカル発振部41が出力するローカル信号とベー
スバンド処理回路38が出力するベースバンド信号とを
周波数変換用ミクサ40A,40Bがそれぞれミキシン
グして、主増幅部4,副増幅部5にそれぞれ出力する。
力される信号は高周波信号であり、その高周波信号を分
配部3で分配して、主増幅部4と副増幅部5に入力する
構成としていたが、この実施の形態13では、通信機の
ベースバンド処理部38において低周波のベースバンド
信号を2経路に分配する構成である。すなわち、主増幅
部4が含まれる経路と副増幅部5が含まれる経路をベー
スバンド処理部38で分配する構成である。
号は、ベースバンド処理部38によって2つに分配され
た後、周波数変換回路39によって高周波信号に周波数
変換される。これら2つの高周波信号は、実施の形態1
と同様に、主増幅部4および副増幅部5によってそれぞ
れ増幅され、サーキュレータ6を経由して出力端子2に
出力される。
ンド信号を2つのベースバンド信号に処理・分配してか
ら、周波数変換回路39によって2つの高周波信号に変
換するようにしているので、実施の形態3〜6で示した
可変減衰部16、可変移相部17、遅延回路18、周波
数イコライザ、AM−AM/PM調整部19などの処理
をベースバンド処理部38に適用して、設計の容易な低
い周波数帯域で上記の各処理を実現することが可能とな
る。したがって、これらの回路構成の自由度が増し、調
整の容易な回路、精度の高い回路を構成することが可能
となる。
としてのAM−AM/PM調整部の構成を示す図であ
る。図18と同一または相当する構成については同一の
符号を付してある。
のベースバンド信号を分配する分配部(第4の分配手
段)、43は分配部42によって分配された高周波信号
のレベルを検出するレベル検出部(第2の振幅検出手
段)である。44は制御部(制御手段)、45はRO
M,46は高周波信号のレベル・位相を調整するレベル
位相変換部(第4の振幅位相調整手段)である。制御部
44はレベル検出部43が検出したレベル値を受けると
ROM45にあらかじめ記憶されたデータを参照して、
レベル位相変換部46を制御する。また、47A,47
Bは分配部42,レベル位相変換部46からのデジタル
信号をアナログ信号にそれぞれ変換するD/A変換部で
ある。
号は分配部42によって2つに分配され、分配された一
方のベースバンド信号はD/A変換部47Aによってア
ナログのベースバンド信号に変換される。また、分配さ
れた他方のベースバンド信号のレベルをレベル検出部4
3が検出し、検出されたレベル値と予めROM45に記
憶したデータとを参照して、レベル/位相変換部46を
制御部44が制御してベースバンド信号のレベルや位相
を調整する。レベルや位相が調整されたベースバンド信
号は、D/A変換部47Bによってアナログのベースバ
ンド信号に変換される。D/A変換部47A,47Bが
それぞれ出力したベースバンド信号は、図18に示した
周波数変換部39によって高周波信号にそれぞれ変換さ
れる。
号処理でこれらの処理を行なうので、高周波信号を処理
する場合と比較すると、調整の自由度も大きく、より精
度の高い処理が可能となり、結果として高周波増幅器の
効率向上に寄与することができるという効果が得られ
る。
波信号の一部をベースバンド信号に変換してベースバン
ド処理回路38にフィードバックを行なう例を示す図で
ある。図19と同一または相当する構成については同一
の符号を付してある。
が可能なRAM,49はアナログ信号をデジタル信号に
変換するA/D変換器、50はローカル発振部41から
のローカル信号と高周波信号とをミキシングするミクサ
(第2の周波数変換手段)、51は副増幅器5が増幅し
た高周波信号をサーキュレータ6とミクサ50とに分配
する分配部(第5の分配手段)である。
された信号は分配部42で分配される。副増幅部5側の
経路に分配されたベースバンド信号はレベル検出部43
でその瞬時レベルが検出され、検出された瞬時レベルと
RAM48に貯えられたデータとを参照して制御回路4
4がレベル・位相変換部46を制御し、所望のAM−A
M/PM特性を実現する。
で取り出されて、ミクサ50で周波数変換された後、A
/D変換部49でベースバンド信号に変換され制御回路
44に入力される。制御回路44はRAM48に貯えら
れた所望のAM−AM/PM特性とA/D変換部49の
出力とを比較することによって、レベル・位相変換部4
6の制御を調整することができる。この際にRAM48
のデータを最適なデータに書き換える。
信号の一部を分配部51によって取りだし、取り出され
た高周波信号をミクサ50,A/D変換器49によって
ベースバンド信号に変換して、このベースバンド信号を
もとに、参照するRAM48のデータを制御回路44が
最適値に更新するようにしているので、温度変化などに
よって副増幅部5の特性が変化しても最適な制御を常に
行うことができ、高効率な高周波増幅器が実現できると
いう効果が得られる。また、RAM48のデータを遠隔
