JP2000295048A

JP2000295048A - フィードフォワード増幅器

Info

Publication number: JP2000295048A
Application number: JP11096290A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Abeno; 一郎阿倍野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】フィードフォワード増幅器【課題】本発明は、フィードフォワード増幅器に関する
ものであり、フィードフォワード増幅器において、高ピ
ーク電力を有するＣＤＭＡ信号などの変調波を増幅する
にあたり、高ピーク電力信号の入力に対しても歪み補償
能力を確保し、かつ消費電力を低減することを目的とす
る。【解決手段】高ピーク電力を有する入力信号を増幅する
するためのフィードフォワード増幅器であって、ＡＢ級
増幅器からなる主増幅器と、この主増幅器で生じた歪み
成分を抽出する抽出手段と、この抽出した歪み成分を増
幅するＡＢ級増幅器からなる補助増幅器と、該補助増幅
器で増幅した歪み成分を上記主増幅器の出力信号に合成
して主増幅器出力信号から歪み成分を除去する除去手段
とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの移
動通信用基地局での送信電力増幅器（Ｔ−ＰＡ）などと
して主に用いられるフィードフォワード増幅器に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】移動無線通信システムなどにおける送信
電力増幅器は、その出力信号に歪みが発生すると、その
歪み成分が隣接チャネルへの漏洩電力となり、隣接チャ
ネルでの通信を妨害する原因となる。よって、かかる送
信電力増幅器では歪みの発生を抑圧する必要があり、こ
のため、一般には動作点を増幅器入出力特性中の線形領
域（直線領域）に設定し、線形領域で動作させることに
より、歪みの発生を抑えている。しかし、一般に、この
ように線形領域に動作点を設定すると、電力効率の低い
増幅器となってしまう。

【０００３】電力効率を高める（消費電力を低減する）
ためには、増幅器の動作領域を飽和電力に近づける必要
があるが、かかる飽和電力付近では増幅器入出力特性が
非線形となり、この非線形性により歪みの発生を避ける
ことができない。

【０００４】この歪みを補償（除去）する一つの方法と
して、フィードフォワード増幅器が知られている。歪み
の発生は、増幅器の非線形性により生じるものである。
フィードフォワード増幅器は、非線形性により生ずる歪
みを補償する増幅器、換言すれば、歪み補償により増幅
器全体の線形性を向上させている増幅器である。以下に
その構成と線形性動作の原理を述べる。

【０００５】〔基本構成〕図７はフィードフォワード増
幅器の基本構成を示す図であり、図８はこのフィードフ
ォワード増幅器の信号パス（信号経路）を示す図であ
る。

【０００６】図７において、１は入力信号を所定のレベ
ルまで増幅する主増幅器（Ｍ−ＡＭＰ）、２は歪み成分
を増幅する補助増幅器（エラー増幅器：Ｓ−ＡＭＰ）、
３〜６は信号の分配合成のための方向性結合器、７と８
は遅延量を合わせるための遅延線路、９と１０は振幅と
位相の微調整を行うためのベクトル調整器（振幅位相調
整器）である。

【０００７】このフィードフォワード増幅器における信
号パスを図８を参照して説明する。パスは、入力端１
１に入力した信号を主増幅器１で増幅して遅延線路８を
経て出力端１２に出力する信号増幅のための本来の信号
経路である。パスは入力端１１に入力した信号を主増
幅器１で増幅した後に方向性結合器４で一部分岐し、方
向性結合器５で介して補助増幅器２に導いて増幅し、方
向性結合器６で元のパスの信号と合成する信号経路で
ある。パスは入力端１１に入力した信号を方向性結合
器３で一部分岐して遅延線路７で遅延させた後に、方向
性結合器５で介して補助増幅器２に導いて増幅し、方向
性結合器６で元のパスの信号と合成する信号経路であ
る。

