JP2010161711A - 高周波増幅器 - Google Patents
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Abstract
【課題】増幅器切替え時のスイッチ損失を抑制することにより、増幅器の出力電力や効率の低下を抑制した高周波増幅器を得る。
【解決手段】複数の増幅器3の入力端子側に設けられた入力分配回路7と、複数の増幅器3の出力端子側に設けられた出力合成回路8と、複数の増幅器3に並設された冗長用増幅器4と、各増幅器3、4と入力分配回路7との間に挿入された入力側スイッチ101と、各増幅器3、4と出力合成回路8との間に挿入された出力側スイッチ102とを備えている。出力側スイッチ102は、出力合成回路8の入力端子ごとに1つずつ接続された出力合成回路側端子と、1つずつの出力合成回路側端子に対応して、各増幅器3、4の各出力端子に接続された2つずつの増幅器側端子とを有し、増幅器側端子は、各増幅器3、4の隣り合う増幅器の各出力端子に接続されている。
【選択図】図1
【解決手段】複数の増幅器3の入力端子側に設けられた入力分配回路7と、複数の増幅器3の出力端子側に設けられた出力合成回路8と、複数の増幅器3に並設された冗長用増幅器4と、各増幅器3、4と入力分配回路7との間に挿入された入力側スイッチ101と、各増幅器3、4と出力合成回路8との間に挿入された出力側スイッチ102とを備えている。出力側スイッチ102は、出力合成回路8の入力端子ごとに1つずつ接続された出力合成回路側端子と、1つずつの出力合成回路側端子に対応して、各増幅器3、4の各出力端子に接続された2つずつの増幅器側端子とを有し、増幅器側端子は、各増幅器3、4の隣り合う増幅器の各出力端子に接続されている。
【選択図】図1
Description
この発明は、複数の増幅器が並列合成された高周波増幅器に関するものである。
従来から、高周波増幅器においては、高出力化を目的として、複数の増幅器が並列合成されている。また、複数の増幅器を並列合成する際には、入力側および出力側の分配合成回路としてハイブリッド構成を用い、2合成の場合にはバランス形増幅器を形成し、4合成以上の場合にはマルチポート増幅器を形成し、高出力化を図っている。
さらに、信頼性を確保するための観点から、特に衛星搭載用や基地局用の高周波増幅器の場合には、並設された複数の増幅器の故障に対処するための冗長システムが提案されている(たとえば、特許文献1、特許文献2参照)。
たとえば、特許文献1に記載の高周波増幅器では、マルチポート増幅器において通常使用する複数の増幅器の外に冗長用増幅器を設け、入出力の電力結合器と各増幅器との間に4端子切替えスイッチを設けることで、冗長性を実現している。
また、特許文献2に記載の高周波増幅器では、マルチポート増幅器を構成する複数の増幅器自体を複数の個別増幅器の並列合成で実現し、通常動作時に、あらかじめ個別増幅器のうちのいくつかの電源をオフしておき、他の個別増幅器のうちのいずれかが故障したときに、故障した増幅器の代わりに、あらかじめ電源をオフしていた増幅器を使用することにより冗長性を得ている。
従来の高周波増幅器では、特許文献1の場合には、増幅器を切替えるために設けられた4端子切替えスイッチの構成において、4端子スイッチを通過するために、必ず2つのスイッチを通過する必要があり、スイッチの損失が大きいという課題があった。特に、増幅器の出力側に設けるスイッチに4端子スイッチを用いた場合には、スイッチの損失により、増幅器の出力電力や効率が低下するという課題があった。
また、故障した増幅器と冗長用増幅器との特性ばらつきに起因して、増幅器を切替えた際に発生する振幅および位相偏差により、複数の増幅器の合成効率が低下して、出力電力および効率が低下するという課題があった。
また、故障した増幅器と冗長用増幅器との特性ばらつきに起因して、増幅器を切替えた際に発生する振幅および位相偏差により、複数の増幅器の合成効率が低下して、出力電力および効率が低下するという課題があった。
また、特許文献2の場合には、通常動作時に、複数の増幅器を構成する個別増幅器のうち、いくつかの個別増幅器をあらかじめ電源をオフしておくので、オフした増幅器が回路中に存在することで、出力電力および効率が低下するという課題があった。
また、複数の増幅器の間の振幅および位相に差異が発生することから、合成効率が低下して、出力電力および効率がさらに低下するという課題があった。
また、複数の増幅器の間の振幅および位相に差異が発生することから、合成効率が低下して、出力電力および効率がさらに低下するという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、増幅器切替え時のスイッチ損失を抑制することにより、増幅器の出力電力や効率の低下を抑制した高周波増幅器を得ることを目的とする。