地に送信あるいは遠隔地から受信することにより遠隔地
からの高周波増幅器のモニタや制御も可能となるという
効果が得られる。
4が副増幅部5のバイアス条件を調整するようにしても
よく、第4の振幅位相調整手段として副増幅部5を利用
することができる。
38において主増幅部4,副増幅部5の経路を分けた構
成を示したが、周波数変換回路39以降を分配する構成
でも良い。
した高周波増幅器をフィードフォワード増幅器に用いる
場合について説明する。図21はこの発明の実施の形態
14によるフィードフォワード増幅器の構成を示す図で
ある。図1と同一または相当する構成については同一の
符号を付してある。
ド増幅器の入力端子、53は入力端子52に入力された
高周波信号を分配する分配部、54は分配部53が分配
した一方の高周波信号を増幅するフィードフォワード増
幅器の主増幅部であり、実施の形態1の高周波増幅器の
構成である。55は分配部53が分配した他方の高周波
信号に遅延時間を与える遅延回路、56は主増幅部54
からの高周波信号と遅延回路55からの高周波信号を合
成して2つに分配する合成分配部である。57はフィー
ドフォワード増幅器の歪み抽出ループであり、分配部5
3,主増幅部54,遅延回路55,合成分配部56から
構成されている。
周波信号に遅延時間を与える遅延回路、59は合成分配
部56が分配した他方の高周波信号を増幅する補助増幅
部、60は遅延回路58の出力と補助増幅部59の出力
とを合成する合成部、61は合成部60が合成した高周
波信号を出力するフィードフォワード増幅器の出力端子
である。62はフィードフォワード増幅器の歪みキャン
セルループであり、遅延回路58,補助増幅部59,合
成部60から構成されている。
ループ57で抽出された歪み成分が出力され、補助増幅
部59で増幅された後、合成部60に入力される。合成
分配部56の出力の他方は遅延回路58を通過した後、
補助増幅部59の出力信号と合成部60で合成される。
この際に遅延回路58を通過した歪み成分と補助増幅部
59で増幅された歪み成分が同振幅・逆位相となるよう
にすることで、主増幅部54の歪み補償を行なう。
基地局用増幅器など、ピーク電力比の大きな信号を低歪
みで増幅する必要のある場合に用いられる。そのためフ
ィードフォワード増幅器に設けた主増幅部54は例えば
バックオフの10dB以上の動作状態で用いられること
が多い。実施の形態1の高周波増幅器を主増幅部54に
用いることで、高効率でかつ低歪みなフィードフォワー
ド増幅器を構成することが実現できる。
るために有効であるが、増幅器の飽和電力の値を向上さ
せることはできない。そのため、従来の技術において述
べたような変調波の包絡線のピークが、増幅器の飽和に
よって切り取られることで発生する歪みを補償すること
は不可能であった。
波増幅器では、バックオフが大きな状態でも効率が高い
高周波増幅器を構成することが可能であり、これは別な
観点では効率を低下させることなく、飽和電力を向上さ
せた高周波増幅器を実現することが可能である。したが
って、実施の形態1の高周波増幅器をフィードフォワー
ド増幅器の主増幅部54として用いることは非常に有効
である。これによって、高効率で、より一層低歪みなフ
ィードフォワード増幅器を構成することができるという
効果が得られる。
増幅部54として実施の形態1の高周波増幅器を用いた
が、これに限定されるものではなく、実施の形態2〜1
3の高周波増幅器を用いるようにしても良い。
の形態15による歪み補償増幅器の構成を示す図であ
る。図1と同一または相当する構成については同一の符
号を付してある。
入力端子、64はプレディストーションリニアライザ
(ディストーションリニアライザ)、65は実施の形態
1の高周波増幅器で構成される増幅部、66は歪み補償
増幅器の出力端子である。
れたプレディストーションリニアライザ64は、増幅部
65の歪み特性と逆の非線形性を有するリニアライザで
ある。入力端子63から入力された高周波信号はプレデ
ィストーションリニアライザ64によって逆の非線形性
が与えられてから、増幅部65によって歪み特性が与え
られて出力端子66から出力される。プレディストーシ
ョンリニアライザ64の非線形性と増幅部65の歪み特
性とは互いに相殺されるようになっているので、出力端
子66には線形な高周波信号が得られる。
態1〜13の高周波増幅器と、プレディストーションリ
ニアライザ64を組み合わせることで、高効率で、低歪
みな歪み補償増幅器が実現できる。
代わりに、増幅部65の歪み特性と逆の非線形性を有す
るポストディストーションリニアライザ(ディストーシ
ョンリニアライザ)を増幅部65と出力端子66との間
に設けるようにしても良い。
は、この発明による高周波増幅器の動作・効果を確認す
るために行った測定とその結果について説明する。
高周波増幅器の構成を示す図である。図23の高周波増
幅器は、特に実施の形態1を想定して、この発明の動作
・効果を示すために試作したものである。
力される入力端子、71exは入力電力測定のために入
