JP2007274374A - Multi-channel power amplifier and relay broadcasting apparatus using the power amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は単一電力増幅方式、並列合成方式の多チャンネル電力増幅器(MCPA)と、それを用いた中継放送装置に関し、テレビ放送、CATV放送等の中継局や移動無線通信における移動基地局等で使用されるものである。 The present invention relates to a multi-channel power amplifier (MCPA) of a single power amplification method and a parallel synthesis method and a relay broadcasting apparatus using the same, and is used in a relay station for television broadcasting, CATV broadcasting, a mobile base station in mobile radio communication, etc. It is what is used.
中継放送装置の電力増幅方法として、従来は、単一チャンネル電力増幅器(SCPA:Single Channel Power Amp)により規定の電力を得る方法と、多チャンネル電力増幅器(MCPA:Multi Channel Power Amp)の出力を合成して規定の電力を得る方法(並列合成方式)など各種方法がある。 Conventionally, as a power amplification method for relay broadcasting equipment, a method of obtaining specified power with a single channel power amplifier (SCPA) and an output of a multi channel power amplifier (MCPA) are combined. Thus, there are various methods such as a method of obtaining specified power (parallel synthesis method).
(単一電力増幅器方式のSCPAとそのレベル異常検出方法)
SCPAを使用した中継放送装置の一例を図4に示す。図4は入力信号が1波(1チャンネル:1Ch)の場合である。この中継放送装置では受信アンテナで受信された入力信号は直交周波数分割多重信号変換装置(シグナルプロセッサー:OFDM-SP:Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Signal Processor)で所要周波数帯に周波数変換されてSCPAに入力され、SCPAの内部電力増幅器(PA)でレベル増幅されて出力される。
(Single power amplifier type SCPA and its level abnormality detection method)
An example of a relay broadcast device using SCPA is shown in FIG. FIG. 4 shows a case where the input signal is 1 wave (1 channel: 1 Ch). In this relay broadcasting device, the input signal received by the receiving antenna is frequency-converted to the required frequency band by an orthogonal frequency division multiplexing signal converter (signal processor: OFDM-SP: Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Signal Processor) and input to SCPA. , Level amplified by SCPA's internal power amplifier (PA) and output.
図4の中継放送装置における入力信号レベル、出力信号レベルの異常検知は次のようにして行われる。SCPAの入力側分岐器Aで入力信号の一部を分岐して入力側検知器(DET)で入力レベルを検知し、出力側分岐器Bで出力信号の一部を分岐して出力側検知器(DET)で出力レベルを検知している。この場合、入力信号が1Chであるため、入力信号(電波)が休止して途絶えたり、レベルダウンしたりすれば、入力側DETで検知されるレベルが無くなるかダウンするため入力信号のレベル異常と判断でき、入力側DETでの検知電圧レベルが正常で、出力側DETでの検知電圧レベルが異常のときは出力信号のレベル異常及びSCPAのPAの異常と判断することができる。 Abnormality detection of the input signal level and the output signal level in the relay broadcast apparatus of FIG. 4 is performed as follows. A part of the input signal is branched by the input branching device A of SCPA, the input level is detected by the input side detector (DET), and a part of the output signal is branched by the output side branching device B. (DET) is used to detect the output level. In this case, since the input signal is 1 Ch, if the input signal (radio wave) stops and stops or the level is lowered, the level detected by the input DET will be lost or lowered, and the level of the input signal will be abnormal. When the detection voltage level at the input DET is normal and the detection voltage level at the output DET is abnormal, it can be determined that the output signal level is abnormal and the SCPA PA is abnormal.
(単一電力増幅器方式のMCPAとそのレベル異常検出方法)
単一電力増幅器方式のMCPAを使用した中継放送装置の一例を図5に示す。図5は入力信号が2波(2Ch)の場合である。この中継放送装置では受信アンテナで受信された入力信号は2分波器(2DIV)でCh別に分波され、夫々のChの入力信号は並列接続された2つのOFDM-SPで別々に所要周波数帯に周波数変換され、両OFDM-SPからの出力信号がミキサー(2MIX)で混合されて一つのMCPAに入力され、MCPAのPAでレベル増幅されて出力される。
(Single power amplifier type MCPA and its level abnormality detection method)
An example of a relay broadcasting apparatus using a single power amplifier type MCPA is shown in FIG. FIG. 5 shows a case where the input signal is two waves (2Ch). In this relay broadcasting device, the input signal received by the receiving antenna is demultiplexed by Ch with 2 demultiplexer (2DIV), and each Ch input signal is separately required frequency band by two OFDM-SP connected in parallel. The output signals from both OFDM-SPs are mixed by a mixer (2MIX), input to one MCPA, level-amplified by the PA of the MCPA, and output.
