JP2001237651A

JP2001237651A - 電力増幅装置

Info

Publication number: JP2001237651A
Application number: JP2000044879A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Yoshikawa; 力吉川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】送信周波数を変化させても、合成出力信号の相
互変調歪が悪化するのを防止でき、２つのトランジスタ
電力増幅回路の動作状態に大きな差異が生じないように
する。【解決手段】レベル制御部５は、電力増幅器２ａ、２ｂ
の相互変調歪が許容限界となる限界出力レベル、および
電力合成器４が最小損失で合成する２信号の合成特性を
予め記憶したメモリを有している。そして、出力レベル
検出器３ａ，３ｂによりそれぞれ検出される電力増幅器
２ａ，２ｂの出力レベルＬａ，Ｌｂをそれぞれ受けて比
較し、前記メモリを参照して使用送信周波数における最
適出力レベルを設定し、電力増幅器２ａ，２ｂの可変減
衰器２１ａ，２１ｂに制御電圧をそれぞれ与えて減衰量
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電力増幅装置に関
し、特に入力信号を複数の電力増幅器に分配して増幅し
た後に合成し出力する広い周波数範囲で使用可能な電力
増幅装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のこの種の電力増幅装置を
示すブロック図である。入力信号を２分配する３ｄＢハ
イブリッドの電力分配器１と、２分配された入力信号を
それぞれ電力増幅する電力増幅器１１ａ，１１ｂと、電
力分配器１と同一構成で電力増幅器１１ａ，１１ｂの出
力を合成する電力合成器４とで構成されている。

【０００３】ここで、電力増幅器１１ａ，１１ｂは、入
力信号レベルを調整するための固定減衰器１１１ａ，１
１１ｂと、電源Ｖｃを供給されてＡＢクラスで増幅動作
するトランジスタ電力増幅回路１１２ａ，１１２ｂと、
トランジスタ電力増幅回路の出力インピーダンスを一定
に保持し増幅動作を安定化させるためのアイソレータ１
１３ａ，１１３ｂとをそれぞれ有している。

【０００４】次に動作を説明する。

【０００５】図示しない前段の電力増幅回路によって所
定レベルに増幅された入力信号Ｓ１は、電力分配器１に
より２分配され、電力増幅器１１ａ，１１ｂにそれぞれ
入力して電力増幅される。電力増幅器１１ａ，１１ｂに
それぞれ入力した信号は、固定減衰器１１１ａ，１１１
ｂによりレベル調整された後、ＡＢクラスで増幅動作す
るトランジスタ電力増幅回路１１２ａ，１１２ｂによっ
て増幅され、アイソレータ１１３ａ，１１３ｂを介して
出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂとして出力される。電力増幅器
１１ａ，１１ｂの出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、電力合成
器４により合成されて合成出力信号Ｓ３として出力され
る。

【０００６】ところで、電力分配器１によって２分配さ
れた信号レベルは、常に同じレベルで分配されるのでは
ない。また、分配される信号レベルは周波数によって変
化する。例えば、図５に示すように、送信周波数範囲
（３００ＭＨｚ〜９００ＭＨｚ）の中心周波数ｆａにお
いて、電力増幅器１１ａに分配される信号レベルは、入
力信号レベルよりも３．５ｄＢダウン（−３．５ｄＢ）
のレベルであり、他方の電力増幅器１１ｂに分配される
信号レベルは、入力信号レベルよりも２．５ｄＢダウン
（−２．５ｄＢ）のレベルである。また、送信周波数範
囲内で送信周波数を変化させたとき、分配される２つの
信号レベルは変化する。

【０００７】従来は、送信周波数範囲のある周波数にお
いて、固定減衰器１１１ａ，１１１ｂにより２つのトラ
ンジスタ電力増幅回路の入力レベルを調整している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
２つのトランジスタ電力増幅回路の入力レベル調整は、
送信周波数範囲のある周波数において固定減衰器により
それぞれ行っている。

