JP2012199716A - 増幅器、送信装置およびゲート電圧決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｉｄｑドリフトにより発生する利得の変動を解消すること。
【解決手段】増幅器は、検出部と、判定部と、決定部とを備える。検出部は、ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅素子の利得の変動を監視するために用いられる所定値を検出する。判定部は、検出部により検出された所定値に基づいて、ゲート電圧を増加させるか否かを判定する。決定部は、判定部によりゲート電圧を増加させると判定された場合に、所定値に応じて増加後のゲート電圧を決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、増幅器、送信装置およびゲート電圧決定方法に関する。

従来、信号を送受信する基地局などの送信装置では、ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅するＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の増幅素子を用いた増幅器が利用されている。これまでは、かかる増幅器としてＬＤＭＯＳ−ＦＥＴ、ＧａＡｓ−ＦＥＴ等の増幅器が利用されてきたが、最近では、かかる増幅器よりも省電力で動作することが可能な高効率のＧａＮ（窒化ガリウム）−ＦＥＴデバイスを利用した増幅器が主流になりつつある。このようにＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用した増幅器は、通常、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を固定して信号を増幅する。

しかし、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用した増幅器では、ゲート電圧を固定しつつ出力電力を高出力から低出力に制御した場合に、アイドル電流（Ｉｄｑ）が規定値以下となるＩｄｑドリフトが発生する。Ｉｄｑドリフトが発生すると、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が大幅に変動してしまい、歪補償などに悪影響を及ぼす可能性がある。特に、Ｉｄｑドリフトは、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスが低温の場合に顕著に発生する。したがって、Ｉｄｑドリフトにより発生する利得変動を監視するためにＧａＮ−ＦＥＴデバイスの温度を監視することが求められる。

ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの温度を監視する従来技術としては、例えば、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの温度をサーミスタにより検出し、その検出結果に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を制御する従来技術が知られている。

特開２００７−２５９５７６号公報 特開２０１０−２６８３９３号公報

しかしながら、従来技術では、Ｉｄｑドリフトにより発生する利得の変動を解消することができないという問題がある。

具体的には、従来技術では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの温度の低下に伴ってＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を線形的に減少させる。このため、従来技術では、Ｉｄｑドリフトが顕著に発生する低温時のみならず本来Ｉｄｑドリフトの発生しない高温時にも、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を継続して減少させることとなり、ゲート電圧の減少に伴ってＩｄｑをも低下させてしまう。結果として、Ｉｄｑが規定値以下まで減少してＩｄｑドリフトが発生し、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が大幅に変動する恐れがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、Ｉｄｑドリフトにより発生する利得の変動を解消することができる増幅器、送信装置およびゲート電圧決定方法を提供することを目的とする。

本願の開示する増幅器は、検出部と、判定部と、決定部とを備える。検出部は、ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅素子の利得の変動を監視するために用いられる所定値を検出する。判定部は、前記検出部により検出された所定値に基づいて、前記ゲート電圧を増加させるか否かを判定する。決定部は、前記判定部により前記ゲート電圧を増加させると判定された場合に、前記所定値に応じて増加後の前記ゲート電圧を決定する。

本願の開示する増幅器の一つの態様によれば、Ｉｄｑドリフトにより発生する利得の変動を解消することができるという効果を奏する。

図１は、Ｉｄｑドリフトが発生した場合におけるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの特性を示す図である。 図２は、Ｉｄｑドリフトが発生した場合におけるＧａＮ−ＦＥＴの出力電力と利得との関係を示す図である。 図３は、実施例１に係る送信装置の構成を示す図である。 図４は、最適値記憶部の一例を示す図である。 図５は、実施例１に係る増幅器によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、実施例２に係る送信装置の構成を示す図である。 図７は、最適値記憶部の一例を示す図である。 図８は、実施例２に係る増幅器によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、Ｉｄｑドリフトが発生した場合におけるＧａＮ−ＦＥＴの出力電力と歪補償係数との関係を示す図である。 図１０は、実施例３に係る送信装置の構成を示す図である。 図１１は、最適値記憶部の一例を示す図である。 図１２は、実施例３に係る増幅器によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１３は、実施例４に係る送信装置の構成を示す図である。 図１４は、実施例４に係る増幅器によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下に、本願の開示する増幅器、送信装置およびゲート電圧決定方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、実施例の説明を行う前に、増幅器に含まれるＧａＮ−ＦＥＴデバイスのＩｄｑドリフトについて説明する。Ｉｄｑドリフトとは、例えば、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスにおける初期設定のアイドル電流（Ｉｄｑ）が各種の条件下で変動する現象である。なお、アイドル電流は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスに信号が印加されていない状態でのドレイン電流である。

Ｉｄｑドリフトが発生する条件としては、増幅器の定格出力電力を高出力から低出力に下げた場合に発生する。特に、かかるＩｄｑドリフトは、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスが低温の場合に顕著に発生し、高温の場合には発生しない。

図１は、Ｉｄｑドリフトが発生した場合におけるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの特性を示す図である。図１に示すように、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスが２５℃以上の高温である場合には、Ｉｄｑの設定値は初期設定値５００ｍＡから変動しない。一方、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの温度低下にともなって、Ｉｄｑは、大幅に低下する。例えば、−４０℃の低温になると、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスのＩｄｑは、０．５ｍＡとなる。

図２は、Ｉｄｑドリフトが発生した場合におけるＧａＮ−ＦＥＴの出力電力と利得との関係を示す図である。図２に示すように、飽和時の出力電力Ｐ１に対するＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得はＧ１である。しかし、温度低下にともなってＩｄｑが下がり、Ｉｄｑが低い状態で、出力電力を飽和時の高出力側から低出力側に下げると、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が大幅に低下する。例えば、図２の例では、Ｉｄｑが低い状態で、出力電力を飽和時のＰ１から低出力側のＰ２に下げると、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得がＧ１からＧ２に低下してしまう。

