JP3564382B2 - プリディストーション歪み補償回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅器が発生する相互変調歪みに対応した相互変調歪みを入力信号に重畳し、増幅器の入力とすることによって、増幅器が発生する相互変調歪みを相殺するプリディストーション歪み補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図28は、従来のプリディストーション歪み補償回路の一例を示すブロック図である。図29は、従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するブロック図である。図30は、従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するベクトル図である。入力端子2801に入力された信号は電力分配回路2803により2つの経路に分配される。第一の経路では、分配された入力信号が遅延回路2804を経由した後に電力合成回路2807に入力される。第二の経路では、分配された入力信号が歪み発生回路2805を経由し、歪み信号のみが抽出される。この抽出された歪み信号はベクトル調整回路2806を経由した後に電力合成回路2807に入力される。また、遅延回路2804の遅延時間を変化させて第一の経路と第二の経路の遅延時間に差をつけることによって、高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係を自由に操作することができる。このように入力信号を2つの経路に分けて、ベクトル調整回路2806によって入力信号に対する歪み信号の振幅および位相を調整し、なおかつ遅延回路2804の遅延時間を変化させて高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係を調整しながら歪み信号を入力信号に重畳し、出力端子2802から出力する。その後、出力端子2802に接続される電力増幅器に入力信号と歪み信号が重畳された信号が入力される。
【0003】
図29において、入力信号を入力する入力端子2901と、出力信号を出力する出力端子2902、プリディストーション歪み補償を行うプリディストーション補償回路と、電力の増幅器を行う電力増幅器が示されている。ここで、図30に示すように、プリディストーション歪み補償回路2903および電力増幅器2904における入力信号および高周波側歪み信号と低周波側の歪み信号の関係をベクトル的に考える。なお、入力信号は、振幅の大きさが同じで周波数の異なる2つの連続波であるとする。電力増幅器2904によって発生する高周波側と低周波側の歪み信号に対して、同振幅かつ逆位相の高周波側と低周波側の歪み信号をプリディストーション歪み補償回路2903によって発生させて電力増幅器2904の入力とすれば、電力増幅器2904において発生する歪み信号を相殺することができる。ただし、ここでいう歪み信号の振幅とは、入力信号の振幅で規格化されたものであり、歪み信号の位相とは、入力した2つの信号の位相が同じ状態のときの、入力信号に対する位相回転量である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プリディストーション歪み補償回路2903によって発生させた歪み信号を電力増幅器2904に入力したときに、高周波側に入力した歪み信号の影響によって電力増幅器2904において低周波側に発生する歪み信号の振幅および位相が変化し、低周波側に入力した歪み信号の影響によって電力増幅器2904において高周波側に発生する歪み信号の振幅および位相が変化するため、歪み補償効果が劣化してしまう。
【0005】
以下に、詳細について述べる。電力増幅器の出力電力は、投入された直流電力以上になることはない。よって、電力増幅器の入出力電力特性は必ず飽和し、この飽和状態に近くなるほど電力利得が低下する。さらに、電力増幅器の出力電力の位相も、入力電力に応じて変化する。このような非線形特性によって、周波数が異なる2つの信号が電力増幅器に入力されたときには、電力増幅器は相互変調歪みを発生し、スペクトラムが広がってしまう。
【0006】
いま、式(1)のように表される、周波数の異なる2つの信号からなる入力電圧VINが電力増幅器に入力されたとする。
【数1】
ここで、ω1、ω2は入力信号の角周波数で、V1は角周波数がω1である信号の電圧の振幅、φ1は角周波数がω1である信号の電圧の位相、V2は角周波数がω2である信号の電圧の振幅、φ2は角周波数がω2である信号の電圧の位相でありω1<ω2であるとする。このとき、電力増幅器の出力電圧VOUTは、3次の非線形までを考慮すると式(2)のように表される。
【0007】
【数2】
ここで、a、b、cは比例定数である。式(2)において、低周波側の3次の相互変調歪みの電圧は角周波数が2ω1−ω2であり、振幅は(3/4)cV1 2V2であり、位相は2φ1−φ2である。一方、高周波側の3次の相互変調歪みの電圧は角周波数が2ω2−ω1であり、振幅は(3/4)cV1V2 2であり、位相は2φ2−φ1である。実際の電力増幅器では、3次の相互変調歪みの振幅および位相が低周波側と高周波側とで異なり、(3/4)cV1 2V2≠(3/4)cV1V2 2であり、2φ1−φ2≠2φ2−φ1である。
【0008】
また、3次の相互変調歪みは上記だけではなく、角周波数がω1の成分と角周波数がω2−ω1の差の成分とのミキシング、角周波数がω2の成分と角周波数がω2−ω1の差の成分とのミキシングや、角周波数が2ω1の2倍波成分とω2の成分とのミキシング、角周波数が2ω2の2倍波成分とω1の成分とのミキシングなどの要因によっても3次相互変調歪みが電力増幅器において発生する。さらに、電力増幅器の動作級がAB級のようにより非線形動作をさせた場合には5次の非線形の影響も無視できなくなってくるので、5次の非線形から発生する3次相互変調歪みも存在する。これらの要因によって発生する3次相互変調歪みも低周波側と高周波側とで振幅および位相がそれぞれ異なる。
【0009】
ここで、プリディストーション歪み補償回路によって3次相互変調歪みを発生させ、入力信号に重畳して電力増幅器に入力すると、角周波数が2ω2−ω1である高周波側に入力した3次相互変調歪み成分と差の周波数の3倍の成分3(ω2−ω1)とのミキシングによって、電力増幅器の低周波側に発生する角周波数が2ω1−ω2である3次相互変調歪みの振幅および位相が変化する。また、角周波数が2ω1−ω2である低周波側に入力した3次相互変調歪み成分と差の周波数の3倍の成分3(ω2−ω1)とのミキシングによって、電力増幅器の高周波側に発生する角周波数が2ω2−ω1である3次相互変調歪みの振幅および位相が変化するという現象が起こる。
【0010】
従来の技術においては、プリディストーション歪み補償回路によって相互変調歪みを低周波側のみ、高周波側のみに発生させて、それぞれ独立に歪み信号の振幅および位相を操作することが出来なかった。このため、プリディストーション歪み補償回路によって発生させた3次相互変調歪みを電力増幅器に入力しても十分な歪み抑圧量が得られることができなかった。
【0011】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、上記のように、低周波側の3次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する高周波側の3次相互変調歪みの振幅および位相が変化し、高周波側の3次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する低周波側の3次相互変調歪みの振幅および位相が変化してしまうというような現象が起こっても十分な歪み抑圧量が得られるようなプリディストーション歪み補償回路を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載のプリディストーション歪み補償回路は、入力信号を分配する第1の電力分配回路と、前記第1の電力分配回路に接続された第2の電力分配回路と、前記第1の電力分配回路に接続された第3の電力分配回路と、前記第2の電力分配回路に接続された第4の電力分配回路と、前記第2の電力分配回路に接続された第1の遅延回路と、前記第1の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第1のベクトル調整回路と、前記第4の電力分配回路に接続された第2の遅延回路と、前記第4の電力分配回路に接続された第3の遅延回路と、前記第3の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第2のベクトル調整回路と、前記第3の電力分配回路に接続され、かつ前記第1のベクトル調整回路に接続された第1の電力合成回路と、前記第3の電力分配回路に接続され、かつ前記第2のベクトル調整回路に接続された第2の電力合成回路と、前記第1の電力合成回路に接続された、第1の歪み信号を発生させる第1の歪み発生回路と、前記第1の歪み発生回路に接続された、第1の歪み信号の振幅および位相を変化させる第3のベクトル調整回路と、前記第2の電力合成回路に接続された、第2の歪み信号を発生させる第2の歪み発生回路と、前記第2の歪み発生回路に接続された、第2の歪み信号の振幅および位相を変化させる第4のベクトル調整回路と、前記第3のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第4のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第2の遅延回路が出力する入力信号とを、合成する第3の電力合成回路とを備えることを特徴とするものである。