【０００９】しかし、電力分配器の分配特性は、図６に
示したように、周波数によって変化するので、送信周波
数が変化したとき、２つのトランジスタ電力増幅回路の
入力信号レベルに大きな差異が生じてバランスがくず
れ、一方のトランジスタ電力増幅回路において非直線性
により相互変調歪が発生した場合、合成出力信号は２つ
のトランジスタ電力増幅回路の悪い方の相互変調歪の影
響を受けてしまうという問題点を有している。

【００１０】また、２つのトランジスタ電力増幅回路の
入力信号レベルに大きな差異が生じることにより、２つ
のトランジスタ電力増幅回路の動作状態に差異が生じ、
消費電流にもばらつきが出て、一方のトランジスタ電力
増幅回路が過負荷状態となって発熱し信頼性が低下する
という問題点を有している。

【００１１】本発明の目的は、送信周波数を変化させて
も、合成出力信号の相互変調歪が悪化するのを防止で
き、２つのトランジスタ電力増幅回路の動作状態に大き
な差異が生じないようにすることができるばかりでな
く、トランジスタ電力増幅回路の信頼性低下を防止でき
る電力増幅装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の電力増幅装置
は、入力信号を２分配する電力分配器と、この電力分配
器により２分配された信号をそれぞれ電力増幅する同一
特性の２つの電力増幅器と、これら２つの電力増幅器の
出力レベルをそれぞれ検出する２つの出力レベル検出器
と、前記２つの電力増幅器の出力を合成する電力合成器
と、前記２つの出力レベル検出器により検出された出力
レベルに基づき前記２つの電力増幅器の入力側にそれぞ
れ設けられる可変減衰器を制御して前記２つの電力増幅
器の出力レベルをそれぞれ制御するレベル制御部とを備
え、このレベル制御部は、前記電力増幅器の相互変調歪
が許容限界となる限界出力レベルおよび前記電力合成器
が最小損失で合成できる合成特性を予め記憶したメモリ
を有し、前記２つの電力増幅器の出力レベルを比較し前
記メモリを参照して、前記２つの電力増幅器の出力レベ
ルが前記限界出力レベルを超えないように、且つ前記電
力合成器おいて最小損失で合成できる出力レベルとなる
ように前記可変減衰器をそれぞれ制御する。上記構成に
おいて、前記レベル制御部は、前記電力増幅器の相互変
調歪が許容限界となる限界出力レベルを予め記憶し、前
記２つの電力増幅器の出力レベルおよび前記限界出力レ
ベルを比較し、前記２つの電力増幅器の出力レベルが前
記限界出力レベルを超えないように、且つ、前記２つの
電力増幅器の出力レベルが同一となるように前記可変減
衰器をそれぞれ制御する。本発明の電力増幅装置は、入
力信号を２分配する電力分配器と、この電力分配器によ
り２分配された信号をそれぞれ電力増幅する同一特性の
２つの電力増幅器と、これら２つの電力増幅器の電流値
をそれぞれ検知する２つの電流センサと、前記２つの電
力増幅器の出力を合成する電力合成器と、前記２つの電
流センサにより検出された電流値に基づき前記２つの電
力増幅器の入力側にそれぞれ設けられる可変減衰器を制
御して前記２つの電力増幅器の出力レベルをそれぞれ制
御するレベル制御部とを備える。上記構成において、前
記レベル制御部は、前記電流値に対応する前記電力増幅
器の出力レベル値、前記電力増幅器の相互変調歪が許容
限界となる限界出力レベル値および前記電力合成器が最
小損失で合成できる合成特性を予め記憶したメモリを有
し、前記２つの電力増幅器の電流値を比較し前記メモリ
を参照して、前記２つの電力増幅器の出力レベルが前記
限界出力レベルを超えないように、且つ前記電力合成器
おいて最小損失で合成できる出力レベルとなるように前
記可変減衰器をそれぞれ制御する。また、前記レベル制
御部は、前記電力増幅器の相互変調歪が許容限界となる
ときの前記電力増幅器の限界電流値を予め記憶し、前記
２つの電力増幅器の電流値および前記限界電流値を比較
し、前記２つの電力増幅器の電流値が前記限界電流値を
超えないように、且つ、前記２つの電力増幅器の電流値
が同一となるように前記可変減衰器をそれぞれ制御す
る。本発明の電力増幅装置は、入力信号をｎ分配（ｎは
３以上の整数）する電力分配器と、この電力分配器によ
りｎ分配された信号をそれぞれ電力増幅する同一特性の
ｎ個の電力増幅器と、これらｎ個の電力増幅器の出力レ
ベルをそれぞれ検出するｎ個の出力レベル検出器と、前
記ｎ個の電力増幅器の出力を合成する電力合成器と、前
記ｎ個の出力レベル検出器により検出された出力レベル
に基づき前記ｎ個の電力増幅器の入力側にそれぞれ設け
られる可変減衰器を制御して前記ｎ個の電力増幅器の出
力レベルをそれぞれ制御するレベル制御部とを備え、こ
のレベル制御部は、前記電力増幅器の相互変調歪が許容
限界となる限界出力レベルを予め記憶し、前記ｎ個の電
力増幅器の出力レベルが前記限界出力レベルを超えない
ように、且つ、前記ｎ個の電力増幅器の出力レベルが同
一となるように前記可変減衰器をそれぞれ制御する。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施形態を示すブロック
図であり、図５に示した従来例の構成要素と同じものに
は同一符号を付している。