このように、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用した増幅器では、低温時に出力電力を高出力から低出力に制御した場合に、Ｉｄｑが規定値以下となるＩｄｑドリフトが発生し、ＩｄｑドリフトによりＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が変動する。したがって、温度や電力が閾値以下となりＧａＮ−ＦＥＴデバイスが低温の状態や低出力の状態となった場合には、ＩｄｑドリフトによりＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が低下していることが考えられる。

そこで、以下の実施例では、温度や電力などの所定値をモニタする。そして、モニタした所定値に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させるか否かを判定し、増加させると判定した場合に、所定値に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させる。このように、低温時や低出力時にＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させれば、Ｉｄｑが上昇しＧａＮ−ＦＥＴデバイスの発熱量が増加するので、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を解消できる。

次に、実施例１に係る送信装置を説明する。実施例１に係る送信装置は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として温度を検出し、検出した温度の値が閾値以下となるか否かを判定する。そして、送信装置は、温度の値が閾値以下となる場合に、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動が発生したと判定し、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させる。

図３は、実施例１に係る送信装置１００の構成を示す図である。図３に示すように、送信装置１００は、歪補償処理回路１１０、Ｄ／Ａ（Digital/Analog）変換器１２０、変調器１３０、増幅器１４０、カプラ１５０、アンテナ１６０、周波数変換器１７０およびＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１８０を有する。

歪補償処理回路１１０は、ベースバンド（ＢＢ（BaseBand））信号に対して歪補償処理を行い、歪補償処理後の信号をＤ／Ａ変換器１２０へ出力する。具体的には、歪補償処理回路１１０は、歪補償部１１１、歪補償係数記憶部１１２および歪補償係数更新部１１３を有する。

歪補償部１１１は、ＢＢ信号に対して歪補償処理（プリディストーション）を行う。具体的には、歪補償部１１１は、ＢＢ信号の電力に対応する歪補償係数を歪補償係数記憶部１１２から取得し、取得した歪補償係数を用いてＢＢ信号に対して歪補償処理を行う。

歪補償係数記憶部１１２は、ＢＢ信号の電力に対応する歪補償係数を記憶する。歪補償係数は、増幅器１４０に含まれる後述のＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の線形性を維持するための補正値であり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得を反転した値となる。なお、歪補償係数記憶部１１２は、例えば、ＬＵＴ（LookUp Table）に相当する。

歪補償係数更新部１１３は、ＢＢ信号と、カプラ１５０、周波数変換器１７０およびＡ／Ｄ変換器１８０を介して増幅器１４０からフィードバックされるフィードバック信号とに基づいて歪補償係数を演算する。例えば、歪補償係数更新部１１３は、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムを用いた適用信号処理により、ＢＢ信号とフィードバック信号とを比較し、双方の信号の差が零になるように歪補償係数を演算する。また、歪補償係数更新部１１３は、演算後の歪補償係数により、歪補償係数記憶部１１２に記憶された対応する歪補償係数を更新する。

Ｄ／Ａ変換器１２０は、歪補償処理回路１１０から入力されるデジタルの信号をアナログの信号に変換し、変換後の信号を変調器１３０に出力する。変調器１３０は、Ｄ／Ａ変換器１２０から入力される信号を変調し、変調後の信号を増幅器１４０に出力する。

増幅器１４０は、変調器１３０から入力される信号をＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用して増幅し、増幅後の信号をカプラ１５０に出力する。また、増幅器１４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために温度を検出し、検出した温度に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させ、Ｉｄｑを上昇させる。なお、増幅器１４０の具体的な構成については後述する。

カプラ１５０は、増幅器１４０から入力される信号を分岐してアンテナ１６０および周波数変換器１７０に出力する。カプラ１５０から周波数変換器１７０へ出力される信号は、増幅器１４０からフィードバックされるフィードバック信号に相当する。周波数変換器１７０は、カプラ１５０から入力されるフィードバック信号の周波数を変換し、変換後のフィードバック信号をＡ／Ｄ変換器１８０に出力する。Ａ／Ｄ変換器１８０は、周波数変換器１７０から入力されるアナログのフィードバック信号をデジタルのフィードバック信号に変換し、変換後のフィードバック信号を歪補償処理回路１１０に出力する。アンテナ１６０は、カプラ１５０から入力される信号を空間に放射する。

ここで、増幅器１４０の具体的な構成について説明する。増幅器１４０は、図３に示すように、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１、温度検出部１４２、ゲート電圧増加判定部１４３、最適値記憶部１４４、ゲート電圧決定部１４５およびゲート電圧調整部１４６を有する。

ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１は、ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅素子である。具体的には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１は、ゲート電圧調整部１４６によりゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて、変調器１３０から入力される信号を増幅する。また、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得は、図１および図２で既に説明したように、Ｉｄｑドリフトの発生により変動する。

温度検出部１４２は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値の一つとして送信装置１００の温度を検出し、検出した送信装置１００の温度の値をゲート電圧増加判定部１４３およびゲート電圧決定部１４５に出力する。なお、ここでは、温度検出部１４２が送信装置１００の温度を検出することとしたが、これに限られず、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の温度を検出することとしてもよい。この場合には、温度検出部１４２がＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１に設置されるのがよい。

ゲート電圧増加判定部１４３は、温度検出部１４２から温度の値を取得し、取得した温度の値に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する。具体的には、ゲート電圧増加判定部１４３は、取得した温度の値が閾値以下である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１が低温の状態となっているため、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部１４３は、取得した温度の値が閾値を超える場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１が低温の状態となっていないため、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。また、ゲート電圧増加判定部１４３は、判定結果をゲート電圧決定部１４５に出力する。