力端子1へ入力された高周波信号の電力の一部を取り出
すカップラ、72exはカップラ71exによって取り
出された高周波信号の電力を測定する電力計、3exは
入力端子1exからの高周波信号を2つに分配する分配
部で、実施の形態1で示した分配部3に相当する。
示した主増幅部4(図1,2)に相当する。主増幅部4
exにおいて、73exは主増幅部4exのドライバ段
を構成するドライバ増幅器、7exは最終段FETの入
力整合回路、8exは主増幅部4exの最終段を構成す
るFET、9exは出力整合回路である。出力整合回路
9exは手動の可変のチューナーで構成されていて、測
定のためにFET8exに対する負荷インピーダンスを
手動で変更できる。
示した副増幅部5(図1,2)に相当する。副増幅部5
exにおいて、74exは副増幅部5exのドライバ段
を構成するドライバ増幅器、10exは最終段FETの
入力整合回路、11exは副増幅部5exの最終段を構
成するFET、12exは出力整合回路である。
4exの出力側に注入するサーキュレータであり、実施
の形態1で示したサーキュレータ6(図1,2)に相当
する。また、16ex,17exはそれぞれ分配部3e
xと副増幅部4exとの間に設けられた可変減衰部、可
変移相部であり、実施の形態4(図5)で示した可変減
衰部16,可変位相部17にそれぞれ相当し、副増幅部
5ex経路側の振幅、位相をそれぞれ調整するものであ
る。75exは電力計であり、サーキュレータ6exか
ら出力された高周波信号の電力を測定する。
三菱電機製MGFS36V,副増幅部5exの最終段の
FET11exは三菱電機製MGFS32Vであり、い
ずれもマイクロ波帯用の一般的なGaAsFETであ
る。
ドライバ増幅器73ex,74exは、三菱電機製Ga
AsMMIC3段増幅器MGF7122Aを用いてい
る。このMMICもマイクロ波帯増幅器用の一般的なM
MICである。
力整合回路9ex,サーキュレータ6exは、一般にマ
イクロ波回路用として市販されているものであり、MA
URYマイクロウェイブ社あるいはTRAKマイクロウ
エイブ社などから入手できる。
AB級(無信号時の電流280mA)にバイアスされて
いる。一方、副増幅部5exの最終段のFET11ex
はC級(無信号時の電流0mA)にバイアスされてい
る。以下の測定は周波数1.9GHzにおいて行われ
た。
に、主増幅部4exのみを動作させて図23の高周波増
幅器の飽和電力および効率の測定を行なった。つまり、
従来の技術による高周波増幅器の課題を確認するための
測定であり、主増幅部4exの出力整合回路9exを、
飽和電力が大きくなる負荷インピーダンス条件A(以
下、単に負荷条件Aという)に固定した場合と、小信号
時に効率が良好になる負荷インピーダンス条件B(以
下、単に負荷条件Bという)に固定した場合に関してそ
れぞれ測定を行なった。
電力をdBm単位で取り、その時の利得(左側縦軸、出
力電力−入力電力、dB単位)ならびに効率(右側縦
軸、%単位)をグラフ化したものである。
い負荷条件Aでは、飽和電力(図24で利得が急激に低
下している出力電力で表わされる)は37.2dBmが
得られている。この負荷条件Aでは、小出力電力時、例
えば出力電力30dBm(バックオフ7.2dB)のと
きの効率は25%である。
は、出力電力30dBm時には効率が32%となってい
るが、飽和電力は35.5dBmに低下している。すな
わち、飽和電力が大きな負荷条件Aにすると小電力時に
効率が低下し、小電力時に効率が良好な負荷条件Bにす
ると飽和電力が不足するという従来の技術の課題を示す
結果が得られている。
ダンス条件を小電力時に効率が良好な負荷条件Bに固定
し、C級にバイアスされた副増幅部5exを動作させて
測定を行なった。この場合こそが発明の高周波増幅器に
相当する。このときの測定の結果を図25に示す。図2
4と同様に、横軸は出力電力であり、利得(左側縦軸)
と効率(右側縦軸)をグラフにしている。副増幅部5e
xを動作させない場合の従来の特性も併記した。
exはオフ状態であり出力電力を発生していない。その
ため副増幅部5exを動作させていない従来の場合と、
副増幅部5exを動作させている発明の場合とは、同様
の特性を示している。そして、出力電力が30dBmを
越えるあたりから、実施の形態1で説明したように、副
増幅部5exがオン状態になり出力に電力が現われて、
サーキュレータ6exを経由して主増幅部4exの出力
側に注入されている。この注入電力によって、見かけの
インピーダンスが変化し飽和電力が増加している。
り、図24に示した飽和電力が最大になる負荷条件Aの
場合と、ほぼ同等な飽和電力が得られている。なお、図
25の効率は、副増幅部5exの消費電力も含んだ値で
ある。
件(図24のA)と同等な飽和電力37.5dBmを実
現して、かつバックオフ動作時、例えば出力電力30d
Bm動作において、効率を25%から32%に向上でき
るという効果が確認された。
副増幅部5exと出力側のサーキュレータ6exを用い