【０００８】ここで、方向性結合器５はパスとパス
の信号を合成することで主増幅器１で出力信号中に生じ
た歪み成分を抽出する機能を持ち、補助増幅器２はこの
抽出した歪み成分を歪み補償のための適当な大きさに増
幅する機能を持ち、方向性結合器６は増幅した歪み成分
をパスの主増幅器出力信号に合成することで、この出
力信号中の歪み成分を除去する機能を持つ。遅延線路
７、８はこれらの機能を果たすために、合成する信号の
同相、逆相を設定するためのものであり、ベクトル調整
器９、１０はそのための信号の振幅・位相の微調整を行
うものである。

【０００９】すなわち、フィードフォワード増幅器にお
いては、各信号パスの利得と移相量は以下のように設定
される。１．パス、パス、パスの通過利得は全て同利得と
なるように、主増幅器１、補助増幅器２、方向性結合器
３〜６の利得または結合量を選択する。２．パスとパス、およびパスとパスの通過後の
位相は、それぞれ逆相となるように、遅延線路７、８の
線路長を選択する。同時に、広帯域な合成を行うため
に、パス、パス、パスの遅延量が全て同一となる
ように、線路長を選択する。３．ベクトル調整器９、１０は各パスの振幅と位相の微
調整を行う。

【００１０】これらを式で表せば、以下のようになる。
なお、以下、パスを通過して出力端１２に現れる信号
のベクトルをベクトルと呼ぶ。ベクトル、ベクトル
についても同様であって、出力端１２に現れる各パス
、の信号ベクトルである。｜ベクトル｜＝｜ベクトル｜＝｜ベクトル｜ ∠ベクトル＝∠ベクトル＋１８０° ∠ベクトル＝∠ベクトル＋１８０° これらの各ベクトル〜を図に表すと、図１０（１）
に示す出力端１２における各パスのベクトル〜のよ
うになる。

【００１１】このフィードフォワード増幅器の動作をま
ず定性的に説明する。図９はこのための図であり、各主
要ポイントａ〜ｄでの信号のスペクトル（ａ）〜（ｄ）
を示している。１．入力端１１に、変調波などの被増幅信号が入力され
る。この被増幅信号をここではスペクトル（ａ）で示す
２本の信号成分とする。２．これを主増幅器１で所定レベルまで増幅したことに
より、主増幅器１自身の非線形性により信号が歪んだも
のとする。この際に生じる歪み成分をここではスペクト
ル（ｂ）における両脇に生じた信号成分とする。３．方向性結合器４では、主増幅器１にて歪んだ歪み後
信号を取り出す。この歪み後信号がスペクトル（ｂ）に
相当する。４．方向性結合器３では、主増幅器１による増幅前の歪
み前信号を取り出す。この歪み前信号がスペクトル
（ａ）に相当する。５．方向性結合器５にて、項３．と項４．で取り出した
信号を、同振幅・逆相にて合成し、歪み成分のみを抽出
する。この抽出された歪み成分がスペクトル（ｃ）であ
り、スペクトル（ａ）とスペクトル（ｂ）を同振幅・逆
相で合成したものに相当する。６．補助増幅器２では、項５．で抽出した歪み成分を所
定のレベルまで増幅する。７．方向性結合器６にて、項２．と項６．の信号を、同
振幅・逆相にて合成し、項２．の信号から歪み成分のみ
を除去する。この歪み成分除去後の信号がスペクトル
（ｄ）であり、スペクトル（ａ）とスペクトル（ｃ）を
同振幅・逆相で合成したものに相当する。

【００１２】以上により、主増幅器１にて歪んだ信号の
歪み成分のみを方向性結合器５にて抽出し、方向性結合
器６にてこの歪み成分を同振幅・逆相にて合成すること
で、主増幅器１の出力信号から歪み成分を除去するもの
である。

【００１３】次に、このフィードフォワード増幅器の動
作を信号ベクトルによる考え方で説明する。〔線形動作時：主増幅器１が歪まない場合〕図１０は主
増幅器１が歪まない線形動作時の場合における出力端１
２での各ベクトルの状態を示すもので、図１０（１）は
主増幅器１が歪まない場合の各パスのベクトルを示す。
ここで、ベクトルとベクトルは、同振幅・逆相であ
るため、方向性結合器５にて合成される時に、打ち消し
あってゼロになる。よって、出力端１２における出力信
号のベクトルは、図１０（２）に示すような、歪みが含
まれていないベクトルになる。つまり、主増幅器１が
歪まない線形動作時には、主増幅器１にて所定の出力レ
ベルまで増幅された信号がそのまま出力される。