最適値記憶部１４４は、送信装置１００の温度の値とＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する。以下では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値を、単に「最適値」と表記することがあるものとする。

図４は、最適値記憶部１４４の一例を示す図である。図４に示すように、最適値記憶部１４４は、送信装置１００の温度の値である「温度」と、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値である「ゲート電圧」とを対応付けて記憶する。例えば、図４に示す１段目は、送信装置１００の温度の値が「０℃」である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値が「−１．２Ｖ」であることを示す。また、例えば、図４に示す２段目は、送信装置１００の温度の値が「−５℃」である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値が「−１．１８７５Ｖ」であることを示す。なお、図４に示す１段目は、ゲート電圧増加判定部１４３がＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する際に用いる閾値が「０℃」であることを示す。

また、最適値記憶部１４４に記憶された最適値は、送信装置１００の温度の値が低下するに連れて増加する。つまり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧は、送信装置１００が低温になるほど増加する。図４に示した例では、最適値である「ゲート電圧」は、「温度」が「０℃」、「−５℃」、…、「−４０℃」のように低下するに連れて、「−１．２Ｖ」、「−１．１８７５Ｖ」、…、「−１．１Ｖ」のように増加する。

なお、最適値は、送信装置１００の温度の値の低下に応じて線形的に増加したり、２次関数的に増加したり、指数関数的に増加してもよい。かかる最適値の増加勾配は、設計者により適宜調整される。

図３に戻り、ゲート電圧決定部１４５は、ゲート電圧増加判定部１４３から判定結果を取得し、温度検出部１４２から温度の値を取得する。ゲート電圧決定部１４５は、判定結果に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。具体的には、ゲート電圧決定部１４５は、ゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合に、最適値記憶部１４４を参照して温度の値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定する。そして、ゲート電圧決定部１４５は、決定した増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。一方、ゲート電圧決定部１４５は、ゲート電圧を増加させない旨の判定結果を取得した場合に、ゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力しない。

ゲート電圧調整部１４６は、ゲート電圧決定部１４５から増加後のゲート電圧の値を取得した場合に、取得した増加後のゲート電圧の値となるようにＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧をポテンショメータにより調整する。

ここで、図２に示した例を用いて、ゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合のゲート電圧決定部１４５による処理の具体例を説明する。まず、ゲート電圧決定部１４５が温度検出部１４２から温度の値「−５℃」を取得した場合を説明する。この場合、ゲート電圧決定部１４５は、最適値記憶部１４４を参照して温度の値「−５℃」に対応する最適値「−１．１８７５Ｖ」を取得する。そして、ゲート電圧決定部１４５は、取得した最適値「−１．１８７５Ｖ」を増幅後のゲート電圧として決定し、決定した増幅後のゲート電圧の値「−１．１８７５Ｖ」をゲート電圧調整部１４６に出力する。これにより、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧が、前回の値から「−１．１８７５Ｖ」に増加する。

次いで、ゲート電圧決定部１４５が温度検出部１４２から温度の値「−２０℃」を取得した場合を説明する。この場合、ゲート電圧決定部１４５は、最適値記憶部１４４を参照して温度の値「−２０℃」に対応する最適値「−１．１５Ｖ」を取得する。そして、ゲート電圧決定部１４５は、取得した最適値「−１．１５Ｖ」を増幅後のゲート電圧として決定し、決定した増幅後のゲート電圧「−１．１５Ｖ」をゲート電圧調整部１４６に出力する。これにより、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧が、「−１．１８７５Ｖ」から「−１．１５Ｖ」に増加する。

このようにして、ゲート電圧決定部１４５は、送信装置１００の温度の値が低下するほど、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させる。すると、Ｉｄｑが上昇しＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の発熱量が増加するので、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を解消することが可能となる。

次に、実施例１に係る増幅器１４０によるゲート電圧決定処理の処理手順について説明する。図５は、実施例１に係る増幅器１４０によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すように、増幅器１４０の温度検出部１４２は、送信装置１００の温度を検出する（ステップＳ１０１）。

ゲート電圧増加判定部１４３は、温度検出部１４２により検出された温度に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、ゲート電圧増加判定部１４３は、温度の値が閾値以下である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部１４３は、温度の値が閾値を超える場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。

ゲート電圧決定部１４５は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させない場合には（ステップＳ１０３否定）、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、ゲート電圧決定部１４５が、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定した場合には（ステップＳ１０３肯定）、ゲート電圧決定部１４５は、最適値記憶部１４４を参照する。そして、ゲート電圧決定部１４５は、温度検出部１４２により検出された温度の値に対応する最適値を最適値記憶部１４４から取得し（ステップＳ１０４）、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定し（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１０１に戻す。

上述してきたように、実施例１に係る送信装置１００は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として温度を検出し、検出した温度の値が閾値以下となるか否かを判定する。そして、送信装置１００は、温度の値が閾値以下となる場合に、温度の値に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイスの増幅後のゲート電圧を決定する。このため、送信装置１００は、Ｉｄｑが顕著に発生する低温時のＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させることができ、Ｉｄｑを上昇させてＧａＮ−ＦＥＴデバイスの発熱量を増加させることができる。その結果、送信装置１００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を解消することができる。

また、実施例１に係る送信装置１００は、温度の値とゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する最適値記憶部１４４を参照することにより、温度の値に対応する最適値をＧａＮ−ＦＥＴデバイスの増幅後のゲート電圧として決定する。このため、送信装置１００は、温度の値に応じてゲート電圧を動的に調整する手法と比較すると、ゲート電圧の最適値を探索する時間を短縮することができるので、低温時のＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を迅速に増加させることができる。その結果、送信装置１００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を効率よく解消することができる。

