JP2002124841A - 複数の増幅器段で信号を増幅する方法 - Google Patents
複数の増幅器段で信号を増幅する方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/60—Amplifiers in which coupling networks have distributed constants, e.g. with waveguide resonators
- H03F3/602—Combinations of several amplifiers
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03F2200/198—A hybrid coupler being used as coupling circuit between stages of an amplifier circuit
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より効率的なパワー増幅器構成を提供する。
【解決手段】 本発明のパワー増幅器システムは、並列
に配置された増幅器段からなる増幅器構成により信号を
適用的に分配している。例えば本発明のパワー増幅器シ
ステムは、増幅器構成内の個々の増幅器段の動作を調整
して、例えば増幅器構成により増幅されるべき信号の情
報、例えばパワーレベルに基づいて増幅器段のパワー処
理機能を低減させる。増幅器段のこの調整された動作を
利用して、本発明のパワー増幅器システムは、複数の増
幅器段に入力信号パワーを再配分する可変パワー分割器
と、分割比率を変化させる際に、増幅器段からの増幅信
号を状況に合わせて組み合わせる、少なくとも１つの可
変の結合器とを用いる。かくして本発明のパワー増幅器
システムは、性能および／または効率を改善するため
に、変化する状況に応じて再構成可能である。
に配置された増幅器段からなる増幅器構成により信号を
適用的に分配している。例えば本発明のパワー増幅器シ
ステムは、増幅器構成内の個々の増幅器段の動作を調整
して、例えば増幅器構成により増幅されるべき信号の情
報、例えばパワーレベルに基づいて増幅器段のパワー処
理機能を低減させる。増幅器段のこの調整された動作を
利用して、本発明のパワー増幅器システムは、複数の増
幅器段に入力信号パワーを再配分する可変パワー分割器
と、分割比率を変化させる際に、増幅器段からの増幅信
号を状況に合わせて組み合わせる、少なくとも１つの可
変の結合器とを用いる。かくして本発明のパワー増幅器
システムは、性能および／または効率を改善するため
に、変化する状況に応じて再構成可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、増幅器に関し、特
に適合型パワー増幅器の構成に関する。
に適合型パワー増幅器の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】理想的なパワー増幅器は、波形を変化さ
せることなく入力信号を増幅させる。そのため理想的な
増幅器は、（入力信号対出力信号の）伝達関数が、線形
の特性を有し伝達関数に不連続性が存在しない。しかし
実際にはパワー増幅器は、非線形領域と線形領域を具備
した伝達関数を有する。パワー増幅器が線形領域で動作
するか非線形領域で動作するかは、入力信号の大きさ
（振幅）に依存する。出来るだけ線形領域で動作するよ
うなパワー増幅器を得るためには、パワー増幅器は、入
力信号の振幅が線形領域に入るよう設計しなければなら
ない。パワー増幅器が線形領域外で動作するような大き
さの振幅を入力信号が有すると、パワー増幅器は信号に
対し非線形成分すなわち歪みを導入してしまう。入力信
号が増幅器を圧縮させ、飽和（入力信号の振幅が増加し
ても出力信号の振幅に目立った増加が見られない）さ
せ、シャットオフ（入力信号の振幅が減少しても出力信
号の振幅に目立った減少が見られない）させるようなピ
ーク振幅値を有するときには、増幅器は過剰に駆動さ
れ、出力信号は非線形領域でクリップされたり歪んだり
する。信号を歪ませることに加えて、入力信号のクリッ
ピング、あるいは非線形歪みは、スペクトラムの再成さ
せるか、あるいは隣接するチャネルパワー（adjacentch
annel power：ＡＣＰ）を生成し、これが隣接する周波
数と干渉することがある。
せることなく入力信号を増幅させる。そのため理想的な
増幅器は、（入力信号対出力信号の）伝達関数が、線形
の特性を有し伝達関数に不連続性が存在しない。しかし
実際にはパワー増幅器は、非線形領域と線形領域を具備
した伝達関数を有する。パワー増幅器が線形領域で動作
するか非線形領域で動作するかは、入力信号の大きさ
（振幅）に依存する。出来るだけ線形領域で動作するよ
うなパワー増幅器を得るためには、パワー増幅器は、入
力信号の振幅が線形領域に入るよう設計しなければなら
ない。パワー増幅器が線形領域外で動作するような大き
さの振幅を入力信号が有すると、パワー増幅器は信号に
対し非線形成分すなわち歪みを導入してしまう。入力信
号が増幅器を圧縮させ、飽和（入力信号の振幅が増加し
ても出力信号の振幅に目立った増加が見られない）さ
せ、シャットオフ（入力信号の振幅が減少しても出力信
号の振幅に目立った減少が見られない）させるようなピ
ーク振幅値を有するときには、増幅器は過剰に駆動さ
れ、出力信号は非線形領域でクリップされたり歪んだり
する。信号を歪ませることに加えて、入力信号のクリッ
ピング、あるいは非線形歪みは、スペクトラムの再成さ
せるか、あるいは隣接するチャネルパワー（adjacentch
annel power：ＡＣＰ）を生成し、これが隣接する周波
数と干渉することがある。
【０００３】ワイヤレス通信システムにおいては、伝送
を行うために信号を高いパワーで増幅すると、パワー比
率（power ratios：ＰＡＲ）の平均に対し非常に大きな
ピークに遭遇する。例えばＴＤＭＡシステムにおいて
は、複数のキャリア信号がパワー増幅器で増幅するため
に組み合わされると、その結果得られたＰＡＲは、大多
数のキャリア信号に対しては、約９ｄＢとなる。ＣＤＭ
Ａシステムにおいては、単一負荷の１．２５ＭＨｚのワ
イドキャリアは、１１．３ｄＢのＰＡＲを有することが
ある。これらの信号は線形状態で増幅して、ＡＣＰの生
成を回避しなければならない。この線形性の要件を満足
するために、パワー増幅器は、Ａ級、ＡＢ級で動作して
いる。大きな信号のピークを線形に処理することができ
るためには、増幅器は高いバイアス電流でもってバイア
スされている。パワー比率の平均に対しバイアス電流と
ピーク電流が高いために、増幅器の効率は低い。
を行うために信号を高いパワーで増幅すると、パワー比
率（power ratios：ＰＡＲ）の平均に対し非常に大きな
ピークに遭遇する。例えばＴＤＭＡシステムにおいて
は、複数のキャリア信号がパワー増幅器で増幅するため
に組み合わされると、その結果得られたＰＡＲは、大多
数のキャリア信号に対しては、約９ｄＢとなる。ＣＤＭ
Ａシステムにおいては、単一負荷の１．２５ＭＨｚのワ
イドキャリアは、１１．３ｄＢのＰＡＲを有することが
ある。これらの信号は線形状態で増幅して、ＡＣＰの生
成を回避しなければならない。この線形性の要件を満足
するために、パワー増幅器は、Ａ級、ＡＢ級で動作して
いる。大きな信号のピークを線形に処理することができ
るためには、増幅器は高いバイアス電流でもってバイア
スされている。パワー比率の平均に対しバイアス電流と
ピーク電流が高いために、増幅器の効率は低い。
【０００４】したがって増幅器の効率は、高いピーク電
流を線形状態で処理できる機能と反比例することにな
る。高程度の線形性を達成するためには、増幅器はＡ級
または若干ＡＢ級（Ｂ級に近いＡ級で動作するＡＢ級動
作を意味する）で動作するようバイアスがかけられてい
る。Ａ級動作で達成可能な理論的に最大なＡＣ対ＤＣ効
率は５０％であり、一方ＡＢ級の増幅器の効率は５０
（これはＡ級増幅器の最大効率を表す）〜７８．５％
（これはＢ級増幅器の最大効率を表す）の間である。Ａ
Ｂ級の動作がＡ級の動作に近づくと、最大効率は低下す
ることになる。ＦＥＴを採用した増幅器においては、動
作の級（クラス）は、静止（アイドル）ドレイン電流を
制御する印加されたゲート電圧にしたがって設定され
る。Ａ級動作においてはゲート電圧は、静止ドレイン電
流がピンチオフ領域と飽和領域の間のほぼ中間にあるよ
う設定される。Ｂ級増幅器は、ピンチオフ領域近傍にあ
るようバイアスされて、その結果ドレイン電流の波形が
整流化される。ＡＢ級増幅器は、Ａ級とＢ級のバイアス
ポイントの間でバイアスされる。
流を線形状態で処理できる機能と反比例することにな
る。高程度の線形性を達成するためには、増幅器はＡ級
または若干ＡＢ級（Ｂ級に近いＡ級で動作するＡＢ級動
作を意味する）で動作するようバイアスがかけられてい
る。Ａ級動作で達成可能な理論的に最大なＡＣ対ＤＣ効
率は５０％であり、一方ＡＢ級の増幅器の効率は５０
（これはＡ級増幅器の最大効率を表す）〜７８．５％
（これはＢ級増幅器の最大効率を表す）の間である。Ａ
Ｂ級の動作がＡ級の動作に近づくと、最大効率は低下す
ることになる。ＦＥＴを採用した増幅器においては、動
作の級（クラス）は、静止（アイドル）ドレイン電流を
制御する印加されたゲート電圧にしたがって設定され
る。Ａ級動作においてはゲート電圧は、静止ドレイン電
流がピンチオフ領域と飽和領域の間のほぼ中間にあるよ
う設定される。Ｂ級増幅器は、ピンチオフ領域近傍にあ
るようバイアスされて、その結果ドレイン電流の波形が
整流化される。ＡＢ級増幅器は、Ａ級とＢ級のバイアス
ポイントの間でバイアスされる。
【０００５】通常現代の無線通信システムにおいては高
い線形性が求められている為、あまり効率的ではないＡ
級（モード）、あるいは若干ＡＢ級（モード）の使用を
余儀なくされている。その結果、大きなＤＣパワーが増
幅器により消費され、その為発熱を抑制して増幅器の性
能と信頼性の低下を回避しなければならない。そのた
め、精巧なヒートシンク（熱放出体）あるいはファンの
使用が、高い線形性を採用したシステムの必要な副生産
物である。当然のことながら、これらの基地局装置のコ
スト、サイズ、重量が増加することになる。無線通信シ
ステムの利用者の数が増加するにつれて、基地局の数も
増加し、そして基地局を小型で軽く、かつ安価なものに
する必要がある。かくしてこれらの通信システム、ある
いは他のシステムにおいても、増幅器の効率を改善する
ための要求に向けられた研究が行われている。
い線形性が求められている為、あまり効率的ではないＡ
級（モード）、あるいは若干ＡＢ級（モード）の使用を
余儀なくされている。その結果、大きなＤＣパワーが増
幅器により消費され、その為発熱を抑制して増幅器の性
能と信頼性の低下を回避しなければならない。そのた
め、精巧なヒートシンク（熱放出体）あるいはファンの
使用が、高い線形性を採用したシステムの必要な副生産
物である。当然のことながら、これらの基地局装置のコ
スト、サイズ、重量が増加することになる。無線通信シ
ステムの利用者の数が増加するにつれて、基地局の数も
増加し、そして基地局を小型で軽く、かつ安価なものに
する必要がある。かくしてこれらの通信システム、ある
いは他のシステムにおいても、増幅器の効率を改善する
ための要求に向けられた研究が行われている。
【０００６】様々な方法を用いて、線形性を許容可能な
レベルに維持しながら、より安い価格でパワー効率の良
い増幅器を使用できるようにしている。フィードフォワ
ード補正が、現代の増幅器に採用され、様々な入力パタ
ーンに対しメイン増幅器の線形性を改善している。フィ
ードフォワード補正の要点は、フィードフォワードパス
上のメイン増幅器により生成された歪みを切り離すこと
である。この歪みは、フィードフォワードパス上の修正
増幅器に与えられ、歪みを増幅するからである。フィー
ドフォワードパス上の歪みは、メイン信号パス上の歪み
と組み合わされて、メイン信号パス上の歪みを相殺して
いる。予歪み技術は、増幅器の伝達関数を考慮に入れる
ことにより、増幅する前に入力信号を歪ませている。そ
の結果理想とされる増幅信号はあらかじめ歪んだ入力信
号から得られる。この技術は、Adel A. M. Saleh and D
onald C. Cox 著の“Improving the Power-Added Effic
iency of FET Amplifiers Operating with Varying Env
elope Signals,”IEEE Transactions On Microwave The
ory and Techniques, Vol. 31, No. 1, January 1983
に開示されており、これは入力信号のエンベロープを用
いて増幅器のバイアスをダイナミックに調整して、高い
バイアスは大きなピークに遭遇したときのみかけられる
ようにしている。ベースバンド処理技術を用いて、パワ
ー増幅器の効率および／または線形性を改善させること
もできる。
レベルに維持しながら、より安い価格でパワー効率の良
い増幅器を使用できるようにしている。フィードフォワ
ード補正が、現代の増幅器に採用され、様々な入力パタ
ーンに対しメイン増幅器の線形性を改善している。フィ
ードフォワード補正の要点は、フィードフォワードパス
上のメイン増幅器により生成された歪みを切り離すこと
である。この歪みは、フィードフォワードパス上の修正
増幅器に与えられ、歪みを増幅するからである。フィー
ドフォワードパス上の歪みは、メイン信号パス上の歪み
と組み合わされて、メイン信号パス上の歪みを相殺して
いる。予歪み技術は、増幅器の伝達関数を考慮に入れる
ことにより、増幅する前に入力信号を歪ませている。そ
の結果理想とされる増幅信号はあらかじめ歪んだ入力信
号から得られる。この技術は、Adel A. M. Saleh and D
onald C. Cox 著の“Improving the Power-Added Effic
iency of FET Amplifiers Operating with Varying Env
elope Signals,”IEEE Transactions On Microwave The
ory and Techniques, Vol. 31, No. 1, January 1983
に開示されており、これは入力信号のエンベロープを用
いて増幅器のバイアスをダイナミックに調整して、高い