この発明による高周波増幅器は、並設された複数の増幅器と、複数の増幅器の入力端子側に設けられた入力分配回路と、複数の増幅器の出力端子側に設けられた出力合成回路と、を備え、複数の増幅器を並列合成させた高周波増幅器において、並列合成される複数の増幅器に加えて並設された冗長用増幅器と、複数の増幅器および冗長用増幅器と入力分配回路との間に挿入された入力側スイッチと、複数の増幅器および冗長用増幅器と出力合成回路との間に挿入された出力側スイッチと、をさらに備え、出力側スイッチは、出力合成回路の入力端子ごとに1つずつ接続された出力合成回路側端子と、1つずつの出力合成回路側端子に対応して、複数の増幅器および冗長用増幅器の各出力端子に接続された2つずつの増幅器側端子とを有し、2つずつの増幅器側端子は、複数の増幅器および冗長用増幅器のうちの隣り合う増幅器の各出力端子に接続されているものである。
この発明によれば、増幅器切替え時のスイッチ損失を抑制し、増幅器の出力電力や効率の低下を抑制することができる。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図である。
図1において、高周波増幅器は、複数系統(#1〜#N)の入力端子1および出力端子2と、入力端子1と出力端子2との間に並列に設けられた複数の増幅器(#1〜#N)3と、複数の増幅器3に加えて並設された冗長用増幅器(#J1)4と、並設された複数のスイッチ5からなる入力側スイッチ101と、並設された複数のスイッチ6からなる出力側スイッチ102と、入力分配回路7と、出力合成回路8とを備え、複数の増幅器3を並列合成する構成を有している。
図1はこの発明の実施の形態1に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図である。
図1において、高周波増幅器は、複数系統(#1〜#N)の入力端子1および出力端子2と、入力端子1と出力端子2との間に並列に設けられた複数の増幅器(#1〜#N)3と、複数の増幅器3に加えて並設された冗長用増幅器(#J1)4と、並設された複数のスイッチ5からなる入力側スイッチ101と、並設された複数のスイッチ6からなる出力側スイッチ102と、入力分配回路7と、出力合成回路8とを備え、複数の増幅器3を並列合成する構成を有している。
冗長用増幅器4は、複数の増幅器3の下端部に設置されている。
入力分配回路7は、入力端子1に接続されるとともに、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力端子側に設けられている。
出力合成回路8は、出力端子2に接続されるとともに、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の出力端子側に設けられている。
入力分配回路7は、入力端子1に接続されるとともに、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力端子側に設けられている。
出力合成回路8は、出力端子2に接続されるとともに、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の出力端子側に設けられている。
入力側スイッチ101は、複数の増幅器3および冗長用増幅器4と入力分配回路7との間に挿入されている。
出力側スイッチ102、複数の増幅器3および冗長用増幅器4と出力合成回路8との間に挿入されている。
出力側スイッチ102、複数の増幅器3および冗長用増幅器4と出力合成回路8との間に挿入されている。
入力側スイッチ101および出力側スイッチ102を構成する複数のスイッチ5、6としては、たとえばSPDT(Single Pole Double Throw)スイッチが用いられる。以下、スイッチ5、6を「SPDTスイッチ」という。
出力側スイッチ102は、出力合成回路8の入力端子ごとに1つずつ接続された出力合成回路側端子と、1つずつの出力合成回路側端子に対応して、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の各出力端子に接続された2つずつの増幅器側端子とを有する。
出力側スイッチ102の2つずつの増幅器側端子は、複数の増幅器3および冗長用増幅器4のうちの隣り合う増幅器の各出力端子に接続されている。
なお、ここでは図示を省略するが、各増幅器3、4への電源供給を切替えるとともに、各スイッチ101、102を切替え動作させるための制御回路も備えている。
なお、ここでは図示を省略するが、各増幅器3、4への電源供給を切替えるとともに、各スイッチ101、102を切替え動作させるための制御回路も備えている。