【００１４】〔線形動作時：主増幅器１が歪む場合〕例
えば主増幅器１の歪みとして、主増幅器１の利得が低下
し、さらに位相回転が起こった場合を考える。図１１は
このように主増幅器１が歪んでいる非線形動作時の場合
における出力端１２での各ベクトルの状態を示す。図１
０（１）は主増幅器１が歪まない場合の各パスのベクト
ルであり、ベクトルは図１０（１）に比べて振幅が小
さくなり、また位相が回転している。ベクトルはこの
ベクトルと同振幅・逆位相となる。ベクトルは主増
幅器１を通過しないため、主増幅器１の歪みの影響を受
けないので、図１０（１）におけるベクトルと同じ位
置にある。

【００１５】ここで、ベクトル＋は、方向性結合器
５から補助増幅器２に漏れ込む信号が増幅されて出力端
１２に現れたものであり、主増幅器１が歪んだ場合のみ
発生する信号歪み成分である（歪み成分の抽出）。この
信号歪み成分であるベクトル＋と主増幅器１にて歪
んだベクトルが、方向性結合器６にて合成されてベク
トル中に含まれる歪み成分をキャンセルするので、出
力端１２に現れるベクトルは図１１（２）に示すベクト
ルとなる。すなわち、出力端１２から出力される出力
信号は、主増幅器１の歪みの影響を受けない（歪み成分
の補償）。以上のことから、フィードフォワード増幅器
において、高い線形性を実現できることが分かる。

【００１６】〔入出力特性の改善〕このフィードフォワ
ード増幅器により入出力特性が改善される様子を以下に
説明する。いま、主増幅器１は、利得がＧ＝３５dB、Ｐ
１dB＝５０dBｍ補助増幅器２は、利得がＧ＝４０dB、Ｐ１dB＝４０dB
ｍ，４２dBｍ，４４dBｍ，４６dBｍ，または４８dBｍと
いう条件を仮定する。なお、ここで示したＰ１dBとは、
実際の入出力特性（の非線形特性部分）が理想的な線形
特性（仮想した直線特性）から１dB下回った時における
その点に対応する出力電力（dBｍ）の値で示すものであ
る。

【００１７】この条件の下で、フィードフォワード増幅
器の入出力特性をシミュレーションした結果を、図１２
にフィードフォワード増幅器の入出力特性（補償ありと
補償なし）として示す。図中、横軸は入力電力（dB
ｍ）、縦軸は出力電力（dBｍ）であり、破線は歪み補償
を行わない場合の入出力特性、実線は歪み補償を行った
場合の入出力特性であり、後者は補助増幅器２としてＰ
１dBが４０dBｍ，４２dBｍ，４４dBｍ，４６dBｍ，４８
dBｍの各場合についてそれぞれ入出力特性を示してあ
る。この図１２から、フィードフォワード方式により歪
み補償を行うと、補償を行わない場合に比較して線形性
が向上し、Ｐ１dBも数デシベル（dB）高くなることが分
かる。

【００１８】図１３は、上記と同じ条件の下、歪み成分
のキャンセル量をシミュレーションした結果を、フィー
ドフォワード増幅器による歪み成分のキャンセル量の特
性として示したものである。図中、横軸は入力電力（dB
ｍ）、縦軸は歪み成分キャンセル量（dBｍ）であり、補
助増幅器２としてＰ１dBが４０dBｍ，４２dBｍ，４４dB
ｍ，４６dBｍ，４８dBｍの各場合についてキャンセル量
の特性が示してある。

【００１９】例えば、動作点４３dBｍ出力（２０dBｍ入
力）において、補助増幅器２のＰ１dBを小さくするほど
歪みキャンセル量が劣化するが、補助増幅器２のＰ１dB
を主増幅器１のＰ１dBよりも１０dB低くしても、歪み成
分キャンセル量が−３０dB以下であることが分かる。