バイアスは大きなピークに遭遇したときのみかけられる
ようにしている。ベースバンド処理技術を用いて、パワ
ー増幅器の効率および／または線形性を改善させること
もできる。
【０００７】ワイヤレス基地局は、Ａ級モード、ＡＢ級
モードで動作する単一キャリア構成およびマルチキャリ
ア構成の両方で、様々な種類の無線周波数（ＲＦ増幅
器）を用いている。図１は、一般的なフィードフォワー
ドパワー増幅器１０を示し、このフィードフォワードパ
ワー増幅器構成１０は、メイン信号パス１３上の入力信
号を増幅するメイン増幅器１２と、メイン増幅器１２か
ら生成された歪みを低減するために用いられる修正増幅
器１４とを有する。フィードフォワード補正を行うにあ
たり、メイン増幅器１２により生成された歪みは、フィ
ードフォワード（歪みキャンセル）パス１６1上で切り
離される。フィードフォワードパス１６1上で歪みを切
り離すために、カプラ１７は、メイン増幅器１２からの
増幅された入力信号と歪みを、結合パス１８を介してカ
プラ１９に戻す。一方カプラ２０は、メイン信号パス１
３からの入力信号をカプラ１９に与える。カプラ１９
は、結合パス１８からの増幅された入力信号と歪みを、
フィードフォワード（歪みキャンセル）パス１６1から
の入力信号と組み合わせている。かくして入力信号はキ
ャンセルされ、歪みはフィードフォワードパス１６1上
に残る。この歪みは、修正増幅器１４に与えられ、この
修正増幅器１４がフィードフォワードパス１６1上の歪
みを増幅する。カプラ２２は、メイン信号パス１３上の
歪みを、フィードフォワードパス１６2上の歪みでもっ
て打ち消して、メイン増幅器１２から生成された歪みを
低減する。
モードで動作する単一キャリア構成およびマルチキャリ
ア構成の両方で、様々な種類の無線周波数（ＲＦ増幅
器）を用いている。図１は、一般的なフィードフォワー
ドパワー増幅器１０を示し、このフィードフォワードパ
ワー増幅器構成１０は、メイン信号パス１３上の入力信
号を増幅するメイン増幅器１２と、メイン増幅器１２か
ら生成された歪みを低減するために用いられる修正増幅
器１４とを有する。フィードフォワード補正を行うにあ
たり、メイン増幅器１２により生成された歪みは、フィ
ードフォワード（歪みキャンセル）パス１６1上で切り
離される。フィードフォワードパス１６1上で歪みを切
り離すために、カプラ１７は、メイン増幅器１２からの
増幅された入力信号と歪みを、結合パス１８を介してカ
プラ１９に戻す。一方カプラ２０は、メイン信号パス１
３からの入力信号をカプラ１９に与える。カプラ１９
は、結合パス１８からの増幅された入力信号と歪みを、
フィードフォワード（歪みキャンセル）パス１６1から
の入力信号と組み合わせている。かくして入力信号はキ
ャンセルされ、歪みはフィードフォワードパス１６1上
に残る。この歪みは、修正増幅器１４に与えられ、この
修正増幅器１４がフィードフォワードパス１６1上の歪
みを増幅する。カプラ２２は、メイン信号パス１３上の
歪みを、フィードフォワードパス１６2上の歪みでもっ
て打ち消して、メイン増幅器１２から生成された歪みを
低減する。
【０００８】修正増幅器１４を用いない他のパワー増幅
器構成も、信号の線形歪みを低減するために用いること
ができる。例えば、修正増幅器１４を第２の増幅器でも
って置換して、この増幅器でもとの入力信号を増幅し、
そしてこの増幅されたもとの入力信号を組み合わせて、
歪みを低減しながら増幅信号を得る。例えば米国特許第
５９１７３７５号（発行日：１９９９年６月２９日、発
明の名称：“Low Distortion Amplifier Circuit with
Improved Output Power”）は、複数の増幅器を用いた
パワー増幅器構成を開示している。
器構成も、信号の線形歪みを低減するために用いること
ができる。例えば、修正増幅器１４を第２の増幅器でも
って置換して、この増幅器でもとの入力信号を増幅し、
そしてこの増幅されたもとの入力信号を組み合わせて、
歪みを低減しながら増幅信号を得る。例えば米国特許第
５９１７３７５号（発行日：１９９９年６月２９日、発
明の名称：“Low Distortion Amplifier Circuit with
Improved Output Power”）は、複数の増幅器を用いた
パワー増幅器構成を開示している。
【０００９】図１の実施例においては、メイン増幅器１
２は、類似の増幅器の並列増幅段として構成され、メイ
ン増幅器１２の出力パワーを各増幅段２６ａ−ｄでもっ
て増加させながら、個々の増幅器と同じゲインを提供し
ている。メイン増幅器１２は、１：２のスプリッタ２４
ａ−ｃを有し、これらが並列に配置された増幅器段２６
ａ−ｄに入力信号を分配している。２：１の結合器２８
ａ−ｃは、並列に配置された増幅器段２６ａ−ｄの出力
を組み合わせて、メイン信号パス１３上に増幅信号を生
成している。メイン増幅器１２は、個々の増幅器段２６
ａ−ｄと同一ゲインを有するが、メイン増幅器１２のパ
ワー処理機能は、個々の増幅器段２６ａ−ｄのパワー処
理機能により増加している。同じく修正増幅器１４は、
類似の増幅器の並列増幅段として構成され、修正増幅器
１４の出力パワーを各増幅段３２ａ、ｂでもって増加さ
せながら、個々の増幅器と同じゲインを提供している。
修正増幅器１４は、１：２のスプリッタ３０を有し、こ
れらが並列に配置された増幅器段３２ａ，３２ｂに入力
信号を分配している。２：１の結合器３４は、並列に配
置された増幅器段３２ａ，３２ｂの出力を組み合わせ
て、修正増幅器を生成している。修正増幅器１４は、個
々の増幅器段３２ａ、３２ｂと同一ゲインを有するが、
修正増幅器１４のパワー処理機能は、個々の増幅器段３
２ａ、３２ｂのパワー処理機能により増加している。
２は、類似の増幅器の並列増幅段として構成され、メイ
ン増幅器１２の出力パワーを各増幅段２６ａ−ｄでもっ
て増加させながら、個々の増幅器と同じゲインを提供し
ている。メイン増幅器１２は、１：２のスプリッタ２４
ａ−ｃを有し、これらが並列に配置された増幅器段２６
ａ−ｄに入力信号を分配している。２：１の結合器２８
ａ−ｃは、並列に配置された増幅器段２６ａ−ｄの出力
を組み合わせて、メイン信号パス１３上に増幅信号を生
成している。メイン増幅器１２は、個々の増幅器段２６
ａ−ｄと同一ゲインを有するが、メイン増幅器１２のパ
ワー処理機能は、個々の増幅器段２６ａ−ｄのパワー処
理機能により増加している。同じく修正増幅器１４は、
類似の増幅器の並列増幅段として構成され、修正増幅器
１４の出力パワーを各増幅段３２ａ、ｂでもって増加さ
せながら、個々の増幅器と同じゲインを提供している。
修正増幅器１４は、１：２のスプリッタ３０を有し、こ
れらが並列に配置された増幅器段３２ａ，３２ｂに入力
信号を分配している。２：１の結合器３４は、並列に配
置された増幅器段３２ａ，３２ｂの出力を組み合わせ
て、修正増幅器を生成している。修正増幅器１４は、個
々の増幅器段３２ａ、３２ｂと同一ゲインを有するが、
修正増幅器１４のパワー処理機能は、個々の増幅器段３
２ａ、３２ｂのパワー処理機能により増加している。
【００１０】ここに開示したフィードフォワード構成に
おいては、メイン増幅器１２はＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、Ｆ
ＤＭＡの基地局内の最大の全電力消費機器である。高い
ピークパワーが存在する可能性があるために、メイン増
幅器１２は、ピークパワーが発生した場合それを処理で
きるだけの高い電流でもってバイアスされている。かく
してメイン増幅器１２の効率は、３０％以下である。こ
のような低効率により、高電力消費、バッテリーのバッ
クアップタイムが短くなり、信頼性が低下し、かつ動作
温度が高くなる欠点につながる。
おいては、メイン増幅器１２はＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、Ｆ
ＤＭＡの基地局内の最大の全電力消費機器である。高い
ピークパワーが存在する可能性があるために、メイン増
幅器１２は、ピークパワーが発生した場合それを処理で
きるだけの高い電流でもってバイアスされている。かく
してメイン増幅器１２の効率は、３０％以下である。こ
のような低効率により、高電力消費、バッテリーのバッ
クアップタイムが短くなり、信頼性が低下し、かつ動作
温度が高くなる欠点につながる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、より効率的なパワー増幅器構成を提供することで
ある。
的は、より効率的なパワー増幅器構成を提供することで
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のパワー増幅器シ
ステムは、並列に配置された増幅器段からなる増幅器構
成により、信号を適用（自動）的に分配している。例え
ば、本発明のパワー増幅器システムは、増幅器構成内の
個々の増幅器段の動作を調整して、例えば増幅器構成に
より増幅されるべき信号の情報、例えばパワーレベルに
基づいて増幅器段のパワー処理機能を低減させる。増幅
器段のこの調整された動作を利用して、本発明のパワー
増幅器システムは、複数の増幅器段に入力信号パワーを
再配分する可変パワー分割器と、分割比率を変化させる
際に、増幅器段からの増幅信号を状況に合わせて組み合
わせる少なくとも１つの可変の結合器とを用いる。かく
して本発明のパワー増幅器システムは、性能および／ま
たは効率を改善するために、変化する状況に応じて再構
成可能である。
ステムは、並列に配置された増幅器段からなる増幅器構
成により、信号を適用（自動）的に分配している。例え
ば、本発明のパワー増幅器システムは、増幅器構成内の
個々の増幅器段の動作を調整して、例えば増幅器構成に
より増幅されるべき信号の情報、例えばパワーレベルに
基づいて増幅器段のパワー処理機能を低減させる。増幅
器段のこの調整された動作を利用して、本発明のパワー
増幅器システムは、複数の増幅器段に入力信号パワーを
再配分する可変パワー分割器と、分割比率を変化させる
際に、増幅器段からの増幅信号を状況に合わせて組み合
わせる少なくとも１つの可変の結合器とを用いる。かく
して本発明のパワー増幅器システムは、性能および／ま
たは効率を改善するために、変化する状況に応じて再構
成可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例にかかる適合型
パワー増幅器システムを図２に示す。図２の多段の増幅
器構成４０の動作において、メイン増幅器４１のパワー
処理機能は、信号パワーの分配および増幅された信号の
組合せとともに、個々の増幅器段２６ａ−ｄの動作を制
御することにより変更できる。この実施例においては、
メイン増幅器４１は、並列に配置された増幅器段２６ａ
−ｄを有する。制御プロセッサ４２は増幅器制御信号を
受領し、この増幅器制御信号は、カプラ４６から得ら
れ、ローパスフィルタ４７によりフィルタ処理されたメ
イン信号パス１３上の信号のレプリカを受領するパワー
検出器４４からの上流方向信号パワー検出情報であり、
これによりメイン増幅器４１により増幅されるべきメイ
ン信号パス１３上の信号の、例えば全平均パワー、ある
いはピークパワーのようなパワーを表示する信号を生成
する。制御情報に応答して、あるいは増幅器段の動作の
変化に応答して、制御プロセッサ４２は制御信号を可変
パワー分割ネットワーク４８に与え、複数の増幅器段２
６ａ−ｄの間に入力信号パワーの変動分あるいは比例分
を再分配する。
パワー増幅器システムを図２に示す。図２の多段の増幅
器構成４０の動作において、メイン増幅器４１のパワー
処理機能は、信号パワーの分配および増幅された信号の
組合せとともに、個々の増幅器段２６ａ−ｄの動作を制
御することにより変更できる。この実施例においては、
メイン増幅器４１は、並列に配置された増幅器段２６ａ
−ｄを有する。制御プロセッサ４２は増幅器制御信号を
受領し、この増幅器制御信号は、カプラ４６から得ら
れ、ローパスフィルタ４７によりフィルタ処理されたメ
イン信号パス１３上の信号のレプリカを受領するパワー
検出器４４からの上流方向信号パワー検出情報であり、
これによりメイン増幅器４１により増幅されるべきメイ
ン信号パス１３上の信号の、例えば全平均パワー、ある
いはピークパワーのようなパワーを表示する信号を生成
する。制御情報に応答して、あるいは増幅器段の動作の
変化に応答して、制御プロセッサ４２は制御信号を可変
パワー分割ネットワーク４８に与え、複数の増幅器段２
６ａ−ｄの間に入力信号パワーの変動分あるいは比例分
を再分配する。
【００１４】入力信号の一部が増幅された後、可変結合
ネットワーク５０はこの増幅された信号部分を組み合わ
せて、増幅器段からの増幅された信号部分が増幅された
出力信号の変動部分すなわち比例部分となるようにす
る。かくして、適合型のパワー増幅器システムは、信号
パワーを複数の増幅段に分配して、この分配された増幅
パワーを変動部分あるいは比例部分に応じて再結合し
て、より効率的かつ改善した性能を提供する。信号成分
は、入力信号、増幅された信号のレプリカ、あるいは信
号成分とも称し、そして入力信号または増幅された信号
の位相変調表示、あるいは信号成分からなる信号であ
り、あるいは可変パワー分割ネットワーク４８により生
成された入力信号のレプリカあるいは信号成分の位相シ
フト表示であり、そして増幅器段で増幅される。本明細
書においては、信号部分、レプリカおよび／または信号
成分は、同意語として用いており、これらは信号部分の
結合、分割、組合せ、あるいはレプリカおよび／または
信号成分から生成される。信号部分は、信号成分、入力
信号、出力信号あるいは他の信号成分に対するレプリ
カ、あるいは信号部分とも称し、例えば信号部分の入力
信号、出力信号、あるいは他の信号部分に対する比率
（比例）である。
ネットワーク５０はこの増幅された信号部分を組み合わ
せて、増幅器段からの増幅された信号部分が増幅された
出力信号の変動部分すなわち比例部分となるようにす
る。かくして、適合型のパワー増幅器システムは、信号
パワーを複数の増幅段に分配して、この分配された増幅
パワーを変動部分あるいは比例部分に応じて再結合し
て、より効率的かつ改善した性能を提供する。信号成分
は、入力信号、増幅された信号のレプリカ、あるいは信
号成分とも称し、そして入力信号または増幅された信号
の位相変調表示、あるいは信号成分からなる信号であ
り、あるいは可変パワー分割ネットワーク４８により生
