電力合成増幅器
【課題】 誤差増幅器から出力される歪成分の信号を全て無駄なく有効利用して、電力効率を向上させることができ、広帯域の信号に適用可能な電力合成増幅器を提供する。
【解決手段】 入力信号を３分配する分配器１と、位相及び振幅を調整した第１の分配信号を増幅する第１の増幅器４と、第２の分配信号と第１の増幅器４の出力とを逆位相で合成して歪成分を出力する分配合成器６と、歪成分を増幅する第２の増幅器９と、第２の増幅器９の出力と第３の分配信号とを合成する第１の合成器１１と、第１の合成器１１の出力を増幅する第３の増幅器１４と、分配合成器６から出力される第１の増幅器４の出力信号と、第３の増幅器１４の出力信号について、歪成分を逆相で合成して相殺し、信号成分を同相で合成して増幅器出力とする第２の合成器１６とを備え、分配器１と、分配合成器６と、第１及び第２の合成器とをウィルキンソンカプラで構成した電力増幅器としている。
【解決手段】 入力信号を３分配する分配器１と、位相及び振幅を調整した第１の分配信号を増幅する第１の増幅器４と、第２の分配信号と第１の増幅器４の出力とを逆位相で合成して歪成分を出力する分配合成器６と、歪成分を増幅する第２の増幅器９と、第２の増幅器９の出力と第３の分配信号とを合成する第１の合成器１１と、第１の合成器１１の出力を増幅する第３の増幅器１４と、分配合成器６から出力される第１の増幅器４の出力信号と、第３の増幅器１４の出力信号について、歪成分を逆相で合成して相殺し、信号成分を同相で合成して増幅器出力とする第２の合成器１６とを備え、分配器１と、分配合成器６と、第１及び第２の合成器とをウィルキンソンカプラで構成した電力増幅器としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力合成増幅器に係り、特に広帯域の信号に適用可能であり、良好な歪補償を行うと共に電力効率を向上させることができる電力合成増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明：図５］
携帯電話システムの基地局に用いられる増幅器には、非常に大きな出力電力が要求されるため、所望の電力を得るために複数の増幅器を並列に接続して出力を合成する合成形電力増幅器を用いる必要がある。
【０００３】
従来の電力合成増幅器について図５を用いて説明する。図５は、従来の電力合成増幅器の構成を示す回路図である。
図５に示すように、従来の電力合成増幅器は、分配器２１０と、増幅器２２０ａ，２２０ｂと、サーキュレータ２４０ａ，２４０ｂと、合成器２３０と、終端器２５０ａ，２５０ｂを備えている。
分配器２１０は、入力端子から入力された信号を分配する。
増幅器２２０ａ，２２０ｂは、分配された信号を増幅する。
合成器２３０は、サーキュレータ２４０ａ，２４０ｂからの信号を合成して、出力端子に出力する。
終端器２５０は入力された信号を接地する。
【０００４】
そして、上記構成の従来の電力合成増幅器では、入力端子から入力された信号は、分配器２１０で２つに分配され、それぞれ、増幅器２２０ａ、２２０ｂで増幅されて、サーキュレータ２４０ａ、２４０ｂを介して合成器２３０に入力され、合成器２３０で両系統が合成されて出力端子に出力される。
【０００５】
増幅器２２０には、個体毎に位相及び振幅の特性にばらつきがあるため、そのベクトルの差分の電力が合成器２３０によって反射され、サーキュレータ２４０を通過して、終端器２５０で吸収される。この終端器２５０で吸収される電力が損失となる。
そこで、従来の電力合成増幅器では、効率的に電力を増幅するために、増幅器２２０ａ，２２０ｂの位相及び振幅を予め同位相かつ同振幅になるように調整して設置していた。
しかし、図５に示した従来の電力合成増幅器では、各々の増幅器の非線形歪がそのまま合成されるため、線形性を確保できない。
【０００６】
また、高速データ通信を実現するため、互いに直交する複数のキャリアを用いるＯＦＤＭ（直交周波数多重変調方式：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が広く採用されるようになっており、電力合成増幅器も一層の広帯域化が望まれている。
【０００７】
［関連技術］
電力合成増幅器に関する先行技術としては、特開２０１０−５０６０９号公報（出願人：株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、入力信号を３分配し、第１の分配信号を第１の増幅器で増幅し、位相を調整した第２の分配信号と合成することで歪成分を取り出し、歪成分と位相を調整した第３の分配信号とを合成して第２の主増幅器で増幅し、第１の増幅器の出力と第２の増幅器の出力とを合成して出力を得る歪補償増幅回路が記載されており、これにより、良好な線形性を保ち電力効率を向上させることができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−５０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の電力合成増幅器では、広帯域の信号に適用すると歪補償性能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、広帯域の信号に対して良好な歪補償を行うことができ、高効率の電力合成増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、電力合成増幅器において、入力信号を３つに分配して第１，第２，第３の分配信号を出力する分配器と、第１の分配信号について、第１の可変位相器で位相が調整され、第１の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器の出力信号を２つに分配し、分配された一方の出力と、第１の遅延器で遅延された第２の分配信号とを合成して第１の増幅器における歪成分を抽出する分配合成器と、歪成分について、第２の可変位相器で位相が調整され、第２の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第２の増幅器と、第２の増幅器の出力信号と、第２の遅延器で遅延された第３の分配信号とを合成する第１の合成器と、第１の合成器の出力信号について、第３の可変位相器で位相が調整され、第３の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第３の増幅器と、分配合成器で分配された第１の増幅器の他方の出力について第３の遅延器で遅延された信号と、第３の増幅器の出力信号とを合成する第２の合成器とを備え、分配器を１入力３出力のウィルキンソンカプラで構成し、分配合成器を２入力２出力のウィルキンソンカプラで構成し、第１及び