たこの発明の構成によって、飽和電力を大きくしつつ、
小電力時すなわちバックオフ動作時の効率を向上できる
というこの発明の優れた効果が明確になった。
比の大きな変調波を高効率で増幅する、すなわちバック
オフが大きな状態でも高効率な高周波増幅器を構成する
ことを目的として述べた。しかし、この発明の高周波増
幅器の構成による負荷インピーダンスの切り替え時間は
十分に高速であるから、従来(整合回路に設けたスイッ
チを切り替える手法)の主たる目的、すなわち高周波増
幅器の高出力モードと低出力モードを切り替えて、いず
れの場合でも高効率動作を実現するという目的にも適応
できることは言うまでもない。
ことのできるほど十分な耐電力特性を有し、損失の少な
いスイッチや可変素子を構成することが難しく、結果と
して効率の改善効果が小さいという問題点があるが、こ
の発明で用いているサーキュレータや90度ハイブリッ
ドは一般に十分な耐電力特性を有し、しかも損失も少な
いため、結果として安定に動作し効率の良好な高周波増
幅器を構成することが可能である。
される高周波信号の瞬時電力が大きい場合にのみ増幅動
作する副増幅手段および高周波信号を常に増幅動作する
主増幅手段に対して高周波信号を分配してそれぞれ与
え、副増幅手段が増幅した高周波信号を主増幅手段の出
力側へ注入し、主増幅手段が増幅した高周波信号を出力
するようにしたので、変調された高周波信号の包絡線変
化に追従して出力負荷インピーダンスを変化させること
ができるようになり、変調による包絡線の変化に追従し
て出力負荷インピーダンスを変化させ、飽和電力が十分
大きくかつ効率の良好な高周波増幅器を構成することが
でき、言い替えれば、バックオフの大きな動作状態、す
なわち飽和電力に比べて小さな出力電力においても高効
率動作を実現する高周波増幅器を構成することができる
という効果が得られる。
た高周波信号を分配する第1の分配手段と、第1の分配
手段が分配した一方の高周波信号を常に増幅する主増幅
手段と、高周波信号の瞬時電力が大きい場合にのみ、第
1の分配手段が分配した他方の高周波信号を増幅する副
増幅手段と、副増幅手段が増幅した高周波信号を主増幅
手段の出力側へ注入するとともに、主増幅手段が増幅し
た高周波信号を出力端子から出力するサーキュレータと
を備えるようにしたので、変調された高周波信号の包絡
線変化に追従して出力負荷インピーダンスを変化させる
ことができるようになり、高周波信号の瞬時電力が小さ
い場合には高効率の増幅器として動作し、高周波信号の
瞬時電力が大きい場合には飽和電力の大きい増幅器とし
て動作する高周波増幅器を構成することができるという
効果が得られる。
た高周波信号を分配する第1の分配手段と、第1の分配
手段が分配した一方の高周波信号を90度の位相差を付
けて分配する第2の分配手段と、第2の分配手段が分配
した高周波信号を常にそれぞれ増幅する第1の主増幅手
段および第2の主増幅手段と、高周波信号の瞬時電力が
大きい場合にのみ、第1の分配手段が分配した他方の高
周波信号を増幅する副増幅手段と、副増幅手段が増幅し
た高周波信号を第1の主増幅手段の出力側および第2の
主増幅手段の出力側へそれぞれ注入するとともに、第1
の主増幅手段および第2の主増幅手段がそれぞれ増幅し
た高周波信号を合成して出力端子から出力する第1の9
0度ハイブリッドとを備えるようにしたので、高周波信
号に対する損失が軽減されて高周波増幅器の効率を向上
することができるとともに、コストを低減することがで
きるという効果が得られる。
高周波信号の振幅および位相を調整する第1の振幅位相
調整手段を備えるようにしたので、主増幅手段へ注入す
る高周波信号の振幅と位相を最適化することが可能にな
り、瞬時電力が大きい場合の主増幅手段の見かけ上の負
荷インピーダンスを調整して、高周波増幅器の効率をさ
らに向上させることができるという効果が得られる。
高周波信号または副増幅手段を通過する高周波信号に遅
延時間を与える遅延手段を備えるようにしたので、主増
幅手段側の経路が高周波信号に与える遅延時間と副増幅
手段側の経路が高周波信号に与える遅延時間とを一致さ
せられるようになり、副増幅手段から主増幅手段への高
周波信号の注入の効果を広帯域にわたって実現できると
いう効果が得られる。
高周波信号または副増幅手段を通過する高周波信号の周
波数特性を変化させる周波数イコライザを備えるように
したので、主増幅手段側の経路が高周波信号に与える周
波数特性と副増幅手段側の経路が高周波信号に与える周
波数特性とを一致させられるようになり、副増幅手段か
ら主増幅手段への高周波信号の注入の効果を広帯域にわ
たって実現できるという効果が得られる。
高周波信号の瞬時電力変化に対して、副増幅器から出力
する高周波信号の瞬時電力変化および通過位相特性を調
整するAM−AM/PM調整手段を備えるようにしたの
で、副増幅手段が動作する電力レベルや入力電力に対す
る出力電力などを最適化することができるようになり、
主増幅手段へ注入される信号が最適化されて、高周波増