成された入力信号のレプリカあるいは信号成分の位相シ
フト表示であり、そして増幅器段で増幅される。本明細
書においては、信号部分、レプリカおよび／または信号
成分は、同意語として用いており、これらは信号部分の
結合、分割、組合せ、あるいはレプリカおよび／または
信号成分から生成される。信号部分は、信号成分、入力
信号、出力信号あるいは他の信号成分に対するレプリ
カ、あるいは信号部分とも称し、例えば信号部分の入力
信号、出力信号、あるいは他の信号部分に対する比率
（比例）である。
【００１５】本発明の一実施例によれば、制御プロセッ
サ４２により得られた制御情報は、上流方向信号構築情
報、上流方向信号パワー情報および／または他の制御情
報を含む。さらに、あるいはこれに代わるものとして、
制御プロセッサ４２は、メイン信号パス１３上の測定を
直接実行することなく、増幅されるべき信号を記述する
他の信号情報を受領し、例えばこれは増幅すべき信号に
対する構成、信号成分、あるいは構造に関する情報であ
り、例えば、増幅すべき信号と、キャリアの種類（例、
ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ）と、および／または信
号がユーザに対して生成されるユーザの数である。増幅
器制御信号は、基地局制御器５２と無線回路５４および
／または切換結合回路５６によりカプラ４６を介して与
えられる。制御プロセッサ４２あるいはその一部は、基
地局制御器５２、無線回路５４、および／または切換結
合回路５６内に配置することも可能である。制御プロセ
ッサ４２は、制御信号を受領して、メイン増幅器４１の
動作に適合する制御信号、例えば高速のパワーアップ制
御信号を受領する。
サ４２により得られた制御情報は、上流方向信号構築情
報、上流方向信号パワー情報および／または他の制御情
報を含む。さらに、あるいはこれに代わるものとして、
制御プロセッサ４２は、メイン信号パス１３上の測定を
直接実行することなく、増幅されるべき信号を記述する
他の信号情報を受領し、例えばこれは増幅すべき信号に
対する構成、信号成分、あるいは構造に関する情報であ
り、例えば、増幅すべき信号と、キャリアの種類（例、
ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ）と、および／または信
号がユーザに対して生成されるユーザの数である。増幅
器制御信号は、基地局制御器５２と無線回路５４および
／または切換結合回路５６によりカプラ４６を介して与
えられる。制御プロセッサ４２あるいはその一部は、基
地局制御器５２、無線回路５４、および／または切換結
合回路５６内に配置することも可能である。制御プロセ
ッサ４２は、制御信号を受領して、メイン増幅器４１の
動作に適合する制御信号、例えば高速のパワーアップ制
御信号を受領する。
【００１６】この実施例においては、制御プロセッサ４
２は、基地局制御器５２をメイン増幅器４１の増幅器段
２６ａ−ｄ動作を制御するために具備する。制御プロセ
ッサ４２は調整されたバイアス電流を、増幅器段２６ａ
−ｄに与えて、個々の増幅器段２６ａ−ｄの動作を調整
する。例えば、メイン増幅器４１内の増幅器段２６ａ−
ｄをオン／オフする。実施例によっては、制御プロセッ
サ４２は制御情報に基づいて、あるいは増幅器段の不具
合（故障）等に応答して、メイン増幅器４１内の増幅器
段２６ａ−ｄの少なくとも１つの動作特性を調整する。
例えば、制御プロセッサ４２は増幅器段２６ａ−ｄのバ
イアス電圧および／またはソース電圧を調整して、メイ
ン増幅器４１の増幅器段２６ａ−ｄの少なくとも１つの
動作特性を変更する。メイン増幅器４１および／または
増幅器段２６ａ−ｄの動作特性は、パワー処理機能、例
えばピークパワー処理機能、メイン増幅器４１または増
幅器段２６ａ−ｄの動作クラス（例Ａ級、ＡＢ級）およ
び／またはメイン増幅器４１および／または増幅器段２
６ａ−ｄが動作する伝達関数の一部を含む。
２は、基地局制御器５２をメイン増幅器４１の増幅器段
２６ａ−ｄ動作を制御するために具備する。制御プロセ
ッサ４２は調整されたバイアス電流を、増幅器段２６ａ
−ｄに与えて、個々の増幅器段２６ａ−ｄの動作を調整
する。例えば、メイン増幅器４１内の増幅器段２６ａ−
ｄをオン／オフする。実施例によっては、制御プロセッ
サ４２は制御情報に基づいて、あるいは増幅器段の不具
合（故障）等に応答して、メイン増幅器４１内の増幅器
段２６ａ−ｄの少なくとも１つの動作特性を調整する。
例えば、制御プロセッサ４２は増幅器段２６ａ−ｄのバ
イアス電圧および／またはソース電圧を調整して、メイ
ン増幅器４１の増幅器段２６ａ−ｄの少なくとも１つの
動作特性を変更する。メイン増幅器４１および／または
増幅器段２６ａ−ｄの動作特性は、パワー処理機能、例
えばピークパワー処理機能、メイン増幅器４１または増
幅器段２６ａ−ｄの動作クラス（例Ａ級、ＡＢ級）およ
び／またはメイン増幅器４１および／または増幅器段２
６ａ−ｄが動作する伝達関数の一部を含む。
【００１７】例えば個々の増幅器段２６ａ−ｄが、１０
０Ｗのパワー処理機能を有する場合には、メイン増幅器
１２は、１００Ｗと並列に配置されたパワー増幅器段の
段数との積だけのパワー処理機能を有する。かくしてこ
の実施例においては、メイン増幅器１２は４００Ｗのピ
ークパワーを処理できる。増幅すべき信号の検出された
パワーレベルが、特定のパワーレベル、例えば３００Ｗ
以下の場合には、制御プロセッサ４２は制御信号を増幅
器段２６ａ−ｄに与えて、１つあるいは複数の増幅器、
例えば増幅器段２６ｄをシャットオフする。増幅器段２
６ａ−ｄは、ソース電圧またはバイアス電圧あるいはそ
の両方を切ることによりシャットオフすることができ
る。増幅器をシャットオフすることによりパワー増幅器
の効率（消費したＤＣパワーに対する出力パワー）が改
善されるが、その理由はＤＣパワーの消費を減らしなが
ら出力パワーを一定に維持できるからである。
０Ｗのパワー処理機能を有する場合には、メイン増幅器
１２は、１００Ｗと並列に配置されたパワー増幅器段の
段数との積だけのパワー処理機能を有する。かくしてこ
の実施例においては、メイン増幅器１２は４００Ｗのピ
ークパワーを処理できる。増幅すべき信号の検出された
パワーレベルが、特定のパワーレベル、例えば３００Ｗ
以下の場合には、制御プロセッサ４２は制御信号を増幅
器段２６ａ−ｄに与えて、１つあるいは複数の増幅器、
例えば増幅器段２６ｄをシャットオフする。増幅器段２
６ａ−ｄは、ソース電圧またはバイアス電圧あるいはそ
の両方を切ることによりシャットオフすることができ
る。増幅器をシャットオフすることによりパワー増幅器
の効率（消費したＤＣパワーに対する出力パワー）が改
善されるが、その理由はＤＣパワーの消費を減らしなが
ら出力パワーを一定に維持できるからである。
【００１８】制御信号に応答してあるいは増幅器段の切
りに応答して、制御プロセッサ４２は、制御信号５７を
可変パワー分割ネットワーク４８に与えて、信号パワー
を増幅器段２６ａ−ｄの間で分配する。制御プロセッサ
４２は、制御信号５８を可変結合ネットワーク５０に与
えて、増幅器段２６ａ−ｄの出力を再結合して、増幅さ
れた出力信号に対する比率を変える、例えば増幅器段２
６ａ−ｄに分配される信号パワーの変動比率を反映する
比率を変える。
りに応答して、制御プロセッサ４２は、制御信号５７を
可変パワー分割ネットワーク４８に与えて、信号パワー
を増幅器段２６ａ−ｄの間で分配する。制御プロセッサ
４２は、制御信号５８を可変結合ネットワーク５０に与
えて、増幅器段２６ａ−ｄの出力を再結合して、増幅さ
れた出力信号に対する比率を変える、例えば増幅器段２
６ａ−ｄに分配される信号パワーの変動比率を反映する
比率を変える。
【００１９】この実施例においては、可変パワー分割ネ
ットワーク４８は、１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃ
から構成されている。各１：２可変パワー分割器６０ａ
−ｃは、その入力点で受領した信号からパワーの変動可
能な比率を有する受信信号の２個のレプリカに分離す
る。例えば各スプリッタは、受信信号を、受信信号の１
／２のパワーで受信信号の２つのレプリカに分離する
か、あるいは受信信号の分離比率を変えて、全パワーの
受信信号のレプリカ（幾分かの減衰量を除いて）を、２
つの出力ポートのうちの一方の出力ポートに与え、他方
の出力ポートには信号は与えない（あるいは非常に低い
パワーレベルの信号しか与えない）。各１：２可変パワ
ー分割器６０ａ−ｃは、受信した信号パワーに対する変
動比率あるいは変動部分でもって受信信号のレプリカあ
るいは信号成分を生成することができる。可変分割器
は、複数の出力ポートを持つ単一の可変分割器で構成す
ることもできる。この実施例においては、各１：２可変
パワー分割器６０ａ−ｃは、１：２可変パワー分割器６
０ａ−ｃ上の４番目のポートは５０Ωの負荷を具備させ
て、インピーダンスマッチングを図っている。できるだ
け小さなパワー（理想的にはパワーゼロ）が５０Ωの負
荷に与えられる。
ットワーク４８は、１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃ
から構成されている。各１：２可変パワー分割器６０ａ
−ｃは、その入力点で受領した信号からパワーの変動可
能な比率を有する受信信号の２個のレプリカに分離す
る。例えば各スプリッタは、受信信号を、受信信号の１
／２のパワーで受信信号の２つのレプリカに分離する
か、あるいは受信信号の分離比率を変えて、全パワーの
受信信号のレプリカ（幾分かの減衰量を除いて）を、２
つの出力ポートのうちの一方の出力ポートに与え、他方
の出力ポートには信号は与えない（あるいは非常に低い
パワーレベルの信号しか与えない）。各１：２可変パワ
ー分割器６０ａ−ｃは、受信した信号パワーに対する変
動比率あるいは変動部分でもって受信信号のレプリカあ
るいは信号成分を生成することができる。可変分割器
は、複数の出力ポートを持つ単一の可変分割器で構成す
ることもできる。この実施例においては、各１：２可変
パワー分割器６０ａ−ｃは、１：２可変パワー分割器６
０ａ−ｃ上の４番目のポートは５０Ωの負荷を具備させ
て、インピーダンスマッチングを図っている。できるだ
け小さなパワー（理想的にはパワーゼロ）が５０Ωの負
荷に与えられる。
【００２０】例えば増幅器段２６ｄをシャットダウン
（機能停止）させる場合には、制御プロセッサ４２は制
御信号５７を可変パワー分割ネットワーク４８に与え
て、パワーを活性状態にある増幅器段２６ａ−ｃに分配
して増幅させる。例えば制御信号は、１：２可変パワー
分割器６０ａへの入力信号の信号パワーの分配を変更す
ることができ、例えば信号パワーの２／３の入力信号の
レプリカを、１：２可変パワー分割器６０ｂへの出力ポ
ート（上段）に与えて、信号パワーの１／３の入力パワ
ーのレプリカを、１：２可変パワー分割器６０ｃへの出
力ポート（下段）に与えることができる。１：２可変パ
ワー分割器６０ｂへの制御信号は、パワーの分配率を変
化させて、その結果２／３の信号パワーのパワーが、増
幅器段２６ａ−ｃの出力ポートの間で等しく分割するで
きるようにすることができる。したがって、増幅器段２
６ａは、１／３のパワーの入力信号のレプリカを受領
し、増幅器段２６ｂは同じく１／３のパワーの入力信号
のレプリカを受領する。１：２可変パワー分割器６０ａ
により１：２可変パワー分割器６０ｃに与えられた１／
３のパワーの入力信号は、１／３のパワーの全部が増幅
器段２６ｃに与えられて、増幅され、そして非活性状態
の増幅器段２６ｄにはパワーは与えられない。
（機能停止）させる場合には、制御プロセッサ４２は制
御信号５７を可変パワー分割ネットワーク４８に与え
て、パワーを活性状態にある増幅器段２６ａ−ｃに分配
して増幅させる。例えば制御信号は、１：２可変パワー
分割器６０ａへの入力信号の信号パワーの分配を変更す
ることができ、例えば信号パワーの２／３の入力信号の
レプリカを、１：２可変パワー分割器６０ｂへの出力ポ
ート（上段）に与えて、信号パワーの１／３の入力パワ
ーのレプリカを、１：２可変パワー分割器６０ｃへの出
力ポート（下段）に与えることができる。１：２可変パ
ワー分割器６０ｂへの制御信号は、パワーの分配率を変
化させて、その結果２／３の信号パワーのパワーが、増
幅器段２６ａ−ｃの出力ポートの間で等しく分割するで
きるようにすることができる。したがって、増幅器段２
６ａは、１／３のパワーの入力信号のレプリカを受領
し、増幅器段２６ｂは同じく１／３のパワーの入力信号
のレプリカを受領する。１：２可変パワー分割器６０ａ
により１：２可変パワー分割器６０ｃに与えられた１／
３のパワーの入力信号は、１／３のパワーの全部が増幅
器段２６ｃに与えられて、増幅され、そして非活性状態
の増幅器段２６ｄにはパワーは与えられない。
【００２１】増幅後、可変結合ネットワーク５０は、活
性状態の増幅器段２６ａ−ｃからの入力信号の増幅され
たレプリカを結合し、そしてこれは、増幅器段２６ａ−
ｄの間で入力信号パワーを分配する際に用いられた信号
パワーの比率を反映するようにして行い、増幅された信
号を所望のレベルで与える。この実施例においては、可
変結合ネットワーク５０は、２：１の可変パワー結合器
６４ａ−ｃの組合せからなる。各２：１の可変パワー結
合器６４ａ−ｃは、受信した増幅部分の変動比率を用い
て、増幅された部分を合成して、合成出力信号を与え
る。例えば各１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃは、受
信した増幅部分のそれぞれのパワーを組み合わせるか、
あるいは２：１の可変パワー結合器６４ａ−ｃは、受信
信号の組み合わされた出力が、２つの入力ポートの一方
のポートにおける、増幅された部分からのパワーのほと
んど全部から構成されるようにすることができる。各
２：１の可変パワー結合器６４ａ−ｃは、入力ポートお
よび／または出力ポートで、信号のパワーに対する変動
比率あるいは変動部分を用いて組み合わせ信号を構成す
ることができる。可変結合器は、複数の入力ポートを有
する単一の可変結合器を形成するよう構成することがで
きる。この実施例においては、各２：１の可変パワー結
合器６４ａ−ｃにおいては、各２：１の可変パワー結合
器６４ａ−ｃの４番目のポートは、インピーダンスマッ
チング用に、５０Ωの負荷を接続するよう示されてい
る。５０Ωの負荷に向けられ消費されるパワーは、でき