第２の合成器を２入力１出力のウィルキンソンカプラで構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入力信号を３つに分配して第１，第２，第３の分配信号を出力する分配器と、第１の分配信号について、第１の可変位相器で位相が調整され、第１の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器の出力信号を２つに分配し、分配された一方の出力と、第１の遅延器で遅延された第２の分配信号とを合成して第１の増幅器における歪成分を抽出する分配合成器と、歪成分について、第２の可変位相器で位相が調整され、第２の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第２の増幅器と、第２の増幅器の出力信号と、第２の遅延器で遅延された第３の分配信号とを合成する第１の合成器と、第１の合成器の出力信号について、第３の可変位相器で位相が調整され、第３の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第３の増幅器と、分配合成器で分配された第１の増幅器の他方の出力について第３の遅延器で遅延された信号と、第３の増幅器の出力信号とを合成する第２の合成器とを備え、分配器を１入力３出力のウィルキンソンカプラで構成し、分配合成器を２入力２出力のウィルキンソンカプラで構成し、第１及び第２の合成器を２入力１出力のウィルキンソンカプラで構成した電力合成増幅器としているので、第３の増幅器で、歪成分だけでなく信号成分も増幅し、第３の増幅器における信号エネルギーを無駄なく使用して、電力効率を向上させることができ、更にウィルキンソンカプラを用いることで歪補償性能を劣化させることなく広帯域の信号に適用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器の構成ブロック図である。
【図２】（ａ）はハイブリッドカプラの模式説明図であり、（ｂ）は３段２分配のウィルキンソンカプラの回路図であり、（ｃ）はハイブリッドカプラとウィルキンソンカプラの伝送特性を比較する説明図である。
【図３】本増幅器で用いられるウィルキンソンカプラの構成例を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、本増幅器における信号合成をベクトルで表した説明図である。
【図５】従来の電力合成増幅器の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器は、分配器によって入力信号を３分配し、分配された信号の内、第１の信号を第１の増幅器で増幅し、分配合成器で、第１の増幅器で増幅された信号と分配器で分配された第２の信号とを位相を調整して合成して歪成分信号を抽出し、第１の合成器で、分配合成器で抽出された第１の増幅器の歪成分信号と、分配器で分配された第３の分配信号とを位相を調整して合成し、第１の合成器の出力信号を第２の増幅器で増幅し、第２の合成器で、歪成分を含む第１の増幅器の出力信号と、歪成分を含む第２の増幅器の出力信号とを位相を調整して合成して、歪成分を相殺して増幅器出力とすると共に、分配器と、分配合成器と、第１の合成器と、第２の合成器とをウィルキンソンカプラで構成した電力合成増幅器としており、第２の増幅器において歪成分だけでなく信号成分も増幅することで、第２の増幅器に入力される信号を無駄なく利用することができ、更にウィルキンソンカプラを用いて広帯域の信号にも歪補償性能の劣化なく適用可能として、線形性が良好で電力効率が高い電力合成増幅器を実現することができるものである。
【００１５】
［実施の形態の電力合成増幅器の構成：図１］
図１は、本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器の構成ブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器（本増幅器）は、分配器１と、可変位相器２と、可変減衰器３と、第１の増幅器４と、遅延線５と、分配合成器６と、可変位相器７と、可変減衰器８と、第２の増幅器９と、遅延線１０と、合成器１１と、可変位相器１２と、可変減衰器１３と、第３の増幅器１４と、遅延線１５と、合成器１６とを備えている。
【００１６】
尚、可変位相器２，７，１２は、それぞれ、請求項に記載した第１,第２，第３の可変位相器に相当し、可変減衰器３，８，１３は、それぞれ第１,第２，第３の可変減衰器に相当する。
また、遅延線５，１０，１５は、それぞれ、請求項に記載した第１，第２，第３の遅延器に相当する。
更に、合成器１１は、請求項に記載した第１の合成器に相当し、合成器１６は、請求項に記載した第２の合成器に相当している。
【００１７】
本増幅器の特徴部分について説明する。
分配器１は、入力される多周波信号を３つに分岐して出力する。分配器１は、第１の分配信号を可変位相器２に出力し、第２の分配信号を遅延線５に出力し、第３の分配信号を遅延線１０に出力する。
可変位相器２は、入力信号の位相をシフトさせ、可変減衰器３は、振幅を減衰する。可変位相器２及び可変減衰器３はベクトル調整器を構成しており、制御部（図示省略）からの指示によって調整量が制御される。
【００１８】
第１の増幅器４は、入力される高周波信号を増幅する。
遅延線５は、分配器１からの信号を遅延して、第１の増幅器４から出力される信号と同期させて分配合成器６に出力する。
分配合成器６は、第１の増幅器４から出力された歪成分を含む増幅された信号をそのまま遅延線１５に出力すると共に、第１の増幅器４からの歪成分を含む入力信号と遅延線５からの歪成分を含まない信号とを逆位相で合成して、歪成分信号を可変位相器７に出力する。
可変位相器２、可変減衰器３、第１の増幅器４、遅延線５、分配合成器６によって歪抽出ループが形成されている。
【００１９】
可変位相器７は、歪成分信号の位相をシフトさせ、可変減衰器８は、振幅を減衰する。
第２の増幅器９は、ベクトル調整された歪成分信号を増幅する誤差増幅器である。
合成器１１は、遅延線１０から入力される歪成分を含まない入力信号と、第２の増幅器９から入力される増幅された歪成分とを位相を調整して合成して、可変位相器１２に出力する。すなわち、合成器１１からの出力信号は、第１の増幅器４からの歪成分だけでなく、信号成分が含まれたものとなっている。
【００２０】
可変位相器１２は、入力された合成信号の位相を調整し、可変減衰器１３は振幅を調整する。
第３の増幅器１４は、可変減衰器１３からの合成信号を増幅する。つまり、第３の増幅器１４は歪成分のみを増幅するのではなく、信号成分も増幅するものである。
【００２１】