【0019】
請求項1記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、歪み発生回路の前段において、入力した周波数の異なる2つの入力信号のみを出力する経路から入力信号を電力分配回路によって取り出し、遅延回路によって低周波側と高周波側の入力信号の位相関係を調整し、ベクトル調整回路によって入力信号の高周波側の信号のみ同振幅、逆位相となるように調整して振幅周波数特性調整回路によって、周波数の異なる2つの入力信号の高周波側の振幅を低周波側の振幅よりも小さくなるようにすれば、歪み発生回路によって低周波側に3次の相互変調歪みが発生する。また、歪み発生回路の前段において、入力した周波数の異なる2つの入力信号のみを出力する経路から入力信号を電力分配回路によって取り出し、遅延回路によって低周波側と高周波側の入力信号の位相関係を調整し、周波数の異なるベクトル調整回路によって入力信号の低周波側の信号のみ同振幅、逆位相となるように調整して振幅周波数特性調整回路によって、周波数の異なる2つの入力信号の低周波側の振幅を高周波側の振幅よりも小さくなるようにすれば、歪み発生回路によって、高周波側に3次の相互変調歪みが発生する。このようにすれば、高周波側、低周波側の歪み信号を周波数で分離して抽出することが可能となり、それぞれの振幅および位相をベクトル調整回路によって独立に操作することができる。したがって、低周波側の3次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する高周波側の3次相互変調歪みの振幅および位相が変化し、高周波側の3次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する低周波側の3次相互変調歪みの振幅および位相が変化しても大きな歪み補償効果が得られる。
【0022】
請求項2記載のプリディストーション歪み補償回路は、入力信号を分配する第1の電力分配回路と、前記第1の電力分配回路に接続された第1の遅延回路と、前記第1の電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる歪み発生回路と、前記歪み発生回路に接続された第2の遅延回路と、前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第1のベクトル調整回路と、前記第2の遅延回路に接続され、かつ前記第1のベクトル調整回路に接続された第1の電力合成回路と、前記歪み発生回路に接続された第3の遅延回路と、前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第2のベクトル調整回路と、前記第3の遅延回路に接続され、かつ前記第2のベクトル調整回路に接続された第2の電力合成回路と、前記第1の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第3のベクトル調整回路と、前記第2の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第4のベクトル調整回路と、前記第3のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第4のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第1の遅延回路が出力する入力信号とを合成する第3の電力合成回路とを備えることを特徴とするものである。
【0023】
請求項2記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、高周波側、低周波側の歪み信号を周波数で分離して抽出し、それぞれの振幅および位相をベクトル調整回路によって独立に操作することがかのうである。したがって、低周波側の3次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する高周波側の3次相互変調歪みの振幅および位相が変化し、注入した高周波側の3次相互変調歪みによって電力増幅器において発生する低周波側の3次相互変調歪みの振幅および位相が変化しても大きな歪み補償効果が得られる。
【0024】
請求項3記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路において、前記歪み発生回路が、入力された信号を分配する電力分配回路と、前記電力分配回路に接続された遅延回路と、前記電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる非線形素子を含む回路と、前記遅延回路に接続された、入力された信号の振幅および位相を変化させるベクトル調整回路と、前記ベクトル調整回路が出力する信号と、前記非線形素子を含む回路が出力する歪み信号とを合成する電力合成手段とを備えることを特徴とするものである。
【0025】
請求項3記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、入力信号と、同振幅、逆位相で非線形素子を含む回路から構成された歪み発生回路の出力信号とを合成することによって、相互変調歪みだけを抽出することが可能となる。
【0026】
請求項4記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路において、前記歪み発生回路が、飽和増幅器により構成されたことを特徴とするものである。
【0027】
請求項4記載のプリディストーション歪み補償回路によれば、飽和増幅器の出力信号と同程度の歪み信号が飽和増幅器の出力として得られるので、この出力信号の振幅が入力信号よりも十分減衰するように調整すれば、歪み発生回路を簡易に構成することが可能となり、回路を小型化することが可能となる。
【0028】
請求項5に記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項3に記載のプリディストーション歪み補償回路において、非線形素子を含む回路がトランジスタから構成されていることを特徴とするものである。
【0029】
請求項6に記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項3に記載のプリディストーション歪み補償回路において、非線形素子を含む回路が、ダイオードから構成されていることを特徴としている。
【0030】
請求項7に記載のプリディストーション歪み補償回路は、請求項1または2に1つに記載のプリディストーション歪み補償回路において、遅延回路が同軸線路であることを特徴とするものである。
【0031】
請求項8に記載のプリディストーション歪み補償回路、請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路において、遅延回路がマイクロストリップ線路であることを特徴とするものである。
【0032】
請求項9に記載のプリディストーション歪み補償回路、請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路において、遅延回路が遅延フィルタであることを特徴とするものである。