幅器全体の効率を改善できるという効果が得られる。
手段入力端子とAM−AM/PM調整手段出力端子との
間に直列接続される2つのコンデンサと、2つのコンデ
ンサの間とグランドとを接続するダイオードと、2つの
コンデンサの間に対してバイアス用抵抗を介して接続さ
れる直流バイアス電源とをAM−AM/PM調整手段が
備えるようにしたので、副増幅手段が動作する電力レベ
ルや入力電力に対する出力電力などを最適化することが
できるようになり、主増幅手段へ注入される信号が最適
化されて、高周波増幅器全体の効率を改善できるという
効果が得られる。
配する第3の分配手段と、第3の分配手段が分配した高
周波信号の振幅を検出する第1の振幅検出手段と、第3
の分配手段を通過した高周波信号の振幅および位相を調
整する第2の振幅位相調整手段と、第1の振幅検出手段
が検出した高周波信号の振幅を参照して、第2の振幅位
相調整手段を制御する制御手段とをAM−AM/PM調
整手段が備えるようにしたので、副増幅手段が動作する
電力レベルや入力電力に対する出力電力の値などを最適
化することができるようになり、主増幅手段へ注入され
る信号が最適化されて、高周波増幅器全体の効率を改善
できるという効果が得られる。
高周波信号の基本波成分と高調波成分とを分離する分離
手段と、分離手段が分離した高調波成分の振幅および位
相を調整する第3の振幅位相調整手段と、分離手段とサ
ーキュレータとの間または分離手段と第1の90度ハイ
ブリッドとの間に設けられ、分離手段が分離した基本波
成分と第3の振幅位相調整手段が調整した高調波成分と
を合成する合成手段とを備えるようにしたので、主増幅
手段の高調波成分に対する負荷インピーダンスを調整す
ることができるようになり、主増幅手段の効率をさらに
向上することができるという効果が得られる。
高周波信号の基本波成分と高調波成分とを分離する分離
手段と、分離手段が分離した高調波成分の振幅および位
相を調整する第3の振幅位相調整手段と、サーキュレー
タと副増幅手段との間に設けられ、分離手段が分離した
基本波成分と第3の振幅位相調整手段が調整した高調波
成分とを合成する合成手段とを備えるようにしたので、
サーキュレータの損失や大きさ・コストなどを低減で
き、主増幅手段の高調波成分に対する負荷インピーダン
スを調整することができるようになり、主増幅手段の効
率をさらに向上することができるという効果が得られ
る。
高周波信号の基本波成分と高調波成分とを分離して、基
本波成分を第1の90度ハイブリッドへ出力する分離手
段と、分離手段が分離した高調波成分の振幅および位相
を調整する第3の振幅位相調整手段と、第3の振幅位相
調整手段が調整した高調波成分を2つに分配する第2の
90度ハイブリッドと、第1の90度ハイブリッドと第
1の主増幅手段との間に設けられ、第2の90度ハイブ
リッドからの一方の高調波成分と第1の90度ハイブリ
ッドを介した基本波成分とを合成する第1の合成手段
と、第1の90度ハイブリッドと第2の主増幅手段との
間に設けられ、第2の90度ハイブリッドからの他方の
高調波成分と第1の90度ハイブリッドを介した基本波
成分とを合成する第2の合成手段とを備えるようにした
ので、損失が低減し効率を向上することができるという
効果が得られる。
端子との間または第1の90度ハイブリッドと出力端子
との間に設けられ、サーキュレータまたは第1の90度
ハイブリッドからの高周波信号を出力端子へ通過するア
イソレータを備えるようにしたので、反射波による副増
幅手段の特性変化を防ぐことができ、安定して高効率な
高周波増幅器を構成することができるという効果が得ら
れる。
レータとの間に設けられ、副増幅手段が増幅した高周波
信号をサーキュレータへ通過するアイソレータを備える
ようにしたので、損失を軽減しながら、反射波による副
増幅手段の特性変化を防ぐことができ、さらに安定して
高効率な高周波増幅器を構成することができるという効
果が得られる。
0度ハイブリッドとの間に設けられ、副増幅手段が増幅
した高周波信号を第1の90度ハイブリッドへ通過する
アイソレータを備えるようにしたので、第1の主増幅手
段および第2の主増幅手段の特性が完全に同一でない場
合にも、副増幅手段の出力側へ電力が流入することを防
ぎ、高周波増幅器の安定化、高効率化に寄与することが
できるという効果が得られる。
たベースバンド信号を処理するベースバンド処理手段
と、ベースバンド処理手段が処理したベースバンド信号
を主増幅手段および副増幅手段へそれぞれ入力する高周
波信号に周波数変換する第1の周波数変換手段とを備え
るようにしたので、設計の容易な低い周波数帯域で処理
を実現することが可能となり、回路構成の自由度が増
し、調整の容易な回路、精度の高い回路を構成すること
が可能となる。
たベースバンド信号を2つに分配する第4の分配手段
と、第4の分配手段が分配した一方のベースバンド信号
の振幅を検出する第2の振幅検出手段と、第2の振幅検
出手段からのベースバンド信号の振幅および位相を調整
