JPH04287457A - 電力増幅器の位相補償方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はπ／４シフトＱＰＳＫ方
式無線機等の線形電力増幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】π／４シフトＱＰＳＫ等の線形変調方式
の無線機においては，電力増幅器も高い線形性が要求さ
れる。しかし，線形電力増幅器は飽和形電力増幅器と比
べて電源効率の点で劣り，特に自動車のバッテリーを電
源とする移動無線機等においては，電源効率の劣化は重
大な問題となる。したがって，線形変調方式の無線機に
おいても，電力増幅器の線形性を犠牲にする必要があり
，電源効率と線形性の両立を図る非線形歪み補償技術は
，非常に重要な技術である。

【０００３】図２に一例として従来のπ／４シフトＱＰ
ＳＫ方式の電力増幅部のブロック図を示す。入力端子１
から入力された被変調搬送波はＡＧＣ回路２を経て電力
増幅器４で増幅され，出力端子５に出力される。一方，
前記入力端子１からの被変調搬送波の一部は包絡線検波
回路６で包絡線検波されたのち，差動増幅回路７の第１
の入力端子に与えられる。また，前記電力増幅器４の出
力の一部は，包絡線検波回路８で包絡線検波されたのち
，前記差動増幅回路７の第２の入力端子に与えられる。 差動増幅回路７は，前記２つの入力信号の差分を増幅し
てＡＧＣ回路２を制御する。

【０００４】次にこの動作について説明する。一般に電
力増幅器は，図３の振幅入出力特性に示すように非線形
となる。差動増幅器７は，入力端子１から入力された振
幅歪みの少ない被変調搬送波を包絡線検波回路６で包絡
線検波した信号と，電力増幅器４で振幅歪みを発生した
被変調搬送波を包絡線検波回路８で包絡線検波した信号
とを比較し，その差の信号でＡＧＣ回路２を制御するの
で振幅歪みは改善される。しかし，図２に示す従来の技
術では，このように振幅歪みの補償は実施していたが，
図４の（ａ）に示すような電力増幅器の位相入出力特性
がある場合には，電力増幅器４で発生する位相歪みのた
めにＣ／Ｎが劣化するという欠点があった。

【０００５】また，図２の従来技術以外の例として，次
の例１，例２に示す電力増幅器の非線形歪みの補償方式
の従来例がある。例１．カ−テシアンル−プ方式（同相
，直行成分帰還増幅方式）（ディジタル移動通信用線形
変調方式の提案、昭和６０年度電子通信学会総合全国大
会、Ｎｏ．２３８４）例２．ポ−ラル−プ方式（極座標
成分帰還増幅方式）（ポ−ラル−プによるリニアライザ
の検討、１９８９年電子情報通信学会秋季大会、Ｎｏ．
Ｂ−５４０）

【０００６】上記の例１，２共に増幅器の非線形歪み補
償方式においては，負帰還法に分類される。両方式共，
高周波増幅器に直接負帰還をかけることが帰還ル−プに
おける帯域制限上困難である理由から，高周波信号をい
ったんベースバンド信号成分に分解してから帰還をかけ
る構成である。したがって，実現するためには回路が複
雑かつ大規模となり，経済性の点で大きな問題を有して
いた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２の従来例において
は，移動無線機等のように，電力増幅器のダイナミック
レンジを広くとる必要がある場合，図４の（ａ）に示す
ように，電力増幅器の位相歪み量が大きくなるため，特
に重要な問題となる。この位相歪みによりスペクトラム
が広がり，線形ディジタル変調方式の利点である周波数
効率の優位性が失なわれてしまう。この結果，隣接する
チャネルへの混信や妨害等の重要な問題を生じる場合が
あった。また，例１，例２の負帰還法の従来例において
は，前記した経済性の問題の他に，チャネルの周波数が
広帯域に変動する場合，負帰還ループの安定性にかける
という大きな技術的課題も有していた。

【０００８】本発明はこれらの従来の欠点を除去するた
めになされたもので，非線形の位相特性を有する電力増
幅器を用いた場合においても，スペクトラムの広がりを
抑制し，優れたＣ／Ｎを有しかつ安定に動作する電力増
幅器の位相補償方式を提供することを目的とする。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明は上記の目的を
達成するため，入力の被変調搬送波を包絡線検波した信
号で前記被変調搬送波に電力増幅器の位相特性と逆傾向
の特性を有する位相変調を与えるようにしたものである
。

