[发明专利]前馈放大器

说明书

本发明涉及前馈放大器及使用它的高效率的功率放大方法，主要使用于多载波无线通信中的高频功率放大。

有能够用窄带的多个载波来进行高速传输的多载波无线通信方法。与用单一载波来进行高速传输的情况相比，用多载波来进行高速传输不易受衰落等传播路径变动的影响，所以不易受延迟波的影响。此外，还有能够缓和无线电路结构和要求条件的优点。

在这种高速传输中有优点的多载波无线通信方法迄今已在固定微波通信、基于多信道选取(マルチチャネルアクセス)的商用通信等中被实用化。

此外，近年来在微波频带中以高速传输为目的，提出使用正交频分复用方式(Orthogonal Frequency Division Multiplexing：OFDM)的无线通信方法。在广播中，正在讨论将OFDM应用于下一代数字电视。

这些多载波无线通信方法具有许多特征：但是由于复用多个载波而有发送装置的交调失真引起的带外泄漏功率增大、发生码间干扰等问题。该发送装置引起的交调失真是在变频器或发送功率放大器等中产生的。特别是，受发送功率放大器的非线性的影响很大。作为能够除去该非线性失真的功率放大器，已知有前馈放大器。前馈放大器由包含主放大器的失真检测环、和包含辅助放大器的失真除去环构成。

一般，在用功率放大器同时对多个载波进行功率放大的情况下，如果不按照峰值与平均功率比(Peak-to-Average Power Ratio：PAPR)来相应地进行功率放大器的输出满功率补偿(バツクオフ)，则产生交调失真。因此，功率放大器需要使饱和输出比输出信号的平均功率足够高，其结果是，效率很低。这也适用于前馈放大器中的主放大器。

主放大器的高效率化可以通过B级偏置条件的推挽电路等来实现。主放大器产生的非线性失真能够通过现有的前馈放大器来补偿。例如，根据文献(野島俊雄、橋洋一“移動通信用超低歪多周波共通增幅器(移动通信用超低失真多频公用放大器)”，電子情報通信学無缐通信システム研究会技術報告，RCS90-4，1990)，设主放大器的饱和输出为100W，辅助放大器的饱和输出为主放大器饱和输出的1/8，设频率为1.5GHz频带，在主放大器和辅助放大器的半导体放大元件采用GaAs的MESFET(metal semiconductorfield effect transistor，金属半导体场效应晶体管)的情况下，设主放大器的MESFET的漏极电压为12V、漏极电流为20A，辅助放大器的MESFET的漏极电压为12V、漏极电压为5A，如果都在A级偏置的条件下求前馈放大器的漏极效率，则为约5％以下。如果前馈放大器的主放大器采用B级推挽等高效率放大电路、辅助放大器采用A级放大电路，则可得到约10％以下的漏极效率。

再者，为了改善前馈放大器的功率效率，需要进一步改善主放大器的漏极效率。迄今，作为实现放大器的线性性并且进行高效率放大的方法，已知有基于漏极电压控制法的放大器的高效率化方法(千葉耕司、野島俊雄、富里繁“双方向フイ一ドフオヮ一ド形ドレイン電压制御增幅器(双向前馈型漏极电压控制放大器)”，電子情報通信学会無缐通信システム研究会技術報告，RCS89-33,1989)。该方法通过等价地降低放大器的输出满功率补偿来提高漏极效率。

在漏极电压控制方法中，调制向FET等半导体提供的功率。例如，在100W发送输出的基站功率放大器中，如果最后一级FET的漏极效率为50％(A级偏置理论最大值)，则提供给最后一级FET的功率为200W。此情况下的漏极电压控制法中的直流功率控制对200W进行。如果FET的漏极电压为10V，则漏极电流为20A。这种大电流控制由FET等来进行。然而，有下述问题：越是高输出功率放大器，则由于进行大电流控制的FET的导通电阻等的损耗，越难以低损耗地进行漏极电压控制。

发明概述

本发明的目的在于提供具有与现有前馈放大器相同或更高的失真补偿能力、并且降低主放大器的输出满功率补偿的方法及由此高效率化的前馈放大器。

根据本发明，一种前馈放大器具有检测失真分量的失真检测环、以及级联连接到上述失真检测环上的失真除去环，对输入的发送信号进行功率放大，其中，

上述失真检测环包含：

主放大器路径，包含主放大器；

信号功率动态范围压缩电路，在上述主放大器的输入端插入到上述主放大器路径中，压缩输入信号的功率动态范围；

第1线性信号传递路径；

第1方向性耦合器，将上述发送信号分配给上述主放大器路径和上述第1线性信号传递路径；以及