るだけ小さくなければならない（ゼロが理想である）。
性状態の増幅器段２６ａ−ｃからの入力信号の増幅され
たレプリカを結合し、そしてこれは、増幅器段２６ａ−
ｄの間で入力信号パワーを分配する際に用いられた信号
パワーの比率を反映するようにして行い、増幅された信
号を所望のレベルで与える。この実施例においては、可
変結合ネットワーク５０は、２：１の可変パワー結合器
６４ａ−ｃの組合せからなる。各２：１の可変パワー結
合器６４ａ−ｃは、受信した増幅部分の変動比率を用い
て、増幅された部分を合成して、合成出力信号を与え
る。例えば各１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃは、受
信した増幅部分のそれぞれのパワーを組み合わせるか、
あるいは２：１の可変パワー結合器６４ａ−ｃは、受信
信号の組み合わされた出力が、２つの入力ポートの一方
のポートにおける、増幅された部分からのパワーのほと
んど全部から構成されるようにすることができる。各
２：１の可変パワー結合器６４ａ−ｃは、入力ポートお
よび／または出力ポートで、信号のパワーに対する変動
比率あるいは変動部分を用いて組み合わせ信号を構成す
ることができる。可変結合器は、複数の入力ポートを有
する単一の可変結合器を形成するよう構成することがで
きる。この実施例においては、各２：１の可変パワー結
合器６４ａ−ｃにおいては、各２：１の可変パワー結合
器６４ａ−ｃの４番目のポートは、インピーダンスマッ
チング用に、５０Ωの負荷を接続するよう示されてい
る。５０Ωの負荷に向けられ消費されるパワーは、でき
るだけ小さくなければならない（ゼロが理想である）。
【００２２】この実施例においては、制御プロセッサ４
２は制御信号５８を可変結合ネットワーク５０に与え
て、活性状態の増幅器段２６ａ−ｃからのパワーを組み
合わせ、その結果、可変結合ネットワーク５０に入る信
号は、変動する比例部分に応じて重ね合わせて組み合わ
されて、増幅された出力信号を生成する。例えば、２：
１の可変パワー結合器６４ａへの制御信号は、増幅器段
２６ａ、ｂからの増幅された信号部分の組合せを変化さ
せて、２：１の可変パワー結合器６４ａから２：１の可
変パワー結合器６４ｃへの出力点で等しくなるよう増幅
された信号部分を組み合わせることができる。２：１の
可変パワー結合器６４ｂへの制御信号は、パワーの組合
せを変動させ、その結果、活性状態にある増幅器段２６
ｃからの増幅された信号部分のパワーが、２：１の可変
パワー結合器６４ｂから２：１の可変パワー結合器６４
ｃへの出力点における組み合わされた出力信号の全部分
（例えば理想的には１００％）を構成するようにするこ
とができる。上記の実施例においては、増幅器段２６ｄ
が非活性状態で、他の増幅器段が同様に動作するものと
すると、２：１の可変パワー結合器６４ａからの出力
は、２：１の可変パワー結合器６４ｂの出力の約２倍の
パワーレベルを有する。２：１の可変パワー結合器６４
ｃは、２：１の可変パワー結合器６４ａ、６４ｂからの
出力を受領し、これらの信号を相乗して組み合わせて、
２：１の可変パワー結合器６４ａからの信号は、２：１
の可変パワー結合器６４ｃから出力された信号の量より
も、増幅された出力信号が２倍となるようにすることが
できる。
２は制御信号５８を可変結合ネットワーク５０に与え
て、活性状態の増幅器段２６ａ−ｃからのパワーを組み
合わせ、その結果、可変結合ネットワーク５０に入る信
号は、変動する比例部分に応じて重ね合わせて組み合わ
されて、増幅された出力信号を生成する。例えば、２：
１の可変パワー結合器６４ａへの制御信号は、増幅器段
２６ａ、ｂからの増幅された信号部分の組合せを変化さ
せて、２：１の可変パワー結合器６４ａから２：１の可
変パワー結合器６４ｃへの出力点で等しくなるよう増幅
された信号部分を組み合わせることができる。２：１の
可変パワー結合器６４ｂへの制御信号は、パワーの組合
せを変動させ、その結果、活性状態にある増幅器段２６
ｃからの増幅された信号部分のパワーが、２：１の可変
パワー結合器６４ｂから２：１の可変パワー結合器６４
ｃへの出力点における組み合わされた出力信号の全部分
（例えば理想的には１００％）を構成するようにするこ
とができる。上記の実施例においては、増幅器段２６ｄ
が非活性状態で、他の増幅器段が同様に動作するものと
すると、２：１の可変パワー結合器６４ａからの出力
は、２：１の可変パワー結合器６４ｂの出力の約２倍の
パワーレベルを有する。２：１の可変パワー結合器６４
ｃは、２：１の可変パワー結合器６４ａ、６４ｂからの
出力を受領し、これらの信号を相乗して組み合わせて、
２：１の可変パワー結合器６４ａからの信号は、２：１
の可変パワー結合器６４ｃから出力された信号の量より
も、増幅された出力信号が２倍となるようにすることが
できる。
【００２３】他の実施例においては、増幅すべき信号の
パワーレベルが上記の実施例よりもさらに低い場合、例
えば第２のしきい値レベル（例えば２００Ｗ、あるいは
メイン増幅器４１の最大ピークパワー処理機能の５０
％）よりも低い場合には、制御プロセッサ４２は、さら
に増幅器、例えば増幅器段２６ｃ、ｄを切り離すことが
できる。同一の動作特性を有する並列に配置された４個
の増幅器段２６ａ−ｄを具備するこの実施例において
は、メイン増幅器４１のピークパワー処理機能は、２５
％ごとに調整できる。メイン増幅器４１が、同一の動作
特性でもって動作する、６個の並列に配置された増幅器
段を有する場合には、メイン増幅器４１のピークパワー
処理機能は、増幅器段を駆動したり切り離したりするこ
とにより、１６．７（１００／６）％ごとに調整するこ
とができる。
パワーレベルが上記の実施例よりもさらに低い場合、例
えば第２のしきい値レベル（例えば２００Ｗ、あるいは
メイン増幅器４１の最大ピークパワー処理機能の５０
％）よりも低い場合には、制御プロセッサ４２は、さら
に増幅器、例えば増幅器段２６ｃ、ｄを切り離すことが
できる。同一の動作特性を有する並列に配置された４個
の増幅器段２６ａ−ｄを具備するこの実施例において
は、メイン増幅器４１のピークパワー処理機能は、２５
％ごとに調整できる。メイン増幅器４１が、同一の動作
特性でもって動作する、６個の並列に配置された増幅器
段を有する場合には、メイン増幅器４１のピークパワー
処理機能は、増幅器段を駆動したり切り離したりするこ
とにより、１６．７（１００／６）％ごとに調整するこ
とができる。
【００２４】増幅器段２６ｃ−ｄが切り離された場合に
は、制御プロセッサ４２は制御信号５７を可変パワー分
割ネットワーク４８に与えて、例えば１：２可変パワー
分割器６０ａに与えて、入力信号パワーを理想的には１
００％活性状態の増幅器段２６ａ−ｂ用の１：２可変パ
ワー分割器６０ｂに与えて、非活性状態の増幅器段２６
ｃ−ｄ用の１：２可変パワー分割器６０ｃにはパワーは
与えないようにする。この実施例においては制御プロセ
ッサ４２は、制御信号を１：２可変パワー分割器６０ｂ
に与えて、その結果１：２可変パワー分割器６０ａから
のパワーは、活性状態の増幅器段２６ａ−ｂの間で等し
く分配されるようにする。増幅後、可変結合ネットワー
ク５０は、制御プロセッサ４２からの制御信号に応答し
て、活性状態の増幅器段２６ａ−ｂからの信号の増幅部
分を組み合わせる。これは例えば、２：１の可変パワー
結合器６４ａを用いて、増幅器段２６ａ−ｂからの増幅
された信号を相乗して組み合わせ、その結果得られた信
号を２：１の可変パワー結合器６４ｃに与えるようにす
る。２：１の可変パワー結合器６４ｃは、２：１の可変
パワー結合器６４ａから出力された信号の全部すなわち
理想的には１００％（伝送ラインやケーブルの損失を除
いて）を用い、増幅された出力信号が２：１の可変パワ
ー結合器６４ｃから生成される。
は、制御プロセッサ４２は制御信号５７を可変パワー分
割ネットワーク４８に与えて、例えば１：２可変パワー
分割器６０ａに与えて、入力信号パワーを理想的には１
００％活性状態の増幅器段２６ａ−ｂ用の１：２可変パ
ワー分割器６０ｂに与えて、非活性状態の増幅器段２６
ｃ−ｄ用の１：２可変パワー分割器６０ｃにはパワーは
与えないようにする。この実施例においては制御プロセ
ッサ４２は、制御信号を１：２可変パワー分割器６０ｂ
に与えて、その結果１：２可変パワー分割器６０ａから
のパワーは、活性状態の増幅器段２６ａ−ｂの間で等し
く分配されるようにする。増幅後、可変結合ネットワー
ク５０は、制御プロセッサ４２からの制御信号に応答し
て、活性状態の増幅器段２６ａ−ｂからの信号の増幅部
分を組み合わせる。これは例えば、２：１の可変パワー
結合器６４ａを用いて、増幅器段２６ａ−ｂからの増幅
された信号を相乗して組み合わせ、その結果得られた信
号を２：１の可変パワー結合器６４ｃに与えるようにす
る。２：１の可変パワー結合器６４ｃは、２：１の可変
パワー結合器６４ａから出力された信号の全部すなわち
理想的には１００％（伝送ラインやケーブルの損失を除
いて）を用い、増幅された出力信号が２：１の可変パワ
ー結合器６４ｃから生成される。
【００２５】この実施例においては、可変パワー分割ネ
ットワーク４８の１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃ
と、可変結合ネットワーク５０の２：１の可変パワー結
合器６４ａ−ｃは、可変カプラ構成であり、これが入力
ポートと出力ポートの間の信号パワーの分配率を変え
る。図３は、可変カプラ構成６５を示し、この第１カプ
ラ６６は、第１入力ポート６７（Ｖ１）と第２入力ポー
ト６８（Ｖ２）における信号を位相シフトして組み合わ
せる、そして第１出力ポート６９（Ｖ３）、第２出力ポ
ート７０（Ｖ４）に組み合わされた信号部分を生成す
る。位相シフタ７１は、第１出力ポート６９（Ｖ３）と
第２出力ポート７０（Ｖ４）において、組み合わされた
信号成分の間で相対的な位相調整を行い、第２カプラ７
２により組み合わされた信号部分の間で所望の結合を提
供する。第２カプラ７２は、第１入力ポート７３（Ｖ
５）、第２入力ポート７４（Ｖ６）における組み合わさ
れた信号成分を位相シフトさせ、それらを組み合わせ
る。その結果、第２カプラ７２の第１出力ポート７５
（Ｖ７）、第２出力ポート７６（Ｖ８）における信号成
分の組合せが、それらの間における所望の振幅および／
または位相を有する。例えば、この組み合わされた信号
成分を再度組み合わせて、出力ポートに第１入力ポート
６７、第２入力ポート６８における信号のレプリカを生
成することができる。これは、位相シフタ７１により導
入された位相シフトによって、入力信号の変動パワー部
分を用いて行われる。
ットワーク４８の１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃ
と、可変結合ネットワーク５０の２：１の可変パワー結
合器６４ａ−ｃは、可変カプラ構成であり、これが入力
ポートと出力ポートの間の信号パワーの分配率を変え
る。図３は、可変カプラ構成６５を示し、この第１カプ
ラ６６は、第１入力ポート６７（Ｖ１）と第２入力ポー
ト６８（Ｖ２）における信号を位相シフトして組み合わ
せる、そして第１出力ポート６９（Ｖ３）、第２出力ポ
ート７０（Ｖ４）に組み合わされた信号部分を生成す
る。位相シフタ７１は、第１出力ポート６９（Ｖ３）と
第２出力ポート７０（Ｖ４）において、組み合わされた
信号成分の間で相対的な位相調整を行い、第２カプラ７
２により組み合わされた信号部分の間で所望の結合を提
供する。第２カプラ７２は、第１入力ポート７３（Ｖ
５）、第２入力ポート７４（Ｖ６）における組み合わさ
れた信号成分を位相シフトさせ、それらを組み合わせ
る。その結果、第２カプラ７２の第１出力ポート７５
（Ｖ７）、第２出力ポート７６（Ｖ８）における信号成
分の組合せが、それらの間における所望の振幅および／
または位相を有する。例えば、この組み合わされた信号
成分を再度組み合わせて、出力ポートに第１入力ポート
６７、第２入力ポート６８における信号のレプリカを生
成することができる。これは、位相シフタ７１により導
入された位相シフトによって、入力信号の変動パワー部
分を用いて行われる。
【００２６】この実施例においては、第１カプラ６６は
３ｄＢ９０度ハイブリッドカプラであり、第１入力ポー
ト６７における信号（１／２のパワー）は、第１出力ポ
ート６９において、第２入力ポート６８の信号の９０度
位相がシフトしたもの（１／２パワー）と組み合わされ
る。第１入力ポート６７における信号（１／２パワー）
は、９０度位相がずれており、第２入力ポート６８の信
号（１／２パワー）と第２出力ポート７０で組み合わさ
れる。この実施例において、位相シフタ７１はパス７７
の上に配置され、第２出力ポート７０からのパス７７上
の信号と、第１出力ポート６９からのパス７８上の信号
との間の相対的位相調整を行う。位相シフタ７１は、機
械的に実現することができ、例えば異なる位相ラインに
接続されたスイッチ、あるいは電気的に例えば可変のキ
ャパシタ、バラクタを用い、そしてこれらはいずれの実
施例においても、パス７７の上に配置される。
３ｄＢ９０度ハイブリッドカプラであり、第１入力ポー
ト６７における信号（１／２のパワー）は、第１出力ポ
ート６９において、第２入力ポート６８の信号の９０度
位相がシフトしたもの（１／２パワー）と組み合わされ
る。第１入力ポート６７における信号（１／２パワー）
は、９０度位相がずれており、第２入力ポート６８の信
号（１／２パワー）と第２出力ポート７０で組み合わさ
れる。この実施例において、位相シフタ７１はパス７７
の上に配置され、第２出力ポート７０からのパス７７上
の信号と、第１出力ポート６９からのパス７８上の信号
との間の相対的位相調整を行う。位相シフタ７１は、機
械的に実現することができ、例えば異なる位相ラインに
接続されたスイッチ、あるいは電気的に例えば可変のキ
ャパシタ、バラクタを用い、そしてこれらはいずれの実
施例においても、パス７７の上に配置される。
【００２７】位相シフタ７１は、パス７７上の位相調整
された結合信号成分を、第２カプラ７２の第２入力ポー
ト７４に与え、そしてこの第２カプラ７２もまた３ｄＢ
９０度ハイブリッドカプラである。第１入力ポート７３
における結合信号成分の一部は、第２カプラ７２の第１
出力ポート７５に向けられ、第２カプラ７２の第１入力
ポート７３における組合せ信号成分とともに、９０度位
相シフトとされる。第２入力ポート７４における組み合
わされた信号成分の一部は、９０度位相シフトされ、第