【0033】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1について説明する。図1は実施の形態1におけるプリディストーション歪み補償回路の基本回路構成を示すブロック図である。入力端子101は電力分配手段103の入力端子に接続されている。電力分配手段103の一方の出力端子は入力信号の伝播遅延時間を調整する信号の伝播時間遅延手段104に接続され、もう一方の出力端子は電力分配手段106に接続されている。電力分配手段106の一方の出力端子は入力信号より高周波の歪み信号を抽出する高周波側歪み信号抽出手段107に接続されており、もう一方の出力端子は入力信号より低周波の歪み信号を抽出する低周波側歪み信号抽出手段109に接続されている。高周波側歪み信号抽出手段107の出力端子には高周波側歪み信号抽出手段によって抽出された高周波の歪み信号の振幅および位相を調整する高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段108が接続されている。低周波側歪み信号抽出手段109の出力端子には低周波側歪み信号抽出手段によって抽出された低周波の歪み信号の振幅および位相を調整する低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段110が接続されている。電力合成手段111の入力端子には、高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段108の出力端子と低周波側の歪み信号の振幅および位相調整手段110の出力端子がそれぞれ接続されている。電力合成回路105の入力端子には信号の伝播時間遅延手段104の出力端子と電力合成回路111の出力端子が接続されており、信号の伝播時間遅延手段104が出力する信号と、電力合成回路111が出力する信号とを合成する。電力合成回路105の出力端子は出力端子102に接続されている。なお、図1には、電力分配手段と電力合成手段がそれぞれ2つある例が図示されているが、1つであってもよい。その場合、電力分配手段は、入力信号を信号の伝播時間遅延手段104と、高周波側歪み信号抽出手段107と、低周波側歪み信号抽出手段109とに分配する。また、同様に電力合成手段は、高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段108が出力する信号と、低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段110が出力する信号と、信号の伝播時間遅延手段104が出力する信号とを合成する。
【0034】
本発明の実施の形態1の具体例について説明する。図2は、実施の形態1におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。図3、4は、図2中の各点における信号スペクトラムを示す説明図である。図2においては、図1の構成要素は以下のように置き換えられている。信号の伝搬時間遅延手段104は同軸ケーブル204に置き換えられている。高周波側歪み信号抽出手段107はハイパスフィルタ207と歪み発生回路208に置き換えられている。低周波側歪み信号抽出手段109はローパスフィルタ210と歪み発生回路211に置き換えられている。高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段108はベクトル調整回路209に置き換えられている。低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段110はベクトル調整回路212に置き換えられている。
【0035】
図2のプリディストーション歪み補償回路において、図3(a)のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる2つの連続波からなる信号を入力端子201に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路203によって2つに分配される。電力分配回路203の一方の出力は同軸ケーブル204を介して電力合成回路205に入力され、もう一方の出力は電力分配回路206に入力され、ハイパスフィルタ207とローパスフィルタ210に分配される。ここで、ハイパスフィルタ207によって、図3(b)に示すように、低周波側の入力信号の振幅が高周波側の入力信号の振幅に比べて減衰する。この図3(b)に示すような信号が歪み発生回路208に入力され、図3(c)に示すような低周波側歪み信号に比べて振幅が十分大きな高周波側歪み信号が発生する。この図3(c)に示すような信号は、ベクトル調整回路209によりその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路213に入力される。また、ローパスフィルタ210によって、図4(a)に示すように高周波側の入力信号の振幅が低周波側の入力信号の振幅に比べて減衰する。この図4(d)に示すような信号が歪み発生回路211に入力され、図4(b)に示すように高周波側歪み信号に比べて振幅が十分大きな低周波側歪み信号が発生する。この図4(b)に示すような信号は、ベクトル調整回路212によりその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路213に入力される。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路205によって入力信号と歪み信号が重畳され、図4(c)のような出力信号が出力端子202から出力される。
【0036】
(歪み発生回路)
ここで、歪み発生回路208と211について説明する。図5は、歪み発生回路の回路構成を示すブロック図である。図6、7は、図5の各点における信号スペクトラムを示す説明図である。図5の歪み発生回路において、入力端子501は、電力分配回路503に接続されている。電力分配回路503の一方の出力端子は同軸ケーブル504に接続され、もう一方の出力端子は非線形素子を含む回路507に接続されている。同軸ケーブル504はベクトル調整回路505にも接続されている。電力合成回路506の一方の入力端子はベクトル調整回路505に接続され、もう一方の入力端子は非線形素子を含む回路507に接続されている。電力合成回路506の出力端子は出力端子502に接続されている。
【0037】
図5の歪み発生回路において、図6(a)に示すような高周波側入力信号と、高周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側入力信号とを入力端子501に入力した場合には、一方は電力分配回路503を介して非線形素子を含む回路507に入力され、もう一方は電力分配回路503、同軸ケーブル504、ベクトル調整回路505を介して電力合成回路506に入力される。非線形素子を含む回路507は、図6(b)に示すような高周波側出力信号と、高周波側出力信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側出力信号と、高周波側歪み信号と、高周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側歪み信号を出力する。この非線形素子を含む回路507の出力と、電力分配回路503、同軸ケーブル504、ベクトル調整回路505を経由してきた入力信号(図6(a))とは、同振幅かつ逆位相で電力合成回路506において合成される。電力合成回路506は、図7(a)に示すような抑圧された低周波側出力信号と、抑圧された高周波側出力信号と、高周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側歪み信号と、高周波側歪み信号を出力端子502に出力する。
【0038】
同様に、図7(b)に示すような低周波側入力信号と、低周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側入力信号を入力端子501に入力した場合には、一方は電力分配回路503を介して非線形素子を含む回路507に入力され、もう一方は電力分配回路503、同軸ケーブル504、ベクトル調整回路505を介して電力合成回路506に入力される。非線形素子を含む回路507は、図7(c)に示すような低周波側出力信号と、低周波側出力信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側出力信号と、低周波側歪み信号と、低周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側歪み信号が出力される。この非線形素子を含む回路507の出力と、電力分配回路503、同軸ケーブル504、ベクトル調整回路505を経由してきた入力信号(図6(a))とは、同振幅かつ逆位相で電力合成回路506において合成される。電力合成回路506は、図7(d)に示すように抑圧された低周波側出力信号と、抑圧された高周波側出力信号と、低周波側歪み信号と、低周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側歪み信号が出力端子502を出力する。
【0039】
なお、非線形素子を含む回路507に使用する非線形素子としては、ダイオードやトランジスタなどがある。図11は、ダイオードを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。図11において、a、b、c、d、eは接続点を表している。図11の回路図において、接続点aには入力端子1101とコンデンサ1104が接続されている。接続点bにはコンデンサ1104と抵抗1105とダイオード1106の入力端子とコンデンサ1109が接続されている。接続点cには電源端子1103と一方の端子が接地されたコンデンサ1108が接続されている。接続点dにはダイオード1106の出力端子と一方が接地された抵抗1107が接続されている。接続点eには出力端子1102とコンデンサ1109が接続されている。
【0040】