する第4の振幅位相調整手段と、第2の振幅検出手段が
検出したベースバンド信号の振幅とあらかじめ用意され
たデータとを参照して、第4の振幅位相調整手段を制御
する制御手段とをベースバンド処理手段が備えるように
したので、調整の自由度も大きく、より精度の高い処理
が可能となり、高周波増幅器の効率向上に寄与すること
ができるという効果が得られる。
高周波信号を分配する第5の分配手段と、第5の分配手
段が分配した高周波信号をベースバンド信号に周波数変
換する第2の周波数変換手段とを備え、制御手段は、第
2の周波数変換手段が周波数変換したベースバンド信号
を参照して、あらかじめ用意されたデータを更新するよ
うにしたので、副増幅手段の特性が変化しても最適な制
御を常に行うことができ、高効率な高周波増幅器が実現
できるという効果が得られ、制御手段のデータを遠隔地
に送信あるいは遠隔地から受信することにより遠隔地か
らの高周波増幅器のモニタや制御も可能となるという効
果が得られる。
8のうちのいずれか1項記載の高周波増幅器を歪み抽出
ループに備えるようにしたので、高効率で、より一層低
歪みなフィードフォワード増幅器を構成することができ
るという効果が得られる。
8のうちのいずれか1項記載の高周波増幅器と、高周波
増幅器が高周波信号に与える歪み特性を補償するディス
トーションリニアライザを備えるようにしたので、高効
率で、低歪みな歪み補償増幅器が実現できる。
の構成を示す図である。
図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
ある。
幅器の構成を示す図である。
幅器の構成を示す図である。
器の構成を示す図である。
器の構成を示す図である。
器の構成を示す図である。
幅器の構成を示す図である。
幅器の構成を示す図である。
幅器の構成を示す図である。
幅器の構成を示す図である。
/PM調整部の構成を示す図である。
ースバンド信号に変換してベースバンド処理回路にフィ
ードバックを行なう例を示す図である。
フォワード増幅器の構成を示す図である。
増幅器の構成を示す図である。
幅器の構成を示す図である。
動作させない場合の測定結果を示す図である。
動作させた場合の測定結果と副増幅部を動作させない場
合の測定結果とを比較する図である。
一例を示す図ある。
ピーダンスに対する飽和電力および効率の変化をスミス
チャート上で模式的に示す図である。
た従来の高周波増幅器の構成を示す図である。
回路の構成を示す図である。
手段)、4 主増幅部(主増幅手段)、5 副増幅部
(副増幅手段)、6 サーキュレータ、7 入力整合回
路、8 増幅素子、9 出力整合回路、10 入力整合
回路、11 増幅素子、12 出力整合回路、13 9
0度ハイブリッド(第2の分配手段)、14A,14B
増幅部(第1の主増幅手段、第2の主増幅手段)、1
5 90度ハイブリッド(第1の90度ハイブリッ
ド)、16 可変減衰部(第1の振幅位相調整手段)、
17 可変移相部(第1の振幅位相調整手段)、18
遅延回路(遅延手段)、19 AM−AM/PM調整部
(AM−AM/PM調整手段)、20 入力端子(AM
−AM/PM調整部入力端子)、21 コンデンサ、2
2直流バイアス電源、23 バイアス用抵抗、24 ダ
イオード、25 出力端子(AM−AM/PM調整部入
力端子)、26 分配部(第3の分配手段)、27 レ
ベル検出部(第1の振幅検出手段)、28 制御部(制
御手段)、29可変減衰部(第2の振幅位相調整手
段)、30 可変移相部(第2の振幅位相調整手段)、
31 ダイプレクサ(分離手段)、32 可変減衰部
(第3の振幅位相調整手段)、33 可変移相部(第3
の振幅位相調整手段)、34 ダイプレクサ(合成手
段)、34A,34B ダイプレクサ(第1の合成手
段、第2の合成手段)、35 90度ハイブリッド(第
2の90度ハイブリッド)、36 アイソレータ、37
入力端子、38 ベースバンド処理回路(ベースバン
ド処理手段)、39 周波数変換回路(第1の周波数変
換手段)、40A,40B 周波数変換用ミクサ、41
ローカル発振部、42 分配部(第4の分配手段)、
43 レベル検出部(第2の振幅検出手段)、44 制
御部(制御手段)、45ROM,46 レベル位相変換
部(第4の振幅位相調整手段)、47A,47B D/
A変換部、48 RAM,49 A/D変換器、50
ミクサ(第2の周波数変換手段)、51 分配部(第5
の分配手段)、52 入力端子、53分配部、54 主
増幅部、55 遅延回路、56 合成分配部、57 歪
み抽出ループ、58 遅延回路、59 補助増幅部、6
0 合成部、61 出力端子、62 歪みキャンセルル
ープ、63 入力端子、64 プレディストーションリ
ニアライザ(ディストーションリニアライザ)、65
増幅部、66 出力端子、1ex 入力端子、3ex
分配部、4ex 主増幅部、5ex 副増幅部、6ex
サーキュレータ、7ex 入力整合回路、8ex F
ET、9ex 出力整合回路、10ex 入力整合回
路、11ex FET、12ex 出力整合回路、16