次に、図1に示したこの発明の実施の形態1による動作について説明する。
図1において、入力端子1から入力された高周波信号は、分配回路7により分配された後、入力側スイッチ101を介して複数の増幅器3に入力され、さらに、出力側スイッチ102を介して出力合成回路8に入力され、出力合成回路8により合成されて出力端子2から出力される。これにより、入力端子1から入力された高周波信号は、増幅されて出力端子2から出力される。
図1において、入力端子1から入力された高周波信号は、分配回路7により分配された後、入力側スイッチ101を介して複数の増幅器3に入力され、さらに、出力側スイッチ102を介して出力合成回路8に入力され、出力合成回路8により合成されて出力端子2から出力される。これにより、入力端子1から入力された高周波信号は、増幅されて出力端子2から出力される。
ここで、入力分配回路7と、複数の増幅器3および冗長用増幅器4との間に挿入された入力側スイッチ101は、入力分配回路7の出力側端子数と同じ数のSPDTスイッチ5を有しており、各SPDTスイッチ5の1端子側は、入力分配回路7の出力端子に接続され、各SPDTスイッチ5の2端子側は、各増幅器3、4の入力端子に接続されている。
また、複数の増幅器3および冗長用増幅器4と、出力合成回路8との間に挿入された出力側スイッチ102は、出力合成回路8の入力端子数と同じ数のSPDTスイッチ6を有しており、各SPDTスイッチ6の1端子側は、出力合成回路8の入力端子に接続され、各SPDTスイッチ6の2端子側は、各増幅器3、4の出力端子に接続されている。
通常動作時においては、入力側スイッチ101の各SPDTスイッチ5は、それぞれ複数の増幅器3に接続され、出力側スイッチ102の各SPDTスイッチ6は、それぞれ複数の増幅器3に接続されている。
したがって、通常動作時においては、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102は、冗長用増幅器4には接続されておらず、複数の増幅器3の電源はオンされ、冗長用増幅器4の電源はオフされている。
したがって、通常動作時においては、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102は、冗長用増幅器4には接続されておらず、複数の増幅器3の電源はオンされ、冗長用増幅器4の電源はオフされている。
一方、複数の増幅器3のうちで故障した増幅器が発生した場合には、故障した増幅器の電源をオフして、冗長用増幅器4の電源をオンし、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102は、故障した増幅器を切り離して、冗長用増幅器4に切替え接続する。
具体的には、入力側および出力側のSPDTスイッチ5、6が接続する増幅器を1つずつずらすように切替えることにより、高周波増幅器の冗長性を実現することができる。
具体的には、入力側および出力側のSPDTスイッチ5、6が接続する増幅器を1つずつずらすように切替えることにより、高周波増幅器の冗長性を実現することができる。
このとき、出力側スイッチ102は、SPDTスイッチ6により構成されているので、接続される経路に直列に挿入されるSPDTスイッチ6は1つのみとなり、損失を小さく抑制することができる。
これにより、出力側スイッチ102が低損失となるので、より高出力かつ高効率の動作が可能な高周波増幅器を実現することができる。
これにより、出力側スイッチ102が低損失となるので、より高出力かつ高効率の動作が可能な高周波増幅器を実現することができる。
なお、図1においては、出力側スイッチ102(SPDTスイッチ6)と同様に、入力側スイッチ101をSPDTスイッチ5で構成したが、入力側スイッチ101をSPDTスイッチ5で構成する必然性はなく、上記切替え動作が可能なスイッチであれば、任意のスイッチを用いることができ、上記高出力かつ高効率の動作を実現することができる。
ただし、出力側スイッチ102と同様に、入力側スイッチ101をSPDTスイッチ5で構成した場合には、入力側スイッチ101の損失も小さくなり、高周波増幅器はさらに高効率かつ高利得な特性を実現することができる。
また、図1においては、冗長用増幅器4を複数の増幅器3の下端部に設けたが、冗長用増幅器4の位置は、これに限定されることはなく、たとえば複数の増幅器3の中間位置または上端部などの、任意の位置に設けてもよい。
特に、冗長用増幅器4を複数の増幅器3の中心位置に設けた場合には、放熱性が最も向上するので、動作温度を低く設定することができ、さらに高出力で高効率かつ高利得の特性を実現することができる。