また、図12は、トランジスタを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。図12において、a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、kは接続点を表している。図12の回路図において、接続点aには入力端子1201とコンデンサ1205が接続されている。接続点bにはコンデンサ1205と整合回路1206が接続されている。接続点cにはトランジスタ1209のゲート端子が接続されている。接続点eには整合回路1206と抵抗1207が接続されている。接続点fには電源端子1203と一方が接地されたコンデンサ1208が接続されている。接続点dはトランジスタ1209のソース端子が接続され、さらに接地されている。接続点gにはトランジスタ1209のドレイン端子と整合回路1210が接続されている。接続点hには整合回路1210と4分の1波長線路1211が接続されている。接続点iには電源端子1204と4分の1波長線路1211と一方が接地されたコンデンサ1212が接続されている。接続点jには整合回路1210とコンデンサ1213が接続されている。接続点kには出力端子1202とコンデンサ1213が接続されている。
【0041】
また、歪み発生回路208と211を簡略化するための別の構成例を説明する。図8は、歪み発生回路の別の回路構成を示すブロック図である。図9、10は、図8の各点における信号スペクトラムを示す説明図である。図8の歪み発生回路において、飽和増幅器803の入力端子は入力端子801に、飽和増幅器803の出力端子は出力端子802に接続されている。ここで、飽和増幅器とは、出力信号として、増幅された入力信号、および増幅された入力信号と同程度の振幅の大きさを持つ歪み信号を出力する増幅器のことである。
【0042】
図8の歪み発生回路において、図9(a)に示すような高周波側入力信号と、高周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側入力信号を入力端子801に入力した場合には、飽和増幅器803は、図9(b)に示すような低周波側出力信号と、高周波側出力信号と、高周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい低周波側歪み信号と、高周波側歪み信号を出力する。それから出力端子802は、飽和増幅器803が出力する信号をそのまま出力する。
【0043】
同様に、図9(c)に示すような低周波側入力信号と、低周波側入力信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側入力信号を入力端子801に入力した場合には、飽和増幅器803は、図9(d)に示すような低周波側出力信号と、高周波側出力信号と、低周波側歪み信号よりも振幅の大きさが小さい高周波側歪み信号と、低周波側歪み信号を出力する。それから、出力端子802は、飽和増幅器803が出力する信号をそのまま出力する。このようにすれば、図9(b)と図9(d)に示すように、入力信号と同程度の振幅の大きさを持つ歪み信号が得られる。
【0044】
ここで、図2における歪み発生回路208と歪み発生回路211として、図8に示す歪み発生回路を用いたとする。このとき、飽和増幅器803の出力信号および歪み信号は、ベクトル調整回路209、212によってその振幅と位相が変えられ、電力合成回路213によって合成されて図10(b)に示すような出力信号および歪み信号となる。この出力信号および歪み信号は、電力合成回路205に入力される。また、以前に記載されているように、図10(a)に示すような同軸ケーブル204を経由してきた入力信号が、電力合成回路205に入力される。ここで、図10(b)に示すような出力信号および歪み信号と、図10(a)に示すような入力信号とを電力合成回路205において合成する際に、あらかじめベクトル調整回路209とベクトル調整回路212は、図10(b)に示した飽和増幅器803の出力信号が図10(a)に示した入力信号よりも十分に減衰するようにし、なおかつ入力信号に対する歪み信号の振幅の大きさを適切に調整する。この調整により、電力合成回路205における合成の結果、図10(c)に示すような入力信号と歪み信号を出力する。このようにして、歪み発生回路によって出力信号を抑圧する過程が省略されるので、回路構成が簡略化される。なお、飽和増幅器803には、C級増幅器やリミッタアンプなどを使用すればよい。
【0045】
また、上記の例では遅延回路として同軸ケーブル204と同軸ケーブル504を使用しているが、同軸ケーブル以外の同軸線路を使用してもよく、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを使用しても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【0046】
(ベクトル調整回路)
次に、ベクトル調整回路209、212、505について説明する。ベクトル調整回路209とベクトル調整回路212とベクトル調整回路505としては、例えば可変減衰器と可変位相器がある。図13は、可変減衰器の構成例を示す回路図である。図13において、a、b、c、d、e、f、g、h、iは接続点を表している。接続点aには入力端子1301と90°ハイブリッドカップラ1304が接続されている。接続点bには90°ハイブリッドカップラ1304とダイオード1305の入力端子が接続されている。接続点cにはダイオード1305の出力端子と抵抗1307が接続されている。接続点dは抵抗1307が接続され、さらに接地されている。接続点eには電源端子1303が接続されている。接続点fには90°ハイブリッドカップラ1304とダイオード1306の入力端子が接続されている。接続点gにはダイオード1306の出力端子と抵抗1308が接続されている。接続点hは抵抗1308が接続され、さらに接地されている。接続点iには90°ハイブリッドカップラ1304と出力端子1302が接続されている。ここで、接続点bと接続点eと接続点fは共通端子となっている。
【0047】
図14は、可変位相器の構成例を示す回路図である。図14において、a、b、c、d、e、f、g、h、iは接続点を表している。接続点aには入力端子1401と90°ハイブリッドカップラ1404に接続されている。接続点bには90°ハイブリッドカップラ1404とダイオード1405の入力端子が接続されている。接続点cにはダイオード1405の出力端子とコンデンサ1407が接続されている。接続点dはコンデンサ1407が接続され、さらに接地されている。接続点eには電源端子1403が接続されている。接続点fには90°ハイブリッドカップラ1404とダイオード1406の入力端子が接続されている。接続点gにはダイオード1406の出力端子とコンデンサ1408が接続されている。接続点hはコンデンサ1408が接続され、さらに接地されている。接続点iには90°ハイブリッドカップラ1404と出力端子1402が接続されている。ここで、接続点bと接続点eと接続点fは共通端子となっている。なお、可変減衰器と可変位相器を複数縦続接続して使用することも可能である。
【0048】
なお、この実施の形態1では低周波側、高周波側の3次相互変調歪みの調整について述べたが、5次相互変調歪みと7次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【0049】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について説明する。なお、プリディストーション歪み補償回路の基本回路構成を示すブロック図は実施の形態1と同様である。図15は、実施の形態2におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。図16、17は、図15中の各点における信号のスペクトラムを示す説明図である。実施の形態1と異なるのは、図1の高周波側歪み信号抽出手段107の構成において、歪み発生回路1507とハイパスフィルタ1508の位置が入れ替わっている点と、低周波側歪み信号抽出手段109の構成において、歪み発生回路1510とローパスフィルタ1511の位置が入れ替わっている点である。実施の形態1と同一の構成については重複を避けるために説明を省略する。
【0050】