２カプラ７２の第１出力ポート７５に、第２カプラ７２
の第１入力ポート７３の組合せ信号成分とともに向けら
れる。第２カプラ７２の第１入力ポート７３における組
合せ信号成分の一部は、第２カプラ７２の第１出力ポー
ト７５に、９０度位相シフトされた第２入力ポート７４
の組合せ信号成分の一部とともに向けられる。
された結合信号成分を、第２カプラ７２の第２入力ポー
ト７４に与え、そしてこの第２カプラ７２もまた３ｄＢ
９０度ハイブリッドカプラである。第１入力ポート７３
における結合信号成分の一部は、第２カプラ７２の第１
出力ポート７５に向けられ、第２カプラ７２の第１入力
ポート７３における組合せ信号成分とともに、９０度位
相シフトとされる。第２入力ポート７４における組み合
わされた信号成分の一部は、９０度位相シフトされ、第
２カプラ７２の第１出力ポート７５に、第２カプラ７２
の第１入力ポート７３の組合せ信号成分とともに向けら
れる。第２カプラ７２の第１入力ポート７３における組
合せ信号成分の一部は、第２カプラ７２の第１出力ポー
ト７５に、９０度位相シフトされた第２入力ポート７４
の組合せ信号成分の一部とともに向けられる。
【００２８】第１出力ポート７５または第２出力ポート
７６で、同位相の組合せ信号成分の一部は、第１出力ポ
ート７５または第２出力ポート７６で相乗して組み合わ
される。組み合わされた信号成分の一部が、第１出力ポ
ート７５または第２出力ポート７６で位相が合っていな
いときには、相殺して（打ち消し会って）組み合わせ、
組み合わされた信号成分の一部は電力を消費せず、パワ
ーは他の第２出力ポート１２８または第１出力ポート１
３２に残る。以下の式で示すように、位相シフタ７１
は、パス７７と７８上の組合せ信号成分の間の相対的位
相シフトを与え、第１入力ポート６７、第２入力ポート
６８と、第１出力ポート７５、第２出力ポート７６の間
のパワー、あるいは電圧の分配を変更する。例えば、Ｖ
１とＶ２がそれぞれ、第１入力ポート６７、第２入力ポ
ート６８の信号の電圧であるとし、そしてθは位相シフ
タ７１により導入される位相シフト量とすると、可変カ
プラ構成６５の動作は次式で特徴付けることができる。
７６で、同位相の組合せ信号成分の一部は、第１出力ポ
ート７５または第２出力ポート７６で相乗して組み合わ
される。組み合わされた信号成分の一部が、第１出力ポ
ート７５または第２出力ポート７６で位相が合っていな
いときには、相殺して（打ち消し会って）組み合わせ、
組み合わされた信号成分の一部は電力を消費せず、パワ
ーは他の第２出力ポート１２８または第１出力ポート１
３２に残る。以下の式で示すように、位相シフタ７１
は、パス７７と７８上の組合せ信号成分の間の相対的位
相シフトを与え、第１入力ポート６７、第２入力ポート
６８と、第１出力ポート７５、第２出力ポート７６の間
のパワー、あるいは電圧の分配を変更する。例えば、Ｖ
１とＶ２がそれぞれ、第１入力ポート６７、第２入力ポ
ート６８の信号の電圧であるとし、そしてθは位相シフ
タ７１により導入される位相シフト量とすると、可変カ
プラ構成６５の動作は次式で特徴付けることができる。
【数１】
【００２９】したがって、位相シフタ７１が０度の位相
シフトを導入した場合、Ｖ７＝Ｖ２ｅj90で、Ｖ８＝Ｖ
１になる。位相シフタ７１が１８０度の位相シフトを導
入すると、Ｖ７＝Ｖ１で、Ｖ８＝Ｖ２になる。位相シフ
タ７１が９０度の位相シフトを導入すると、
シフトを導入した場合、Ｖ７＝Ｖ２ｅj90で、Ｖ８＝Ｖ
１になる。位相シフタ７１が１８０度の位相シフトを導
入すると、Ｖ７＝Ｖ１で、Ｖ８＝Ｖ２になる。位相シフ
タ７１が９０度の位相シフトを導入すると、
【数２】 終端装置例えば５０Ωの端末を提供することにより、第
１入力ポート６７または第２入力ポート６８において、
可変カプラ構成６５は可変分割器として動作できる。こ
こでＶ１またはＶ２は０に等しい。端末、例えば５０Ω
端末を具備することにより、第１出力ポート７５または
第２出力ポート７６においては、可変カプラ構成６５は
可変結合器として動作することができる。ここでＶ７ま
たはＶ８は、出力ポートである。
１入力ポート６７または第２入力ポート６８において、
可変カプラ構成６５は可変分割器として動作できる。こ
こでＶ１またはＶ２は０に等しい。端末、例えば５０Ω
端末を具備することにより、第１出力ポート７５または
第２出力ポート７６においては、可変カプラ構成６５は
可変結合器として動作することができる。ここでＶ７ま
たはＶ８は、出力ポートである。
【００３０】図４は、図２の多段の増幅器構成４０内
で、１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃとして用いられ
る可変分割器８０の実施例を示す。カプラ８１は、パワ
ーレベルＰの入力信号を入力ポート８２（Ｖ２）で受領
し、第２出力ポート８３、第１出力ポート８４に入力信
号のレプリカを生成する。位相シフタ８５は、第２出力
ポート８３と第１出力ポート８４の入力信号のレプリカ
の間で相対的な位相調整を行い、その結果、カプラ８６
におけるレプリカの組合せが、第２出力ポート８７（Ｖ
８）、第１出力ポート８８（Ｖ７）における入力信号の
組合せ信号レプリカに対する所望のパワーレベルあるい
は電圧レベルを与える。この実施例においてはカプラ８
１は、３ｄＢ９０度ハイブリッドカプラであり、これは
パス８９上のＰ／２のパワーレベルの入力信号と同じ位
相の、第２出力ポート８３（Ｖ４）の信号のレプリカを
生成する。カプラ８１は、第１出力ポート８４（Ｖ３）
に入力信号のレプリカを生成し、これは９０度に位相が
シフトし、そのパワーはＰ／２である。この実施例にお
いては、位相シフタ８５はパス８９上に配置され、パス
８９とパス９０上の信号のレプリカの間で相対的な位相
調整を行うが、これはパス８９のレプリカの位相を調整
することにより、パス８９とパス９０上の信号のレプリ
カの間に相対的な位相調整を与える。位相シフタ８５
は、機械／電気的に実行することもできる。例えば、異
なる位相ラインへの切換装置を用いて機械的に、あるい
は例えば可変のキャパシタまたはバラクタを用いて電気
的に実現することができる。
で、１：２可変パワー分割器６０ａ−ｃとして用いられ
る可変分割器８０の実施例を示す。カプラ８１は、パワ
ーレベルＰの入力信号を入力ポート８２（Ｖ２）で受領
し、第２出力ポート８３、第１出力ポート８４に入力信
号のレプリカを生成する。位相シフタ８５は、第２出力
ポート８３と第１出力ポート８４の入力信号のレプリカ
の間で相対的な位相調整を行い、その結果、カプラ８６
におけるレプリカの組合せが、第２出力ポート８７（Ｖ
８）、第１出力ポート８８（Ｖ７）における入力信号の
組合せ信号レプリカに対する所望のパワーレベルあるい
は電圧レベルを与える。この実施例においてはカプラ８
１は、３ｄＢ９０度ハイブリッドカプラであり、これは
パス８９上のＰ／２のパワーレベルの入力信号と同じ位
相の、第２出力ポート８３（Ｖ４）の信号のレプリカを
生成する。カプラ８１は、第１出力ポート８４（Ｖ３）
に入力信号のレプリカを生成し、これは９０度に位相が
シフトし、そのパワーはＰ／２である。この実施例にお
いては、位相シフタ８５はパス８９上に配置され、パス
８９とパス９０上の信号のレプリカの間で相対的な位相
調整を行うが、これはパス８９のレプリカの位相を調整
することにより、パス８９とパス９０上の信号のレプリ
カの間に相対的な位相調整を与える。位相シフタ８５
は、機械／電気的に実行することもできる。例えば、異
なる位相ラインへの切換装置を用いて機械的に、あるい
は例えば可変のキャパシタまたはバラクタを用いて電気
的に実現することができる。
【００３１】位相シフタ８５は、パス８９上の位相調整
したレプリカを、カプラ８６の第２入力ポート９２に与
える、この実施例においてカプラ８６は、３ｄＢの９０
度ハイブリッドカプラである。第２入力ポート９２にお
ける信号のパワーの一部（この実施例においては、パス
８９上の信号のパワーの１／２、あるいはＰ／４）は、
カプラ８６の第２出力ポート８７（Ｖ８）に、９０度だ
け位相シフトした第１入力ポート９４上の信号のパワー
の一部（パス９０上の信号のパワーの１／２、あるいは
Ｐ／４）とともに向けられる。９０度遅延した（位相シ
フトした）第２入力ポート９２の信号のパワーの一部
（パス８９上の信号のパワーの１／２、あるいはこの実
施例においてはＰ／４）が、カプラ８６の第１出力ポー
ト８８（Ｖ７）に、第１入力ポート９４の信号のパワー
の一部（パス９０上の信号の１／２、あるいはＰ／４）
とともに向けられる。第２出力ポート８７または第１出
力ポート８８で同位相のレプリカのこれらの部分からの
電圧は、相乗して組み合わされて、それぞれ第２出力ポ
ート８７または第１出力ポート８８で生成される。レプ
リカの一部からの電圧が、第２出力ポート８７または第
１出力ポート８８で位相がずれている場合には、これら
のレプリカの部分はそれぞれ、うち消される（相殺され
パワーを消費しない）。かくして、第２入力ポート９２
における信号成分は、第１入力ポート９４の信号成分と
組み合わされ、その結果カプラ８６における信号の組合
せが、第２出力ポート８７および／または第１出力ポー
ト８８において所望のパワーレベルで入力信号のレプリ
カを提供する。
したレプリカを、カプラ８６の第２入力ポート９２に与
える、この実施例においてカプラ８６は、３ｄＢの９０
度ハイブリッドカプラである。第２入力ポート９２にお
ける信号のパワーの一部（この実施例においては、パス
８９上の信号のパワーの１／２、あるいはＰ／４）は、
カプラ８６の第２出力ポート８７（Ｖ８）に、９０度だ
け位相シフトした第１入力ポート９４上の信号のパワー
の一部（パス９０上の信号のパワーの１／２、あるいは
Ｐ／４）とともに向けられる。９０度遅延した（位相シ
フトした）第２入力ポート９２の信号のパワーの一部
（パス８９上の信号のパワーの１／２、あるいはこの実
施例においてはＰ／４）が、カプラ８６の第１出力ポー
ト８８（Ｖ７）に、第１入力ポート９４の信号のパワー
の一部（パス９０上の信号の１／２、あるいはＰ／４）
とともに向けられる。第２出力ポート８７または第１出
力ポート８８で同位相のレプリカのこれらの部分からの
電圧は、相乗して組み合わされて、それぞれ第２出力ポ
ート８７または第１出力ポート８８で生成される。レプ
リカの一部からの電圧が、第２出力ポート８７または第
１出力ポート８８で位相がずれている場合には、これら
のレプリカの部分はそれぞれ、うち消される（相殺され
パワーを消費しない）。かくして、第２入力ポート９２
における信号成分は、第１入力ポート９４の信号成分と
組み合わされ、その結果カプラ８６における信号の組合
せが、第２出力ポート８７および／または第１出力ポー
ト８８において所望のパワーレベルで入力信号のレプリ
カを提供する。
【００３２】次に図４の実施例の動作について説明す
る。位相シフタ８５が第２出力ポート８３における入力
信号のレプリカ（Ｖ２）に対し、０度の位相シフトを導
入する場合（位相シフトさせない場合）には、パス８９
上の入力信号のレプリカ（Ｖ２）は、カプラ８６の第２
入力ポート９２にＰ／２のパワーレベルで位相シフト量
が０で与えられる。Ｖ２からのパワーレベルがＰ／２の
入力信号のレプリカは、第１入力ポート９４に９０度位
相シフトして与えられる。第２入力ポート９２の信号は
分割されて、カプラ８６内で第２出力ポート８７と第１
出力ポート８８に分配される。信号の一部は、第２出力
ポート８７で０度の位相シフトでもって与えられる。信
号の一部はまた、９０度の位相シフトでもって第１出力
ポート８８に与えられる。第１入力ポート９４における
信号は分割され、第２出力ポート８７と第１出力ポート
８８に分配される。信号の一部は、第１出力ポート８８
に９０度の全位相シフト量に対し位相シフトせずに与え
られ、また信号の一部は、全シフト量に対し１８０度だ
け位相シフトされた後、第２出力ポート８７に与えられ
る。第１出力ポート８８において、第２入力ポート９
２、第１入力ポート９４からの信号部分は、９０度同位
相で相乗して組み合わされて、入力信号のレプリカ（Ｖ
２）を生成する。第２出力ポート８７においては、入力
信号のレプリカは、１８０度位相がずれており、それら
が相互作用してパワーを生成しない。かくして、第２出
力ポート８７におけるパワーレベルは０であり、第１出
力ポート８８におけるパワーレベルはＰである。
る。位相シフタ８５が第２出力ポート８３における入力
信号のレプリカ（Ｖ２）に対し、０度の位相シフトを導
入する場合（位相シフトさせない場合）には、パス８９
上の入力信号のレプリカ（Ｖ２）は、カプラ８６の第２
入力ポート９２にＰ／２のパワーレベルで位相シフト量
が０で与えられる。Ｖ２からのパワーレベルがＰ／２の
入力信号のレプリカは、第１入力ポート９４に９０度位
相シフトして与えられる。第２入力ポート９２の信号は
分割されて、カプラ８６内で第２出力ポート８７と第１
出力ポート８８に分配される。信号の一部は、第２出力
ポート８７で０度の位相シフトでもって与えられる。信
号の一部はまた、９０度の位相シフトでもって第１出力
ポート８８に与えられる。第１入力ポート９４における
信号は分割され、第２出力ポート８７と第１出力ポート
８８に分配される。信号の一部は、第１出力ポート８８
に９０度の全位相シフト量に対し位相シフトせずに与え
られ、また信号の一部は、全シフト量に対し１８０度だ
け位相シフトされた後、第２出力ポート８７に与えられ
る。第１出力ポート８８において、第２入力ポート９
２、第１入力ポート９４からの信号部分は、９０度同位
相で相乗して組み合わされて、入力信号のレプリカ（Ｖ
２）を生成する。第２出力ポート８７においては、入力
信号のレプリカは、１８０度位相がずれており、それら
が相互作用してパワーを生成しない。かくして、第２出
力ポート８７におけるパワーレベルは０であり、第１出
力ポート８８におけるパワーレベルはＰである。
【００３３】位相シフタ８５が、第２出力ポート８３に
おける入力信号のレプリカ（Ｖ２）に１８０度の位相シ
フトを導入すると、パス８９上の入力信号のレプリカ
（Ｖ２）は、カプラ８６の第２入力ポート９２に１８０
度の位相シフト量でＰ／２のパワーレベルで導入され
る。Ｐ／２のパワーレベルの入力信号のレプリカは、第
１入力ポート９４に９０度位相シフトして与えられる。
第２入力ポート９２における信号は分割され、第２出力
ポート８７と第１出力ポート８８にカプラ８６内で分配
される。信号の一部は、第２出力ポート８７に１８０度