【００１５】図１において、入力信号Ｓ１を２分配する
３ｄＢハイブリッドの電力分配器１と、２分配された信
号をそれぞれ電力増幅する電力増幅器２ａ，２ｂと、電
力増幅器２ａ，２ｂの出力レベルをそれぞれ検出する出
力レベル検出器３ａ，３ｂと、電力分配器１と同一構成
で電力増幅器２ａ，２ｂの出力を合成する電力合成器４
と、出力レベル検出器３ａ，３ｂの検出結果に基づき電
力増幅器２ａ，２ｂのレベル制御を行うレベル制御部５
とを備えている。

【００１６】ここで、出力レベル検出器３ａ，３ｂは、
電力増幅器の出力信号の一部を分岐する方向性結合器お
よび分岐された信号を検波する検波ダイオードとをそれ
ぞれ有している。

【００１７】また、電力増幅器２ａ，２ｂは、制御電圧
により制御可能なダイオードからなる可変減衰器２１
ａ，２１ｂと、電源Ｖｃを供給されてＡＢクラスで増幅
動作するトランジスタ電力増幅回路２２ａ，２２ｂと、
トランジスタ電力増幅回路の出力インピーダンスを一定
に保持して増幅動作を安定化させるためのアイソレータ
２３ａ，２３ｂとをそれぞれ有している。

【００１８】次に動作を説明する。

【００１９】図示しない前段の電力増幅回路によって所
定レベルに増幅された入力信号Ｓ１は、電力分配器１に
より２分配されて電力増幅器２ａ，２ｂにそれぞれ入力
し電力増幅される。電力増幅器２ａ，２ｂにそれぞれ入
力された信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは、可変減衰器２１ａ，２
１ｂによりそれぞれレベル調整された後、ＡＢクラスで
増幅動作するトランジスタ電力増幅回路２２ａ，２２ｂ
によってそれぞれ増幅され、アイソレータ２３ａ，２３
ｂを介して出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂとしてそれぞれ出力
される。電力増幅器２ａ，２ｂの出力信号Ｓ２ａ，Ｓ２
ｂは、出力レベル検出器３ａ，３ｂによりそれぞれ信号
レベルを検出され、電力合成器４により合成されて合成
出力信号Ｓ３として送出される。

【００２０】ところで、図６に示したように、入力信号
Ｓ１が電力分配器１により２分配されるとき、２分配さ
れた信号のレベルは送信周波数範囲内において同じでは
なく、また周波数によっても変化する。

【００２１】例えば、送信周波数が送信周波数範囲の中
心周波数ｆａであり、入力信号Ｓｉのレベルが＋３３ｄ
Ｂｍであるとすれば、一方の電力増幅器２ａには入力信
号よりも３．５ｄＢダウンの＋２９．５ｄＢｍが分配さ
れ、他方の電力増幅器２ｂには入力信号よりも２．５ｄ
Ｂダウンの＋３０．５ｄＢｍが分配される。よって、電
力増幅器２ｂに分配されるレベルは電力増幅器２ａに分
配されるレベルよりも１ｄＢだけ高いレベルとなる。

