JP2001211038A - 電力増幅器 - Google Patents
電力増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電力増幅器の過渡応答特性を改善し、送信立ち
上り時の情報の欠落を防止するとともに、出力電力の周
波数特性を改善する。 【解決手段】終段電力増幅器５と、終段電力増幅器５の
電力増幅利得を制御する可変キャパシタを有する入力整
合器４および出力整合器６と、終段電力増幅器５で増幅
する高周波信号の周波数、電力増幅ユニット２内の温
度、電源ライン電流の情報と出力レベルとの関係を設定
したテーブル１３と、前記電源ライン電流のアナログ信
号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０および前
記温度のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器１１とを具備し、テーブル１３により周波数、温
度、電源ライン電流の前記デジタル信号に応じて前記可
変キャパシタの容量を制御し、出力電力を制御する。
上り時の情報の欠落を防止するとともに、出力電力の周
波数特性を改善する。 【解決手段】終段電力増幅器５と、終段電力増幅器５の
電力増幅利得を制御する可変キャパシタを有する入力整
合器４および出力整合器６と、終段電力増幅器５で増幅
する高周波信号の周波数、電力増幅ユニット２内の温
度、電源ライン電流の情報と出力レベルとの関係を設定
したテーブル１３と、前記電源ライン電流のアナログ信
号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０および前
記温度のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器１１とを具備し、テーブル１３により周波数、温
度、電源ライン電流の前記デジタル信号に応じて前記可
変キャパシタの容量を制御し、出力電力を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力電力を所要の
帯域幅にわたって、所定の値に保持する電力増幅器に関
する。
帯域幅にわたって、所定の値に保持する電力増幅器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の電力増幅器の構成の一例を
示す機能ブロック図である。
示す機能ブロック図である。
【０００３】２１は高周波信号、２２は前置増幅器、２
３は可変アッテネータ（Ｖ・ＡＴＴ）、２４は終段電力
増幅器、２５は方向性結合器、２６は空中線、２７は送
信要求信号、２８は進行波電力（Ｐｆ）、２９は遡行波
電力（Ｐｒ）、３０は検波器、３１は比較増幅器、３２
はモニタ用増幅器、３３は基準電圧、３４は電力制御信
号、３５はモニタ信号である。
３は可変アッテネータ（Ｖ・ＡＴＴ）、２４は終段電力
増幅器、２５は方向性結合器、２６は空中線、２７は送
信要求信号、２８は進行波電力（Ｐｆ）、２９は遡行波
電力（Ｐｒ）、３０は検波器、３１は比較増幅器、３２
はモニタ用増幅器、３３は基準電圧、３４は電力制御信
号、３５はモニタ信号である。
【０００４】入力された高周波信号２１は、前置増幅器
２２、終段電力増幅器２４で増幅され、空中線２６から
出力される。
２２、終段電力増幅器２４で増幅され、空中線２６から
出力される。
【０００５】従来の電力増幅器では、方向性結合器２５
で進行波電力（Ｐｆ）２８および遡行波電力（Ｐｒ）を
検出し、検波器３０で検波した後、比較増幅器３１で基
準電圧３３と比較、増幅し、可変アッテネータ２３に可
変アッテネータ制御電圧として加えるという、レベル制
御を行うフィードバック・ループにより、出力電力を一
定に制御している。
で進行波電力（Ｐｆ）２８および遡行波電力（Ｐｒ）を
検出し、検波器３０で検波した後、比較増幅器３１で基
準電圧３３と比較、増幅し、可変アッテネータ２３に可
変アッテネータ制御電圧として加えるという、レベル制
御を行うフィードバック・ループにより、出力電力を一
定に制御している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の電
力増幅器では、周波数または温度による電力増幅利得の
偏差が発生し、空中線２６から出力される出力電力の偏
差となる。前述のように、この電力増幅器では、フィー
ドバック・ループにより出力電力を一定に制御する構成
なので、検波器３０（検波回路）の時定数による過渡応
答を補正することが非常に困難であり、送信立ち上り時
の情報の欠落が生じることがある。
力増幅器では、周波数または温度による電力増幅利得の
偏差が発生し、空中線２６から出力される出力電力の偏
差となる。前述のように、この電力増幅器では、フィー
ドバック・ループにより出力電力を一定に制御する構成
なので、検波器３０（検波回路）の時定数による過渡応
答を補正することが非常に困難であり、送信立ち上り時
の情報の欠落が生じることがある。
【０００７】また、方向性結合器２５の周波数特性によ