図15のプリディストーション歪み補償回路において、図16(a)のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる2つの連続波からなる信号を入力端子1501に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路1503によって2つに分配される。その後、電力分配回路1503の一方の出力は同軸ケーブル1504を介して電力合成回路1505に入力され、もう一方は電力分配回路1506に入力される。電力分配回路1506の出力は、歪み発生回路1507と歪み発生回路1510のそれぞれに入力され、歪み発生回路1507と歪み発生回路1510の出力端子には図16(b)に示すような出力信号と歪み信号が出力される。その後、歪み発生回路1507の出力信号と歪み信号はハイパスフィルタ1508によって図17(a)に示すように低周波側歪み信号と低周波側出力信号と高周波側出力信号は減衰され、高周波側歪み信号が抽出される。ベクトル調整回路1509は、ハイパスフィルタ1508によって抽出された信号の振幅および位相を変化させ、電力合成回路1513に入力する。このとき、低周波側歪み信号も存在するが、高周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。また、歪み発生回路1510の出力信号と歪み信号はローパスフィルタ1511によって図17(b)に示すように高周波側歪み信号と低周波側出力信号と高周波側出力信号は減衰され、低周波側歪み信号が抽出される。ベクトル調整回路1512は、ローパスフィルタ1511によって抽出された信号の振幅および位相を変化させ、電力合成回路1513に入力する。このとき、高周波側歪み信号も存在するが、低周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路1505において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子1502から図17(c)に示すような信号が出力される。
【0051】
なお、歪み発生回路1507、1510の構成例は図5に示されているとおりであり、これらの動作は、実施の形態1において説明されている。さらに、歪み発生回路1507、1510を簡略化するための構成例は図8に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態1において説明されている。さらに、ベクトル調整回路1509、ベクトル調整回路1512の構成例は、図13、14に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態1において説明されている。したがって、これらの実施の形態1において説明されている動作については、重複を避けるために説明を省略する。
【0052】
また、実施の形態2において、歪み発生回路1507、1510を2つ使用しているが、歪み発生回路を1つのみ使用し、電力分配回路1506と、ハイパスフィルター1508またはローパスフィルター1511との間に配置するのではなく、電力分配回路1503と電力分配回路1506との間に配置してもよい。
【0053】
さらに、実施の形態2において、遅延回路として同軸ケーブル1504を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【0054】
さらに、実施の形態2において、低周波側、高周波側の3次相互変調歪みの調整について述べたが、5次相互変調歪みと7次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【0055】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3について説明する。図18は、実施の形態3におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。入力端子1801は電力分配回路1803の入力端子に接続されている。電力分配回路1803の一方の出力端子が電力分配回路1804の入力端子に接続され、もう一方の出力端子が電力分配回路1812の入力端子に接続されている。電力分配回路1804の一方の出力端子は電力分配回路1805の入力端子に接続されており、もう一方の出力端子は同軸ケーブル1808に接続されている。同軸ケーブル1808はベクトル調整回路1809に接続されている。電力分配回路1805の一方の出力端子には同軸ケーブル1806が接続され、もう一方の出力端子には同軸ケーブル1810が接続されている。同軸ケーブル1810にはベクトル調整回路1811が接続されている。電力合成回路1813の一方の入力端子にはベクトル調整回路1809が接続され、もう一方の入力端子には電力分配回路1812が接続されている。電力合成回路1814の一方の入力端子にはベクトル調整回路1811が接続され、もう一方の入力端子には電力分配回路1812が接続されている。電力合成回路1813の出力端子には歪み発生回路1815が接続されている。歪み発生回路1815にはベクトル調整回路1816が接続されている。電力合成回路1814の出力端子には歪み発生回路1817が接続されている。歪み発生回路1817にはベクトル調整回路1818が接続されている。電力合成回路1819の一方の入力端子にはベクトル調整回路1816が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路1818が接続されている。電力合成回路1807の一方の入力端子には同軸ケーブル1806が接続され、もう一方の入力端子には電力合成回路1819が接続され、出力端子には出力端子1802が接続されている。
【0056】
以下、実施の形態3におけるプリディストーション歪み補償回路の動作について説明する。図19は実施の形態3における入力信号のベクトル図である。図18において、図3(a)のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる2つの連続波からなる信号を入力端子1801に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路1803によって2つに分配される。電力分配回路1803の一方の出力は、電力分配回路1804に入力され、もう一方の出力は電力分配回路1812に入力される。電力分配回路1804に入力された信号は、さらに電力分配回路1805と同軸ケーブル1808に分配される。電力分配回路1812に入力された信号もさらに電力合成回路1813と電力合成回路1814に分配される。このとき、電力合成回路1813と電力合成回路1814に入力される信号は図19(a)に示すように高周波側と低周波側の振幅の大きさが等しく、位相も同じであるとする。同軸ケーブル1808に分配された入力信号は、ベクトル調整回路1809を経由して電力合成回路1813に入力される。このとき、図19(b)に示すように、同軸ケーブル1808によって高周波側の入力信号が低周波側の入力信号よりも位相が遅れ、図19(a)に示す低周波側入力信号に対して位相差が180度になるようにベクトル調整回路1809で調整すれば、図19(c)に示すように高周波側の入力信号の振幅は低周波側の入力信号よりも大きくなり、図3(b)と同様の信号スペクトラムが得られる。この信号を歪み発生回路1815に入力すれば、図3(c)に示すような高周波側歪み信号が発生する。この高周波側歪み信号は、ベクトル調整回路1816によってその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路1819に入力される。このとき、低周波側歪み信号も発生するが、高周波側歪み信号に比べて振幅は十分小さいので、無視することができる。
【0057】
また、電力分配回路1805に入力された入力信号は同軸ケーブル1806と同軸ケーブル1810に分配される。同軸ケーブル1810に分配された入力信号は、ベクトル調整回路1811を経由して電力合成回路1814に入力される。このとき、図19(d)に示すように、同軸ケーブル1810によって高周波側の入力信号が低周波側の入力信号よりも位相が遅れ、図19(a)に示す高周波側入力信号に対して位相差が180度になるようにベクトル調整回路1811で調整すれば、図19(e)に示すように低周波側の入力信号の振幅は高周波側の入力信号よりも大きくなり、図4(a)と同様の信号スペクトラムが得られる。この信号を歪み発生回路1817に入力すれば、図4(b)に示すような低周波側歪み信号が発生する。この低周波側歪み信号は、ベクトル調整回路1818によってその振幅と位相が変化し、変化した信号が電力合成回路1819に入力される。このとき、高周波側歪み信号も発生するが、低周波側歪み信号に比べて振幅は十分小さいので、無視することができる。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路1807において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子1802から図4(c)に示すような信号が出力される。
【0058】
ここで、歪み発生回路1815、1817の構成例を図5に示されているとおりであり、これらの動作は、実施の形態1において説明されている。さらに、歪み発生回路1815、1817を簡略化するための構成例を図8に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態1において説明されている。さらに、ベクトル調整回路1809、ベクトル調整回路1811、ベクトル調整回路1816、ベクトル調整回路1818の構成例は、図13、14に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態1において説明されている。したがって、これらの実施の形態1において説明されている動作については、重複を避けるために説明を省略する。