【００２２】ここで、トランジスタ電力増幅回路２２
ａ，２２ｂの入出力特性が、図７に示すようになってい
るものとし、また、可変減衰器２１ａ，２１ｂの減衰量
が０であるとすれば、トランジスタ電力増幅回路２２ａ
へ入力する信号レベルは＋２９．５ｄＢｍであり出力レ
ベルは＋３９．５ｄＢｍとなる。また、トランジスタ電
力増幅回路２２ｂへ入力する信号レベルは＋３０．５ｄ
Ｂｍであり出力レベルは＋４０．５ｄＢｍとなる。

【００２３】また、電力増幅器の出力レベルとトランジ
スタ電力増幅回路で発生する相互変調歪（ＩＭＤ）との
関係が、例えば図８に示すように、出力レベルがある値
（ここでは＋３９．５ｄＢｍ）を超えると急激に相互変
調歪が増大するものとする。なお、アイソレータ２３
ａ，２３ｂの通過損失は０．５ｄＢとしている。また、
相互変調歪の程度を示す単位ｄＢｃとは、増幅回路の非
直線性によって発生する相互変調歪成分と本来の信号成
分とのレベル比をデシベル表示したものである。

【００２４】さて、図８によれば、電力増幅器２ａの出
力レベルは＋３９．０ｄＢｍであるので、トランジスタ
電力増幅回路２２ａでの相互変調歪は−３７．５ｄＢｃ
である。他方の電力増幅器２ｂの出力レベルは＋４０．
０ｄＢｍであるので、トランジスタ電力増幅回路２２ｂ
での相互変調歪は−３２ｄＢｃとなり、トランジスタ電
力増幅回路２２ａの相互変調歪よりも大きくなる。

【００２５】このような相互変調歪の異なる信号を合成
した場合、つまり、相互変調歪が−３７．５ｄＢｃの信
号と−３２ｄＢｃの信号とを合成した場合、合成出力信
号の相互変調歪は悪い方に引っ張られてほぼ−３２ｄＢ
ｃとなる。

【００２６】この場合、合成出力信号の相互変調歪を改
善するためには、トランジスタ電力増幅回路２２ｂでの
相互変調歪を改善しなければならない。そこで、電力増
幅器２ｂの出力レベルを＋４０．０ｄＢｍから＋３９．
０ｄＢｍになるようにレベル調整すれば、電力増幅器２
ａ，２ｂの出力レベルは共に＋３９．５ｄＢｍとなり、
相互変調歪も共に−３７．５ｄＢｃとなる。この場合の
合成出力信号Ｓ３の相互変調歪はほぼ−３７．５ｄＢｃ
となり、相互変調歪を改善できる。

【００２７】ところで、電力合成器４は、電力分配器１
と同じ構成であり、電力分配器１の入力端と出力端とを
入れ替えただけである。従って、電力合成器４が最小損
失で合成する２信号のレベルは、図６に示したように、
電力分配器１の分配特性と同じになる。例えば、送信周
波数範囲の中心周波数ｆａにおいては、電力合成器４の
一方の入力端に供給される電力増幅器２ｂの出力レベル
を他方の入力端に供給される電力増幅器２ａの出力レベ
ルよりも１ｄＢだけ高くしたときに、最小損失で合成で
きる。

【００２８】例えば、送信周波数が送信周波数範囲の中
心周波数ｆａの場合、電力増幅器２ａの出力レベルは＋
３８．５ｄＢｍとし、電力増幅器２ｂの出力レベルは＋
３９．５ｄＢｍとすれば最小損失で合成できることにな
る。

【００２９】従って、電力増幅器２ａ，２ｂの出力レベ
ルをそれぞれ検出し、電力増幅器２ａ，２ｂの出力レベ
ルをそれぞれ制御することによって、使用送信周波数が
変化しても、合成出力信号の相互変調歪が常に許容値を
超えることなく、且つ、電力合成器４おいて最小損失で
合成することができる。このようなレベル制御を行うた
めに、出力レベル検出器３ａ，３ｂおよびレベル制御部
５を設けている。