特に、冗長用増幅器4を複数の増幅器3の中心位置に設けた場合には、放熱性が最も向上するので、動作温度を低く設定することができ、さらに高出力で高効率かつ高利得の特性を実現することができる。
実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1)では、単一の冗長用増幅器4を設けたが、図2のように、複数の冗長用増幅器(#J1、#J2)4を設けてもよい。
図2はこの発明の実施の形態2に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態1(図1)では、単一の冗長用増幅器4を設けたが、図2のように、複数の冗長用増幅器(#J1、#J2)4を設けてもよい。
図2はこの発明の実施の形態2に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図2において、冗長用増幅器4は、複数の増幅器3の下端部(#J2)のみならず、上端部(#J1)にも設置されている。
この場合、冗長用増幅器4の設置数のみが前述(図1参照)と異なる。なお、冗長用増幅器4の設置数は、2個に限らず、任意数だけ設置可能である。
この場合、冗長用増幅器4の設置数のみが前述(図1参照)と異なる。なお、冗長用増幅器4の設置数は、2個に限らず、任意数だけ設置可能である。
図2の構成は、図1と比較して冗長用増幅器4の数が複数である点のみが異なるので、この発明の実施の形態2によれば、前述(図1)と同様の効果を奏する。
また、この場合、冗長用増幅器4の数が複数であることから、冗長性をさらに高めることが可能である。
たとえば、複数の増幅器3の数を「N」、冗長用増幅器4の数を「M」とした場合、冗長用増幅器4は、複数の増幅器3のうちのM/N個の増幅器ごとに存在することになるので、その分だけ冗長性が増すことになる。
また、この場合、冗長用増幅器4の数が複数であることから、冗長性をさらに高めることが可能である。
たとえば、複数の増幅器3の数を「N」、冗長用増幅器4の数を「M」とした場合、冗長用増幅器4は、複数の増幅器3のうちのM/N個の増幅器ごとに存在することになるので、その分だけ冗長性が増すことになる。
また、冗長性増幅器4の位置については、複数の増幅器3の間にできるだけ等間隔に配置することにより、放熱性も向上するので、動作温度を低くすることができ、さらに高出力で高効率かつ高利得の特性を実現することができる。
さらに、この場合、複数の増幅器3のいずれかが故障した際に、入力側出力スイッチ101および出力側スイッチ102の切替え回数を少なくすることができ、切替え時間を短縮できるとともに、スイッチの信頼性を高めることができる。
さらに、この場合、複数の増幅器3のいずれかが故障した際に、入力側出力スイッチ101および出力側スイッチ102の切替え回数を少なくすることができ、切替え時間を短縮できるとともに、スイッチの信頼性を高めることができる。
実施の形態3.
なお、上記実施の形態1、2(図1、図2)では、入力分配回路7および出力合成回路8を用いたが、図3のように、入力ハイブリッドマトリクス(IHM)9および出力ハイブリッドマトリクス(OHM)10を用いてもよい。
図3はこの発明の実施の形態3に係る高周波増幅器を示す回路図ブロックであり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態1、2(図1、図2)では、入力分配回路7および出力合成回路8を用いたが、図3のように、入力ハイブリッドマトリクス(IHM)9および出力ハイブリッドマトリクス(OHM)10を用いてもよい。
図3はこの発明の実施の形態3に係る高周波増幅器を示す回路図ブロックであり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図3において、入力端子1と入力側スイッチ101との間には、入力ハイブリッドマトリクス9が挿入され、出力端子2と出力側スイッチ102との間には、出力ハイブリッドマトリクス10が挿入されている。
図3の構成は、図1と比較して、入力分配回路7および出力合成回路8の代わりに、入力ハイブリッドマトリクス9および出力ハイブリッドマトリクス10を用いた点のみが異なるので、この発明の実施の形態3によれば、前述(図1)と同様の効果が得られる。
すなわち、複数の増幅器3(冗長用増幅器4)を同振幅および同位相で並列分配合成する構成(図1)から、図3のように、各ハイブリッドマトリクス9、10で分配合成する構成(マルチポート増幅器)に変更しても、前述と同様の効果を奏する。
また、マルチポート増幅器の冗長性および低反射特性といった特性に影響なく、図1の高周波増幅器と同様の効果を奏する。
また、マルチポート増幅器の冗長性および低反射特性といった特性に影響なく、図1の高周波増幅器と同様の効果を奏する。
実施の形態4.