図5の中継放送装置の入力レベル、出力レベルの異常を検知するには、MCPAの入力側分岐器Aで入力信号の一部を分岐し、入力側DETで入力レベルを検知し、出力側分岐器Bで出力信号の一部を分岐し、その出力信号のレベルを出力側DETで検知する。この場合、検知結果に基づいて次のように判断することができる。
1.入力側DETの検知電圧レベルがダウン(異常)のときは入力端(IN)から2分波器(2DIV)までに異常発生。
2.入力側DETの検知電圧レベルが無いときは入力電波が2Chとも停止。
3.入力側DETの検知電圧レベルが正常、出力側DETの検知電圧レベルがダウン(異常)のときはPAが異常。
In order to detect abnormalities in the input level and output level of the relay broadcasting device in FIG. 5, a part of the input signal is branched by the MCPA input side branching device A, the input level is detected by the input side DET, and the output side branching is performed. A part of the output signal is branched by the device B, and the level of the output signal is detected by the output side DET. In this case, it can be determined as follows based on the detection result.
1. When the detection voltage level of the input side DET is down (abnormal), an abnormality occurs from the input terminal (IN) to the 2nd demultiplexer (2DIV).
2. When there is no detection voltage level on the input side DET, both input radio waves are stopped.
3. PA is abnormal when the input DET detection voltage level is normal and the output DET detection voltage level is down (abnormal).
(並列合成電力増幅器方式のMCPAとそのレベル異常検出方法)
並列合成電力増幅器方式のMCPAを使用した中継放送装置の他例を図6に示す。図6は入力信号が2波(2Ch)の場合である。この中継放送装置では受信アンテナで受信された入力信号は2分波器(2DIV)でCh別に分波され、夫々のChの入力信号は並列接続された2つのOFDM-SPで別々に所要周波数帯に周波数変換され、両OFDM-SPからの出力信号がミキサー(2MIX)で混合され、次の2分波器(2DIV)で2つのChに分波され、夫々のCh信号が別々に2つのMCPAの夫々に入力されてMCPAのPAでレベル増幅され、それらの出力が2MIXで混合されて送信される。
(Parallel composite power amplifier type MCPA and its level abnormality detection method)
FIG. 6 shows another example of the relay broadcasting apparatus using the parallel combined power amplifier type MCPA. FIG. 6 shows a case where the input signal is two waves (2Ch). In this relay broadcasting device, the input signal received by the receiving antenna is demultiplexed by Ch with 2 demultiplexer (2DIV), and each Ch input signal is separately required frequency band by two OFDM-SP connected in parallel. The output signals from both OFDM-SPs are mixed by the mixer (2MIX), demultiplexed into two channels by the second demultiplexer (2DIV), and each Ch signal is separated into two MCPAs. Are amplified and level amplified by MCPA PA, and their outputs are mixed by 2MIX and transmitted.
図6の中継放送装置の入力レベル、出力レベルの異常を検知するには、MCPAの2つの伝送系路C、Dの夫々の入力側分岐器Aで入力信号の一部を分岐し、夫々の入力側DETで入力レベルを検知し、伝送系路C、Dの夫々の出力側分岐器Bで出力信号の一部を分岐し、その出力信号のレベルを出力側DETで検知する。この場合、検知結果に基づいて次のように判断することができる。
1.入力側DETの検知電圧レベルがダウン(異常)のときは入力端(IN)から2分波器(2DIV)までに異常発生。
2.入力側DETの検知電圧レベルが無いときは入力電波が2Chとも停止。
3.入力側DETの検知電圧レベルが正常、出力側DETの検知電圧レベルがダウン(異常)のときはPAが異常。
In order to detect an abnormality in the input level and output level of the relay broadcast apparatus in FIG. 6, a part of the input signal is branched by the input side branching devices A of the two transmission paths C and D of MCPA. The input level is detected by the input side DET, a part of the output signal is branched by the output side branching devices B of the transmission lines C and D, and the level of the output signal is detected by the output side DET. In this case, it can be determined as follows based on the detection result.