合成器１６は、分配合成器６から出力される第１の増幅器４の出力信号と、第３の増幅器１４から出力される、歪成分と信号成分とを含む出力信号とを合成して、端子ｊから歪が含まれない増幅器出力を出力する。
【００２２】
そして、本増幅器の特徴として、分配器１と、分配合成器６と、合成器１１と、合成１６とはウィルキンソンカプラで構成されている。また、分配合成器６と、合成器１１と、合成１６のポート毎の伝送特性は同じとなっている。
ウィルキンソンカプラの伝送特性については後で説明する。
【００２３】
［本増幅器における動作］
次に、本増幅器における動作について図１を用いて説明する。
図１に示すように、分配器１の端子ａに入力された信号は、端子ｂ、ｃ、ｋに３分配される。
端子ｂに分配された分配信号（第１の分配信号）は、可変位相器２，可変減衰器３で位相と振幅を調整され、第１の増幅器４で増幅されると共に歪成分が発生する。歪成分を含む増幅された出力信号は、端子ｄから分配合成器６に入力され、分配される。
そして、分配合成器６の端子ｆからはほとんど損失なく第１の増幅器４の出力が得られ、端子ｆから遅延線１５に出力されて遅延され、合成器１６の端子ｈに入力される。
【００２４】
また、分配器１で端子ｃに分配された信号（第２の分配信号）は、遅延線５で遅延されて、端子ｅから分配合成器６に入力される。
そして、分配合成器６で、分配された第１の増幅器４の出力信号と、端子ｅからの遅延された第２の分配信号とが逆位相で合成され、歪成分信号が抽出される。
【００２５】
分配合成器６で抽出された歪成分は、端子ｇから出力され、可変位相器７，可変減衰器８で位相と振幅を調整されて、合成器１１の端子ｍに入力される。
また、分配器１で端子ｋに分配された分配信号（第３の分配信号）は、遅延線１０によって遅延され、合成器１１の端子ｌに入力される。
【００２６】
そして、合成器１１では、端子ｌからの入力信号の第３の分配信号と、端子ｍからの第１の増幅器４の歪成分信号が合成されて、合成信号が端子ｎから出力される。
合成信号は、可変位相器１２，可変減衰器１３で位相と振幅を調整されて、第３の増幅器１４で増幅され、端子ｉから合成器１６に入力される。
【００２７】
そして、合成器１６で、端子ｈからの第１の増幅器４の出力信号（歪成分を含む）と、端子ｉからの合成信号（第３の分配信号と第１の増幅器４の歪成分信号の合成信号）とを合成して、端子ｊから増幅器出力を得る。合成器１６での合成によって歪成分が相殺され、端子ｊからは、第１の主増幅器４の信号成分出力と、第３の増幅器１９の信号成分出力とを加算した信号が得られるものである。
この信号合成については図４を用いて後述する。
【００２８】
［ウィルキンソンカプラの特性：図２］
ここで、ウィルキンソンカプラの特性について図２を用いて説明する。図２（ａ）はハイブリッドカプラの模式説明図であり、（ｂ）は３段２分配のウィルキンソンカプラの回路図であり、（ｃ）は、ハイブリッドカプラとウィルキンソンカプラの伝送特性を比較する説明図である。
ハイブリッドカプラは、図２（ａ）に示すように、異なるインピーダンスを備えたλ／４伝送線路によって形成され、端子１（Port1）から入力された信号は、端子２（Port2），端子３（Port 3）には減衰して出力されるが端子４（Port4）へは出力されない。
また、図２（ｂ）に示すように、ウィルキンソンカプラは並列に接続されたインピーダンスの等しい２本のλ／４伝送線路とそれらを接続する抵抗とで構成される。３段２分配のウィルキンソンカプラは、１入力２出力で、端子１（Port1）から入力された信号は２つに分配され、減衰して、端子２（Port 3）及び端子３（Port 4）に出力される。
【００２９】
そして、図２（ｃ）に示すように、図２（ａ）に示したハイブリッドカプラにおいては、Port1から入力されてPort2に出力される場合（Ｓ２１）と、Port1から入力されてPort3に出力される場合（Ｓ３１）とでは、伝送特性が異なっている。これは、上述したように、Port1からPort2への経路と、Port1からPort3への経路とで、インピーダンスの異なる伝送線路を通過するためである。
【００３０】
そのため、出力ポート毎に特性の異なるハイブリッドカプラを分配合成器６、合成器１１、合成器１６に適用し、Ｓ２１とＳ３１の特性に差が現れる程度の歪成分を含む広帯域信号を入力した場合、歪補償性能が劣化してしまう。
【００３１】
つまり、図１に示した合成器１６に入力される２系統の信号の伝送特性に差があった場合、その分だけ歪がキャンセルされず、歪補償性能が劣化する。
具体的には、図１に示した分配合成器６の端子ｄからｆの周波数特性と、合成器１６の端子ｈから端子ｊの周波数特性とを加算した伝送特性と、合成分配器６の端子ｄからｇの周波数特性と、合成器１１の端子ｍからｎの周波数特性と、合成器１６の端子ｉからｊの周波数特性とを加算した伝送特性とが異なる場合には、歪が十分キャンセルされず良好な歪補償が行われないことになる。
【００３２】
これに対して、図２（ｂ）に示したウィルキンソンカプラでは、Port1からPort2への経路と、Port1からPort3への経路で、同じ特性の伝送線路を通過するため、Ｓ２１とＳ３１は同じ特性となり、図２（ｃ）に示すようにグラフが重なっている。
【００３３】
従って、図１の分配器１と、分配合成器６と、合成器１１と、合成器１６とにウィルキンソンカプラを用いた場合には、ポート毎の周波数特性が同じになるため、広帯域信号でも歪補償性能が劣化せず、ハイブリッドカプラに比べて広帯域の信号に適用可能となる。また、ウィルキンソンカプラを多段に構成すると一層広帯域となることが知られている。
本増幅器では、このことを利用して広帯域の信号に適用可能で高効率且つ歪補償性能が良好な増幅器を実現するものである。
【００３４】
［ウィルキンソンカプラの構成例：図３］
次に、本増幅器で用いられるウィルキンソンカプラの構成例について図３を用いて説明する。図３は、本増幅器で用いられるウィルキンソンカプラの構成例を示す説明図である。
図３（ａ）は、分配器１に適用されるウィルキンソンカプラの構成例であり、（ｂ）は、合成器１１の例であり、（ｃ）は、分配合成器６の例であり、（ｄ）は、合成器１６の例である。
（ａ）〜（ｄ）は、いずれも、並列に接続されたλ／４の伝送線路と伝送線路間を接続する抵抗とを備えたウィルキンソンカプラであり、各カプラの端子ａ〜ｊは、図１に示した端子に対応している。
そして、（ａ）に示すように、分配器１は１入力３出力、（ｂ）に示すように、合成器１１は２入力１出力、（ｃ）に示すように、分配合成器６は２入力２出力、（ｄ）に示すように、合成器１６は２入力１出力として構成される。
【００３５】