り、出力電力の周波数特性が決定されるので、広帯域に
なればなるほど特性を良好に保つことが困難である。
り、出力電力の周波数特性が決定されるので、広帯域に
なればなるほど特性を良好に保つことが困難である。
【０００８】本発明の目的は、従来技術の課題である検
波回路の時定数による過渡応答特性を改善し、送信立ち
上り時の情報の欠落を防止するとともに、方向性結合器
に起因する出力電力の周波数特性を改善できる電力増幅
器を提供することにある。
波回路の時定数による過渡応答特性を改善し、送信立ち
上り時の情報の欠落を防止するとともに、方向性結合器
に起因する出力電力の周波数特性を改善できる電力増幅
器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の電力増幅器は、電力増幅手段と、前記電力
増幅手段の電力増幅利得を制御する可変キャパシタを有
する入出力整合手段と、前記電力増幅手段で増幅する高
周波信号の周波数、周囲温度、電源ライン電流の少なく
とも１つの情報と出力レベルとの関係を設定したテーブ
ルと、前記情報のアナログ信号をデジタル信号に変換す
る変換手段とを具備し、前記テーブルにより前記デジタ
ル信号に応じて前記可変キャパシタの容量を制御し、出
力電力を制御することを特徴とする。
に、本発明の電力増幅器は、電力増幅手段と、前記電力
増幅手段の電力増幅利得を制御する可変キャパシタを有
する入出力整合手段と、前記電力増幅手段で増幅する高
周波信号の周波数、周囲温度、電源ライン電流の少なく
とも１つの情報と出力レベルとの関係を設定したテーブ
ルと、前記情報のアナログ信号をデジタル信号に変換す
る変換手段とを具備し、前記テーブルにより前記デジタ
ル信号に応じて前記可変キャパシタの容量を制御し、出
力電力を制御することを特徴とする。
【００１０】本発明では、前記テーブルを使用して出力
電力を制御し、検波回路を使用しないので、検波回路の
時定数による過渡応答特性を改善できる。また、方向性
結合器を使用しないので、送信立ち上り時の情報の欠落
を防止するとともに、出力電力の周波数特性を改善でき
る。
電力を制御し、検波回路を使用しないので、検波回路の
時定数による過渡応答特性を改善できる。また、方向性
結合器を使用しないので、送信立ち上り時の情報の欠落
を防止するとともに、出力電力の周波数特性を改善でき
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。
の形態について詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明の実施の形態の電力増幅器
の構成を示す機能ブロック図である。
の構成を示す機能ブロック図である。
【００１３】１は高周波信号、２は電力増幅ユニット、
３は前置増幅器、４は入力整合器、５は終段電力増幅
器、６は出力整合器、７は空中線、８は電源ライン電流
検出器、９は電力増幅ユニット２内に設けた温度検出
器、１０は電源ライン電流検出器９による電流に対応し
たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器、１１は温度検出器９による温度に対応したアナログ
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１２はマ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１３は周波数／温度／電
源ライン電流／出力レベルテーブル、１４は送信制御信
号、１５は可変キャパシタ制御信号、１６は送信要求信
号、１７は周波数信号、１８は送信異常信号である。
３は前置増幅器、４は入力整合器、５は終段電力増幅
器、６は出力整合器、７は空中線、８は電源ライン電流
検出器、９は電力増幅ユニット２内に設けた温度検出
器、１０は電源ライン電流検出器９による電流に対応し
たアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器、１１は温度検出器９による温度に対応したアナログ
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、１２はマ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１３は周波数／温度／電
源ライン電流／出力レベルテーブル、１４は送信制御信
号、１５は可変キャパシタ制御信号、１６は送信要求信
号、１７は周波数信号、１８は送信異常信号である。
【００１４】この電力増幅器は、終段電力増幅器５で構
成される電力増幅手段と、終段電力増幅器５の電力増幅
利得を制御する可変キャパシタを有する入力整合器４お
よび出力整合器６で構成される入出力整合手段と、終段
電力増幅器５で増幅する高周波信号の周波数、周囲温度
（電力増幅ユニット２内の温度）、電源ライン電流（消
費電流）の少なくとも１つの情報と出力レベルとの関係
を設定した周波数／温度／電源ライン電流／出力レベル
テーブル１３と、前記電源ライン電流のアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０および前記温
度のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器１１から構成される変換手段とを具備し、周波数／温
度／電源ライン電流／出力レベルテーブル１３により周
波数、温度、電源ライン電流の前記デジタル信号に応じ
て前記可変キャパシタの容量を制御し、出力電力を制御
するものである。
成される電力増幅手段と、終段電力増幅器５の電力増幅
利得を制御する可変キャパシタを有する入力整合器４お
よび出力整合器６で構成される入出力整合手段と、終段
電力増幅器５で増幅する高周波信号の周波数、周囲温度
（電力増幅ユニット２内の温度）、電源ライン電流（消
費電流）の少なくとも１つの情報と出力レベルとの関係
を設定した周波数／温度／電源ライン電流／出力レベル
テーブル１３と、前記電源ライン電流のアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０および前記温
度のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器１１から構成される変換手段とを具備し、周波数／温
度／電源ライン電流／出力レベルテーブル１３により周
波数、温度、電源ライン電流の前記デジタル信号に応じ
て前記可変キャパシタの容量を制御し、出力電力を制御
するものである。
【００１５】高周波信号１は、前置増幅器３、終段電力
増幅器５の順に通過し、所定の電力まで電力増幅され、
空中線７から出力される。
増幅器５の順に通過し、所定の電力まで電力増幅され、
空中線７から出力される。
【００１６】この電力増幅器では、出力電力を一定に制
御するため、周波数、温度、および電源ライン電流に対
する出力電力の制御電圧を予めメモリに記憶させる。
御するため、周波数、温度、および電源ライン電流に対
する出力電力の制御電圧を予めメモリに記憶させる。
【００１７】電力増幅ユニット２内に設けた温度検出器
９から出力される温度に対応したアナログ信号をＡ／Ｄ
変換器１１によりＡ／Ｄ変換し、この値および周波数信
号１７と前記の予め設定した値とをマイクロプロセッサ
１２等に取り込み、比較または必要により近似等の処理
（変換値をテーブル値に近付ける処理）を行い、周波数
／温度／電源ライン電流／出力レベルテーブル１３から
所定の電力制御データを求め、入力整合器４、出力整合
器６で構成される入出力整合手段の可変キャパシタを制
御することにより、所定の出力電力を広帯域に出力する
ことができる。
９から出力される温度に対応したアナログ信号をＡ／Ｄ
変換器１１によりＡ／Ｄ変換し、この値および周波数信
号１７と前記の予め設定した値とをマイクロプロセッサ
１２等に取り込み、比較または必要により近似等の処理
（変換値をテーブル値に近付ける処理）を行い、周波数
／温度／電源ライン電流／出力レベルテーブル１３から
所定の電力制御データを求め、入力整合器４、出力整合
器６で構成される入出力整合手段の可変キャパシタを制
御することにより、所定の出力電力を広帯域に出力する
ことができる。
【００１８】前置増幅器３はプッシュプル構成の増幅器
で、高周波信号１の増幅を行う。また、前置増幅器３
は、マイクロプロセッサ１２からの送信制御信号１４に
よって、高周波信号１の待ち受け時や送信機（終段電力
増幅器５、出力整合器６、空中線７）の異常が発生した
際に増幅（送信）しないように制御を行う。
で、高周波信号１の増幅を行う。また、前置増幅器３
は、マイクロプロセッサ１２からの送信制御信号１４に
よって、高周波信号１の待ち受け時や送信機（終段電力
増幅器５、出力整合器６、空中線７）の異常が発生した
際に増幅（送信）しないように制御を行う。
【００１９】入力整合器４、出力整合器６で構成される
入出力整合手段は、バイポーラトランジスタまたは電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成された可変キャパシ
タ、および同軸ケーブルで構成された変換トランスによ
り構成される。マイクロプロセッサ１２からの可変キャ
パシタ制御信号１５によって、パラレルに接続されたス
イッチをオン／オフさせることにより、整合および出力
電力を制御する。
入出力整合手段は、バイポーラトランジスタまたは電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成された可変キャパシ
タ、および同軸ケーブルで構成された変換トランスによ
り構成される。マイクロプロセッサ１２からの可変キャ
パシタ制御信号１５によって、パラレルに接続されたス
イッチをオン／オフさせることにより、整合および出力
電力を制御する。
【００２０】終段電力増幅器５は、プッシュプル構成の
増幅器で構成される。この終段電力増幅器５では、前置
増幅器３と同様に、マイクロプロセッサ１２からの送信
制御信号１４によって、入力整合器４からの信号の待ち
受け時や送信機の異常が発生した際に増幅（送信）しな
いように制御を行う。また、終段電力増幅器５の異常を
検出するため、電源ライン電流検出器９によって電力増