上記実施例１では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として温度を検出する構成について説明した。しかし、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として入力電力を検出することもできる。そこで、実施例３では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として入力電力を検出する例について説明する。

図６は、実施例２に係る送信装置２００の構成を示す図である。なお、以下では、図３において前述した実施例１と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図６に示すように、送信装置２００は、歪補償処理回路１１０、Ｄ／Ａ変換器１２０、変調器１３０、増幅器２４０、カプラ１５０、アンテナ１６０、周波数変換器１７０およびＡ／Ｄ変換器１８０を有する。

増幅器２４０は、変調器１３０から入力される信号をＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用して増幅し、増幅後の信号をカプラ１５０に出力する。また、増幅器２４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために入力電力を検出し、検出した入力電力に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させ、Ｉｄｑを上昇させる。

具体的には、増幅器２４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１、入力電力検出部２４２、ゲート電圧増加判定部２４３、最適値記憶部２４４、ゲート電圧決定部２４５およびゲート電圧調整部１４６を有する。

入力電力検出部２４２は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値の一つとして送信装置２００の入力電力を検出し、検出した入力電力の値をゲート電圧増加判定部２４３およびゲート電圧決定部２４５に出力する。なお、ここでは、入力電力検出部２４２が送信装置１００の入力電力を検出することとしたが、これに限られず、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の入力電力を検出することとしてもよい。この場合には、入力電力検出部２４２がＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１に設置されるのがよい。

ゲート電圧増加判定部２４３は、入力電力検出部２４２から入力電力の値を取得し、取得した入力電力の値に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する。具体的には、ゲート電圧増加判定部２４３は、取得した入力電力の値が閾値以下である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１が低出力の状態となっているため、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部２４３は、取得した入力電力の値が閾値を超える場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１が低出力の状態となっていないため、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。また、ゲート電圧増加判定部２４３は、判定結果をゲート電圧決定部２４５に出力する。

最適値記憶部２４４は、送信装置２００の入力電力の値とＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する。以下では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値を、単に「最適値」と表記することがあるものとする。

図７は、最適値記憶部２４４の一例を示す図である。図７に示すように、最適値記憶部２４４は、送信装置２００の入力電力の値である「入力電力」と、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値である「ゲート電圧」とを対応付けて記憶する。例えば、図７に示す１段目は、送信装置２００の入力電力の値が「３０ｄＢｍ」である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値が「−１．２Ｖ」であることを示す。また、例えば、図７に示す２段目は、送信装置２００の温度の値が「２８ｄＢｍ」である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値が「−１．１８７５Ｖ」であることを示す。なお、図７に示す１段目は、ゲート電圧増加判定部２４３がＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する際に用いる閾値が「３０ｄＢｍ」であることを示す。

また、最適値記憶部２４４に記憶された最適値は、送信装置２００の入力電力の値が低下するに連れて増加する。つまり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧は、送信装置２００が低出力になるほど増加する。図７に示した例では、最適値である「ゲート電圧」は、「入力電力」が「３０ｄＢｍ」、「２８ｄＢｍ」、…、「１４ｄＢｍ」のように低下するに連れて、「−１．２Ｖ」、「−１．１８７５Ｖ」、…、「−１．１Ｖ」のように増加する。

なお、最適値は、送信装置２００の入力電力の値の低下に応じて線形的に増加したり、２次関数的に増加したり、指数関数的に増加してもよい。かかる最適値の増加勾配は、設計者により適宜調整される。

図６に戻り、ゲート電圧決定部２４５は、ゲート電圧増加判定部２４３から判定結果を取得し、入力電力検出部２４２から入力電力の値を取得する。ゲート電圧決定部２４５は、判定結果に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。具体的には、ゲート電圧決定部２４５は、ゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合に、最適値記憶部２４４を参照して入力電力の値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定する。そして、ゲート電圧決定部２４５は、決定した増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。一方、ゲート電圧決定部２４５は、ゲート電圧を増加させない旨の判定結果を取得した場合に、ゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力しない。

ここで、図７に示した例を用いて、ゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合のゲート電圧決定部２４５による処理の具体例を説明する。まず、ゲート電圧決定部２４５が入力電力検出部２４２から入力電力の値「２８ｄＢｍ」を取得した場合を説明する。この場合、ゲート電圧決定部２４５は、最適値記憶部２４４を参照して入力電力の値「２８ｄＢｍ」に対応する最適値「−１．１８７５Ｖ」を取得する。そして、ゲート電圧決定部２４５は、取得した最適値「−１．１８７５Ｖ」を増幅後のゲート電圧として決定し、決定した増幅後のゲート電圧の値「−１．１８７５Ｖ」をゲート電圧調整部１４６に出力する。これにより、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧が、前回の値から「−１．１８７５Ｖ」に増加する。

次いで、ゲート電圧決定部２４５が入力電力検出部２４２から入力電力の値「２２ｄＢｍ」を取得した場合を説明する。この場合、ゲート電圧決定部２４５は、最適値記憶部２４４を参照して入力電力の値「２２ｄＢｍ」に対応する最適値「−１．１５Ｖ」を取得する。そして、ゲート電圧決定部２４５は、取得した最適値「−１．１５Ｖ」を増幅後のゲート電圧として決定し、決定した増幅後のゲート電圧「−１．１５Ｖ」をゲート電圧調整部１４６に出力する。これにより、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧が、「−１．１８７５Ｖ」から「−１．１５Ｖ」に増加する。

このようにして、ゲート電圧決定部２４５は、送信装置２００の入力電力の値が低下するほど、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させる。すると、Ｉｄｑが上昇しＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の発熱量が増加するので、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を解消することが可能となる。