これらのウィルキンソンカプラはいずれも１段構成となっているが、必要な帯域に応じて適宜多段に構成することが可能である。すなわち、図２（ｂ）に示したように、並列に接続される１組のλ／４線路とそれらを接続する抵抗から成る構成を直列に接続して多段とすることが考えられる。多段構成のウィルキンソンカプラを用いることにより、一層の広帯域化を図ることが可能となる。
特に、分配合成器６、合成器１１、合成器１６に用いられる、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のウィルキンソンカプラを多段に構成することで一層良好な歪補償性能が得られるものである。
【００３６】
［本増幅器における信号合成の例：図４］
次に、本増幅器における信号合成の例について図１及び図４を用いて説明する。図４（ａ）〜（ｅ）は、本増幅器における信号合成をベクトルで表した説明図である。
図４（ａ）は、第１の増幅器４から出力される信号をベクトルで表したものであり、第１の増幅器４の端子ｆからの出力信号には、信号成分１１０と、歪成分１２０とが含まれる。尚、歪成分は３次歪のみを示している。これらの信号は、可変移相器２及び可変減衰器３で位相及び振幅が調整されており、また、図１に示したように、分配合成器６を介してほとんど損失なく合成器１６の端子ｈに入力される。
【００３７】
図４（ｂ）は、分配合成器６の端子ｇからの出力信号をベクトルで表したものであり、端子ｅから入力される信号成分１４０と、第１の増幅器４からの歪成分１５０が含まれる。信号成分１３０は、可変位相器２により、端子ｅからの信号成分１４０と逆位相になるよう調整されており、信号成分１４０と相殺される。これにより、分配合成器６の端子ｇからは、歪成分１５０のみが出力される。
【００３８】
図４（ｃ）は、合成器１１の端子ｎからの出力信号をベクトルで表したものであり、端子ｌからの遅延された信号成分１６０と、端子ｍから入力される歪成分１５０が含まれる。ここで、歪成分１５０は、合成分配器６で抽出された第１の増幅器４の歪成分が、可変位相器７，可変減衰器８で位相及び振幅を調整され、第２の増幅器９で増幅されたものである。
【００３９】
図４（ｄ）は、合成器１６の端子ｉに入力される入力信号であり、合成器１１の端子ｍからの歪成分と、端子ｌからの信号成分が含まれる。これらの信号は、可変位相器１２及び可変減衰器１３で位相と振幅を調整され、第３の増幅器１４で増幅され、端子ｍ歪成分１５０と、端子ｌ信号成分１６０として端子ｉに入力される。
ここで、可変位相器１２及び可変減衰器１３では、歪成分が（ａ）に示した端子ｆからの出力信号とは、逆位相、同振幅となり、信号成分が同相加算されるよう調整されている。
【００４０】
図４（ｅ）は、合成器１６の端子ｊからの出力信号を示しており、合成器１６では、（ａ）に示した端子ｆの出力信号（端子ｈからの入力信号）と、（ｄ）に示した端子ｉからの入力信号が合成される。
これにより、端子ｆの歪成分１２０と、端子ｍの歪成分１５０とが相殺され、端子ｆの信号成分１１０と、端子ｌの信号成分１６０が合成されて歪のない増幅信号が合成器１６の端子ｊから出力される。
【００４１】
尚、図示は省略するが、制御部が、可変位相器７，可変減衰器８，可変位相器１２，可変減衰器１３を調整して、合成器１６の出力における歪が最も小さくなるよう制御するものである。
また、各合成器の結合度は、合成器１６の出力が最大となるよう予め設計されている。
【００４２】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器によれば、入力信号を３分配する分配器１と、位相及び振幅を調整された第１の分配信号を増幅して、増幅された信号成分１１０と歪成分１２０とを出力する第１の増幅器４と、第２の分配信号と第１の増幅器４の出力とを逆位相で合成して第１の増幅器４の歪成分１５０を出力する分配合成器６と、歪成分１５０と遅延線１０を介して入力された第３の分配信号１６０とを合成する第１の合成器１１と、位相及び振幅を調整された第１の合成器１１の出力を増幅する第３の増幅器１４と、分配合成器６及び遅延線２０を介して入力された第１の増幅器４の出力と、第３の増幅器１４の出力とを合成して増幅器出力として出力する第２の合成器１６とを備えた歪補償増幅回路としているので、第３の増幅器１４において、第１の増幅器４の歪補償用の誤差成分を増幅するだけでなく、信号成分も合わせて増幅することができ、また、誤差成分は損失なく除去することができ、第３の増幅器１４のへの入力信号のエネルギーを無駄なく利用でき、従来のフィードフォワード歪補償増幅回路に比べて電力効率を大幅に向上させることができる効果がある。
【００４３】
また、本増幅器によれば、分配器１と、分配合成器６と、第１の合成器１１と、第２の合成器１６とを広帯域カプラであるウィルキンソンカプラで構成しているので、広帯域の信号に適用可能で良好な歪補償特性を備えた高効率の電力増幅器を実現することができる効果がある。
更に、ウィルキンソンカプラを適宜多段構成とすることにより、一層歪補償特性を良好にして、広帯域の信号に適用可能とし、所望の帯域に合わせて構成することができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、フィードフォワード歪補償増幅回路において、広帯域の信号に適用可能であり、良好な歪補償を行うと共に電力効率を向上させることができる電力合成増幅器に適している。
【符号の説明】
【００４５】
１…分配器、 ２，７，１２…可変位相器、 ３，８，１３…可変減衰器、 ４…第１の増幅器、 ５，１０，１５…遅延線、 ６…分配合成器、 ９…第２の増幅器、 １１，１６…合成器、 １４…第３の増幅器、 ２１０…分配器、 ２２０…増幅器、 ２３０…合成器、 ２４０…サーキュレータ、 ２５０…終端器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力合成増幅器に係り、特に広帯域の信号に適用可能であり、良好な歪補償を行うと共に電力効率を向上させることができる電力合成増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明：図５］
携帯電話システムの基地局に用いられる増幅器には、非常に大きな出力電力が要求されるため、所望の電力を得るために複数の増幅器を並列に接続して出力を合成する合成形電力増幅器を用いる必要がある。
【０００３】
従来の電力合成増幅器について図５を用いて説明する。図５は、従来の電力合成増幅器の構成を示す回路図である。
図５に示すように、従来の電力合成増幅器は、分配器２１０と、増幅器２２０ａ，２２０ｂと、サーキュレータ２４０ａ，２４０ｂと、合成器２３０と、終端器２５０ａ，２５０ｂを備えている。
分配器２１０は、入力端子から入力された信号を分配する。
増幅器２２０ａ，２２０ｂは、分配された信号を増幅する。