【００２０】このため、従来は補助増幅器２としてその
Ｐ１dBが主増幅器１のＰ１dBに比べて６〜７dB程度低い
ものを用いており、これにより所要のキャンセル量すな
わち歪み補償能力を確保していた。

【００２１】また、主増幅器１および補助増幅器２に
は、それぞれの増幅器の直線性を重視して、Ａクラスの
増幅器（Ａ級増幅器）を用いるのが一般的であった。特
に、補助増幅器２は、その動作原理から分かるように、
非線形領域で動作させると、抽出した歪み成分を増幅す
る際にさらに歪みが加わることになって主増幅器出力信
号中の歪み成分を完全に除去できなくなるので、歪み補
償能力を劣化させる要因となる。このため、従来は補助
増幅器２としては、線形性のよいＡ級増幅器などが必ず
用いられており、例えばＡＢ級増幅器などの線形性の劣
る増幅器を用いることは考えられなかった。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】〔ピーク電力入力時の
歪み補償能力の劣化〕移動体通信などで今後用いられる
ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）信号のような変調波は、
その電力レベルが時間経過に従って大きく変動する性質
を持っている。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ信号の場合は、平
均電力に対し瞬時的な大電力（ピーク電力）が発生し、
その発生確率は、平均電力＋３dBの場合で全体の１０
％、平均電力＋６dBの場合で１％、平均電力＋８dBの場
合で０．１％程度である。このような変調波を、先にシ
ミュレーションしたフィードフォワード増幅器にて歪み
補償する場合を考える。

【００２３】図１２、図１３にて、主増幅器１の動作点
を４０dBｍ出力（１７dBｍ入力）と仮定する。このと
き、平均電力に比べて６dB高いピーク電力が入力された
場合、補助増幅器２のＰ１dBによって、そのピーク電力
入力時の歪み補償能力が大きく異なることが分かる。具
体的には、図１３に示すように、動作点の１７dBｍ入力
時には歪み成分キャンセル量は−３５dBであるが、この
高ピーク電力（１７dBｍ＋６dBｍ）の入力に対しては、
補助増幅器２のＰ１dBが４８dBｍのときには歪み成分キ
ャンセル量が２８dB程度であるのに対して、Ｐ１dBが４
０dBｍのときには歪み成分キャンセル量が１６dB程度に
劣化する。

【００２４】つまり、従来の構成のように、補助増幅器
２のＰ１dBを主増幅器１のＰ１dBに比べて６〜７dB程度
低いＰ１dBの増幅器で構成している場合には、高ピーク
電力入力時に歪み補償能力を確保できないことになる。

【００２５】〔高消費電力〕主増幅器１および補助増幅
器２には、上述したように、従来その線形性を考慮して
Ａ級増幅器を用いていた。しかし、Ａ級増幅器はその消
費電力が大きいという欠点を持っている。さらに、高ピ
ーク電力に対しても歪み補償能力を確保するできるよ
う、補助増幅器２としてＰ１dBの値が大きいものを用い
ると、補助増幅器２の消費電力がさらに大きくなり、消
費電力の増加を招く。また、Ａクラス動作の増幅器は、
出力電力によらずその消費電力はほぼ一定であり、この
点からも消費電力の効率の面からは問題があった。