次に、実施例２に係る増幅器２４０によるゲート電圧決定処理の処理手順について説明する。図８は、実施例２に係る増幅器２４０によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、増幅器２４０の入力電力検出部２４２は、送信装置２００の入力電力を検出する（ステップＳ２０１）。

ゲート電圧増加判定部２４３は、入力電力検出部２４２により検出された入力電力に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。具体的には、ゲート電圧増加判定部２４３は、入力電力の値が閾値以下である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部２４３は、入力電力の値が閾値を超える場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。

ゲート電圧増加判定部２４３は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させない場合には（ステップＳ２０３否定）、処理をステップＳ２０１に戻す。一方、ゲート電圧増加判定部２４３が、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定した場合には（ステップＳ２０３肯定）、ゲート電圧決定部２４５は、最適値記憶部２４４を参照する。そして、ゲート電圧決定部２４５は、入力電力検出部２４２により検出された入力電力の値に対応する最適値を最適値記憶部２４４から取得し（ステップＳ２０４）、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定し（ステップＳ２０５）、処理をステップＳ２０１に戻す。

上述してきたように、実施例２に係る送信装置２００は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値として入力電力を検出し、検出した入力電力の値が閾値以下となるか否かを判定する。そして、送信装置２００は、入力電力の値が閾値以下となる場合に、入力電力の値に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増幅後のゲート電圧を決定する。このため、送信装置２００は、Ｉｄｑが顕著に発生する低出力時のＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させることができ、Ｉｄｑを上昇させてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の発熱量を増加させることができる。その結果、送信装置２００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を解消することができる。

また、実施例２に係る送信装置２００は、入力電力の値とゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する最適値記憶部２４４を参照することにより、入力電力の値に対応する最適値をＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増幅後のゲート電圧として決定する。このため、送信装置２００は、入力電力の値に応じてゲート電圧を動的に調整する手法と比較すると、ゲート電圧の最適値を探索する時間を短縮することができるので、低出力時のＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を迅速に増加させることができる。その結果、送信装置２００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を効率よく解消することができる。

上記実施例１および２では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として温度または入力電力を検出する構成について説明した。しかし、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として歪補償係数を検出することもできる。そこで、実施例３では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として歪補償係数を検出する例について説明する。

まず、本実施例においてＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として歪補償係数を検出する理由について説明する。送信装置に含まれる歪補償処理回路は、通信品質の劣化を防止するために、増幅器で発生する非線形歪を補償する。すなわち、歪補償処理回路は、所定の記憶部に記憶されている歪補償係数を用いて増幅器への入力信号に対して歪補償処理を行う。ここで、歪補償係数は、増幅器に含まれるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の線形性を維持するための補正値であり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得を反転した値となる。すなわち、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が低下すると、反対に、歪補償係数は増加する。

図９は、Ｉｄｑドリフトが発生した場合におけるＧａＮ−ＦＥＴの出力電力と歪補償係数との関係を示す図である。なお、図９に示す歪補償係数は、図１に示したＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得を反転した値である。図９に示すように、飽和時の出力電力Ｐ１に対する歪補償係数はＡ１である。しかし、温度低下にともなってＩｄｑが下がり、Ｉｄｑが低い状態で、出力電力を飽和時の高出力側から低出力側に下げると、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得が大幅に低下する一方、歪補償係数が大幅に増加する。例えば、図９の例では、Ｉｄｑが低い状態で、出力電力を飽和時のＰ１から低出力側のＰ２に下げると、歪補償係数がＡ１からＡ２に増加してしまう。

このように、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用した増幅器では、低温時に出力電力を高出力から低出力に制御した場合に、Ｉｄｑが規定値以下となるＩｄｑドリフトが発生し、Ｉｄｑドリフトにより利得および歪補償係数が変動する。したがって、温度や出力電力が閾値以下となりＧａＮ−ＦＥＴデバイスが低温の状態や低出力の状態となった場合には、Ｉｄｑドリフトにより利得が低下する一方、歪補償係数が増加していることが考えられる。すなわち、歪補償係数を検出すれば、かかる歪補償係数の増加に基づいてＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動が発生したことを判定することができる。例えば、図９の例では、増加後の歪補償係数Ａ２が閾値以上となっているため、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動が発生したと判定することができる。

そこで、本実施例の送信装置では、温度や電力に代えて歪補償係数をモニタする。そして、モニタした歪補償係数に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させるか否かを判定し、増加させると判定した場合に、歪補償係数に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させる。このように、歪補償係数が顕著に変動する低温時や低出力時にＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させれば、Ｉｄｑが上昇しＧａＮ−ＦＥＴデバイスの発熱量が増加するので、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を解消できる。

図１０は、実施例３に係る送信装置３００の構成を示す図である。なお、以下では、図３において前述した実施例１と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図１０に示すように、送信装置３００は、歪補償処理回路１１０、Ｄ／Ａ変換器１２０、変調器１３０、増幅器３４０、カプラ１５０、アンテナ１６０、周波数変換器１７０およびＡ／Ｄ変換器１８０を有する。

増幅器３４０は、変調器１３０から入力される信号をＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用して増幅し、増幅後の信号をカプラ１５０に出力する。また、増幅器３４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために歪補償係数を検出し、検出した歪補償係数に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させ、Ｉｄｑを上昇させる。

具体的には、増幅器３４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１、歪補償係数検出部３４２、ゲート電圧増加判定部３４３、最適値記憶部３４４、ゲート電圧決定部３４５およびゲート電圧調整部１４６を有する。

歪補償係数検出部３４２は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値の一つとして歪補償係数を検出し、検出した歪補償係数の値をゲート電圧増加判定部３４３およびゲート電圧決定部３４５に出力する。具体的には、歪補償係数検出部３４２は、歪補償処理回路１１０の歪補償係数記憶部１１２から対応する歪補償係数を取得することにより、歪補償係数を検出する。歪補償係数は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の線形性を維持するための補正値であり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得を反転した値となる。すなわち、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得が低下すると、反対に、歪補償係数は増加する。