合成器２３０は、サーキュレータ２４０ａ，２４０ｂからの信号を合成して、出力端子に出力する。
終端器２５０は入力された信号を接地する。
【０００４】
そして、上記構成の従来の電力合成増幅器では、入力端子から入力された信号は、分配器２１０で２つに分配され、それぞれ、増幅器２２０ａ、２２０ｂで増幅されて、サーキュレータ２４０ａ、２４０ｂを介して合成器２３０に入力され、合成器２３０で両系統が合成されて出力端子に出力される。
【０００５】
増幅器２２０には、個体毎に位相及び振幅の特性にばらつきがあるため、そのベクトルの差分の電力が合成器２３０によって反射され、サーキュレータ２４０を通過して、終端器２５０で吸収される。この終端器２５０で吸収される電力が損失となる。
そこで、従来の電力合成増幅器では、効率的に電力を増幅するために、増幅器２２０ａ，２２０ｂの位相及び振幅を予め同位相かつ同振幅になるように調整して設置していた。
しかし、図５に示した従来の電力合成増幅器では、各々の増幅器の非線形歪がそのまま合成されるため、線形性を確保できない。
【０００６】
また、高速データ通信を実現するため、互いに直交する複数のキャリアを用いるＯＦＤＭ（直交周波数多重変調方式：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が広く採用されるようになっており、電力合成増幅器も一層の広帯域化が望まれている。
【０００７】
［関連技術］
電力合成増幅器に関する先行技術としては、特開２０１０−５０６０９号公報（出願人：株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、入力信号を３分配し、第１の分配信号を第１の増幅器で増幅し、位相を調整した第２の分配信号と合成することで歪成分を取り出し、歪成分と位相を調整した第３の分配信号とを合成して第２の主増幅器で増幅し、第１の増幅器の出力と第２の増幅器の出力とを合成して出力を得る歪補償増幅回路が記載されており、これにより、良好な線形性を保ち電力効率を向上させることができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−５０６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の電力合成増幅器では、広帯域の信号に適用すると歪補償性能が劣化してしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、広帯域の信号に対して良好な歪補償を行うことができ、高効率の電力合成増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、電力合成増幅器において、入力信号を３つに分配して第１，第２，第３の分配信号を出力する分配器と、第１の分配信号について、第１の可変位相器で位相が調整され、第１の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器の出力信号を２つに分配し、分配された一方の出力と、第１の遅延器で遅延された第２の分配信号とを合成して第１の増幅器における歪成分を抽出する分配合成器と、歪成分について、第２の可変位相器で位相が調整され、第２の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第２の増幅器と、第２の増幅器の出力信号と、第２の遅延器で遅延された第３の分配信号とを合成する第１の合成器と、第１の合成器の出力信号について、第３の可変位相器で位相が調整され、第３の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第３の増幅器と、分配合成器で分配された第１の増幅器の他方の出力について第３の遅延器で遅延された信号と、第３の増幅器の出力信号とを合成する第２の合成器とを備え、分配器を１入力３出力のウィルキンソンカプラで構成し、分配合成器を２入力２出力のウィルキンソンカプラで構成し、第１及び第２の合成器を２入力１出力のウィルキンソンカプラで構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入力信号を３つに分配して第１，第２，第３の分配信号を出力する分配器と、第１の分配信号について、第１の可変位相器で位相が調整され、第１の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第１の増幅器と、第１の増幅器の出力信号を２つに分配し、分配された一方の出力と、第１の遅延器で遅延された第２の分配信号とを合成して第１の増幅器における歪成分を抽出する分配合成器と、歪成分について、第２の可変位相器で位相が調整され、第２の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第２の増幅器と、第２の増幅器の出力信号と、第２の遅延器で遅延された第３の分配信号とを合成する第１の合成器と、第１の合成器の出力信号について、第３の可変位相器で位相が調整され、第３の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第３の増幅器と、分配合成器で分配された第１の増幅器の他方の出力について第３の遅延器で遅延された信号と、第３の増幅器の出力信号とを合成する第２の合成器とを備え、分配器を１入力３出力のウィルキンソンカプラで構成し、分配合成器を２入力２出力のウィルキンソンカプラで構成し、第１及び第２の合成器を２入力１出力のウィルキンソンカプラで構成した電力合成増幅器としているので、第３の増幅器で、歪成分だけでなく信号成分も増幅し、第３の増幅器における信号エネルギーを無駄なく使用して、電力効率を向上させることができ、更にウィルキンソンカプラを用いることで歪補償性能を劣化させることなく広帯域の信号に適用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器の構成ブロック図である。
【図２】（ａ）はハイブリッドカプラの模式説明図であり、（ｂ）は３段２分配のウィルキンソンカプラの回路図であり、（ｃ）はハイブリッドカプラとウィルキンソンカプラの伝送特性を比較する説明図である。
【図３】本増幅器で用いられるウィルキンソンカプラの構成例を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、本増幅器における信号合成をベクトルで表した説明図である。