ex 可変減衰部、17ex 可変移相部、71ex
カップラ、72ex 電力計、73ex ドライバ増幅
器、74ex ドライバ増幅器、75ex 電力計、1
ex 入力端子、3ex 分配部、4ex 主増幅部、
5ex副増幅部、6ex サーキュレータ、7ex 入
力整合回路、8ex FET、9ex 出力整合回路、
10ex 入力整合回路、11ex FET、12ex
出力整合回路、16ex 可変減衰部、17ex 可
変移相部、71exカップラ、72ex 電力計、73
ex ドライバ増幅器、74ex ドライバ増幅器、7
5ex 電力計。
Claims (20)
- 【請求項1】 入力される高周波信号の瞬時電力が大き
い場合にのみ増幅動作する副増幅手段および上記高周波
信号を常に増幅動作する主増幅手段に対して上記高周波
信号を分配してそれぞれ与え、上記副増幅手段が増幅し
た上記高周波信号を上記主増幅手段の出力側へ注入し、
上記主増幅手段が増幅した上記高周波信号を出力するこ
とを特徴とする高周波増幅器。 - 【請求項2】 入力端子から入力された高周波信号を分
配する第1の分配手段と、 上記第1の分配手段が分配した一方の上記高周波信号を
常に増幅する主増幅手段と、 上記高周波信号の瞬時電力が大きい場合にのみ、上記第
1の分配手段が分配した他方の上記高周波信号を増幅す
る副増幅手段と、 上記副増幅手段が増幅した上記高周波信号を上記主増幅
手段の出力側へ注入するとともに、上記主増幅手段が増
幅した上記高周波信号を出力端子から出力するサーキュ
レータとを備えることを特徴とする高周波増幅器。 - 【請求項3】 入力端子から入力された高周波信号を分
配する第1の分配手段と、 上記第1の分配手段が分配した一方の上記高周波信号を
90度の位相差を付けて分配する第2の分配手段と、 上記第2の分配手段が分配した上記高周波信号を常にそ
れぞれ増幅する第1の主増幅手段および第2の主増幅手
段と、 上記高周波信号の瞬時電力が大きい場合にのみ、上記第
1の分配手段が分配した他方の上記高周波信号を増幅す
る副増幅手段と、 上記副増幅手段が増幅した上記高周波信号を上記第1の
主増幅手段の出力側および上記第2の主増幅手段の出力
側へそれぞれ注入するとともに、上記第1の主増幅手段
および上記第2の主増幅手段がそれぞれ増幅した上記高
周波信号を合成して出力端子から出力する第1の90度
ハイブリッドとを備えることを特徴とする高周波増幅
器。 - 【請求項4】 副増幅手段を通過する高周波信号の振幅
および位相を調整する第1の振幅位相調整手段を備える
ことを特徴とする請求項2または請求項3記載の高周波
増幅器。 - 【請求項5】 主増幅手段を通過する高周波信号または
副増幅手段を通過する高周波信号に遅延時間を与える遅
延手段を備えることを特徴とする請求項2から請求項4
のうちのいずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項6】 主増幅手段を通過する高周波信号または
副増幅手段を通過する高周波信号の周波数特性を変化さ
せる周波数イコライザを備えることを特徴とする請求項
2から請求項5のうちのいずれか1項記載の高周波増幅
器。 - 【請求項7】 副増幅手段へ入力する高周波信号の瞬時
電力変化に対して、上記副増幅器から出力する上記高周
波信号の瞬時電力変化および通過位相特性を調整するA
M−AM/PM調整手段を備えることを特徴とする請求
項2から請求項6のうちのいずれか1項記載の高周波増
幅器。 - 【請求項8】 AM−AM/PM調整手段は、 AM−AM/PM調整手段入力端子とAM−AM/PM
調整手段出力端子との間に直列接続される2つのコンデ
ンサと、 上記2つのコンデンサの間とグランドとを接続するダイ
オードと、 上記2つのコンデンサの間に対してバイアス用抵抗を介
して接続される直流バイアス電源とを備えることを特徴
とする請求項7記載の高周波増幅器。 - 【請求項9】 AM−AM/PM調整手段は、 高周波信号の一部を分配する第3の分配手段と、 上記第3の分配手段が分配した上記高周波信号の振幅を
検出する第1の振幅検出手段と、 上記第3の分配手段を通過した上記高周波信号の振幅お
よび位相を調整する第2の振幅位相調整手段と、 上記第1の振幅検出手段が検出した上記高周波信号の振
幅を参照して、上記第2の振幅位相調整手段を制御する
制御手段とを備えることを特徴とする請求項7記載の高
周波増幅器。 - 【請求項10】 副増幅手段が増幅した高周波信号の基
本波成分と高調波成分とを分離する分離手段と、 上記分離手段が分離した上記高調波成分の振幅および位
相を調整する第3の振幅位相調整手段と、 上記分離手段とサーキュレータとの間または上記分離手
段と第1の90度ハイブリッドとの間に設けられ、上記
分離手段が分離した上記基本波成分と上記第3の振幅位
相調整手段が調整した上記高調波成分とを合成する合成
手段とを備えることを特徴とする請求項2から請求項9
のうちのいずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項11】 副増幅手段が増幅した高周波信号の基
本波成分と高調波成分とを分離する分離手段と、 上記分離手段が分離した上記高調波成分の振幅および位
相を調整する第3の振幅位相調整手段と、 サーキュレータと上記副増幅手段との間に設けられ、上
記分離手段が分離した上記基本波成分と上記第3の振幅
位相調整手段が調整した上記高調波成分とを合成する合
成手段とを備えることを特徴とする請求項2または請求
項4から請求項9のうちのいずれか1項記載の高周波増
幅器。 - 【請求項12】 副増幅手段が増幅した高周波信号の基
本波成分と高調波成分とを分離して、上記基本波成分を
第1の90度ハイブリッドへ出力する分離手段と、 上記分離手段が分離した上記高調波成分の振幅および位
相を調整する第3の振幅位相調整手段と、 上記第3の振幅位相調整手段が調整した上記高調波成分
を2つに分配する第2の90度ハイブリッドと、 上記第1の90度ハイブリッドと第1の主増幅手段との
間に設けられ、上記第2の90度ハイブリッドからの一
方の上記高調波成分と上記第1の90度ハイブリッドを
介した上記基本波成分とを合成する第1の合成手段と、 上記第1の90度ハイブリッドと第2の主増幅手段との
間に設けられ、上記第2の90度ハイブリッドからの他
方の上記高調波成分と上記第1の90度ハイブリッドを
介した上記基本波成分とを合成する第2の合成手段とを
備えることを特徴とする請求項3から請求項9のうちの
いずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項13】 サーキュレータと出力端子との間また
は第1の90度ハイブリッドと上記出力端子との間に設
けられ、上記サーキュレータまたは上記第1の90度ハ
イブリッドからの高周波信号を上記出力端子へ通過する
アイソレータを備えることを特徴とする請求項2から請
求項12のうちのいずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項14】 副増幅手段とサーキュレータとの間に
設けられ、上記副増幅手段が増幅した高周波信号を上記
サーキュレータへ通過するアイソレータを備えることを
特徴とする請求項2または請求項4から請求項12のう
ちのいずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項15】 副増幅手段と第1の90度ハイブリッ
ドとの間に設けられ、上記副増幅手段が増幅した高周波
信号を上記第1の90度ハイブリッドへ通過するアイソ
レータを備えることを特徴とする請求項3から請求項1
2のうちのいずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項16】 入力端子から入力されたベースバンド
信号を処理するベースバンド処理手段と、 上記ベースバンド処理手段が処理した上記ベースバンド
信号を主増幅手段および副増幅手段へそれぞれ入力する
高周波信号に周波数変換する第1の周波数変換手段とを
備えることを特徴とする請求項2から請求項15のうち
のいずれか1項記載の高周波増幅器。 - 【請求項17】 ベースバンド処理手段は、 入力端子から入力されたベースバンド信号を2つに分配
する第4の分配手段と、 上記第4の分配手段が分配した一方の上記ベースバンド
信号の振幅を検出する第2の振幅検出手段と、 上記第2の振幅検出手段からの上記ベースバンド信号の
振幅および位相を調整する第4の振幅位相調整手段と、 上記第2の振幅検出手段が検出した上記ベースバンド信
号の振幅とあらかじめ用意されたデータとを参照して、
上記第4の振幅位相調整手段を制御する制御手段とを備
えることを特徴とする請求項16記載の高周波増幅器。 - 【請求項18】 副増幅手段が出力した高周波信号を分
配する第5の分配手段と、 上記第5の分配手段が分配した上記高周波信号をベース
バンド信号に周波数変換する第2の周波数変換手段とを
備え、 制御手段は、上記第2の周波数変換手段が周波数変換し
た上記ベースバンド信号を参照して、あらかじめ用意さ
れたデータを更新することを特徴とする請求項17記載
の高周波増幅器。 - 【請求項19】 入力端子から入力された高周波信号の
歪みを抽出する歪み抽出ループと、上記歪み抽出ループ
が抽出した歪みを用いて高周波信号の歪みを保証する歪
みキャンセルループとを備えたフィードフォワード増幅
器において、 請求項2から請求項18のうちのいずれか1項記載の高
周波増幅器を歪み抽出ループ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20】 請求項1から請求項18のうちのいず
れか1項記載の高周波増幅器と、上記高周波増幅器が高
周波信号に与える歪み特性を補償するディストーション
リニアライザを備えることを特徴とする歪み補償増幅
器。
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