【００２６】本発明は上述の諸問題点に鑑みてなされた
ものであり、無線通信用電力増幅器などに用いられるフ
ィードフォワード増幅器において、高ピーク電力を有す
るＣＤＭＡ信号などの変調波を増幅するにあたり、高ピ
ーク電力信号の入力に対しても歪み補償能力を確保し、
かつ消費電力を低減することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係るフィードフォワード増幅器は、高ピ
ーク電力を有する入力信号（例えばＣＤＭＡ信号）を増
幅するするためのフィードフォワード増幅器であって、
ＡＢ級増幅器からなる主増幅器と、この主増幅器で生じ
た歪み成分を抽出する抽出手段と、この抽出した歪み成
分を増幅するＡＢ級増幅器からなる補助増幅器と、該補
助増幅器で増幅した歪み成分を上記主増幅器の出力信号
に合成して主増幅器出力信号から歪み成分を除去する除
去手段とを備えたものである。上記の抽出手段は、上記
主増幅器の出力信号を分岐し、また上記主増幅器の増幅
前の入力信号を分岐して、それらの分岐信号を同振幅・
逆相で合成することで、上記主増幅器で生じた出力信号
中の歪み成分を抽出するように構成できる。また、上記
の除去手段は、上記補助増幅器で増幅した歪み成分を、
上記主増幅器の出力信号にその出力信号中の歪み成分と
同振幅・逆相で合成することで、上記主増幅器の出力信
号中の歪み成分を除去するように構成できる。また、上
記の補助増幅器のＰ１dBは、上記主増幅器のＰ１dBより
も、高ピーク電力入力信号に対する歪み補償電力を確保
できる程度の範囲で下げたもの（例えば従来は７〜８dB
程度低い値であったものを２〜３dB低い値にする）とす
ることができる。

【００２８】

【作用】〔ピーク電力入力時の歪み補償能力の確保〕補
助増幅器２の電力増幅部に、Ｐ１dBの高い増幅器を用
い、主増幅器１と比べた補助増幅器２のＰ１dBを例えば
２〜３dB程度低い値まで高くする。このようにした場
合、例えば図１２、図１３にて増幅器の動作点を４０dB
ｍ出力（１７dBｍ入力）と仮定すると、このとき、平均
電力に比べて６dB高いピーク電力が入力された場合、例
えば補助増幅器２のＰ１dBが４０dBｍ（主増幅器１のＰ
１dBよりも１０dB低い）の場合は歪みキャンセル量が１
６dBであるのに対して、補助増幅器２のＰ１dBが４８dB
ｍ（主増幅器１のＰ１dBよりも２dB低い）の場合は歪み
キャンセル量が２８dB確保できる。よって、補助増幅器
２に従来よりもＰ１dBの高い（主増幅器１のＰ１dBより
も例えば３dB程度低い）電力増幅器を用いることで、瞬
時的なピーク電力発生時にも、高い歪み補償能力を確保
することができることが分かる。これにより、結果的
に、ＣＤＭＡ信号などの変調波のような時間的に高いピ
ーク電力を有するような信号を、低歪みみで増幅するこ
とができる。

【００２９】〔消費電力の低減〕また、主増幅器１およ
び補助増幅器２をＡＢクラス動作とすることで、消費電
力を減ずることができる。たま、ＡＢクラス動作の特長
として、出力電力を下げれば消費電力も下がるので、低
出力時（すなわち低通信量時もしくは低トラヒック時）
の消費電力を大幅に低減することができる。このこと
は、実際の運用でいえば、例えばこのフィードフォワー
ド増幅器を移動通信基地局の送信電力増幅器として用い
た場合、基地局と通信を行っている移動通信端末の数が
少ないときには基地局の送信電力が低下するのでその時
の消費電力を低減できるものであり、通常、基地局は最
大出力時（最大通信容量を使う時）よりも低い出力電力
での運用の方が頻度が高いので、低出力時の消費電力の
低減は重要・不可欠である。これに対して、Ａクラス動
作の増幅器では、出力電力によらずその消費電力はほぼ
一定である。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１には本発明の一実施例としての
フィードフォワード増幅器が示される。図中、１は主増
幅器、２は補助増幅器、３〜６は方向性結合器、７，８
は遅延線路、９，１０はベクトル調整器であり、これら
の機能は従来技術の項で説明したものと同じである。１
３は方向性結合器４の分岐信号を振幅調整するための減
衰器であって、方向性結合器５にて遅延線路７側からの
信号と合成して歪み成分のみを抽出するよう調整するも
のである。これらの各回路での利得は図中に記入してあ
る。