【0059】
また、実施の形態3において、遅延回路として同軸ケーブル1806と同軸ケーブル1808と同軸ケーブル1810を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【0060】
また、ここでは低周波側、高周波側の3次相互変調歪みの調整について述べたが、5次相互変調歪みと7次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【0061】
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4について説明する。図20は、実施の形態4におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。入力端子2001は電力分配回路2003の入力端子に接続されている。電力分配回路2003の一方の出力端子が同軸ケーブル2004に接続され、もう一方の出力端子が電力分配回路2011に接続されている。同軸ケーブル2004は電力分配回路2005に接続されている。電力分配回路2011の一方の出力端子には非線形素子を含む回路2012に接続され、もう一方の出力端子には非線形素子を含む回路2013に接続されている。電力分配回路2005の一方の出力端子には電力分配回路2006が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路2009が接続されている。電力分配回路2006の一方の出力端子には同軸ケーブル2007が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路2010が接続されている。電力合成回路2014の一方の入力端子にはベクトル調整回路2009が接続されており、もう一方の入力端子には非線形素子を含む回路2012が接続されている。電力合成回路2015の一方の入力端子にはベクトル調整回路2010が接続されており、もう一方の入力端子には非線形素子を含む回路2013が接続されている。電力合成回路2014はハイパスフィルタ2016に接続されている。ハイパスフィルタ2016はベクトル調整回路2018に接続されている。電力合成回路2015はローパスフィルタ2017に接続されている。ローパスフィルタ2017はベクトル調整回路2019に接続されている。電力合成回路2020の一方の入力端子にはベクトル調整回路2018が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路2019が接続されている。電力合成回路2008の一方の入力端子には同軸ケーブル2007が接続され、もう一方の入力端子には電力合成回路2020が接続され、出力端子には出力端子2002が接続されている。
【0062】
以下、実施の形態4におけるプリディストーション歪み補償回路の動作について説明する。図21、22は信号のスペクトラムを示す説明図である。図20において、図21(a)のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる2つの連続波からなる信号を入力端子2001に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路2003によって2つに分配される。電力分配回路1803の一方の出力は、同軸ケーブル2004に入力され、もう一方の出力は電力分配回路2011に入力される。同軸ケーブル2004を経由した入力信号は電力分配回路2005に入力された後、電力分配回路2005の一方の出力は、電力分配回路2006に分配され、もう一方の出力は、ベクトル調整回路2009に分配されて電力合成回路2014に入力される。また、電力分配回路2006に入力された信号は、2つに分配される。電力分配回路2006の一方の出力は同軸ケーブル2007に分配され、もう一方の出力はベクトル調整回路2010に分配されて電力合成回路2015に入力される。また、電力分配回路2011に入力された信号は、2つに分配される。電力分配回路2011の一方の出力は、非線形素子を含む回路2012に分配される。もう一方の出力は非線形素子を含む回路2013に分配される。ここで、非線形素子を含む回路2012は、図21(b)に示すような出力信号と歪み信号を出力し、この出力信号と歪み信号が電力合成回路2014に入力される。このとき、図21(a)に示すような電力分配回路2005から分配された入力信号を、非線形素子を含む回路2012の出力信号に対して同振幅かつ逆位相になるようにベクトル調整回路2009によって調整すれば、電力合成回路2014の出力端子から図21(c)のような歪み信号が出力される。また、同様に非線形素子を含む回路2013は、図21(b)に示すような出力信号と歪み信号を出力し、この出力信号と歪み信号が電力合成回路2015に入力される。このとき、図21(a)に示すような電力分配回路2006から分配された入力信号を、非線形素子を含む回路2013の出力信号に対して同振幅かつ逆位相になるようにベクトル調整回路2010によって調整すれば、電力合成回路2015の出力端子から図21(c)のような歪み信号が出力される。
【0063】
電力合成回路2014の出力端子から出力された歪み信号は、ハイパスフィルタ2016によって図22(a)に示すような高周波側の歪み信号が取り出される。この高周波側の歪み信号は、ベクトル調整回路2018によってその振幅および位相が変化し、変化した信号が電力合成回路2020に入力される。ここで、低周波側の歪み信号も存在するが、高周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。電力合成回路2015の出力端子から出力された歪み信号は、ローパスフィルタ2017によって図22(b)のように低周波側の歪み信号が取り出される。この低周波側の歪み信号は、ベクトル調整回路2019によってその振幅および位相が変化し、変化した信号が電力合成回路2020に入力される。ここで、高周波側の歪み信号も存在するが、高周波側歪み信号の振幅に比べて十分に減衰しているので、無視することができる。このようにして、高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路2008において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子2002から図22(c)に示すような信号が出力される。
【0064】
なお、非線形素子を含む回路2012と非線形素子を含む回路2013に使用する非線形素子としては、ダイオードやトランジスタなどがある。ダイオードを使用した非線形素子を含む回路の構成例は図11に、トランジスタを使用した非線形素子を含む回路の構成例は図12に示されているとおりである。これらの動作は実施の形態1において説明されている。さらに、ベクトル調整回路2009、ベクトル調整回路2010、ベクトル調整回路2018、ベクトル調整回路2019の構成例は図11に示されているとおりである。これらの動作は実施の形態1において説明されている。したがって、これらの実施の形態1において説明されている動作については、重複を避けるために、説明を省略する。
【0065】
また、実施の形態4において、遅延回路として同軸ケーブル2004と同軸ケーブル2007を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【0066】
さらに、実施の形態4において、低周波側、高周波側の3次相互変調歪みの調整について述べたが、5次相互変調歪みと7次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【0067】
(実施の形態5)
本発明の実施の形態5について説明する。図23は、実施の形態5におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。入力端子2301は電力分配回路2303の入力端子に接続されている。電力分配回路2303の一方の出力端子には同軸ケーブル2304に接続され、もう一方の出力端子には歪み発生回路2306が接続されている。歪み発生回路2306には電力分配回路2307が接続されている。電力分配回路2307の一方の出力端子には電力分配回路2308が接続され、もう一方の出力端子には電力分配回路2313に接続されている。電力分配回路2308の一方の出力端子には同軸ケーブル2309が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路2310が接続されている。電力合成回路2311の一方の入力端子には同軸ケーブル2309が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路2310が接続され、出力端子にはベクトル調整回路2312が接続されている。電力分配回路2313の一方の出力端子には同軸ケーブル2314が接続され、もう一方の出力端子にはベクトル調整回路2315が接続されている。電力合成回路2316の一方の入力端子には同軸ケーブル2314が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路2315が接続され、出力端子にはベクトル調整回路2317が接続されている。電力合成回路2318の一方の入力端子にはベクトル調整回路2312が接続され、もう一方の入力端子にはベクトル調整回路2317が接続され、出力端子には増幅器2319が接続されている。電力合成回路2305の一方の入力端子には同軸ケーブル2304が接続され、もう一方の入力端子には増幅器2319が接続され、出力端子には出力端子2302が接続されている。