1. When the detection voltage level of the input side DET is down (abnormal), an abnormality occurs from the input terminal (IN) to the 2nd demultiplexer (2DIV).
2. When there is no detection voltage level on the input side DET, both input radio waves are stopped.
3. PA is abnormal when the input DET detection voltage level is normal and the output DET detection voltage level is down (abnormal).
図5、図6のMCPAでは入力信号が2Chであるため、入力側DETの検知電圧レベルがダウンし、しかもそれが入力信号の停波が原因でレベルダウンしたとしても、どちらのChが停波或はレベルダウンしたのか判断することができない。その原因を判断するためには入力側DETの検知レベルと夫々のOFDM-SPの出力レベルとを比較しなければならないという面倒がある。 5 and 6, since the input signal is 2Ch, even if the detection voltage level of the input DET goes down and the level goes down due to the stoppage of the input signal, which Ch is stopped. Or it cannot be judged whether the level is down. In order to determine the cause, it is troublesome to compare the detection level of the input DET with the output level of each OFDM-SP.
本発明は入力信号が2Ch以上ある場合に、夫々の入力信号レベルや出力信号レベルの異常をCh別に判別でき、更に、電力増幅器自体の異常も判別できるようにしたものである。 In the present invention, when the input signal is 2 Ch or more, the abnormality of each input signal level and output signal level can be discriminated for each Ch, and further, the abnormality of the power amplifier itself can be discriminated.
本願の請求項1記載の多チャンネル電力増幅器は、単一電力増幅方式のMCPAであり、1つのMCPA内の1つの内部電力増幅器で2Ch以上の入力信号を増幅して外部に出力する中継放送装置において、前記内部電力増幅器の入力側と出力側に分岐器が設けられ、夫々の分岐器に分配器が接続され、夫々の分配器に前記Ch取り出し用のフィルタが接続され、夫々のフィルタに検知器が接続されて、入力側の検知器で入力信号の異常をCh別に検知でき、出力側検知器により前記内部電力増幅器で増幅された出力信号のCh別の異常及び内部電力増幅器の異常を検知できるようにしたものである。
The multi-channel power amplifier according to
本願の請求項2記載の多チャンネル電力増幅器は、並列合成電力増幅方式のMCPAであり、2以上の内部電力増幅器が並列接続されたMCPAが2以上並列接続され、夫々のMCPAの個々の内部電力増幅器で2Ch以上の入力信号を増幅し、それら増幅信号を夫々のMCPA内で合成し、2以上のMCPAから出力される合成信号を合成して外部に出力する中継放送装置において、夫々のMCPAの2以上の内部電力増幅器の夫々の入力側と出力側に分岐器が設けられ、夫々の分岐器に分配器が接続され、夫々の分配器に前記Ch取り出し用のフィルタが接続され、夫々のフィルタに検知器が接続されて、入力側の検知器で入力信号の異常をCh別に検知でき、出力側の検知器により前記電力増幅器の夫々で増幅された出力信号のCh別の異常及び内部電力増幅器の異常を検知できるようにしたものである。
The multi-channel power amplifier according to
本願の請求項3記載のMCPAも並列合成電力増幅方式のMCPAであり、2以上の内部電力増幅器が並列接続されたMCPAが2以上並列接続され、夫々のMCPAの個々の内部電力増幅器で2Ch以上の入力信号を増幅し、それら増幅信号を夫々のMCPA内で合成し、2以上のMCPAから出力される合成信号を合成して外部に出力する中継放送装置において、夫々のMCPAは2以上の内部電力増幅器の入力側を共通伝送路とし、その共通伝送路に共通分岐部を備え、共通分岐部は分岐器の分岐端に分配器が接続され、分配器の2以上の分配端の夫々に入力信号をCh別に取り出すフィルタが接続され、前記分岐器の出力側に2以上の伝送系路が設けられ、夫々の伝送系路に内部電力増幅器が接続され、それら内部電力増幅器の出力側に分岐器が設けられ、夫々の分岐器の分岐端に分配器が接続され、夫々の分配端に入力信号をCh別に取り出すフィルタが接続され、夫々のフィルタに検知器が接続されて、前記共通分岐部の検知器により入力信号の異常をCh別に検知でき、出力側の検知器により前記電力増幅器の夫々で増幅された出力信号のCh別の異常及び内部電力増幅器の異常を検知できるようにしたものである。