ゲート電圧増加判定部３４３は、歪補償係数検出部３４２から歪補償係数の値を取得し、取得した歪補償係数の値に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する。具体的には、ゲート電圧増加判定部３４３は、歪補償係数の値が閾値以上である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１が低出力の状態となっているため、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部３４３は、歪補償係数の値が閾値未満である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１が低出力の状態となっていないため、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。また、ゲート電圧増加判定部３４３は、判定結果をゲート電圧決定部３４５に出力する。

最適値記憶部３４４は、歪補償係数の値とＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する。以下では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値を、単に「最適値」と表記することがあるものとする。

図１１は、最適値記憶部３４４の一例を示す図である。図１１に示すように、最適値記憶部３４４は、歪補償係数の値である「歪補償係数」と、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値である「ゲート電圧」とを対応付けて記憶する。例えば、図１１に示す１段目は、歪補償係数の値が「１」である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値が「−１．２Ｖ」であることを示す。また、例えば、図１１に示す２段目は、歪補償係数の値が「１．１」である場合に、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値が「−１．１８７５Ｖ」であることを示す。なお、図１１に示す１段目は、ゲート電圧増加判定部３４３がＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する際に用いる閾値が「１」であることを示す。

また、最適値記憶部３４４に記憶された最適値は、歪補償係数の値が増加するに連れて増加する。つまり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧は、送信装置３００が低温または低出力になるほど増加する。図１１に示した例では、最適値である「ゲート電圧」は、「歪補償係数」が「１」、「１．１」、…、「１．８」のように増加するに連れて、「−１．２Ｖ」、「−１．１８７５Ｖ」、…、「−１．１Ｖ」のように増加する。

なお、最適値は、歪補償係数の値の増加に応じて線形的に増加したり、２次関数的に増加したり、指数関数的に増加してもよい。かかる最適値の増加勾配は、設計者により適宜調整される。

図１０に戻り、ゲート電圧決定部３４５は、ゲート電圧増加判定部３４３から判定結果を取得し、歪補償係数検出部３４２から歪補償係数の値を取得する。ゲート電圧決定部３４５は、判定結果に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。具体的には、ゲート電圧決定部３４５は、ゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合に、最適値記憶部３４４を参照して歪補償係数の値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定する。そして、ゲート電圧決定部３４５は、決定した増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。一方、ゲート電圧決定部３４５は、ゲート電圧を増加させない旨の判定結果を取得した場合に、ゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力しない。

ここで、図１１に示した例を用いて、ゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合のゲート電圧決定部３４５による処理の具体例を説明する。まず、ゲート電圧決定部３４５が歪補償係数検出部３４２から歪補償係数の値「１．１」を取得した場合を説明する。この場合、ゲート電圧決定部３４５は、最適値記憶部３４４を参照して歪補償係数の値「１．１」に対応する最適値「−１．１８７５Ｖ」を取得する。そして、ゲート電圧決定部３４５は、取得した最適値「−１．１８７５Ｖ」を増幅後のゲート電圧として決定し、決定した増幅後のゲート電圧の値「−１．１８７５Ｖ」をゲート電圧調整部１４６に出力する。これにより、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧が、前回の値から「−１．１８７５Ｖ」に増加する。

次いで、ゲート電圧決定部３４５が歪補償係数検出部３４２から歪補償係数の値「１．４」を取得した場合を説明する。この場合、ゲート電圧決定部３４５は、最適値記憶部３４４を参照して歪補償係数の値「１．４」に対応する最適値「−１．１５Ｖ」を取得する。そして、ゲート電圧決定部３４５は、取得した最適値「−１．１５Ｖ」を増幅後のゲート電圧として決定し、決定した増幅後のゲート電圧「−１．１５Ｖ」をゲート電圧調整部１４６に出力する。これにより、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧が、「−１．１８７５Ｖ」から「−１．１５Ｖ」に増加する。

このようにして、ゲート電圧決定部３４５は、歪補償係数の値が増加するほど、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させる。すると、Ｉｄｑが上昇しＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の発熱量が増加するので、ＩｄｑドリフトによるＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を解消することが可能となる。

次に、実施例３に係る増幅器３４０によるゲート電圧決定処理の処理手順について説明する。図１２は、実施例３に係る増幅器３４０によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、増幅器３４０の歪補償係数検出部３４２は、歪補償係数を検出する（ステップＳ３０１）。

ゲート電圧増加判定部３４３は、歪補償係数検出部３４２により検出された歪補償係数に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。具体的には、ゲート電圧増加判定部３４３は、歪補償係数の値が閾値以上である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部３４３は、歪補償係数の値が閾値未満である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。

ゲート電圧増加判定部３４３は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させない場合には（ステップＳ３０３否定）、処理をステップＳ３０１に戻す。一方、ゲート電圧増加判定部３４３が、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定した場合には（ステップＳ３０３肯定）、ゲート電圧決定部３４５は、最適値記憶部３４４を参照する。そして、ゲート電圧決定部３４５は、歪補償係数検出部３４２により検出された歪補償係数の値に対応する最適値を最適値記憶部３４４から取得し（ステップＳ３０４）、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定し（ステップＳ３０５）、処理をステップＳ３０１に戻す。

上述してきたように、実施例３に係る送信装置３００は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として歪補償係数を検出し、検出した歪補償係数の値が閾値以上となるか否かを判定する。そして、送信装置３００は、歪補償係数の値が閾値以上となる場合に、歪補償係数の値に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイスの増幅後のゲート電圧を決定する。このため、送信装置３００は、Ｉｄｑが顕著に発生する低温時または低出力時のＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させることができ、Ｉｄｑを上昇させてＧａＮ−ＦＥＴデバイスの発熱量を増加させることができる。その結果、送信装置３００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を解消することができる。