位相シフトして与えられ、また信号の一部は、第１出力
ポート８８に２７０度の全シフト量に対し、９０度の位
相シフトでもて与えられる。パス９０における信号もま
た分割されて、第２出力ポート８７と第１出力ポート８
８に分配される。信号の一部は、第１出力ポート８８に
９０度の全シフト量に対し位相シフトせずに与えられ、
また信号の一部は１８０度の全シフト量に対し９０度だ
け位相シフトした後、第２出力ポート８７に与えられ
る。第２出力ポート８７において、第２入力ポート９
２、第１入力ポート９４からの信号の一部は、１８０度
同位相で相乗して組み合わされて、入力信号のレプリカ
（Ｖ２）を生成する。第１出力ポート８８においては、
２７０度と９０度で１８０度位相がずれた入力信号の一
部は、相互作用してパワーを生成しない。かくして、第
２出力ポート８７におけるパワーレベルはＰで、第１出
力ポート８８におけるパワーレベルは０である。
おける入力信号のレプリカ（Ｖ２）に１８０度の位相シ
フトを導入すると、パス８９上の入力信号のレプリカ
（Ｖ２）は、カプラ８６の第２入力ポート９２に１８０
度の位相シフト量でＰ／２のパワーレベルで導入され
る。Ｐ／２のパワーレベルの入力信号のレプリカは、第
１入力ポート９４に９０度位相シフトして与えられる。
第２入力ポート９２における信号は分割され、第２出力
ポート８７と第１出力ポート８８にカプラ８６内で分配
される。信号の一部は、第２出力ポート８７に１８０度
位相シフトして与えられ、また信号の一部は、第１出力
ポート８８に２７０度の全シフト量に対し、９０度の位
相シフトでもて与えられる。パス９０における信号もま
た分割されて、第２出力ポート８７と第１出力ポート８
８に分配される。信号の一部は、第１出力ポート８８に
９０度の全シフト量に対し位相シフトせずに与えられ、
また信号の一部は１８０度の全シフト量に対し９０度だ
け位相シフトした後、第２出力ポート８７に与えられ
る。第２出力ポート８７において、第２入力ポート９
２、第１入力ポート９４からの信号の一部は、１８０度
同位相で相乗して組み合わされて、入力信号のレプリカ
（Ｖ２）を生成する。第１出力ポート８８においては、
２７０度と９０度で１８０度位相がずれた入力信号の一
部は、相互作用してパワーを生成しない。かくして、第
２出力ポート８７におけるパワーレベルはＰで、第１出
力ポート８８におけるパワーレベルは０である。
【００３４】位相シフタ８５が、第２出力ポート８３か
らの入力信号（Ｖ２）のレプリカに対し９０度の位相シ
フトを導入した場合には、パス８９上の入力信号のレプ
リカ（Ｖ２）が、カプラ８６の第２入力ポート９２に９
０度の位相シフトとＰ／２のパワーレベルでもって与え
られる。Ｐ／２のパワーレベルの入力信号のレプリカ
が、第１出力ポート８４に９０度の位相シフトをもって
与えられ、パス９０が第１出力ポート８４からの信号を
第１入力ポート９４に与える。第２入力ポート９２にお
ける信号が分割され、カプラ８６内で、第２出力ポート
８７と第１出力ポート８８に分配される。信号の一部
は、第２出力ポート８７に９０度の位相シフトをもって
与えられ、また信号の一部は、第１出力ポート８８に１
８０度の全シフト量に対し９０度の位相シフトをもって
与えられる。第１入力ポート９４における信号は分割さ
れ、カプラ８６内で第２出力ポート８７と第１出力ポー
ト８８に分配される。信号の一部は、第１出力ポート８
８に９０度の全シフト量に対し位相シフトなしに与えら
れ、また信号の一部は、１８０度の全シフト量に対し９
０度位相シフトした後、第２出力ポート８７に与えられ
る。第２出力ポート８７においては、第２入力ポート９
２と第１入力ポート９４からの入力信号の一部はそれぞ
れ、１８０度と９０度で９０度位相がずれて与えられ、
ベクトル的９０度位相のずれた信号を合成して、Ｐ／２
のパワーレベルの信号を生成する。第１出力ポート８８
においては、第２入力ポート９２、第１入力ポート９４
からの入力信号の一部はそれぞれ、１８０度と９０度位
相がずれている。かくして入力信号のレプリカの間で、
位相シフタ８５により導入された相対的な位相シフトを
調整することにより、入力信号の信号成分は、変動比率
のパワーレベルでもって出力信号を生成するよう組み合
わされる。
らの入力信号（Ｖ２）のレプリカに対し９０度の位相シ
フトを導入した場合には、パス８９上の入力信号のレプ
リカ（Ｖ２）が、カプラ８６の第２入力ポート９２に９
０度の位相シフトとＰ／２のパワーレベルでもって与え
られる。Ｐ／２のパワーレベルの入力信号のレプリカ
が、第１出力ポート８４に９０度の位相シフトをもって
与えられ、パス９０が第１出力ポート８４からの信号を
第１入力ポート９４に与える。第２入力ポート９２にお
ける信号が分割され、カプラ８６内で、第２出力ポート
８７と第１出力ポート８８に分配される。信号の一部
は、第２出力ポート８７に９０度の位相シフトをもって
与えられ、また信号の一部は、第１出力ポート８８に１
８０度の全シフト量に対し９０度の位相シフトをもって
与えられる。第１入力ポート９４における信号は分割さ
れ、カプラ８６内で第２出力ポート８７と第１出力ポー
ト８８に分配される。信号の一部は、第１出力ポート８
８に９０度の全シフト量に対し位相シフトなしに与えら
れ、また信号の一部は、１８０度の全シフト量に対し９
０度位相シフトした後、第２出力ポート８７に与えられ
る。第２出力ポート８７においては、第２入力ポート９
２と第１入力ポート９４からの入力信号の一部はそれぞ
れ、１８０度と９０度で９０度位相がずれて与えられ、
ベクトル的９０度位相のずれた信号を合成して、Ｐ／２
のパワーレベルの信号を生成する。第１出力ポート８８
においては、第２入力ポート９２、第１入力ポート９４
からの入力信号の一部はそれぞれ、１８０度と９０度位
相がずれている。かくして入力信号のレプリカの間で、
位相シフタ８５により導入された相対的な位相シフトを
調整することにより、入力信号の信号成分は、変動比率
のパワーレベルでもって出力信号を生成するよう組み合
わされる。
【００３５】図４の可変分割器８０においては、Ｖ１＝
０のときには、第１出力ポート８８の電圧（Ｖ７）と第
２出力ポート８７の電圧（Ｖ８）は以下の式で与えられ
る。
０のときには、第１出力ポート８８の電圧（Ｖ７）と第
２出力ポート８７の電圧（Ｖ８）は以下の式で与えられ
る。
【数３】 Ｖ７とＶ８の振幅は次式で与えられる。
【数４】 第２出力ポート８７と第１出力ポート８８におけるパワ
ーレベル間のパワー比率は、位相シフトφを変えること
により変えることができる。出力ポート８７の電圧（Ｖ
８）と第１出力ポート８８の電圧（Ｖ７）の間のパワー
比率Ｒは次式で与えられる。
ーレベル間のパワー比率は、位相シフトφを変えること
により変えることができる。出力ポート８７の電圧（Ｖ
８）と第１出力ポート８８の電圧（Ｖ７）の間のパワー
比率Ｒは次式で与えられる。
【数５】 かくして、入力信号が等しく分解されるためには、Ｒ＝
１→ｃｏｓφ＝０→φ＝９０である。入力信号を２／３
と１／３に分離するためには、Ｒ＝２→ｃｏｓφ＝１／
３→φ＝７０．５゜
１→ｃｏｓφ＝０→φ＝９０である。入力信号を２／３
と１／３に分離するためには、Ｒ＝２→ｃｏｓφ＝１／
３→φ＝７０．５゜
【００３６】この実施例においては、Ｖ７とＶ８の位相
は同一であるとして示されている。Ｖ７＝９０゜＋α、
２α＋ω＝１８０゜で、ω＝１８０−φ、２α＋１８０
−φ＝１８０の場合には、α＝φ／２となる。かくして
Ｖ７の角度は、９０＋φ／２に等しい。Ｖ８＝φ＋αと
２α＋φ＝１８０の角度では、α＝９０−φ／２とな
り、Ｖ８の角度は９０＋φ／２となる。
は同一であるとして示されている。Ｖ７＝９０゜＋α、
２α＋ω＝１８０゜で、ω＝１８０−φ、２α＋１８０
−φ＝１８０の場合には、α＝φ／２となる。かくして
Ｖ７の角度は、９０＋φ／２に等しい。Ｖ８＝φ＋αと
２α＋φ＝１８０の角度では、α＝９０−φ／２とな
り、Ｖ８の角度は９０＋φ／２となる。
【００３７】図５は、図２の多段の増幅器構成４０内で
２：１の可変パワー結合器６４ａ−ｃとして用いられ
る、可変結合器１００の実施例を示す。カプラ１０２が
メイン信号パス１３上で入力信号の増幅部分を受領し、
これが可変パワー分割ネットワーク４８により分割され
てその後増幅される。この実施例においては、第１増幅
部分は、第２入力ポート１０４がＰ１のパワーレベルで
受領し、第２増幅部分は、第１入力ポート１０６がＰ２
のパワーレベルで受領する。カプラ１０２は、第２入力
ポート１０４と第１入力ポート１０６の増幅された部分
のレプリカあるいは信号成分を位相シフトし組み合わせ
る。増幅部分の間の相対的位相シフト量および／または
増幅部分を含む信号間の相対的位相シフト量によって
は、位相シフタ１１４は、第２出力ポート１１０と第１
出力ポート１１２の信号成分の間に相対的に位相調整を
与え、その結果増幅部分の信号成分の組合せは、信号成
分間の適宜の位相関係を持って生成され、その結果、信
号成分は、可変結合器１００および／または可変結合ネ
ットワーク５０の第２出力ポート１２８（Ｖ８）で所望
の比率を用いて、第２入力ポート１０４と第１入力ポー
ト１０６における増幅信号部分の比率と組み合わされ
る。実施例によっては、相対的な位相調整は、可変パワ
ー分割ネットワーク４８による信号成分間に導入された
相対的位相調整を反映して、第２出力ポート１２８にお
ける所望の位相関係で信号成分が整合して、信号成分の
所望の組合せを生成するようにしている。
２：１の可変パワー結合器６４ａ−ｃとして用いられ
る、可変結合器１００の実施例を示す。カプラ１０２が
メイン信号パス１３上で入力信号の増幅部分を受領し、
これが可変パワー分割ネットワーク４８により分割され
てその後増幅される。この実施例においては、第１増幅
部分は、第２入力ポート１０４がＰ１のパワーレベルで
受領し、第２増幅部分は、第１入力ポート１０６がＰ２
のパワーレベルで受領する。カプラ１０２は、第２入力
ポート１０４と第１入力ポート１０６の増幅された部分
のレプリカあるいは信号成分を位相シフトし組み合わせ
る。増幅部分の間の相対的位相シフト量および／または
増幅部分を含む信号間の相対的位相シフト量によって
は、位相シフタ１１４は、第２出力ポート１１０と第１
出力ポート１１２の信号成分の間に相対的に位相調整を
与え、その結果増幅部分の信号成分の組合せは、信号成
分間の適宜の位相関係を持って生成され、その結果、信
号成分は、可変結合器１００および／または可変結合ネ
ットワーク５０の第２出力ポート１２８（Ｖ８）で所望
の比率を用いて、第２入力ポート１０４と第１入力ポー
ト１０６における増幅信号部分の比率と組み合わされ
る。実施例によっては、相対的な位相調整は、可変パワ
ー分割ネットワーク４８による信号成分間に導入された
相対的位相調整を反映して、第２出力ポート１２８にお
ける所望の位相関係で信号成分が整合して、信号成分の
所望の組合せを生成するようにしている。
【００３８】この実施例においては、カプラ１０２は３
ｄＢ９０度ハイブリッドカプラで、このカプラ中で、第
２入力ポート１０４の信号のレプリカは、第２出力ポー
ト１１０で９０度位相シフトした第１入力ポート１０６
における増幅信号成分のレプリカと組み合わされる。第
２入力ポート１０４における増幅された信号部分のレプ
リカは、９０度位相シフトされ、第１出力ポート１１２
で第１入力ポート１０６における増幅された信号部分の
レプリカと組み合わされる。この実施例においては、位
相シフタ１１４は、パス１２２上にあり、第２出力ポー
ト１１０からのパス１２２上の信号成分と、第１出力ポ
ート１１２からのパス１２４上の信号成分との間の相対
的位相調整を与える。位相シフタ１１４は機械的に例え
ば異なる位相ラインへの切り換えにより、あるいは電気
的に例えば可変キャパシタあるいはバラクタを用いて実
現することができる。
ｄＢ９０度ハイブリッドカプラで、このカプラ中で、第
２入力ポート１０４の信号のレプリカは、第２出力ポー
ト１１０で９０度位相シフトした第１入力ポート１０６
における増幅信号成分のレプリカと組み合わされる。第
２入力ポート１０４における増幅された信号部分のレプ
リカは、９０度位相シフトされ、第１出力ポート１１２
で第１入力ポート１０６における増幅された信号部分の
レプリカと組み合わされる。この実施例においては、位
相シフタ１１４は、パス１２２上にあり、第２出力ポー
ト１１０からのパス１２２上の信号成分と、第１出力ポ
ート１１２からのパス１２４上の信号成分との間の相対
的位相調整を与える。位相シフタ１１４は機械的に例え
ば異なる位相ラインへの切り換えにより、あるいは電気
的に例えば可変キャパシタあるいはバラクタを用いて実
現することができる。
【００３９】位相シフタ１１４は、パス１２２上の位相
調整された組合せ信号部分（成分）をカプラ１１６の第
２入力ポート１２６に与える。カプラ１１６はこの実施
例では３ｄＢ９０度ハイブリッドカプラである。第２入
力ポート１２６における信号成分のパワーの一部は、カ
プラ１１６の第２出力ポート１２８に、第１入力ポート
１３０における信号成分のパワーの一部とともに向けら
れる。そしてこれは９０度遅延している。出力ポートに
おいて、同位相の信号成分の部分は相乗して組み合わさ
れ、第２出力ポート１２８または第１出力ポート１３２
における位相がずれた信号成分の部分は相殺して組み合
わされる。５０Ωの負荷を有する、すなわ終端された第
１出力ポート１３２で電力を消費しないために、パス１
２２と１２４上の信号成分は、電圧（Ｖ７）が第１出力
ポート１３２で打ち消し合い、実質的にすべてのパワー
が第２出力ポート１２８（Ｖ８）に与えられるような位
相と振幅関係を持って与えられる。位相シフタ１１４
は、パス１２２と１２４上の信号成分間に、相対的な位
相シフトを与え、その結果電圧は、第２出力ポート１２
８における出力信号は、出力ポートにおける信号パワー
の所望の比率を用いて生成される。実施例によっては、
位相シフタ１１４は、与えられた位相シフトを反映する
位相シフトを提供し、そして入力信号のレプリカは、可
変分割器により分割される。かくして第２入力ポート１
２６における信号成分の一部は、第１入力ポート１３０
における信号成分の一部と組み合わされ、その結果、カ
プラ１１６における組み合わされた信号（同一および／
または異なる位相レベルおよび／またはパワーレベルで
の入力信号の信号成分）が、所望のパワーレベル（ある
いは電圧レベル）で、かつ所望の位相関係（例えば、第
２出力ポート１２８において１００％同位相）を有する