The MCPA according to
本願の請求項4記載の中継放送装置は、1つのMCPA内の1つの内部電力増幅器で2Ch以上の入力信号を増幅して外部に出力する中継放送装置において、前記MCPAに請求項1記載の多チャンネル電力増幅器を使用したものである。
A relay broadcast apparatus according to
本願の請求項5記載の中継放送装置は、2以上の内部電力増幅器が並列接続されたMCPAが2以上並列接続され、夫々のMCPAの個々の内部電力増幅器で2Ch以上の入力信号を増幅し、それら増幅信号を夫々のMCPA内で合成し、2以上のMCPAから出力される合成信号を合成して外部に出力する中継放送装置において、前記MCPAに請求項2又は請求項3記載の多チャンネル電力増幅器を使用したものである。
In the relay broadcast apparatus according to
請求項1記載の多チャンネル電力増幅器は2Ch以上の入力信号レベル・出力信号レベルの異常をCh別に検知でき、入力信号レベルの異常であるか電力増幅器の異常であるかも判別することができ、異常が発生した電力増幅器の判別もできるため保守、管理が容易になる。
The multi-channel power amplifier according to
請求項2、請求項3記載の多チャンネル電力増幅器も2Ch以上の入力信号レベル及び出力信号レベルの異常をCh別に検知でき、MCPA自体の異常及び異常発生箇所を確実に検知し判別することができるので、保守、管理が容易になる。また、並列合成方式のMCPAであるため信号パワーを高めることもできる。
The multi-channel power amplifiers according to
請求項3記載の多チャンネル電力増幅器は、共通分岐部を設けたので、前記効果の他に、構成がシンプルで安価になるという効果もある。 Since the multi-channel power amplifier according to the third aspect is provided with the common branch portion, in addition to the above effects, there is an effect that the configuration is simple and inexpensive.
請求項4記載の中継放送装置は請求項1記載の多チャンネル電力増幅器を使用したので、請求項1記載の多チャンネル電力増幅器と同様の効果を備えた中継放送装置となる。
Since the multi-channel power amplifier according to
請求項5記載の中継放送装置は請求項2、3記載の多チャンネル電力増幅器を使用したので、請求項2、3記載の多チャンネル電力増幅器と同様の効果を備えた中継放送装置となる。 Since the relay broadcast apparatus according to the fifth aspect uses the multi-channel power amplifier according to the second and third aspects, the relay broadcast apparatus has the same effect as the multi-channel power amplifier according to the second and third aspects.
(実施形態1)
本願発明のMCPAを使用した中継装放送装置の第1の例を図1に示す。この中継放送装置は図4に示す中継放送装置と同様に内部電力増幅器を1つだけ内蔵した単一電力増幅器方式のMCPAを1台使用したものである。
(Embodiment 1)
A first example of a relayed broadcasting apparatus using the MCPA of the present invention is shown in FIG. Similar to the relay broadcast apparatus shown in FIG. 4, this relay broadcast apparatus uses a single MCPA of a single power amplifier system incorporating only one internal power amplifier.
図1の中継放送装置では受信アンテナで受信された入力信号がOFDM-SPで所要周波数帯に周波数変換され、OFDM-SPからの出力信号がMCPAに入力され、MCPA内のPAでレベル増幅されて出力される。 In the relay broadcasting apparatus of FIG. 1, the input signal received by the receiving antenna is frequency-converted to a required frequency band by OFDM-SP, the output signal from OFDM-SP is input to MCPA, and the level is amplified by the PA in MCPA. Is output.