また、実施例３に係る送信装置３００は、歪補償係数の値とゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する最適値記憶部３４４を参照することにより、歪補償係数の値に対応する最適値をＧａＮ−ＦＥＴデバイスの増幅後のゲート電圧として決定する。このため、送信装置３００は、歪補償係数の値に応じてゲート電圧を動的に調整する手法と比較すると、ゲート電圧の最適値を探索する時間を短縮することができるので、低温時または低出力時のＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を迅速に増加させることができる。その結果、送信装置３００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を効率よく解消することができる。

上記実施例１〜３では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として温度、入力電力または歪補償係数のいずれか一つを検出する構成について説明した。しかし、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として、温度、入力電力および歪補償係数の全てを検出することもできる。そこで、実施例４では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として、温度、入力電力および歪補償係数の全てを検出する例について説明する。

図１３は、実施例４に係る送信装置４００の構成を示す図である。なお、以下では、図３において前述した実施例１と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。図１３に示すように、送信装置４００は、歪補償処理回路１１０、Ｄ／Ａ変換器１２０、変調器１３０、増幅器４４０、カプラ１５０、アンテナ１６０、周波数変換器１７０およびＡ／Ｄ変換器１８０を有する。

増幅器４４０は、変調器１３０から入力される信号をＧａＮ−ＦＥＴデバイスを利用して増幅し、増幅後の信号をカプラ１５０に出力する。また、増幅器４４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために温度、入力電力および歪補償係数を検出し、検出した温度、入力電力および歪補償係数に基づいてＧａＮ−ＦＥＴデバイスのゲート電圧を増加させ、Ｉｄｑを上昇させる。

具体的には、増幅器４４０は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１、温度検出部４４２ａ、入力電力検出部４４２ｂ、歪補償係数検出部４４２ｃ、ゲート電圧増加判定部４４３、最適値記憶部４４４、ゲート電圧決定部４４５およびゲート電圧調整部１４６を有する。

温度検出部４４２ａは、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値の一つとして送信装置４００の温度を検出し、検出した温度の値をゲート電圧増加判定部４４３およびゲート電圧決定部４４５に出力する。

入力電力検出部４４２ｂは、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値の一つとして送信装置４００の入力電力を検出し、検出した入力電力の値をゲート電圧増加判定部４４３およびゲート電圧決定部４４５に出力する。

歪補償係数検出部４４２ｃは、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値の一つとして歪補償係数を検出し、検出した歪補償係数の値をゲート電圧増加判定部４４３およびゲート電圧決定部４４５に出力する。具体的には、歪補償係数検出部４４２ｃは、歪補償処理回路１１０の歪補償係数記憶部１１２から対応する歪補償係数を取得することにより、歪補償係数を検出する。歪補償係数は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の線形性を維持するための補正値であり、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得を反転した値となる。すなわち、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得が低下すると、反対に、歪補償係数は増加する。なお、以下では、温度検出部４４２ａ、入力電力検出部４４２ｂおよび歪補償係数検出部４４２ｃを纏めて「検出部４４２」と呼ぶことがあるものとする。

ゲート電圧増加判定部４４３は、検出部４４２から温度、入力電力および歪補償係数の値を取得し、取得した温度、入力電力および歪補償係数の値に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する。具体的には、ゲート電圧増加判定部４４３は、温度または入力電力のいずれかの値が閾値以下である場合、あるいは、歪補償係数の値が閾値以上である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部４４３は、温度または入力電力のいずれかの値が閾値を超える場合、あるいは、歪補償係数の値が閾値未満である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。また、ゲート電圧増加判定部４４３は、判定結果をゲート電圧決定部４４５に出力する。

最適値記憶部４４４は、温度、入力電力および歪補償係数の値とＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧の最適値とをそれぞれ対応付けて記憶する。例えば、最適値記憶部４４４は、図４に示した最適値記憶部１４４、図７に示した最適値記憶部２４４および図１１に示した最適値記憶部３４４の全てを有する。

ゲート電圧決定部４４５は、ゲート電圧増加判定部４４３から判定結果を取得し、検出部４４２から温度、入力電力および歪補償係数の値を取得する。ゲート電圧決定部４４５は、判定結果に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。

具体的には、ゲート電圧決定部４４５は、温度の値が閾値以下でありゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合に、最適値記憶部４４４を参照して温度の値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定する。また、ゲート電圧決定部４４５は、入力電力の値が閾値以下でありゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合に、最適値記憶部４４４を参照して入力電力の値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定する。また、ゲート電圧決定部４４５は、歪補償係数の値が閾値以上でありゲート電圧を増加させる旨の判定結果を取得した場合に、最適値記憶部４４４を参照して歪補償係数の値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定する。そして、ゲート電圧決定部４４５は、決定した増加後のゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力する。一方、ゲート電圧決定部４４５は、ゲート電圧を増加させない旨の判定結果を取得した場合に、ゲート電圧の値をゲート電圧調整部１４６に出力しない。

次に、実施例４に係る増幅器４４０によるゲート電圧決定処理の処理手順について説明する。図１４は、実施例４に係る増幅器４４０によるゲート電圧決定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、増幅器４４０の検出部４４２は、温度、入力電力および歪補償係数を検出する（ステップＳ４０１）。

ゲート電圧増加判定部４４３は、検出部４４２により検出された温度、入力電力および歪補償係数に基づいて、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。具体的には、ゲート電圧増加判定部４４３は、温度または入力電力のいずれかの値が閾値以下である場合、あるいは、歪補償係数の値が閾値以上である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定する。一方、ゲート電圧増加判定部４４３は、温度または入力電力のいずれかの値が閾値を超える場合、あるいは、歪補償係数の値が閾値未満である場合には、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させないと判定する。