成分を有する増幅信号を与える。
調整された組合せ信号部分（成分）をカプラ１１６の第
２入力ポート１２６に与える。カプラ１１６はこの実施
例では３ｄＢ９０度ハイブリッドカプラである。第２入
力ポート１２６における信号成分のパワーの一部は、カ
プラ１１６の第２出力ポート１２８に、第１入力ポート
１３０における信号成分のパワーの一部とともに向けら
れる。そしてこれは９０度遅延している。出力ポートに
おいて、同位相の信号成分の部分は相乗して組み合わさ
れ、第２出力ポート１２８または第１出力ポート１３２
における位相がずれた信号成分の部分は相殺して組み合
わされる。５０Ωの負荷を有する、すなわ終端された第
１出力ポート１３２で電力を消費しないために、パス１
２２と１２４上の信号成分は、電圧（Ｖ７）が第１出力
ポート１３２で打ち消し合い、実質的にすべてのパワー
が第２出力ポート１２８（Ｖ８）に与えられるような位
相と振幅関係を持って与えられる。位相シフタ１１４
は、パス１２２と１２４上の信号成分間に、相対的な位
相シフトを与え、その結果電圧は、第２出力ポート１２
８における出力信号は、出力ポートにおける信号パワー
の所望の比率を用いて生成される。実施例によっては、
位相シフタ１１４は、与えられた位相シフトを反映する
位相シフトを提供し、そして入力信号のレプリカは、可
変分割器により分割される。かくして第２入力ポート１
２６における信号成分の一部は、第１入力ポート１３０
における信号成分の一部と組み合わされ、その結果、カ
プラ１１６における組み合わされた信号（同一および／
または異なる位相レベルおよび／またはパワーレベルで
の入力信号の信号成分）が、所望のパワーレベル（ある
いは電圧レベル）で、かつ所望の位相関係（例えば、第
２出力ポート１２８において１００％同位相）を有する
成分を有する増幅信号を与える。
【００４０】図５の可変結合器１００内では、
【数６】 である。Ｖ７は、２つの成分Ｖ７1とＶ７2が振幅が等し
く、位相が１８０度ずれているものからなり、ただしφ
は適宜選択されたものである（例えば、比率Ｒの可変分
割器の対応するレベルに対し、位相シフトに対応し
て）。その結果、電圧Ｖ７は０（うち消された）、そし
てすべてのパワーはポートＶ８で与えられる。例えば、
く、位相が１８０度ずれているものからなり、ただしφ
は適宜選択されたものである（例えば、比率Ｒの可変分
割器の対応するレベルに対し、位相シフトに対応し
て）。その結果、電圧Ｖ７は０（うち消された）、そし
てすべてのパワーはポートＶ８で与えられる。例えば、
【数７】 である。Ｖ７1とＶ７2の振幅は次式で与えられる。
【数８】 ２つの信号成分のパワー比率は次式で与えられる。
【数９】 ｜Ｖ７1｜と｜Ｖ７2｜が等しい場合には、
【数１０】 かくしてφが
【数１１】 の場合には、｜Ｖ７1｜＝｜Ｖ７2｜となる。この実施例
においては、Ｖ７1、Ｖ７2は、１８０度位相がずれてい
る。Ｖ７1に対しては、２α＋φ＝１８０で、これによ
りα＝９０−φ／２となる。かくしてＶ７1の角度がφ
／２−９０に等しくなる。Ｖ７2に対してはω＝１８０
−φで、２α＋ω＝１８０、２α＋１８０＝１８０で、
これはα＝φ／２となる。かくしてＶ７2の角度は９０
＋αに等しく、これはφ／２＋９０に等しくなる。かく
してＶ７1とＶ７2の組合せは１８０度位相がずれてい
る。
においては、Ｖ７1、Ｖ７2は、１８０度位相がずれてい
る。Ｖ７1に対しては、２α＋φ＝１８０で、これによ
りα＝９０−φ／２となる。かくしてＶ７1の角度がφ
／２−９０に等しくなる。Ｖ７2に対してはω＝１８０
−φで、２α＋ω＝１８０、２α＋１８０＝１８０で、
これはα＝φ／２となる。かくしてＶ７2の角度は９０
＋αに等しく、これはφ／２＋９０に等しくなる。かく
してＶ７1とＶ７2の組合せは１８０度位相がずれてい
る。
【００４１】次に、可変結合器１００の動作について説
明する。カプラ１０２の第２出力ポート１１０の増幅部
分は、第２入力ポート１０４からのＰ２／２のパワーレ
ベルで、位相シフト量が０の信号成分Ｖ２と、第１入力
ポート１０６からのパワーレベルがＰ１／２の９０度位
相シフトしたＶ１とを含む。第１出力ポート１１２にお
いては、この増幅部分は、第１入力ポート１０６からの
Ｐ１／２のパワーレベルで位相シフト量が０の信号成分
Ｖ１（０）と、第２入力ポート１０４からのＰ２／２の
パワーレベルで位相シフト量が９０度のＶ２（９０）と
を含む。位相シフタ１１４が０度の位相シフトを、第２
出力ポート１１０からの信号に与えたとすると、第１出
力ポート１１２上の信号は、カプラ１１６の第２入力ポ
ート１２６に、パワーレベルがＰ２／２信号成分Ｖ２
（０）と、パワーレベルがＰ１／２の信号成分Ｖ１（９
０）を与える。第２入力ポート１２６の信号成分が分割
されて、カプラ１１６内で、第２出力ポート１２８にそ
れぞれＰ２／４のパワーレベルを有する信号成分Ｖ２
（位相シフト量が０）と、Ｐ１／４のパワーレベルを有
する信号成分Ｖ１（位相シフト量が９０）を与える。そ
して、第１出力ポート１３２に与えられた信号成分Ｖ２
（９０）とＶ１（１８０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１
／４のパワーレベルを有する。第１出力ポート１１２か
らの第１入力ポート１３０における信号は分割されて、
カプラ１１６内で、第２出力ポート１２８と第１出力ポ
ート１３２に分配される。第２出力ポート１２８への信
号成分Ｖ２（１８０）と、Ｖ１（９０）はそれぞれ、Ｐ
２／４とＰ１／４のパワーレベルを有する。
明する。カプラ１０２の第２出力ポート１１０の増幅部
分は、第２入力ポート１０４からのＰ２／２のパワーレ
ベルで、位相シフト量が０の信号成分Ｖ２と、第１入力
ポート１０６からのパワーレベルがＰ１／２の９０度位
相シフトしたＶ１とを含む。第１出力ポート１１２にお
いては、この増幅部分は、第１入力ポート１０６からの
Ｐ１／２のパワーレベルで位相シフト量が０の信号成分
Ｖ１（０）と、第２入力ポート１０４からのＰ２／２の
パワーレベルで位相シフト量が９０度のＶ２（９０）と
を含む。位相シフタ１１４が０度の位相シフトを、第２
出力ポート１１０からの信号に与えたとすると、第１出
力ポート１１２上の信号は、カプラ１１６の第２入力ポ
ート１２６に、パワーレベルがＰ２／２信号成分Ｖ２
（０）と、パワーレベルがＰ１／２の信号成分Ｖ１（９
０）を与える。第２入力ポート１２６の信号成分が分割
されて、カプラ１１６内で、第２出力ポート１２８にそ
れぞれＰ２／４のパワーレベルを有する信号成分Ｖ２
（位相シフト量が０）と、Ｐ１／４のパワーレベルを有
する信号成分Ｖ１（位相シフト量が９０）を与える。そ
して、第１出力ポート１３２に与えられた信号成分Ｖ２
（９０）とＶ１（１８０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１
／４のパワーレベルを有する。第１出力ポート１１２か
らの第１入力ポート１３０における信号は分割されて、
カプラ１１６内で、第２出力ポート１２８と第１出力ポ
ート１３２に分配される。第２出力ポート１２８への信
号成分Ｖ２（１８０）と、Ｖ１（９０）はそれぞれ、Ｐ
２／４とＰ１／４のパワーレベルを有する。
【００４２】第２出力ポート１２８においては、信号成
分Ｖ２は１８０度位相がずれており、パワーを出力しな
いが、Ｖ１成分は同位相であり、そのため相乗して結合
されて、パワーレベルＰ１の信号成分Ｖ１を生成する。
第１出力ポート１３２においては、信号成分Ｖ１は１８
０度位相がずれており、パワーを出力しないが、Ｖ２成
分は同位相であり相乗して組み合わされる。かくして、
第２入力ポート１０４において増幅信号成分が存在せ
ず、第１入力ポート１０６に信号成分Ｖ１が存在する場
合には、すべてのパワーは、第１入力ポート１０６から
取り出されて、第２出力ポート１２８に出力する。
分Ｖ２は１８０度位相がずれており、パワーを出力しな
いが、Ｖ１成分は同位相であり、そのため相乗して結合
されて、パワーレベルＰ１の信号成分Ｖ１を生成する。
第１出力ポート１３２においては、信号成分Ｖ１は１８
０度位相がずれており、パワーを出力しないが、Ｖ２成
分は同位相であり相乗して組み合わされる。かくして、
第２入力ポート１０４において増幅信号成分が存在せ
ず、第１入力ポート１０６に信号成分Ｖ１が存在する場
合には、すべてのパワーは、第１入力ポート１０６から
取り出されて、第２出力ポート１２８に出力する。
【００４３】位相シフタ１１４が１８０度の位相シフト
を、第２出力ポート１１０からの信号に導入すると、パ
ス１２２上の信号は、Ｐ２／２のパワーレベルの信号成
分Ｖ２（１８０）とＰ１／２のパワーレベルの信号成分
Ｖ１（２７０）を、カプラ１１６の第２入力ポート１２
６に与える。第２入力ポート１２６における信号成分は
分割されて、カプラ１１６内で分配される。第２出力ポ
ート１２８に与えられる信号成分Ｖ２（１８０度の位相
シフト）と、Ｖ１（２７０度の位相シフト）はそれぞ
れ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワーレベルを有し、第１出
力ポート１３２に与えられる信号成分Ｖ２（２７０）
と、Ｖ１（０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワ
ーレベルを有する。第１出力ポート１１２からの第１出
力ポート１３２における信号は分割されて、カプラ１１
６内で、第２出力ポート１２８と第１出力ポート１３２
に分配される。第２出力ポート１２８への信号成分Ｖ２
（１８０）と、Ｖ１（９０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ
１／４のパワーレベルを有する。第２出力ポート１２８
においては、信号成分Ｖ１は１８０度位相がずれてお
り、電力を出力しないが、Ｖ２成分は同位相で相乗して
組み合わされて、Ｐ２のパワーレベルの信号成分Ｖ２を
生成する。第１出力ポート１３２においては、信号成分
Ｖ２は１９０度位相がずれて、電力を出力しないが、信
号成分Ｖ１は同位相であり相乗して組み合わされる。か
くして第１入力ポート１０６において、増幅信号成分が
存在せずに、第２入力ポート１０４において信号成分Ｖ
２が存在する場合には、すべてのパワーは、第２入力ポ
ート１０４から取り出されて、第２出力ポート１２８に
出力する。
を、第２出力ポート１１０からの信号に導入すると、パ
ス１２２上の信号は、Ｐ２／２のパワーレベルの信号成
分Ｖ２（１８０）とＰ１／２のパワーレベルの信号成分
Ｖ１（２７０）を、カプラ１１６の第２入力ポート１２
６に与える。第２入力ポート１２６における信号成分は
分割されて、カプラ１１６内で分配される。第２出力ポ
ート１２８に与えられる信号成分Ｖ２（１８０度の位相
シフト）と、Ｖ１（２７０度の位相シフト）はそれぞ
れ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワーレベルを有し、第１出
力ポート１３２に与えられる信号成分Ｖ２（２７０）
と、Ｖ１（０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワ
ーレベルを有する。第１出力ポート１１２からの第１出
力ポート１３２における信号は分割されて、カプラ１１
６内で、第２出力ポート１２８と第１出力ポート１３２
に分配される。第２出力ポート１２８への信号成分Ｖ２
（１８０）と、Ｖ１（９０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ
１／４のパワーレベルを有する。第２出力ポート１２８
においては、信号成分Ｖ１は１８０度位相がずれてお
り、電力を出力しないが、Ｖ２成分は同位相で相乗して
組み合わされて、Ｐ２のパワーレベルの信号成分Ｖ２を
生成する。第１出力ポート１３２においては、信号成分
Ｖ２は１９０度位相がずれて、電力を出力しないが、信
号成分Ｖ１は同位相であり相乗して組み合わされる。か
くして第１入力ポート１０６において、増幅信号成分が
存在せずに、第２入力ポート１０４において信号成分Ｖ
２が存在する場合には、すべてのパワーは、第２入力ポ
ート１０４から取り出されて、第２出力ポート１２８に
出力する。
【００４４】位相シフタ１１４が９０度の位相シフト
を、第２出力ポート１１０からの信号に導入すると、パ
ス１２２上の信号は、カプラ１１６の第２入力ポート１
２６に与えられ、そして信号成分Ｖ２（９０）と、Ｖ１
（１８０）はそれぞれ、Ｐ２／２とＰ１／２のパワーレ
ベルを有する。第２入力ポート１２６における信号成分
は分割され、カプラ１１６内で分配され、第２出力ポー
ト１２８への信号成分Ｖ２（９０度の位相シフト）と、
Ｖ１（１８０度の位相シフト）はそれぞれ、Ｐ２／４と
Ｐ１／４のパワーレベルを有し、第１出力ポート１３２
に与えられる信号成分Ｖ２（１８０）と、Ｖ１（２７
０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワーレベルを
有する。第１出力ポート１１２からの第１入力ポート１
３０における信号は分割され、カプラ１１６内で第２出
力ポート１２８と第１出力ポート１３２に分配される。
第２出力ポート１２８への信号成分Ｖ２（１８０）と、
Ｖ１（９０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワー
レベルを有する。第２出力ポート１２８においては、信
号成分Ｖ２は９０度位相がずれており、信号成分Ｖ１は
９０度位相がずれている。第１出力ポート１３２におい
ては、信号成分Ｖ２は９０度位相がずれており、Ｖ１は
２７０度位相がずれている。かくして、第２入力ポート
１０４における信号成分Ｖ２が、第１入力ポート１０６
における信号成分Ｖ１にパワーが等しい場合には、第２
出力ポート１２８で生成すべき信号のパワーは、第２入
力ポート１０４と第１入力ポート１０６の両方から等し
く取り出される。位相シフタ１１４により、パス１２２
と１２４上の信号成分間に導入された相対的位相シフト
を調整することにより、第２出力ポート１２８の信号
は、入力信号パワーの変動比率を用いて生成することが
できる。
を、第２出力ポート１１０からの信号に導入すると、パ
ス１２２上の信号は、カプラ１１６の第２入力ポート１
２６に与えられ、そして信号成分Ｖ２（９０）と、Ｖ１
（１８０）はそれぞれ、Ｐ２／２とＰ１／２のパワーレ
ベルを有する。第２入力ポート１２６における信号成分
は分割され、カプラ１１６内で分配され、第２出力ポー