【００３０】次にレベル制御部５の動作について説明す
る。

【００３１】レベル制御部５は、電力増幅器の相互変調
歪が許容限界となる限界出力レベル、および電力合成器
４が最小損失で合成する２信号の合成特性を予め記憶し
たメモリを有している。そして、出力レベル検出器３
ａ，３ｂによりそれぞれ検出される電力増幅器２ａ，２
ｂの出力レベルＬａ，Ｌｂをそれぞれ受けて比較し、メ
モリを参照して使用送信周波数における最適出力レベル
を設定し、電力増幅器２ａ，２ｂの可変減衰器２１ａ，
２１ｂに制御電圧をそれぞれ与えて減衰量を制御する。

【００３２】図２はレベル制御部５の動作を示すフロー
チャートである。

【００３３】ここで、電力増幅器２ａ，２ｂの相互変調
歪が許容限界となる限界出力レベルをＬｍとし、電力合
成器４の合成特性は図６に示したものとする。図２にお
いて、まず、出力レベル検出器３ａ，３ｂによりそれぞ
れ検出された電力増幅器２ａの出力レベルＬａと電力増
幅器２ｂの出力レベルＬｂとを比較する（ステップ１０
１）。出力レベルＬｂが出力レベルＬａ以上であれば、
電力増幅器２ｂの出力レベルとしてＬｂを選定してＬｂ
１＝Ｌｂとする（ステップ１０２）。また、出力レベル
Ｌｂが出力レベルＬａよりも低ければ、電力増幅器２ｂ
の出力レベルとしてＬａを選定してＬｂ１＝Ｌａとする
（ステップ１０３）。

【００３４】次に、電力増幅器の相互変調歪が許容限界
となる限界出力レベルＬｍとステップ１０１，１０２で
選定した出力レベルＬｂ１とを比較し（ステップ１０
４）、出力レベルＬｂ１が限界出力レベルＬｍ以下であ
れば、電力増幅器２ｂの出力レベルとしてＬｂ１を選定
してＬｂ２＝Ｌｂ１とする（ステップ１０５）。また、
出力レベルＬｂ１が限界出力レベルＬｍよりも高けれ
ば、電力増幅器２ｂの出力レベルとしてＬｍを選定して
Ｌｂ２＝Ｌｍとする（ステップ１０６）。

【００３５】そして、メモリに予め記憶されている電力
合成器の合成特性を参照して、使用送信周波数における
電力増幅器２ａ，２ｂの出力レベル差ΔＬを求める（ス
テップ１０７）。そして、電力増幅器２ｂの出力レベル
がＬｂ２になるように可変減衰器２１ｂを制御すると共
に、電力増幅器２ａの出力レベルがＬｂ２−ΔＬになる
ように可変減衰器２１ａを制御する（ステップ１０
８）。

【００３６】このように可変減衰器２１ａ，２１ｂを制
御することにより、使用送信周波数が変化しても、合成
出力信号の相互変調歪が常に許容値を超えることなく、
且つ、電力合成器４おいて最小損失で合成することがで
きる。

【００３７】なお、電力合成器４に同一レベルの信号を
供給して合成させた場合、合成損失は最小にはならない
が、損失差は僅かであるのでこれを無視すれば、トラン
ジスタ電力増幅回路２２ａ，２２ｂを同じ動作状態とす
ることができ、レベル制御部５の動作を簡素化できる。
すなわち、レベル制御部５は、電力増幅器２ａ，２ｂの
出力レベルが限界出力レベルＬｍを超えず、且つ同じ出
力レベルになるように可変減衰器２１ａ，２１ｂをそれ
ぞれ制御すればよい。また、この場合は、トランジスタ
電力増幅回路２２ａ，２２ｂは同じ状態で動作し、消費
電流や発熱量が等しくなるので冷却設計が容易になり、
従来のように一方が過負荷状態になることがなくなり、
トランジスタ電力増幅回路の信頼性を向上させることが
できる。