【００３１】図３にはこのフィードフォワード増幅器の
主増幅器１の構成例が示される。この主増幅器１は、利
得Ｇが＋４７dB、Ｐ１dBが５０dBｍのものであり、増幅
部１０１〜１０６による全５段の縦段接続で構成されて
おり、最も消費電力の大きい後段２段の電力増幅部１０
４〜１０６をＡＢクラス動作するＡＢ級電力増幅器で構
成している。その前段３段はプリアンプとして用いられ
る増幅器からなる。最終段のＡＢ級電力増幅部１０５，
１０６はパラレル配置とすることで、増幅電力の大電力
化を図っている。

【００３２】図４にはこのフィードフォワード増幅器の
補助増幅器２の構成例が示される。この補助増幅器２
は、利得Ｇが＋４２dB、Ｐ１dBが４７dBｍ（すなわち主
増幅器１のＰ１dBよりも３dB低い）であり、主増幅器１
と同様に増幅部２０１〜２０５による全５段の縦段接続
構成となっており、最も消費電力の大きい後段２段の電
力増幅部２０４，２０５をＡＢクラス動作するＡＢ級電
力増幅器で構成し、増幅部２０１〜２０３をプリアンプ
としての増幅器で構成している。

【００３３】以下、この実施例のフィードフォワード増
幅器の動作を信号ベクトルの考え方で説明する。なお、
前述したように、この実施例でも、パスを通過して出
力端１２に現れる信号のベクトルをベクトルと呼び、
ベクトル、ベクトルについても同様である。

【００３４】図２はこの実施例のフィードフォワード増
幅器の動作を信号ベクトルで説明したものである。図２
（１）において、ベクトルは、主増幅器１が歪むの
で、利得の低下と位相回転が生じ、本来の基準位置（図
１０（１）のベクトルの位置）から振幅が小さくな
り、位相が回転している。ベクトルは、方向性結合器
や遅延線路、ベクトル調整器、補助増幅器等で調整され
て、ベクトルとは同振幅・逆相の関係にある。ベクト
ルは、主増幅器１を通過しないので、その非線形性に
よる歪みの影響を受けない。すなわち、上記基準の位置
になる。

【００３５】ここで、前述の図１１で示した非線形動作
時の動作では、ベクトル＋が、ベクトルの歪みを
除去するベクトルとして働くのであるが、この実施例の
場合、補助増幅器２を通過する歪み成分信号は、補助増
幅器２が持つ歪み特性によってさらに歪みを受けること
になるので、図１１（１）に示したベクトル＋の位
置からずれて、ベクトル（＋）’となる。

【００３６】図２（２）に示すように、この補助増幅器
２で歪みを受けたベクトル（＋）’がベクトルと
最終的に合成されることになり、その結果、図２（３）
に示すように、出力端１２からの出力信号のベクトル
は、＝＋（＋）’となり、図１０（１）に示し
た基準位置（ベクトルの位置）と等しくならない。

【００３７】すなわち、この実施例のフィードフォワー
ド増幅器では、主増幅器１で生じた歪み成分を完全には
補償できていない。このため、このフィードフォワード
増幅器の線形性は多少悪くなり、結果的に歪み補償能力
が若干劣化する。例えば図１３にて歪み成分キャンセル
量（歪み補償量）のフロアリング・レベル（線形領域で
の歪み成分キャンセル量）は−３５dB程度であるが、こ
の実施例のフィードフォワード増幅器ではこの値が−３
０dB程度になる。しかしながら、この値はまだ十分に実
用にかなう程度のものであり、一方、この実施例のフィ
ードフォワード増幅器では高ピーク電力入力信号に対し
ても歪み補償能力を確保することができる。

【００３８】具体的にはこの実施例では、上述したよう
に、補助増幅器２の電力増幅部に、Ｐ１dBの高い増幅器
を用い、主増幅器１と比べた補助増幅器２のＰ１dBを、
従来の７〜８dB程度低い値から、２〜３dB程度低い値ま
で高くする。いま、このフィードフォワード増幅器の動
作点を図１２、図１３における４０dBｍ出力（１７dBｍ
入力）と仮定する。このとき、平均電力に比べて６dB高
い高ピーク電力の信号が入力されたものとすると、例え
ば補助増幅器２のＰ１dBが４２dBｍ（主増幅器１のＰ１
dBよりも８dB低い）の場合は歪みキャンセル量が２０d
B、一方、補助増幅器２のＰ１dBが４８dBｍ（主増幅器
１のＰ１dBよりも２dB低い）の場合は歪みキャンセル量
が２８dB確保できることになり、高ピーク電力の入力信
号に対しても歪み補償能力が確保できることが分かる。