図1のMCPAは入力端(IN)と出力端(OUT)の間に入力側分岐器1と出力側分岐器2が設けられ、両分岐器1、2間にPAが配置されている。入力側分岐器1の分岐端には分配器3が接続され、分配器3の2つの分配端の夫々にバンドパスフィルタ(BPF)が接続され、夫々のBPFにDETが接続されている。出力側分岐器2の分岐端には分配器4が接続され、分配器4の2つの分配端にBPFが接続され、夫々のBPFにDETが接続されている。
The MCPA in FIG. 1 is provided with an
(図1の増幅器での異常検知)
図1のMCPAは入力側の分配器3の2つの分配端の夫々と、出力側の分配器4の2つの分配端の夫々にBPFが接続されているため、入力側の2つのBPFをCh1用とCh2用、出力側の2つのBPFをCh1用とCh2用としておけば、入力側DETでCh1、Ch2の入力信号の異常を、出力側DETでCh1、Ch2の出力信号の異常を検知することができる。また、入力側DETで検知されるCh1、Ch2の入力信号レベルが正常であるが、出力側DETで検知されるCh1、Ch2の出力信号レベルが異常であるときはPAが異常であると判断することができる。
(Abnormality detection with the amplifier in Fig. 1)
In the MCPA of FIG. 1, BPF is connected to each of the two distribution ends of the
(実施形態2)
本願発明のMCPAを使用した中継放送装置の第2の例を図2に示す。この中継放送装置は二つの電力増幅器内蔵のMCPAを2台使用したものである。
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a second example of the relay broadcast apparatus using the MCPA of the present invention. This relay broadcast apparatus uses two MCPAs with built-in power amplifiers.
図2の中継放送装置では受信アンテナで受信された入力信号が2分波器(2DIV)で分波され、夫々のChの入力信号は並列接続された2つのOFDM-SPで別々に所要周波数帯に周波数変換され、両OFDM-SPからの出力信号がミキサー(2MIX)で混合され、次のMCPAに入力されてMCPAの夫々のPAでレベル増幅されて出力される。 In the relay broadcasting device of FIG. 2, the input signal received by the receiving antenna is demultiplexed by the 2 demultiplexer (2DIV), and each Ch input signal is separately required by two OFDM-SPs connected in parallel. The output signals from both OFDM-SPs are mixed by a mixer (2MIX), input to the next MCPA, level amplified by each PA of the MCPA, and output.
図2の2つのMCPAは同じ構成で同じ機能を備えたものであり、入力側ハイブリッドカプラ(HYB)と出力側ハイブリッドカプラ(HYB)を備え、それらの間に二つの伝送系路5、6を備え、夫々の伝送系路5、6に入力側分岐器1と出力側分岐器2を備え、両分岐器1、2間に内部増幅器(PA1、PA2)を備え、入力側分岐器1の分岐端に分配器3が接続され、分配器3の2つの分配端にBPFが接続され、夫々のBPFにDETが接続されている。出力側分岐器2の分岐端には分配器4が接続され、分配器4の2つの分配端にBPFが接続され、夫々のBPFにDETが接続されている。
The two MCPAs in FIG. 2 have the same configuration and the same functions, and include an input-side hybrid coupler (HYB) and an output-side hybrid coupler (HYB), and two
(図2の増幅器での異常検知)
図2のMCPAは二つの伝送系路5、6の入力側と出力側にBPFが接続されているため、入力側、出力側の夫々の2つのBPFをCh1用、Ch2用としておけば、夫々の伝送系路5、6の入力側DETでCh1、Ch2の入力信号の異常を、出力側DETでCh1、Ch2の出力信号の異常を検知することができる。また、夫々の伝送系路の入力側DETで検知されるCh1、Ch2の入力信号レベルが正常であるが、出力側DETで検知されるCh1、Ch2の出力信号レベルが異常であるときは、MCPAのPAが異常であると判断することができる。
(Abnormality detection in the amplifier of FIG. 2)
The MCPA in FIG. 2 has BPFs connected to the input and output sides of the two
(実施形態3)
本願発明のMCPAを使用した中継放送装置の第3の例を図3に示す。この中継装置も二つの電力増幅器内蔵のMCPAを2台使用したものであり、図3のMCPAは図2に示すMCPAの両伝送系路3、4の入力側分岐器1とそれに接続される入力側分配器3とその分岐器3の2つの分配端に接続される2つのBPFと夫々のBPFに接続される2つのDETを一ブロックにまとめて共通分岐部7として入力側HYBの前段に配置し、入力側HYBと出力側HYBの間の伝送系路5、6の夫々に設けたPAと出力側分岐器2と分配器4と2つのBPFと2つのDETを残したものである。分配器4の2つの分配端に接続されている2つのBPFは夫々Ch1用、Ch2用としてある。
(Embodiment 3)
FIG. 3 shows a third example of the relay broadcast apparatus using the MCPA of the present invention. This relay device also uses two MCPAs with built-in power amplifiers. The MCPA in FIG. 3 is the