【0068】
以下、実施の形態5におけるプリディストーション歪み補償回路の動作について説明する。図24、25は信号のスペクトラムを示す説明図である。図26、27は歪み信号のベクトル図である。図23において、図24(a)のような振幅の大きさが等しく、周波数の異なる2つの連続波からなる信号を入力端子2301に入力するとする。この入力信号は、電力分配回路2303によって2つに分配される。電力分配回路2303の一方の出力は、同軸ケーブル2304に入力された後、電力合成回路2305に入力される。電力分配回路2303のもう一方の出力は、歪み発生回路2306に入力され、歪み発生回路2306によって、図24(b)に示すような歪み信号が抽出される。この抽出された歪み信号は図26(a)のようなベクトル図で示される。この抽出された歪み信号は、電力分配回路2307に入力された後、電力分配回路2308と電力分配回路2313に入力される。電力分配回路2308に入力された歪み信号はさらに2つに分配され、一方は同軸ケーブル2309に入力された後、電力合成回路2311に入力され、もう一方はベクトル調整回路2310に入力された後、電力合成回路2311に入力される。このとき、同軸ケーブル2309に入力された歪み信号は同軸ケーブル2309の伝播遅延時間分だけ位相が回転し、図26(b)のようになる。また、電力合成回路2311に入力される歪み信号のうち、高周波側の歪み信号と、同軸ケーブル2309によって位相回転が生じた歪み信号のうち、高周波側の歪み信号との位相差が180度となるようにベクトル調整回路2310によって図26(c)のように歪み信号の振幅と位相を変化させる。その結果、図26(d)に示すように高周波側の歪み信号は相殺されて低周波側の歪み信号のみが電力合成回路2311の出力端子に出力される。このようにして抽出された低周波側の歪み信号は図25(a)のようになるので、ベクトル調整回路2312によって振幅と位相が変化し、変化した信号は電力合成回路1818に入力される。
【0069】
また、電力分配回路2313に入力された歪み信号はさらに2つに分配され、一方は同軸ケーブル2314に入力された後、電力合成回路2316に入力され、もう一方はベクトル調整回路2315に入力された後、電力合成回路2316に入力される。このとき、同軸ケーブル2314に入力された歪み信号は同軸ケーブル2314の伝播遅延時間分だけ位相が回転し、図27(a)のようになる。また、電力合成回路2316に入力される歪み信号のうち、低周波側の歪み信号と、同軸ケーブル2314によって位相回転が生じた歪み信号のうち、低周波側の歪み信号の位相差が180度となるようにベクトル調整回路2315によって図27(b)のように歪み信号の振幅と位相を変化させる。その結果、図27(c)に示すように低周波側の歪み信号は相殺されて高周波側の歪み信号のみが電力合成回路2316の出力端子に出力される。このようにして抽出された高周波側の歪み信号は、図25(b)のようになるので、ベクトル調整回路2312によって振幅と位相が変化し、変化した信号は電力合成回路2318に入力される。このようにして電力合成回路2318によって合成された低周波側歪み信号と高周波側歪み信号は増幅器2319によって振幅が増幅され、電力合成回路2305に入力される。このようにして高周波側歪み信号と低周波側歪み信号をそれぞれ独立に変化させることが可能となり、電力合成回路2305において入力信号と歪み信号が重畳され、出力端子2302から図25(c)に示すような信号が出力される。
【0070】
ここで、歪み発生回路2306の構成例を図5に示されているとおりであり、これらの動作は、実施の形態1において説明されている。さらに、歪み発生回路2306を簡略化するための構成例を図8に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態1において説明されている。さらに、また、ベクトル調整回路2310、ベクトル調整回路2312、ベクトル調整回路2315、ベクトル調整回路2317の構成例は、図13、14に示されているとおりであり、これらの動作は実施の形態1において説明されている。したがって、これらの実施の形態1において説明されている動作については、重複を避けるために説明を省略する。
【0071】
また、実施の形態5において、遅延回路として同軸ケーブル2304と同軸ケーブル2309と同軸ケーブル2314を使用しているが、プリント回路基板上に設計されたマイクロストリップ線路や一定の遅延時間を持つ遅延フィルタなどを用いても同様の効果が得られ、回路を小型化することが可能となる。
【0072】
さらに、実施の形態5において、低周波側、高周波側の3次相互変調歪みの調整について述べたが、5次相互変調歪みと7次相互変調歪みの低周波側、高周波側の振幅と位相の調整についても同様の効果が得られ、ある帯域幅を持った変調波入力信号によって発生する歪みに対しても、歪み補償効果が得られる。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のプリディストーション歪み補償回路は、高周波側と低周波側の歪み信号それぞれ個別に発生させて抽出し、それぞれの振幅および位相を独立に操作しながら入力信号に重畳し、電力増幅器の入力とすることによって電力増幅器の歪み補償が可能となる。また、プリディストーション歪み補償回路によって発生する高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係を電力増幅器の高周波側の歪み信号と低周波側の歪み信号の位相関係と一致させるために遅延時間を調整することが不要となる。さらに、歪み発生回路に使用する非線形素子の歪み特性を電力増幅器の歪み特性と類似のものとする必要がないので、歪み発生回路の設計を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1におけるプリディストーション歪み補償回路の基本回路構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態1におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図3】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図4】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図5】歪み発生回路の回路構成を示すブロック図である。
【図6】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図7】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図8】歪み発生回路の別の回路構成を示すブロック図である。
【図9】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図10】信号スペクトラムを示す説明図である。
【図11】ダイオードを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。
【図12】トランジスタを使用した非線形素子を含む回路の構成例を示す回路図である。
【図13】可変減衰器の構成例を示す回路図である。
【図14】可変位相器の構成例を示す回路図である。
【図15】実施の形態2におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図16】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図17】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図18】実施の形態3におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図19】入力信号のベクトル図である。
【図20】実施の形態4におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図21】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図22】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図23】実施の形態5におけるプリディストーション歪み補償回路の回路構成の具体例を示すブロック図である。