幅ユニット２の電源ラインの電流検出を行い、この電流
値をＡ／Ｄ変換器１０を通し、Ａ／Ｄ変換した後、デジ
タル信号をマイクロプロセッサ１２に送る。このマイク
ロプロセッサ１２で送信制御信号１４および可変キャパ
シタ制御信号１５の状態と、終段電力増幅器５の電流値
との比較を行い、終段電力増幅器５が異常であると判断
した場合には、送信を停止する。
増幅器で構成される。この終段電力増幅器５では、前置
増幅器３と同様に、マイクロプロセッサ１２からの送信
制御信号１４によって、入力整合器４からの信号の待ち
受け時や送信機の異常が発生した際に増幅（送信）しな
いように制御を行う。また、終段電力増幅器５の異常を
検出するため、電源ライン電流検出器９によって電力増
幅ユニット２の電源ラインの電流検出を行い、この電流
値をＡ／Ｄ変換器１０を通し、Ａ／Ｄ変換した後、デジ
タル信号をマイクロプロセッサ１２に送る。このマイク
ロプロセッサ１２で送信制御信号１４および可変キャパ
シタ制御信号１５の状態と、終段電力増幅器５の電流値
との比較を行い、終段電力増幅器５が異常であると判断
した場合には、送信を停止する。
【００２１】マイクロプロセッサ１２は、送信要求信号
１６、周波数信号１７、電源ライン電流検出器８からの
電源ラインの電流、温度検出器９からの温度の情報を取
り込み、これらの情報を総合して、あらかじめメモリに
記憶されている周波数／温度／電源ライン電流／出力レ
ベルテーブル１３から最適な電力制御データを取り出
し、電力制御の情報として可変キャパシタ制御信号１５
を入力整合器４と出力整合器６の可変キャパシタに送
り、電力制御を行う。なお、生産時に、出力整合器６か
らの出力Ａをモニタして最適値を決定する。また、現在
の状態が異常または送信停止状態と判断された場合に
は、送信制御信号１４を前置増幅器３、終段電力増幅器
５に送り、送信を停止する。このようにマイクロプロセ
ッサ１２により、常に安定した通信を行うことができ
る。
１６、周波数信号１７、電源ライン電流検出器８からの
電源ラインの電流、温度検出器９からの温度の情報を取
り込み、これらの情報を総合して、あらかじめメモリに
記憶されている周波数／温度／電源ライン電流／出力レ
ベルテーブル１３から最適な電力制御データを取り出
し、電力制御の情報として可変キャパシタ制御信号１５
を入力整合器４と出力整合器６の可変キャパシタに送
り、電力制御を行う。なお、生産時に、出力整合器６か
らの出力Ａをモニタして最適値を決定する。また、現在
の状態が異常または送信停止状態と判断された場合に
は、送信制御信号１４を前置増幅器３、終段電力増幅器
５に送り、送信を停止する。このようにマイクロプロセ
ッサ１２により、常に安定した通信を行うことができ
る。
【００２２】このように、この電力増幅器では、送信電
力に偏差を生じる要素である周波数、温度、電源ライン
の電流と、出力電力との関係をあらかじめテーブル化
し、メモリに蓄積させ、偏差を極小とすることができ
る。すなわち、フィードバック・ループにより出力電力
を直接検波して一定に制御する従来の電力増幅器と異な
り、検波波形の立ち上り時間の影響を受けないため、電
力制御信号の可変キャパシタ制御信号１５の時間遅れに
よる過渡応答特性を改善でき、送信立ち上り時の過渡応
答による情報の欠落の発生を防止できる。したがって、
バースト送信を必要とするＴＤＭＡ等のシステム性能を
向上できる。このとき、入力される高周波信号１の偏差
に対しての補正も周波数情報として加味されており、短
時間の変動は熱的要素のみとなり、高々０．５ｄＢに抑
えられる。
力に偏差を生じる要素である周波数、温度、電源ライン
の電流と、出力電力との関係をあらかじめテーブル化
し、メモリに蓄積させ、偏差を極小とすることができ
る。すなわち、フィードバック・ループにより出力電力
を直接検波して一定に制御する従来の電力増幅器と異な
り、検波波形の立ち上り時間の影響を受けないため、電
力制御信号の可変キャパシタ制御信号１５の時間遅れに
よる過渡応答特性を改善でき、送信立ち上り時の過渡応
答による情報の欠落の発生を防止できる。したがって、
バースト送信を必要とするＴＤＭＡ等のシステム性能を
向上できる。このとき、入力される高周波信号１の偏差
に対しての補正も周波数情報として加味されており、短
時間の変動は熱的要素のみとなり、高々０．５ｄＢに抑
えられる。
【００２３】また、従来の電力増幅器における周波数特
性は、方向性結合器に起因するものであり、この電力増
幅器では、方向性結合器を出力電力制御のループから外
しているので、方向性結合器の影響を受けず、周波数特
性を改善、すなわち、広帯域化でき、かつ、コストを低
減できる。
性は、方向性結合器に起因するものであり、この電力増
幅器では、方向性結合器を出力電力制御のループから外
しているので、方向性結合器の影響を受けず、周波数特
性を改善、すなわち、広帯域化でき、かつ、コストを低
減できる。
【００２４】また、電流検出器８によって電力増幅ユニ
ット２の電源ラインに流れる電流を検出し、Ａ／Ｄ変換
器１０と１１のデジタル信号の比較により、電力増幅ユ