ゲート電圧増加判定部４４３は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させない場合には（ステップＳ４０３否定）、処理をステップＳ４０１に戻す。一方、ゲート電圧増加判定部４４３が、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させると判定した場合には（ステップＳ４０３肯定）、ゲート電圧決定部４４５は、最適値記憶部４４４を参照する。そして、ゲート電圧決定部４４５は、検出部４４２により検出された温度、入力電力または歪補償係数の値に対応する最適値を最適値記憶部４４４から取得し（ステップＳ４０４）、取得した最適値を増加後のゲート電圧として決定し（ステップＳ４０５）、処理をステップＳ４０１に戻す。

上述してきたように、実施例４に係る送信装置４００は、ＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を監視するために用いられる所定値として温度、入力電力および歪補償係数を検出する。そして、送信装置４００は、温度または入力電力のいずれかの値が閾値以下であるか否か、あるいは、歪補償係数の値が閾値以上であるか否かを判定する。そして、送信装置４００は、温度または入力電力のいずれかの値が閾値以下である場合、あるいは、歪補償係数の値が閾値以上である場合に、温度、入力電力または歪補償係数の値に応じてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増幅後のゲート電圧を決定する。このため、送信装置４００は、Ｉｄｑが顕著に発生する低温時または低出力時のＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を増加させることができ、Ｉｄｑを上昇させてＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の発熱量を増加させることができる。その結果、送信装置４００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を解消することができる。

また、実施例４に係る送信装置４００は、温度、入力電力および歪補償係数の値とゲート電圧の最適値とをそれぞれ対応付けて記憶する最適値記憶部４４４を参照することにより、歪補償係数の値に対応する最適値をＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の増幅後のゲート電圧として決定する。このため、送信装置４００は、温度、入力電力または歪補償係数の値に応じてゲート電圧を動的に調整する手法と比較すると、ゲート電圧の最適値を探索する時間を短縮することができるので、低温時または低出力時のＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１のゲート電圧を迅速に増加させることができる。その結果、送信装置４００は、Ｉｄｑドリフトにより発生するＧａＮ−ＦＥＴデバイス１４１の利得の変動を効率よく解消することができる。

なお、本実施例４では、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として、温度、入力電力および歪補償係数の全てを検出する例について説明したが、開示の技術はこれに限られるものではない。例えば、ＧａＮ−ＦＥＴデバイスの利得の変動を監視するために用いられる所定値として、温度および入力電力、入力電力および歪補償係数、または、歪補償係数および温度を検出するようにしてもよい。

１００、２００、３００、４００ 送信装置
１１０ 歪補償処理回路
１１１ 歪補償部
１１２ 歪補償係数記憶部
１１３ 歪補償係数更新部
１２０ Ｄ／Ａ変換器
１３０ 変調器
１４０、２４０、３４０、４４０ 増幅器
１４１ ＧａＮ−ＦＥＴデバイス（増幅素子）
１４２、４４２ａ 温度検出部
１４３、２４３、３４３、４４３ ゲート電圧増加判定部
１４４、２４４、３４４、４４４ 最適値記憶部
１４５、２４５、３４５、４４５ ゲート電圧決定部
１４６ ゲート電圧調整部
１５０ カプラ
１６０ アンテナ
１７０ 周波数変換器
１８０ Ａ／Ｄ変換器
２４２、４４２ｂ 入力電力検出部
３４２、４４２ｃ 歪補償係数検出部

Claims (8)

1. ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅素子の利得の変動を監視するために用いられる所定値を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された所定値に基づいて、前記ゲート電圧を増加させるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記ゲート電圧を増加させると判定された場合に、前記所定値に応じて増加後の前記ゲート電圧を決定する決定部と
   を備えたことを特徴とする増幅器。
2. 前記検出部は、
   当該増幅器の温度を前記所定値として検出することを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
3. 前記検出部は、
   前記信号の電力を前記所定値として検出することを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
4. 前記検出部は、
   前記増幅素子の利得を反転した値である歪補償係数を用いて前記信号に対して歪補償処理を行う歪補償処理部から前記歪補償係数を取得し、取得した前記歪補償係数を前記所定値として検出することを特徴とする請求項１に記載の増幅器。
5. 前記所定値と前記ゲート電圧の最適値とを対応付けて記憶する最適値記憶部をさらに備え、
   前記決定部は、
   前記判定部により前記ゲート電圧を増加させると判定された場合に、前記最適値記憶部を参照して前記所定値に対応する最適値を取得し、取得した最適値を増加後の前記ゲート電圧として決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の増幅器。
6. ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅素子の利得の変動を監視するために用いられる所定値を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された所定値に基づいて、前記ゲート電圧を増加させるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記ゲート電圧を増加させると判定された場合に、前記所定値に応じて増加後の前記ゲート電圧を決定する決定部と
   を備えたことを特徴とする送信装置。
7. 増幅器が
   ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅器の利得を変動させる要因となる所定値を検出し、
   前記検出部により検出された所定値に基づいて、前記ゲート電圧を増加させるか否かを判定し、
   前記判定部により前記ゲート電圧を増加させると判定された場合に、前記所定値に応じて増幅後の前記ゲート電圧を決定する
   ことを含むことを特徴とするゲート電圧決定方法。
8. ゲート端子に印加されるゲート電圧に応じて信号を増幅する増幅素子の利得の変動を監視するために用いられるパラメータの値を検出する検出部と、
   前記検出部により検出されたパラメータの値に基づいて、前記ゲート電圧を決定する決定部と
   を備えたことを特徴とする増幅器。

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