ト１２８への信号成分Ｖ２（９０度の位相シフト）と、
Ｖ１（１８０度の位相シフト）はそれぞれ、Ｐ２／４と
Ｐ１／４のパワーレベルを有し、第１出力ポート１３２
に与えられる信号成分Ｖ２（１８０）と、Ｖ１（２７
０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワーレベルを
有する。第１出力ポート１１２からの第１入力ポート１
３０における信号は分割され、カプラ１１６内で第２出
力ポート１２８と第１出力ポート１３２に分配される。
第２出力ポート１２８への信号成分Ｖ２（１８０）と、
Ｖ１（９０）はそれぞれ、Ｐ２／４とＰ１／４のパワー
レベルを有する。第２出力ポート１２８においては、信
号成分Ｖ２は９０度位相がずれており、信号成分Ｖ１は
９０度位相がずれている。第１出力ポート１３２におい
ては、信号成分Ｖ２は９０度位相がずれており、Ｖ１は
２７０度位相がずれている。かくして、第２入力ポート
１０４における信号成分Ｖ２が、第１入力ポート１０６
における信号成分Ｖ１にパワーが等しい場合には、第２
出力ポート１２８で生成すべき信号のパワーは、第２入
力ポート１０４と第１入力ポート１０６の両方から等し
く取り出される。位相シフタ１１４により、パス１２２
と１２４上の信号成分間に導入された相対的位相シフト
を調整することにより、第２出力ポート１２８の信号
は、入力信号パワーの変動比率を用いて生成することが
できる。
【００４５】本発明の変形例として、本発明のパワー増
幅システムは９０度の３ｄＢハイブリッドカプラを含む
可変カプラを用いて説明したが、他の可変カプラも用い
ることができる。さらに別の増幅器段を用いて、再生さ
れるもとの信号のレプリカを増幅して増幅信号を生成す
ることも可能である。
幅システムは９０度の３ｄＢハイブリッドカプラを含む
可変カプラを用いて説明したが、他の可変カプラも用い
ることができる。さらに別の増幅器段を用いて、再生さ
れるもとの信号のレプリカを増幅して増幅信号を生成す
ることも可能である。
【００４６】さらにまた本発明のパワー増幅器システム
は、ある上流方向の信号情報を検出するのを例に説明し
たが、増幅すべき信号の他のパラメータあるいは特定
を、上流方向への信号情報とともに用いることもでき
る。上流方向への信号情報が検出されない場合には、本
発明の増幅器システムは、他の構成の増幅器段に置き換
えて所望の配置で形成することができる。本発明のシス
テムは、特定の増幅器段を切り離したり接続したりする
例を用いて説明したが、増幅器段は所望の方法で回転さ
せたり変更したりすることが可能である。本発明のシス
テムは、可変のカプラ構成を用いて説明したが、スプリ
ッタ、カプラ、加算器、サンプリング回路等を含む他の
構成要素を用いて、同様に本発明を構成することもでき
る。本発明のパワー増幅器構成は、個々の独立した構成
要素を用いて異なる構成を用いるよう説明したが、集積
回路、ソフトウェア駆動の処理回路、ファームウェア、
個々の独立構成要素の他の配置例を用いて実現すること
もできる。
は、ある上流方向の信号情報を検出するのを例に説明し
たが、増幅すべき信号の他のパラメータあるいは特定
を、上流方向への信号情報とともに用いることもでき
る。上流方向への信号情報が検出されない場合には、本
発明の増幅器システムは、他の構成の増幅器段に置き換
えて所望の配置で形成することができる。本発明のシス
テムは、特定の増幅器段を切り離したり接続したりする
例を用いて説明したが、増幅器段は所望の方法で回転さ
せたり変更したりすることが可能である。本発明のシス
テムは、可変のカプラ構成を用いて説明したが、スプリ
ッタ、カプラ、加算器、サンプリング回路等を含む他の
構成要素を用いて、同様に本発明を構成することもでき
る。本発明のパワー増幅器構成は、個々の独立した構成
要素を用いて異なる構成を用いるよう説明したが、集積
回路、ソフトウェア駆動の処理回路、ファームウェア、
個々の独立構成要素の他の配置例を用いて実現すること
もできる。
【００４７】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号は、本発明の一実施例の対応関係を示すも
ので本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではな
い。
記載した番号は、本発明の一実施例の対応関係を示すも
ので本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではな
い。
【図１】メイン増幅器内に並列に配置された増幅器段を
用いた、従来のパワー増幅器構成を表す図。
用いた、従来のパワー増幅器構成を表す図。
【図２】本発明による適用型パワー増幅器システムを用
いた、パワー増幅器構成を表す図。
いた、パワー増幅器構成を表す図。
【図３】本発明により適用型パワー増幅器システム内で
用いられる、可変カプラを表す図。
用いられる、可変カプラを表す図。
【図４】本発明により適用型パワー増幅器システム内で
用いられる、可変分割器を表す図。
用いられる、可変分割器を表す図。
【図５】本発明により適用型パワー増幅器システム内で
用いられる、可変結合器を表す図。
用いられる、可変結合器を表す図。
１０ フィードフォワードパワー増幅器構成 １２ メイン増幅器 １３ メイン信号パス １４ 修正増幅器 １６ フィードフォワードパス １７、１９、２０ カプラ １８ 結合パス ２２ 結合器 ２４ ３０ １：２のスプリッタ ２６ ３２ 増幅器段 ２８ ３４ ２：１の結合器 ４０ 多段の増幅器構成 ４１ メイン増幅器 ４２ 制御プロセッサ ４４ パワー検出器 ４６ カプラ ４７ ローパスフィルタ ４８ 可変パワー分割ネットワーク ５０ 可変結合ネットワーク ５２ 基地局制御器 ５４ 無線回路 ５６ 切換結合回路 ５７、５８ 制御信号 ６０ａ−ｃ １：２可変パワー分割器 ６４ａ−ｃ ２：１の可変パワー結合器 ６５ 可変カプラ構成 ６６ 第１カプラ ６７、７３ 第１入力ポート ６８、７４ 第２入力ポート ６９、７５ 第１出力ポート ７０、７６ 第２出力ポート ７１ 位相シフタ ７２ 第２カプラ ７７、７８ パス ８１、８６、１０２、１１６ カプラ ８２ 入力ポート ８３ 第２出力ポート ８４ 第１出力ポート ８５ 位相シフタ ８７ 第２出力ポート ８８ 第１出力ポート ８９、９０ パス ９２ 第２入力ポート ９４ 第１入力ポート １００ 可変結合器 １０４ 第２入力ポート １０６ 第１入力ポート １１０ 第２出力ポート １１２ 第１出力ポート １１４ 位相シフタ １２２、１２４ パス １２６ 第２入力ポート １２８ 第２出力ポート １３０ 第１入力ポート １３２ 第１出力ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 レザ ガナダン アメリカ合衆国、07922 ニュージャージ ー州、バークリーハイツ、ハンプトン ド ライブ 75 (72)発明者 キリアキ コンスタンティンノウ アメリカ合衆国、07940 ニュージャージ ー州、マジソン、メイン ストリート 318 アパートメント 12 (72)発明者 モハン パテル アメリカ合衆国、92604 カリフォルニア 州、アーバイン、クリーク ロード 22 アパートメント 22 (72)発明者 アンソニー エー．トリオロ アメリカ合衆国、07876 ニュージャージ ー州、サッカースンナ、ハニーマン ドラ イブ 12 (72)発明者 ノーマン ジェラルド ジエッセ アメリカ合衆国、07930 ニュージャージ ー州、チェスター、コーラ レーン ６ Ｆターム(参考） 5J069 AA01 AA21 AA41 AA62 AA63 CA36 FA20 HA19 KA16 KA42 KA68 KC06 KC07 MA14 MA20 SA13 TA01
Claims (13)
- 【請求項１】 （Ａ）少なくとも１つの活性状態の増幅
器段（２６ａ−ｄ）に与えられる信号の一部を変化させ
るステップを有することを特徴とする複数の増幅器段で
信号を増幅する方法。 - 【請求項２】 （Ｂ）前記少なくとも１つの活性増幅器
段（２６ａ−ｄ）により前記信号の一部を増幅するステ
ップと、 （Ｃ）増幅されたあ信号を生成する際に、前記少なくと
も１つの増幅器段（２６ａ−ｄ）からの前記増幅された
部分の変動比率を用いるステップと、をさらに有するこ
とを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 （Ｄ）上流方向信号情報を獲得するステ
ップをさらに有し、 前記（Ａ）のステップは、前記上流方向信号情報に応答
して行われることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 （Ｅ）前記入力信号の一部を、Ｎ個の増
幅された部分を生成する、Ｎ個の活性状態の増幅器段
（２６ａ−ｄ）に与えるステップと、 （Ｆ）Ｎ個の活性状態の増幅器を、Ｎに等しくないＭ個
の活性状態の増幅器段（２６ａ−ｄ）に変更するステッ
プと、をさらに有し、 前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のステップは、 （Ｇ）前記Ｍ個の活性状態の増幅器段（２６ａ−ｄ）に
与えられる、前記入力信号の部分を変化させるステップ
と、 （Ｈ）Ｍ個の増幅された部分を生成するために、前記Ｍ
個の活性状態の増幅器段（２６ａ−ｄ）により、前記部
分を増幅するステップと、 （Ｉ）前記増幅信号を生成するために、異なる比率で、
前記Ｍ個の増幅された部分を組み合わせるステップと、
を有することを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 （Ｊ）前記入力信号の一部を、Ｎ個の増
幅された部分を生成する、Ｎ個の活性状態の増幅器段
（２６ａ−ｄ）に与えるステップと、 （Ｋ）前記Ｎ個の活性状態の増幅器段の動作を変化させ
るステップと、をさらに有し、 前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のステップは、 （Ｌ）前記Ｎ個の活性状態の増幅器段（２６ａ−ｄ）に
与えられる、前記入力信号の部分を変化させるステップ
と、 （Ｍ）Ｎ個の増幅された部分を生成するために、前記Ｎ
個の活性状態の増幅器段（２６ａ−ｄ）により、前記部
分を増幅するステップと、 （Ｎ）前記増幅信号を生成するために、異なる比率で、
前記Ｎ個の増幅された部分を組み合わせるステップと、
を有することを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項６】 前記（Ａ）のステップは、 （Ａ１）前記入力信号を、可変分割ネットワーク（４
８）に与えるステップと、 （Ａ２）前記入力信号を、少なくとも１つの部分に分割
するステップと、を有し、 前記少なくとも１つの部分は、前記少なくとも１つの部
分を構成するために用いられる複数の信号成分の間に与
えられる、相対位相シフトに依存することを特徴とする
請求項２記載の方法。 - 【請求項７】 前記可変分割ネットワーク（４８）は、
少なくとも１つの可変分割器（６０ａ−ｃ）を有し、 （Ｐ）前記可変分割器（６０ａ−ｃ）への入力点で受信
した信号の信号成分を、第１と第２のパス（８９、９
０）に結合するステップと、 （Ｑ）前記第１と第２のパス上の、前記信号成分間に相
対位相シフトを与えるステップと、 （Ｒ）前記第１と第２のパス（８９、９０）上の前記信
号成分を、前記相対位相シフトに基づいて、前記第１と
第２の出力ポートに比例して分配するステップを有する
ことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 （Ａ）増幅器信号を生成するために、少
なくとも１つの活性状態の増幅器段（２６ａ−ｄ）から
の、増幅された部分の少なくとも１つの変動する比例部
分を組み合わせるステップを有することを特徴とする増
幅された信号を複数の増幅器段（２６ａ−ｄ）で生成す
る方法。 - 【請求項９】 少なくとも１つの可変結合器（６４ａ−
ｃ）を有し、 （Ｂ）前記可変結合器（６４ａ−ｃ）への入力点で受信
した信号の信号成分を、第１と第２のパス（１２２、１
２４）に結合するステップと、 （Ｃ）前記第１と第２のパス上の、前記信号成分間に相
対位相シフトを与えるステップと、 （Ｄ）前記第１と第２のパス（１２２、１２４）上の、
前記信号成分を、前記相対位相シフトに基づいて、前記
第１と第２の出力ポートに比例して分配するステップを
有することを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 少なくとも１つの活性状態の増幅器段
（２６ａ−ｄ）を有する増幅器（４１）と、 入力信号を分割し、前記少なくとも１つの活性状態の増
幅器段（２６ａ−ｄ）への入力信号の変化部分を生成す
る、可変分割ネットワーク（４８）と、を有することを
特徴とするパワー増幅システム。 - 【請求項１１】 前記少なくとも１つの活性状態の増幅
器段（２６ａ−ｄ）から、増幅された部分を受領し、変
更比例部分の増幅された部分を用いて、増幅された出力
信号を生成する可変結合ネットワーク（５０）をさらに
有することを特徴とする請求項１０記載のシステム。 - 【請求項１２】 上流方向信号情報に応答して、前記可
変分割ネットワーク（４８）に位相シフト制御信号を与
える処理回路（４２）をさらに有することを特徴とする
請求項１０記載のシステム。 - 【請求項１３】 少なくとも１つの活性状態の増幅器段
（２６ａ−ｄ）から、少なくとも１つの増幅された部分
を受領し、この増幅された部分を変動する比例部分を用
いて増幅された出力信号を生成する可変結合ネットワー
ク（５０）を有することを特徴とするパワー増幅システ
ム（４０）。
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|---|---|---|---|
| US09/645,117 US6639463B1 (en) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | Adaptive power amplifier system and method |
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|---|---|
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