【００３８】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。

【００３９】図３は本発明の他の実施形態を示すブロッ
ク図であり、図１に示した構成要素と同じものには同一
符号を付している。また、図１に示したものとの相違点
は、電力増幅器２ａ，２ｂの相互変調歪の発生を検出す
る手段として、トランジスタ電力増幅回路２２ａ，２２
ｂの消費電流を検知するようにした点である。

【００４０】図３において、入力信号Ｓ１を２分配する
３ｄＢハイブリッドの電力分配器１と、２分配された入
力信号をそれぞれ電力増幅する電力増幅器２ａ，２ｂ
と、電力増幅器２ａ，２ｂのトランジスタ電力増幅回路
の消費電流を検知する電流センサ６ａ，６ｂと、電力分
配器１と同一構成で電力増幅器２ａ，２ｂの出力を合成
する電力合成器４と、電流センサ６ａ，６ｂの検出結果
に基づき電力増幅器２ａ，２ｂのレベル制御を行うレベ
ル制御部７とを備えている。

【００４１】また、電力増幅器２ａ，２ｂは、バイアス
電圧により減衰制御可能なダイオードからなる可変減衰
器２１ａ，２１ｂと、電源Ｖｃを供給されてＡＢクラス
で増幅動作するトランジスタ電力増幅回路２２ａ，２２
ｂと、トランジスタ電力増幅回路の出力インピーダンス
を一定に保持して増幅動作を安定化させるためのアイソ
レータ２３ａ，２３ｂとをそれぞれ有している。

【００４２】ところで、トランジスタ電力増幅回路２２
ａ，２２ｂは電源Ｖｃを供給されてＡＢクラスで増幅動
作するので、供給電流値と出力信号レベルとは相関があ
り、従って、トランジスタ電力増幅回路において発生す
る相互変調歪と供給電流値とは相関がある。よって、ト
ランジスタ電力増幅回路２２ａ，２２ｂに供給される電
流値を電流センサ６ａ，６ｂにより検出することによ
り、電力増幅器２ａ，２ｂの出力レベルおよび相互変調
歪を検知できる。

【００４３】次にレベル制御部７の動作について説明す
る。

【００４４】レベル制御部７は、トランジスタ電力増幅
回路の電流値に対する電力増幅器の出力レベル、電力増
幅器の相互変調歪が許容限界となる限界出力レベル、お
よび電力合成器４が最小損失で合成する２信号の合成特
性を予め記憶したメモリを有し、電流センサ６ａ，６ｂ
によりそれぞれ検出されるトランジスタ電力増幅回路２
２ａ，２２ｂの電流値Ｉａ，Ｉｂをそれぞれ受けて、メ
モリを参照して使用送信周波数における最適電流値を設
定し、電流値Ｉａ，Ｉｂが最適電流値になるように、電
力増幅器２ａ，２ｂの可変減衰器２１ａ，２１ｂに制御
電圧をそれぞれ与えて減衰量を制御する。

【００４５】また、電力合成器４に同一レベルの信号を
供給して合成させる場合は、電力増幅器の相互変調歪が
許容限界となるときのトランジスタ電力増幅回路の限界
電流値Ｉｍを予め記憶し、検出された電流値Ｉａ，Ｉｂ
を比較し、電流値Ｉａ，Ｉｂが限界電流値Ｉｍを超え
ず、且つ同じ電流値となるように可変減衰器２１ａ，２
１ｂをそれぞれ制御する。このようにしても、前述の実
施形態と同様の効果が得られる。

【００４６】更に、本発明の他の実施形態について説明
する。

【００４７】図４は本発明の他の実施形態を示すブロッ
ク図であり、図１に示した構成要素と同じものには同一
符号を付している。また、図１に示したものとの相違点
は、大きな合成出力を得るために、ｎ個（ｎは３以上の
整数）の電力増幅器を接続した点である。

【００４８】図４において、入力信号Ｓ１をｎ分配する
電力分配器８と、ｎ分配された入力信号をそれぞれ電力
増幅する同じ特性のｎ個の電力増幅器２ａ，２ｂ，…，
２ｎと、電力増幅器２ａ，２ｂ，…，２ｎの出力レベル
をそれぞれ検出する出力レベル検出器３ａ，３ｂ，…，
３ｎと、電力増幅器２ａ，２ｂ，…，２ｎの出力を合成
する電力合成器９と、出力レベル検出器３ａ，３ｂ，
…，３ｎの検出結果に基づき電力増幅器２ａ，２ｂ，
…，２ｎのレベル制御を行うレベル制御部１０とを備え
ている。