【図５】従来の電力合成増幅器の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器は、分配器によって入力信号を３分配し、分配された信号の内、第１の信号を第１の増幅器で増幅し、分配合成器で、第１の増幅器で増幅された信号と分配器で分配された第２の信号とを位相を調整して合成して歪成分信号を抽出し、第１の合成器で、分配合成器で抽出された第１の増幅器の歪成分信号と、分配器で分配された第３の分配信号とを位相を調整して合成し、第１の合成器の出力信号を第２の増幅器で増幅し、第２の合成器で、歪成分を含む第１の増幅器の出力信号と、歪成分を含む第２の増幅器の出力信号とを位相を調整して合成して、歪成分を相殺して増幅器出力とすると共に、分配器と、分配合成器と、第１の合成器と、第２の合成器とをウィルキンソンカプラで構成した電力合成増幅器としており、第２の増幅器において歪成分だけでなく信号成分も増幅することで、第２の増幅器に入力される信号を無駄なく利用することができ、更にウィルキンソンカプラを用いて広帯域の信号にも歪補償性能の劣化なく適用可能として、線形性が良好で電力効率が高い電力合成増幅器を実現することができるものである。
【００１５】
［実施の形態の電力合成増幅器の構成：図１］
図１は、本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器の構成ブロック図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器（本増幅器）は、分配器１と、可変位相器２と、可変減衰器３と、第１の増幅器４と、遅延線５と、分配合成器６と、可変位相器７と、可変減衰器８と、第２の増幅器９と、遅延線１０と、合成器１１と、可変位相器１２と、可変減衰器１３と、第３の増幅器１４と、遅延線１５と、合成器１６とを備えている。
【００１６】
尚、可変位相器２，７，１２は、それぞれ、請求項に記載した第１,第２，第３の可変位相器に相当し、可変減衰器３，８，１３は、それぞれ第１,第２，第３の可変減衰器に相当する。
また、遅延線５，１０，１５は、それぞれ、請求項に記載した第１，第２，第３の遅延器に相当する。
更に、合成器１１は、請求項に記載した第１の合成器に相当し、合成器１６は、請求項に記載した第２の合成器に相当している。
【００１７】
本増幅器の特徴部分について説明する。
分配器１は、入力される多周波信号を３つに分岐して出力する。分配器１は、第１の分配信号を可変位相器２に出力し、第２の分配信号を遅延線５に出力し、第３の分配信号を遅延線１０に出力する。
可変位相器２は、入力信号の位相をシフトさせ、可変減衰器３は、振幅を減衰する。可変位相器２及び可変減衰器３はベクトル調整器を構成しており、制御部（図示省略）からの指示によって調整量が制御される。
【００１８】
第１の増幅器４は、入力される高周波信号を増幅する。
遅延線５は、分配器１からの信号を遅延して、第１の増幅器４から出力される信号と同期させて分配合成器６に出力する。
分配合成器６は、第１の増幅器４から出力された歪成分を含む増幅された信号をそのまま遅延線１５に出力すると共に、第１の増幅器４からの歪成分を含む入力信号と遅延線５からの歪成分を含まない信号とを逆位相で合成して、歪成分信号を可変位相器７に出力する。
可変位相器２、可変減衰器３、第１の増幅器４、遅延線５、分配合成器６によって歪抽出ループが形成されている。
【００１９】
可変位相器７は、歪成分信号の位相をシフトさせ、可変減衰器８は、振幅を減衰する。
第２の増幅器９は、ベクトル調整された歪成分信号を増幅する誤差増幅器である。
合成器１１は、遅延線１０から入力される歪成分を含まない入力信号と、第２の増幅器９から入力される増幅された歪成分とを位相を調整して合成して、可変位相器１２に出力する。すなわち、合成器１１からの出力信号は、第１の増幅器４からの歪成分だけでなく、信号成分が含まれたものとなっている。
【００２０】
可変位相器１２は、入力された合成信号の位相を調整し、可変減衰器１３は振幅を調整する。
第３の増幅器１４は、可変減衰器１３からの合成信号を増幅する。つまり、第３の増幅器１４は歪成分のみを増幅するのではなく、信号成分も増幅するものである。
【００２１】
合成器１６は、分配合成器６から出力される第１の増幅器４の出力信号と、第３の増幅器１４から出力される、歪成分と信号成分とを含む出力信号とを合成して、端子ｊから歪が含まれない増幅器出力を出力する。
【００２２】
そして、本増幅器の特徴として、分配器１と、分配合成器６と、合成器１１と、合成１６とはウィルキンソンカプラで構成されている。また、分配合成器６と、合成器１１と、合成１６のポート毎の伝送特性は同じとなっている。
ウィルキンソンカプラの伝送特性については後で説明する。
【００２３】
［本増幅器における動作］
次に、本増幅器における動作について図１を用いて説明する。
図１に示すように、分配器１の端子ａに入力された信号は、端子ｂ、ｃ、ｋに３分配される。
端子ｂに分配された分配信号（第１の分配信号）は、可変位相器２，可変減衰器３で位相と振幅を調整され、第１の増幅器４で増幅されると共に歪成分が発生する。歪成分を含む増幅された出力信号は、端子ｄから分配合成器６に入力され、分配される。
そして、分配合成器６の端子ｆからはほとんど損失なく第１の増幅器４の出力が得られ、端子ｆから遅延線１５に出力されて遅延され、合成器１６の端子ｈに入力される。
【００２４】
また、分配器１で端子ｃに分配された信号（第２の分配信号）は、遅延線５で遅延されて、端子ｅから分配合成器６に入力される。
そして、分配合成器６で、分配された第１の増幅器４の出力信号と、端子ｅからの遅延された第２の分配信号とが逆位相で合成され、歪成分信号が抽出される。
【００２５】
分配合成器６で抽出された歪成分は、端子ｇから出力され、可変位相器７，可変減衰器８で位相と振幅を調整されて、合成器１１の端子ｍに入力される。
また、分配器１で端子ｋに分配された分配信号（第３の分配信号）は、遅延線１０によって遅延され、合成器１１の端子ｌに入力される。
【００２６】
そして、合成器１１では、端子ｌからの入力信号の第３の分配信号と、端子ｍからの第１の増幅器４の歪成分信号が合成されて、合成信号が端子ｎから出力される。
合成信号は、可変位相器１２，可変減衰器１３で位相と振幅を調整されて、第３の増幅器１４で増幅され、端子ｉから合成器１６に入力される。
【００２７】
そして、合成器１６で、端子ｈからの第１の増幅器４の出力信号（歪成分を含む）と、端子ｉからの合成信号（第３の分配信号と第１の増幅器４の歪成分信号の合成信号）とを合成して、端子ｊから増幅器出力を得る。合成器１６での合成によって歪成分が相殺され、端子ｊからは、第１の主増幅器４の信号成分出力と、第３の増幅器１９の信号成分出力とを加算した信号が得られるものである。
この信号合成については図４を用いて後述する。
【００２８】
［ウィルキンソンカプラの特性：図２］