【００３９】図５はこの実施例のフィードフォワード増
幅器の歪み補償能力を示すためのもので、入力信号とし
てＣＤＭＡ信号を増幅した場合の隣接チャネル漏洩電力
を示している。詳細には、このフィードフォワード増幅
器で実際のＣＤＭＡ信号（チップレート４．０６９ＭH
z）を増幅した場合における、５ＭHz離れている４．０
９６ＭHz帯域幅のチャネルに漏洩した隣接チャネル漏洩
電力（歪み電力）を表しており、横軸にこのフィードフ
ォワード増幅器の出力電力（dBｍ）、縦軸に隣接チャネ
ルへの漏洩電力（dB）をとってあり、図中（イ）の破線
の特性が、従来方式のフィードフォワード増幅器（補助
増幅器２にＡ級増幅器を用いてそのＰ１dBを主増幅器１
のＰ１dBよりも６dB低くしたもの）による場合の隣接チ
ャネル漏洩特性、（ロ）の実線の特性が、本発明方式の
フィードフォワード増幅器（補助増幅器２にＡＢ級増幅
器を用いてそのＰ１dBを主増幅器１のＰ１dBよりも３dB
低くしたもの）による場合の隣接チャネル漏洩特性であ
る。

【００４０】この図５の特性図からも分かるように、本
発明のフィードフォワード増幅器では、隣接チャネル漏
洩特性が従来方式に比べて大幅に改善されており、従来
方式での隣接チャネルへの漏洩は主に高ピーク電力入力
により発生した歪み成分が原因と考えられるから、結果
として、本発明のフィードフォワード増幅器では高ピー
ク電力の入力信号に対する歪み補償能力が確保されてい
ることが分かる。

【００４１】図６は実施例のフィードフォワード増幅器
の送信電力（Ｗ）と消費電力（Ｗ）との関係を示すもの
である。この実施例のフィードフォワード増幅器では、
主増幅器１および補助増幅器２をＡＢクラスの増幅器
（ＡＢ級増幅器）としているので、その電力変換効率が
上がり、その消費電力を低減することができる。また、
ＡＢクラス動作をする増幅器の特長として出力電力を下
げれば消費電力も下がるので、この実施例のフィードフ
ォワード増幅器でも、送信電力を小さくすると消費電力
も小さくなり、これにより低出力時の消費電力を大幅に
低減することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、無線通信用電力増幅器などに用いられるフィードフ
ォワード増幅器において、高ピーク電力を有するＣＤＭ
Ａ信号などの変調波を増幅するにあたり、高ピーク電力
信号の入力に対しても歪み補償能力を確保し、かつ消費
電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例としてのフィードフォワ
ード増幅器の全体構成を示す図である。