【図24】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図25】信号のスペクトラムを示す説明図である。
【図26】歪み信号のベクトル図である。
【図27】歪み信号のベクトル図である。
【図28】従来のプリディストーション歪み補償回路の一例を示すブロック図である。
【図29】従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するブロック図である。
【図30】従来のプリディストーション歪み補償回路の歪み補償の原理を説明するベクトル図である。
【符号の説明】
101…入力端子
102…出力端子
103、106…電力分配手段
104…信号の伝播時間遅延手段
105、111…電力合成手段
107…高周波側歪み信号抽出手段
108…高周波側歪み信号の振幅および位相調整手段
109…低周波側歪み信号抽出手段
110…低周波側歪み信号の振幅および位相調整手段
201…入力端子
202…出力端子
203、206…電力分配回路
204…同軸ケーブル
205、213…電力合成回路
208、211…歪み発生回路
207…ハイパスフィルター
210…ローパスフィルター
209、212…ベクトル調整回路
501…入力端子
502…出力端子
503…電力分配回路
504…同軸ケーブル
505…ベクトル調整回路
506…電力合成回路
507…非線形素子を含む回路
801…入力端子
802…出力端子
803…飽和増幅器
1101…入力端子
1102…出力端子
1103…電源端子
1104、1108、1109…コンデンサ
1105、1107…抵抗
1106…ダイオード
901…入力端子
1202…出力端子
1203、1204…電源端子
1205、1208、1212、1213…コンデンサ
1206、1210…整合回路
1207…抵抗
1209…トランジスタ
1211…4分の1波長線路
1301…入力端子
1302…出力端子
1303…電源端子
1304…90°ハイブリッドカップラ
1305、1306…ダイオード
1307、1308…抵抗
1401…入力端子
1402…出力端子
1403…電源端子
1404…90°ハイブリッドカップラ
1405、1406…ダイオード
1407、1408…コンデンサ
1501…入力端子
1502…出力端子
1503、1506…電力分配回路
1504…同軸ケーブル
1505、1513…電力合成回路
1507、1510…歪み発生回路
1508…ハイパスフィルター
1511…ローパスフィルター
1509、1512…ベクトル調整回路
1801…入力端子
1802…出力端子
1803、1804、1805、1812…電力分配回路
1806、1808、1810…同軸ケーブル
1807、1813、1814、1819…電力合成回路
1809、1811、1816、1818…ベクトル調整回路
1815、1817…歪み発生回路
2001…入力端子
2002…出力端子
2003、2005、2006、2011…電力分配回路
2004、2007…同軸ケーブル
2008、2014、2015、2020…電力合成回路
2009、2010、2018、2019…ベクトル調整回路
2012、2013…非線形素子を含む回路
2016…ハイパスフィルタ
2017…ローパスフィルタ
2301…入力端子
2302…出力端子
2303、2307、2308、2313…電力分配回路
2304、2309、2314…同軸ケーブル
2305、2311、2316、2318…電力合成回路
2306…歪み発生回路
2310、2312、2315、2317…ベクトル調整回路
2319…増幅器
2801…入力端子
2802…出力端子
2803…電力分配回路
2804…遅延回路
2805…歪み発生回路
2806…ベクトル調整回路
2807…電力合成回路
2901…入力端子
2902…出力端子
2903…プリディストーション歪み補償回路
2904…電力増幅器
Claims (9)
- 入力信号を分配する第1の電力分配回路と、
前記第1の電力分配回路に接続された第2の電力分配回路と、
前記第1の電力分配回路に接続された第3の電力分配回路と、
前記第2の電力分配回路に接続された第4の電力分配回路と、
前記第2の電力分配回路に接続された第1の遅延回路と、
前記第1の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第1のベクトル調整回路と、
前記第4の電力分配回路に接続された第2の遅延回路と、
前記第4の電力分配回路に接続された第3の遅延回路と、
前記第3の遅延回路に接続された、入力信号の振幅および位相を変化させる第2のベクトル調整回路と、
前記第3の電力分配回路に接続され、かつ前記第1のベクトル調整回路に接続された第1の電力合成回路と、
前記第3の電力分配回路に接続され、かつ前記第2のベクトル調整回路に接続された第2の電力合成回路と、
前記第1の電力合成回路に接続された、第1の歪み信号を発生させる第1の歪み発生回路と、
前記第1の歪み発生回路に接続された、第1の歪み信号の振幅および位相を変化させる第3のベクトル調整回路と、
前記第2の電力合成回路に接続された、第2の歪み信号を発生させる第2の歪み発生回路と、
前記第2の歪み発生回路に接続された、第2の歪み信号の振幅および位相を変化させる第4のベクトル調整回路と、
前記第3のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第4のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第2の遅延回路が出力する入力信号とを、合成する第3の電力合成回路と、
を備えることを特徴とするプリディストーション歪み補償回路。 - 入力信号を分配する第1の電力分配回路と、
前記第1の電力分配回路に接続された第1の遅延回路と、
前記第1の電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる歪み発生回路と、
前記歪み発生回路に接続された第2の遅延回路と、
前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第1のベクトル調整回路と、
前記第2の遅延回路に接続され、かつ前記第1のベクトル調整回路に接続された第1の電力合成回路と、
前記歪み発生回路に接続された第3の遅延回路と、
前記歪み発生回路に接続された、前記歪み信号の振幅および位相を変化させる第2のベクトル調整回路と、
前記第3の遅延回路に接続され、かつ前記第2のベクトル調整回路に接続された第2の電力合成回路と、
前記第1の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第3のベクトル調整回路と、
前記第2の電力合成回路が出力する信号の振幅および位相を変化させる第4のベクトル調整回路と、
前記第3のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第4のベクトル調整回路が出力する信号と、前記第1の遅延回路が出力する入力信号とを合成する第3の電力合成回路と
を備えることを特徴とするプリディストーション歪み補償回路。 - 前記歪み発生回路が、
入力された信号を分配する電力分配回路と、
前記電力分配回路に接続された遅延回路と、
前記電力分配回路に接続された、歪み信号を発生させる非線形素子を含む回路と、
前記遅延回路に接続された、入力された信号の振幅および位相を変化させるベクトル調整回路と、
前記ベクトル調整回路が出力する信号と、前記非線形素子を含む回路が出力する歪み信号とを合成する電力合成手段と
を備えることを特徴とする請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路。 - 前記歪み発生回路が、飽和増幅器により構成されたことを特徴とする請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路。
- 前記非線形素子を含む回路が、トランジスタから構成されていることを特徴とする請求項3に記載のプリディストーション歪み補償回路。
- 前記非線形素子を含む回路が、ダイオードから構成されていることを特徴とする請求項3に記載のプリディストーション歪み補償回路。
- 前記遅延回路が、同軸線路であることを特徴とする請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路。
- 前記遅延回路がマイクロストリップ線路であることを特徴とする請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路。
- 前記遅延回路が遅延フィルタであることを特徴とする請求項1または2に記載のプリディストーション歪み補償回路。
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