ニット２の異常を検出できる。
ット２の電源ラインに流れる電流を検出し、Ａ／Ｄ変換
器１０と１１のデジタル信号の比較により、電力増幅ユ
ニット２の異常を検出できる。
【００２５】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
送信電力の偏差を極小にでき、過渡応答特性の改善、送
信立ち上り時の情報欠落の防止、周波数特性の広帯域
化、およびコストの低減が可能な電力増幅器を提供でき
る。
送信電力の偏差を極小にでき、過渡応答特性の改善、送
信立ち上り時の情報欠落の防止、周波数特性の広帯域
化、およびコストの低減が可能な電力増幅器を提供でき
る。
【図１】本発明の実施の形態の電力増幅器の構成を示す
機能ブロック図である。
機能ブロック図である。
【図２】従来の電力増幅器の構成の一例を示す機能ブロ
ック図である。
ック図である。
１…高周波信号、２…電力増幅ユニット、３…前置増幅
器、４…入力整合器、５…終段電力増幅器、６…出力整
合器、７…空中線、８…電源ライン電流検出器、９…電
力増幅ユニット内温度検出器、１０、１１…Ａ／Ｄ変換
器、１２…マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１３…周波
数／温度／電源ライン電流／出力レベルテーブル、１４
…送信制御信号、１５…可変キャパシタ制御信号、１６
…送信要求信号、１７…周波数信号、１８…送信異常信
号。
器、４…入力整合器、５…終段電力増幅器、６…出力整
合器、７…空中線、８…電源ライン電流検出器、９…電
力増幅ユニット内温度検出器、１０、１１…Ａ／Ｄ変換
器、１２…マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１３…周波
数／温度／電源ライン電流／出力レベルテーブル、１４
…送信制御信号、１５…可変キャパシタ制御信号、１６
…送信要求信号、１７…周波数信号、１８…送信異常信
号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｆ 3/24 Ｈ０３Ｆ 3/24 Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA41 CA02 CA56 CA61 CA65 CA87 CN01 FA17 HA30 HA43 HN07 HN08 KA00 KA17 KA23 KA28 KA29 KA33 KA34 KA55 KA68 MA11 SA14 TA01 5J091 AA01 AA41 CA02 CA56 CA61 CA65 CA87 FA17 FP05 HA30 HA43 KA00 KA17 KA23 KA28 KA29 KA33 KA34 KA55 KA68 MA11 SA14 TA01 5J100 JA01 KA05 LA00 LA11 QA01 SA01
Claims (1)
- 【請求項１】電力増幅手段と、前記電力増幅手段の電力
増幅利得を制御する可変キャパシタを有する入出力整合
手段と、前記電力増幅手段で増幅する高周波信号の周波
数、周囲温度、電源ライン電流の少なくとも１つの情報
と出力レベルとの関係を設定したテーブルと、前記情報
のアナログ信号をデジタル信号に変換する変換手段とを
具備し、前記テーブルにより前記デジタル信号に応じて
前記可変キャパシタの容量を制御し、出力電力を制御す
ることを特徴とする電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018300A JP2001211038A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000018300A JP2001211038A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 電力増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001211038A true JP2001211038A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18545164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000018300A Pending JP2001211038A (ja) | 2000-01-27 | 2000-01-27 | 電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001211038A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006140911A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｅｅｒシステム及びｅｅｒシステムにおける高周波飽和増幅器の効率最適化調整方法 |
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