【図２】実施例のフィードフォワード増幅器の動作説明
をするための、出力端における各信号ベクトルの状態を
示す図である。

【図３】実施例のフィードフォワード増幅器における主
増幅器１の構成例を示す図である。

【図４】実施例のフィードフォワード増幅器における補
助増幅器２の構成例を示す図である。

【図５】実施例のフィードフォワード増幅器によって、
ＣＤＭＡ信号を増幅した場合の隣接チャネル漏洩電力を
説明するための図である。

【図６】実施例例のフィードフォワード増幅器における
送信電力と消費電力との関係を示す図である。

【図７】フィードフォワード増幅器の基本構成を説明す
るための図である。

【図８】フィードフォワード増幅器の信号パスを説明す
るための図である。

【図９】フィードフォワード増幅器の定性的な動作説明
をするための各主要ポイントでのスペクトルを示す図で
ある。

【図１０】フィードフォワード増幅器の信号ベクトルに
よる動作説明をするための図であって、線形動作時にお
ける出力端における各ベクトルの状態を示す図である。

【図１１】フィードフォワード増幅器の信号ベクトルに
よる動作説明をするための図であって、非線形動作時に
おける出力端における各ベクトルの状態を示す図であ
る。

【図１２】フィードフォワード増幅器の入出力特性（補
償ありと補償なし）を示す図である。

【図１３】フィードフォワード増幅器による歪み成分の
キャンセルの特性を説明する図である。

【符号の説明】

１主増幅器２補助増幅器３〜６方向性結合器７，８遅延線路９，１０ベクトル調整器１１入力端（ＩＮ）１２出力端（ＯＵＴ）１３減衰器１０１〜１０３，２０１〜２０３増幅器部１０４〜１０６，２０４，２０５ＡＢ級電力増幅部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5J090 AA04 AA21 AA41 AA63 CA21 CA25 CA27 CA36 FA08 FA20 GN02 GN05 GN07 GN11 HN16 KA15 KA16 KA23 KA44 MA08 MA14 MA20 SA14 TA01 TA02 TA03 5J092 AA04 AA21 AA41 AA63 CA21 CA25 CA27 CA36 FA08 FA20 GR09 KA15 KA16 KA23 KA44 MA08 MA14 MA20 SA14 TA01 TA02 TA03 VL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高ピーク電力を有する入力信号を増幅する
するためのフィードフォワード増幅器であって、ＡＢ級増幅器からなる主増幅器と、この主増幅器で生じた歪み成分を抽出する抽出手段と、この抽出した歪み成分を増幅するＡＢ級増幅器からなる
補助増幅器と、該補助増幅器で増幅した歪み成分を上記主増幅器の出力
信号に合成して主増幅器出力信号から歪み成分を除去す
る除去手段とを備えたフィードフォワード増幅器。
【請求項２】高ピーク電力を有する入力信号を増幅する
するためのフィードフォワード増幅器であって、ＡＢ級増幅器からなる主増幅器と、上記主増幅器の出力信号を分岐し、また上記主増幅器の
増幅前の入力信号を分岐して、それらの分岐信号を同振
幅・逆相で合成することで、上記主増幅器で生じた出力
信号中の歪み成分を抽出する抽出手段と、この抽出した歪み成分を増幅するＡＢ級増幅器からなる
補助増幅器と、該補助増幅器で増幅した歪み成分を上記主増幅器の出力
信号に合成して主増幅器出力信号から歪み成分を除去す
る除去手段とを備えたフィードフォワード増幅器。
【請求項３】高ピーク電力を有する入力信号を増幅する
するためのフィードフォワード増幅器であって、ＡＢ級増幅器からなる主増幅器と、この主増幅器で生じた歪み成分を抽出する抽出手段と、この抽出した歪み成分を増幅するＡＢ級増幅器からなる
補助増幅器と、上記補助増幅器で増幅した歪み成分を、上記主増幅器の
出力信号にその出力信号中の歪み成分と同振幅・逆相で
合成することで、上記主増幅器の出力信号中の歪み成分
を除去する除去手段とを備えたフィードフォワード増幅
器。
【請求項４】高ピーク電力を有する入力信号を増幅する
するためのフィードフォワード増幅器であって、ＡＢ級増幅器からなる主増幅器と、上記主増幅器の出力信号を分岐し、また上記主増幅器の
増幅前の入力信号を分岐して、それらの分岐信号を同振
幅・逆相で合成することで、上記主増幅器で生じた出力
信号中の歪み成分を抽出する抽出手段と、この抽出した歪み成分を増幅するＡＢ級増幅器からなる
補助増幅器と、上記補助増幅器で増幅した歪み成分を、上記主増幅器の
出力信号にその出力信号中の歪み成分と同振幅・逆相で
合成することで、上記主増幅器の出力信号中の歪み成分
を除去する除去手段とを備えたフィードフォワード増幅
器。
【請求項５】上記補助増幅器のＰ１dBを上記主増幅器の
Ｐ１dBよりも、高ピーク電力入力信号に対する歪み補償
電力を確保できる程度の範囲で下げたものとする請求項
１〜４のいずれかに記載のフィードフォワード増幅器。