ここで、ウィルキンソンカプラの特性について図２を用いて説明する。図２（ａ）はハイブリッドカプラの模式説明図であり、（ｂ）は３段２分配のウィルキンソンカプラの回路図であり、（ｃ）は、ハイブリッドカプラとウィルキンソンカプラの伝送特性を比較する説明図である。
ハイブリッドカプラは、図２（ａ）に示すように、異なるインピーダンスを備えたλ／４伝送線路によって形成され、端子１（Port1）から入力された信号は、端子２（Port2），端子３（Port 3）には減衰して出力されるが端子４（Port4）へは出力されない。
また、図２（ｂ）に示すように、ウィルキンソンカプラは並列に接続されたインピーダンスの等しい２本のλ／４伝送線路とそれらを接続する抵抗とで構成される。３段２分配のウィルキンソンカプラは、１入力２出力で、端子１（Port1）から入力された信号は２つに分配され、減衰して、端子２（Port 3）及び端子３（Port 4）に出力される。
【００２９】
そして、図２（ｃ）に示すように、図２（ａ）に示したハイブリッドカプラにおいては、Port1から入力されてPort2に出力される場合（Ｓ２１）と、Port1から入力されてPort3に出力される場合（Ｓ３１）とでは、伝送特性が異なっている。これは、上述したように、Port1からPort2への経路と、Port1からPort3への経路とで、インピーダンスの異なる伝送線路を通過するためである。
【００３０】
そのため、出力ポート毎に特性の異なるハイブリッドカプラを分配合成器６、合成器１１、合成器１６に適用し、Ｓ２１とＳ３１の特性に差が現れる程度の歪成分を含む広帯域信号を入力した場合、歪補償性能が劣化してしまう。
【００３１】
つまり、図１に示した合成器１６に入力される２系統の信号の伝送特性に差があった場合、その分だけ歪がキャンセルされず、歪補償性能が劣化する。
具体的には、図１に示した分配合成器６の端子ｄからｆの周波数特性と、合成器１６の端子ｈから端子ｊの周波数特性とを加算した伝送特性と、合成分配器６の端子ｄからｇの周波数特性と、合成器１１の端子ｍからｎの周波数特性と、合成器１６の端子ｉからｊの周波数特性とを加算した伝送特性とが異なる場合には、歪が十分キャンセルされず良好な歪補償が行われないことになる。
【００３２】
これに対して、図２（ｂ）に示したウィルキンソンカプラでは、Port1からPort2への経路と、Port1からPort3への経路で、同じ特性の伝送線路を通過するため、Ｓ２１とＳ３１は同じ特性となり、図２（ｃ）に示すようにグラフが重なっている。
【００３３】
従って、図１の分配器１と、分配合成器６と、合成器１１と、合成器１６とにウィルキンソンカプラを用いた場合には、ポート毎の周波数特性が同じになるため、広帯域信号でも歪補償性能が劣化せず、ハイブリッドカプラに比べて広帯域の信号に適用可能となる。また、ウィルキンソンカプラを多段に構成すると一層広帯域となることが知られている。
本増幅器では、このことを利用して広帯域の信号に適用可能で高効率且つ歪補償性能が良好な増幅器を実現するものである。
【００３４】
［ウィルキンソンカプラの構成例：図３］
次に、本増幅器で用いられるウィルキンソンカプラの構成例について図３を用いて説明する。図３は、本増幅器で用いられるウィルキンソンカプラの構成例を示す説明図である。
図３（ａ）は、分配器１に適用されるウィルキンソンカプラの構成例であり、（ｂ）は、合成器１１の例であり、（ｃ）は、分配合成器６の例であり、（ｄ）は、合成器１６の例である。
（ａ）〜（ｄ）は、いずれも、並列に接続されたλ／４の伝送線路と伝送線路間を接続する抵抗とを備えたウィルキンソンカプラであり、各カプラの端子ａ〜ｊは、図１に示した端子に対応している。
そして、（ａ）に示すように、分配器１は１入力３出力、（ｂ）に示すように、合成器１１は２入力１出力、（ｃ）に示すように、分配合成器６は２入力２出力、（ｄ）に示すように、合成器１６は２入力１出力として構成される。
【００３５】
これらのウィルキンソンカプラはいずれも１段構成となっているが、必要な帯域に応じて適宜多段に構成することが可能である。すなわち、図２（ｂ）に示したように、並列に接続される１組のλ／４線路とそれらを接続する抵抗から成る構成を直列に接続して多段とすることが考えられる。多段構成のウィルキンソンカプラを用いることにより、一層の広帯域化を図ることが可能となる。
特に、分配合成器６、合成器１１、合成器１６に用いられる、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のウィルキンソンカプラを多段に構成することで一層良好な歪補償性能が得られるものである。
【００３６】
［本増幅器における信号合成の例：図４］
次に、本増幅器における信号合成の例について図１及び図４を用いて説明する。図４（ａ）〜（ｅ）は、本増幅器における信号合成をベクトルで表した説明図である。
図４（ａ）は、第１の増幅器４から出力される信号をベクトルで表したものであり、第１の増幅器４の端子ｆからの出力信号には、信号成分１１０と、歪成分１２０とが含まれる。尚、歪成分は３次歪のみを示している。これらの信号は、可変移相器２及び可変減衰器３で位相及び振幅が調整されており、また、図１に示したように、分配合成器６を介してほとんど損失なく合成器１６の端子ｈに入力される。
【００３７】
図４（ｂ）は、分配合成器６の端子ｇからの出力信号をベクトルで表したものであり、端子ｅから入力される信号成分１４０と、第１の増幅器４からの歪成分１５０が含まれる。信号成分１３０は、可変位相器２により、端子ｅからの信号成分１４０と逆位相になるよう調整されており、信号成分１４０と相殺される。これにより、分配合成器６の端子ｇからは、歪成分１５０のみが出力される。
【００３８】
図４（ｃ）は、合成器１１の端子ｎからの出力信号をベクトルで表したものであり、端子ｌからの遅延された信号成分１６０と、端子ｍから入力される歪成分１５０が含まれる。ここで、歪成分１５０は、合成分配器６で抽出された第１の増幅器４の歪成分が、可変位相器７，可変減衰器８で位相及び振幅を調整され、第２の増幅器９で増幅されたものである。
【００３９】
図４（ｄ）は、合成器１６の端子ｉに入力される入力信号であり、合成器１１の端子ｍからの歪成分と、端子ｌからの信号成分が含まれる。これらの信号は、可変位相器１２及び可変減衰器１３で位相と振幅を調整され、第３の増幅器１４で増幅され、端子ｍ歪成分１５０と、端子ｌ信号成分１６０として端子ｉに入力される。
ここで、可変位相器１２及び可変減衰器１３では、歪成分が（ａ）に示した端子ｆからの出力信号とは、逆位相、同振幅となり、信号成分が同相加算されるよう調整されている。
【００４０】
図４（ｅ）は、合成器１６の端子ｊからの出力信号を示しており、合成器１６では、（ａ）に示した端子ｆの出力信号（端子ｈからの入力信号）と、（ｄ）に示した端子ｉからの入力信号が合成される。