【００４９】レベル制御部１０は、電力増幅器の相互変
調歪が許容限界となる限界出力レベルＬｍを予め記憶
し、出力レベル検出器３ａ，３ｂ，…，３ｎによりそれ
ぞれ検出される電力増幅器２ａ，２ｂ，…，２ｎの出力
レベルＬａ，Ｌｂ，…，Ｌｎをそれぞれ比較し、出力レ
ベルＬａ，Ｌｂ，…，Ｌｎが限界出力レベルＬｍを超え
ず、且つ同じ出力レベルになるように可変減衰器２１
ａ，２１ｂをそれぞれ制御する。

【００５０】このように構成することにより、使用送信
周波数が変化しても、合成出力信号の相互変調歪を常に
許容値内にすることができ、且つ、ｎ個の電力増幅器の
トランジスタ電力増幅回路２２ａ，２２ｂ，…，２２ｎ
を同じ状態で動作させることができ、トランジスタ電力
増幅回路の信頼性を向上させることができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力信号を２分配して増幅した後に合成し出力する広帯域
の電力増幅装置において、２つの電力増幅器の出力レベ
ルをそれぞれ検知し、電力増幅器の相互変調歪が許容限
界となる限界出力レベルおよび電力合成器おいて最小損
失で合成できる出力レベルが予め記憶されたメモリを参
照して、２つの電力増幅器の最適出力レベルを設定し、
この最適出力レベルになるように、各電力増幅器のトラ
ンジスタ電力増幅回路に入力する信号レベルを制御する
ことにより、使用送信周波数が変化しても、合成出力信
号の相互変調歪が常に許容値を超えることなく、且つ、
電力合成器おいて最小損失で合成することができる。

【００５２】また、複数の電力増幅器の出力レベルをそ
れぞれ検知し、複数の電力増幅器の出力レベルが同一、
且つ、相互変調歪が許容限界となる電力増幅器の限界出
力レベルを超えないように、各電力増幅器のトランジス
タ電力増幅回路に入力する信号レベルを制御することに
より、使用送信周波数が変化しても、合成出力信号の相
互変調歪が常に許容値を超えることなく、また複数の電
力増幅器のトランジスタ電力増幅回路を全て同じ状態で
動作させることができ、トランジスタ電力増幅回路の信
頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す図である。

【図２】図１に示したレベル制御部５の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図３】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図５】従来の電力増幅装置を示すブロック図である。