【００１０】

【作用】その結果，電力増幅器で発生する位相歪みが軽
減されるため，スペクトラムの広がりを低減でき，Ｃ／
Ｎが改善される。

【００１１】

【実施例】以下この発明の一実施例を図１により説明す
る。入力端子１から入力された被変調搬送波は，ＡＧＣ
回路２を経て，位相変調回路３で位相変調をかけられた
のち，電力増幅器４で増幅され，出力端子５に与えられ
る。一方前記入力端子１からの被変調搬送波の一部は包
絡線検波回路６で包絡線検波され，その出力は前記位相
変調回路３を制御すると共に差動増幅回路７の第１の入
力端子に与えられる。また，前記電力増幅回路４の出力
の一部は包絡線検波回路８で包絡線検波されたのち，前
記差動増幅回路７の第２の入力端子に与えられる。差動
増幅回路７は前記２つの入力信号の差分を増幅してＡＧ
Ｃ回路２を制御する。

【００１２】次にこの動作について説明する。差動増幅
回路７は入力端子１から入力された振幅歪みの少ない被
変調搬送波を包絡線検波回路６で包絡線検波した信号と
，電力増幅器４で振幅歪みを発生した被変調搬送波を包
絡線検波回路８で包絡線検波した信号とを比較し，その
差の信号でＡＧＣ回路２を制御するので振幅歪みは改善
される。さらに前記包絡線検波回路６の出力は，位相変
調回路３に与えられ，図４の（ｂ）に示すように電力増
幅器の位相特性と逆傾向の特性の位相変調をかけるので
，電力増幅器で発生する位相歪みを軽減し，Ｃ／Ｎの劣
化を抑圧することができる。

【００１３】かかる位相変調回路３は例えば図５に示す
回路で構成することができる。図において，ＡＧＣ出力
信号（ａ）は入力端子１０に与えられ，ＬとＣで構成さ
れる一種の同調回路を介して，出力端子１１から電力増
幅器入力信号（ｂ）として出力される。また，入力の被
変調搬送波の包絡線検波出力信号（ｃ）は制御入力端子
１２に与えられ，反転増幅後バリキャップダイオードに
印加され，バリキャップダイオードの容量値を定めてい
る。

【００１４】図５の位相変調回路の入出力位相特性を図
６に示す。図に示すように，制御入力電圧が高くなるに
従って，位相変調回路の入出力位相差は減少傾向となる
。したがって，包絡線検波回路６について入力の被変調
搬送波の電力が大きくなるに従い，位相変調回路の制御
入力端子１２への出力電圧を高くする構成とすることに
より，図４の（ｂ）に示すように電力増幅器の入出力位
相特性と逆傾向の位相特性が実現でき，電力増幅器で発
生する位相歪みを軽減し，スペクトラムの広がりを抑圧
できる。このように，本発明は前記従来例１，２の如く
高周波信号をいったんベースバンド信号に分解して負帰
還をかける方式ではなく，高周波信号部において位相補
償を行う新規な方式であり，経済性を損なうことなく実
現が可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば，電源
効率等の理由から位相歪みの大なる電力増幅器を用いた
場合においても，スペクトラムの広がりを押さえ，優れ
たＣ／Ｎ特性を保つことが可能である。したがって，本
発明を線形ディジタル変調方式の移動無線機に適用した
場合，電源効率及び周波数効率の高い無線機が実現でき
その効果は極めて顕著である。また，従来例と比べ簡易
な位相変調器の追加により実現できることから，経済性
も優れている。さらに，チャネルの周波数が広帯域に変
動する場合においても，帰還ループを用いていないため
，ループの不安定性の課題も解決でき，その効果は絶大
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】従来の電力増幅器の一例を示すブロック図。

【図３】電力増幅器の一般的な振幅入出力特性を示すグ
ラフ。

【図４】電力増幅器の一般的な位相特性を示すグラフ。

【図５】本発明の位相変調器の一例を示す回路図。

【図６】位相変調器の位相特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１　　入力端子 ２　　ＡＧＣ回路 ３　　位相変調回路 ４　　電力増幅器 ５　　出力端子 ６　　包絡線検波回路 ７　　差動増幅器 ８　　包絡線検波回路 １０　　入力端子 １１　　出力端子 １２　　制御入力端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電力増幅器と、前記電力増幅器の入力
   及び出力の被変調搬送波を包絡線検波した信号により利
   得を制御し、前記電力増幅器の振幅の非線形歪みを補償
   する手段を備えた電力増幅部において、前記入力の被変
   調搬送波を包絡線検波した信号により、被変調搬送波に
   前記電力増幅器の位相特性の逆傾向の特性を有する位相
   変調を与えたのち、電力増幅することを特徴とした電力
   増幅器の位相補償方式。
2. 【請求項２】　　前記特許請求の範囲請求項１記載の電
   力増幅器の位相補償方式を用いた線形ディジタル変調方
   式の移動通信用無線機。