これにより、端子ｆの歪成分１２０と、端子ｍの歪成分１５０とが相殺され、端子ｆの信号成分１１０と、端子ｌの信号成分１６０が合成されて歪のない増幅信号が合成器１６の端子ｊから出力される。
【００４１】
尚、図示は省略するが、制御部が、可変位相器７，可変減衰器８，可変位相器１２，可変減衰器１３を調整して、合成器１６の出力における歪が最も小さくなるよう制御するものである。
また、各合成器の結合度は、合成器１６の出力が最大となるよう予め設計されている。
【００４２】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る電力合成増幅器によれば、入力信号を３分配する分配器１と、位相及び振幅を調整された第１の分配信号を増幅して、増幅された信号成分１１０と歪成分１２０とを出力する第１の増幅器４と、第２の分配信号と第１の増幅器４の出力とを逆位相で合成して第１の増幅器４の歪成分１５０を出力する分配合成器６と、歪成分１５０と遅延線１０を介して入力された第３の分配信号１６０とを合成する第１の合成器１１と、位相及び振幅を調整された第１の合成器１１の出力を増幅する第３の増幅器１４と、分配合成器６及び遅延線２０を介して入力された第１の増幅器４の出力と、第３の増幅器１４の出力とを合成して増幅器出力として出力する第２の合成器１６とを備えた歪補償増幅回路としているので、第３の増幅器１４において、第１の増幅器４の歪補償用の誤差成分を増幅するだけでなく、信号成分も合わせて増幅することができ、また、誤差成分は損失なく除去することができ、第３の増幅器１４のへの入力信号のエネルギーを無駄なく利用でき、従来のフィードフォワード歪補償増幅回路に比べて電力効率を大幅に向上させることができる効果がある。
【００４３】
また、本増幅器によれば、分配器１と、分配合成器６と、第１の合成器１１と、第２の合成器１６とを広帯域カプラであるウィルキンソンカプラで構成しているので、広帯域の信号に適用可能で良好な歪補償特性を備えた高効率の電力増幅器を実現することができる効果がある。
更に、ウィルキンソンカプラを適宜多段構成とすることにより、一層歪補償特性を良好にして、広帯域の信号に適用可能とし、所望の帯域に合わせて構成することができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、フィードフォワード歪補償増幅回路において、広帯域の信号に適用可能であり、良好な歪補償を行うと共に電力効率を向上させることができる電力合成増幅器に適している。
【符号の説明】
【００４５】
１…分配器、 ２，７，１２…可変位相器、 ３，８，１３…可変減衰器、 ４…第１の増幅器、 ５，１０，１５…遅延線、 ６…分配合成器、 ９…第２の増幅器、 １１，１６…合成器、 １４…第３の増幅器、 ２１０…分配器、 ２２０…増幅器、 ２３０…合成器、 ２４０…サーキュレータ、 ２５０…終端器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を３つに分配して第１，第２，第３の分配信号を出力する分配器と、
前記第１の分配信号について、第１の可変位相器で位相が調整され、第１の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の出力信号を２つに分配し、分配された一方の出力と、第１の遅延器で遅延された前記第２の分配信号とを合成して前記第１の増幅器における歪成分を抽出する分配合成器と、
前記歪成分について、第２の可変位相器で位相が調整され、第２の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の出力信号と、第２の遅延器で遅延された前記第３の分配信号とを合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器の出力信号について、第３の可変位相器で位相が調整され、第３の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第３の増幅器と、
前記分配合成器で分配された前記第１の増幅器の他方の出力について第３の遅延器で遅延された信号と、前記第３の増幅器の出力信号とを合成する第２の合成器とを備え、
前記分配器を１入力３出力のウィルキンソンカプラで構成し、前記分配合成器を２入力２出力のウィルキンソンカプラで構成し、前記第１及び第２の合成器を２入力１出力のウィルキンソンカプラで構成したことを特徴とする電力合成増幅器。
【請求項１】
入力信号を３つに分配して第１，第２，第３の分配信号を出力する分配器と、
前記第１の分配信号について、第１の可変位相器で位相が調整され、第１の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の出力信号を２つに分配し、分配された一方の出力と、第１の遅延器で遅延された前記第２の分配信号とを合成して前記第１の増幅器における歪成分を抽出する分配合成器と、
前記歪成分について、第２の可変位相器で位相が調整され、第２の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の出力信号と、第２の遅延器で遅延された前記第３の分配信号とを合成する第１の合成器と、
前記第１の合成器の出力信号について、第３の可変位相器で位相が調整され、第３の可変減衰器で振幅が調整された信号を増幅する第３の増幅器と、
前記分配合成器で分配された前記第１の増幅器の他方の出力について第３の遅延器で遅延された信号と、前記第３の増幅器の出力信号とを合成する第２の合成器とを備え、
前記分配器を１入力３出力のウィルキンソンカプラで構成し、前記分配合成器を２入力２出力のウィルキンソンカプラで構成し、前記第１及び第２の合成器を２入力１出力のウィルキンソンカプラで構成したことを特徴とする電力合成増幅器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５４８５２（Ｐ２０１２−５４８５２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７３７７（Ｐ２０１０−１９７３７７）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人北海道大学 (971)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【出願人】（５０４１７３４７１）国立大学法人北海道大学 (971)
【Ｆターム（参考）】
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