【図６】電力分配器１、電力合成器４の分配／合成特性
を示す図である。

【図７】トランジスタ電力増幅回路２２の入出力特性を
示す図である。

【図８】電力増幅器の出力レベルとトランジスタ電力増
幅回路で発生する相互変調歪との関係を示す図である。

【符号の説明】

１，８電力分配器２，１１電力増幅器３出力レベル検出器４，９電力合成器５，７，１０レベル制御部６電流センサ２１可変減衰器２２トランジスタ電力増幅回路

フロントページの続きＦターム(参考） 5J069 AA01 AA21 AA41 CA27 HA09 HA19 HA26 KA17 KA23 SA14 TA01 TA02 5J090 AA01 AA21 AA41 CA27 HA09 HA19 HA26 HN14 KA17 KA23 SA14 TA01 TA02 5J091 AA01 AA21 AA41 CA27 FP02 HA09 HA19 HA26 KA17 KA23 SA14 TA01 TA02 5J100 AA14 BB02 BB04 BB08 CA02 CA03 CA06 CA28 CA29 CA30 FA01 JA01 LA09 LA11 QA02 QA05 SA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を２分配する電力分配器と、こ
の電力分配器により２分配された信号をそれぞれ電力増
幅する同一特性の２つの電力増幅器と、これら２つの電
力増幅器の出力レベルをそれぞれ検出する２つの出力レ
ベル検出器と、前記２つの電力増幅器の出力を合成する
電力合成器と、前記２つの出力レベル検出器により検出
された出力レベルに基づき前記２つの電力増幅器の入力
側にそれぞれ設けられる可変減衰器を制御して前記２つ
の電力増幅器の出力レベルをそれぞれ制御するレベル制
御部とを備え、このレベル制御部は、前記電力増幅器の
相互変調歪が許容限界となる限界出力レベルおよび前記
電力合成器が最小損失で合成できる合成特性を予め記憶
したメモリを有し、前記２つの電力増幅器の出力レベル
を比較し前記メモリを参照して、前記２つの電力増幅器
の出力レベルが前記限界出力レベルを超えないように、
且つ前記電力合成器おいて最小損失で合成できる出力レ
ベルとなるように前記可変減衰器をそれぞれ制御するこ
とを特徴とする電力増幅装置。
【請求項２】前記レベル制御部は、前記電力増幅器の
相互変調歪が許容限界となる限界出力レベルを予め記憶
し、前記２つの電力増幅器の出力レベルおよび前記限界
出力レベルを比較し、前記２つの電力増幅器の出力レベ
ルが前記限界出力レベルを超えないように、且つ、前記
２つの電力増幅器の出力レベルが同一となるように前記
可変減衰器をそれぞれ制御することを特徴とする請求項
１記載の電力増幅装置。
【請求項３】入力信号を２分配する電力分配器と、こ
の電力分配器により２分配された信号をそれぞれ電力増
幅する同一特性の２つの電力増幅器と、これら２つの電
力増幅器の電流値をそれぞれ検知する２つの電流センサ
と、前記２つの電力増幅器の出力を合成する電力合成器
と、前記２つの電流センサにより検出された電流値に基
づき前記２つの電力増幅器の入力側にそれぞれ設けられ
る可変減衰器を制御して前記２つの電力増幅器の出力レ
ベルをそれぞれ制御するレベル制御部とを備えることを
特徴とする電力増幅装置。
【請求項４】前記レベル制御部は、前記電流値に対応
する前記電力増幅器の出力レベル値、前記電力増幅器の
相互変調歪が許容限界となる限界出力レベル値および前
記電力合成器が最小損失で合成できる合成特性を予め記
憶したメモリを有し、前記２つの電力増幅器の電流値を
比較し前記メモリを参照して、前記２つの電力増幅器の
出力レベルが前記限界出力レベルを超えないように、且
つ前記電力合成器おいて最小損失で合成できる出力レベ
ルとなるように前記可変減衰器をそれぞれ制御すること
を特徴とする請求項３記載の電力増幅装置。
【請求項５】前記レベル制御部は、前記電力増幅器の
相互変調歪が許容限界となるときの前記電力増幅器の限
界電流値を予め記憶し、前記２つの電力増幅器の電流値
および前記限界電流値を比較し、前記２つの電力増幅器
の電流値が前記限界電流値を超えないように、且つ、前
記２つの電力増幅器の電流値が同一となるように前記可
変減衰器をそれぞれ制御することを特徴とする請求項３
記載の電力増幅装置。
【請求項６】入力信号をｎ分配（ｎは３以上の整数）
する電力分配器と、この電力分配器によりｎ分配された
信号をそれぞれ電力増幅する同一特性のｎ個の電力増幅
器と、これらｎ個の電力増幅器の出力レベルをそれぞれ
検出するｎ個の出力レベル検出器と、前記ｎ個の電力増
幅器の出力を合成する電力合成器と、前記ｎ個の出力レ
ベル検出器により検出された出力レベルに基づき前記ｎ
個の電力増幅器の入力側にそれぞれ設けられる可変減衰
器を制御して前記ｎ個の電力増幅器の出力レベルをそれ
ぞれ制御するレベル制御部とを備え、このレベル制御部
は、前記電力増幅器の相互変調歪が許容限界となる限界
出力レベルを予め記憶し、前記ｎ個の電力増幅器の出力
レベルが前記限界出力レベルを超えないように、且つ、
前記ｎ個の電力増幅器の出力レベルが同一となるように
前記可変減衰器をそれぞれ制御することを特徴とする電
力増幅装置。