図3の中継放送装置では受信アンテナで受信された2Chの入力信号が2分波器(2DIV)で分波され、夫々のChの入力信号が並列接続された2つのOFDM-SPで別々に所要周波数帯に周波数変換され、両OFDM-SPからの出力信号がミキサー(2MIX)で混合され、次の2分波器(2DIV)で2つのCh信号に分波され、夫々のCh信号が別々に2つのMCPAの夫々に入力される。MCPAに入力された信号は入力側分岐器1−入力側HYB−伝送系路5、6−PA−出力側分岐器2−出力側HYBを経て出力される。2つのMCPAから出力された信号は2MIXで混合され、送信アンテナから外部に送信される。
In the relay broadcasting apparatus of FIG. 3, the 2ch input signal received by the receiving antenna is demultiplexed by the 2 demultiplexer (2DIV), and separately required by two OFDM-SPs in which each Ch input signal is connected in parallel. The frequency is converted to the frequency band, the output signals from both OFDM-SPs are mixed by the mixer (2MIX), demultiplexed into two Ch signals by the next two demultiplexers (2DIV), and each Ch signal is separated separately. Input to each of the two MCPAs. The signal input to the MCPA is output via the input side branching device 1-input side HYB-
(図3の増幅器での異常検知)
1.図3のMCPAでは、2Chの入力信号が入力側分岐器1で分岐され、入力側分配器3で2分配され、BPFでCh別に抽出されて夫々のDETでレベル検知されるため、入力信号のレベル異常をChごとに判別することができ。
2.図3の伝送系路5、6のPAで増幅された信号は、それらの後段の出力側分岐器2で分岐され、出力側分配器で2分配され、BPFでCh別に抽出されて夫々のDETでレベル検知されるため、出力信号のレベル異常をChごとに判別することができる。この場合、入力信号レベルに異常がなく、出力信号レベルに異常があるときはPAに異常があると判別することができる。この場合、いずれの伝送系路のPAに異常があるのかを判別することもできる。
(Abnormality detection in the amplifier of FIG. 3)
1. In the MCPA of FIG. 3, the input signal of 2Ch is branched by the input
2. The signals amplified by the PAs of the
前記実施形態1〜3のいずれの場合も受信アンテナ、2分波器(2DIV)、並列配置された2つのOFDM-SP、ミキサー(2MIX)、HYB、送信アンテナは図4、図5のそれらと同じ構成、機能のものであってもそれらを改良したものであってもよい。 In any of the first to third embodiments, the receiving antenna, the duplexer (2DIV), the two OFDM-SPs arranged in parallel, the mixer (2MIX), the HYB, and the transmitting antenna are the same as those shown in FIGS. They may be of the same configuration and function, or may be improved.
1 入力側分岐器
2 出力側分岐器
3 入力側分配器
4 出力側分配器
5、6 伝送系路
7 共通分岐部
MCPA 多チャンネル電力増幅器
BPF バンドパスフィルタ
DET 検知器
HYB 入力側、出力側のハイブリッドカプラ
PA 内部電力増幅器
2DIV 2分波器
OFDM-SP 直交周波数分割多重信号変換装置
2MIX ミキサー
DESCRIPTION OF
MCPA multi-channel power amplifier
BPF bandpass filter
DET detector
HYB input and output hybrid couplers
PA Internal power amplifier 2DIV Divider
OFDM-SP Orthogonal Frequency Division Multiplex Signal Converter 2MIX Mixer
Claims (5)
Two or more MCPAs connected in parallel with two or more internal power amplifiers are connected in parallel, and each MCPA's individual internal power amplifier amplifies the input signal of 2Ch or more, and synthesizes the amplified signals in each MCPA. A relay broadcast apparatus for combining a composite signal output from two or more MCPAs and outputting the composite signal to the outside, wherein the multi-channel power amplifier according to claim 2 or 3 is used for the MCPA. .
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