なお、上記実施の形態3(図3)では、単一の冗長用増幅器4を設けたが、図4のように、複数の冗長用増幅器(#J1、#J2)4を設けてもよい。
図4はこの発明の実施の形態4に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図2、図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態3(図3)では、単一の冗長用増幅器4を設けたが、図4のように、複数の冗長用増幅器(#J1、#J2)4を設けてもよい。
図4はこの発明の実施の形態4に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図2、図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図4において、冗長用増幅器4は、複数の増幅器3の下端部(#J2)のみならず、上端部(#J1)にも設置されている。
この場合、冗長用増幅器4の設置数のみが前述(図3参照)と異なる。
この場合、冗長用増幅器4の設置数のみが前述(図3参照)と異なる。
また、図4の構成は、前述の実施の形態2(図2)と比較して、入力分配回路7の代わりに入力ハイブリッドマトリクス9を用い、出力合成回路8の代わりに出力ハイブリッドマトリクス10を用いた点のみが異なり、複数の同振幅および同位相で並列分配合成する高周波増幅器から、各ハイブリッドマトリクス9、10で分配合成するマルチポート増幅器に変更された点のみが異なる。
なお、冗長用増幅器4の設置数は、前述の通り、2個に限らず、任意数だけ設置可能である。
なお、冗長用増幅器4の設置数は、前述の通り、2個に限らず、任意数だけ設置可能である。
図4の構成は、図3と比較して冗長用増幅器4の数が複数である点のみが異なり、また、図2と比較して各ハイブリッドマトリクス9、10を用いた点のみが異なるので、この発明の実施の形態4によれば、前述(図2、図3)と同様の効果を奏する。
また、マルチポート増幅器の冗長性および低反射特性といった特性に影響なく、図2の高周波増幅器と同様の効果を奏する。
また、マルチポート増幅器の冗長性および低反射特性といった特性に影響なく、図2の高周波増幅器と同様の効果を奏する。
実施の形態5.
なお、上記実施の形態1(図1)では、アナログ回路からなる入力分配回路7を用いたが、図5のように、デジタル回路からなる入力分配回路7Dを用い、入力分配回路7Dの出力側に、DAコンバータ(D/A)12および周波数変換器(U/C)13を挿入してもよい。
なお、上記実施の形態1(図1)では、アナログ回路からなる入力分配回路7を用いたが、図5のように、デジタル回路からなる入力分配回路7Dを用い、入力分配回路7Dの出力側に、DAコンバータ(D/A)12および周波数変換器(U/C)13を挿入してもよい。
図5はこの発明の実施の形態5に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図5において、デジタル回路で構成された入力分配回路7Dと入力側スイッチ101との間(入力分配回路7Dの出力側)には、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されている。
図5において、デジタル回路で構成された入力分配回路7Dと入力側スイッチ101との間(入力分配回路7Dの出力側)には、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されている。
図5の構成は、前述(図1)と比較して、入力分配回路7の代わりにデジタル回路からなる入力分配回路7Dを用い、入力分配回路7Dと入力側スイッチ101の間の複数のパラレル経路ごとに、DAコンバータ12および周波数変換器13が設けられた点のみが異なる。
また、前述(図1)の高周波増幅器では、入力信号は変調された高周波信号であり、高周波信号を高周波の入力分配回路7で分配していたが、図5の高周波増幅器では、デジタルのベースバンド信号の段階で、入力分配回路(デジタル回路)7Dによりベースバンド信号を各系統に分配した後、DAコンバータ12でデジタルベースバンド信号をアナログのベースバンド信号とし、さらに、周波数変換器13により、変調された高周波信号に変換している。
したがって、この発明の実施の形態5(図5)によれば、前述(図1)の高周波増幅器と同様に、変調波信号を増幅することができ、前述と同様の効果を奏する。
また、高周波の入力分配回路7Dをデジタル回路で実現したので、上記効果に加えて、小型化が可能になる。
また、高周波の入力分配回路7Dをデジタル回路で実現したので、上記効果に加えて、小型化が可能になる。
さらに、DAコンバータ12および周波数変換器13は、図1の構成を適用する場合においても、高周波増幅器の入力側に設ける必要があるので、高周波増幅器を送信機として用いる場合に小型化が可能となる。
なお、図5では、単一(#J1)の冗長用増幅器4のみを設けたが、図2のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を設けても同様の効果を奏する。
なお、図5では、単一(#J1)の冗長用増幅器4のみを設けたが、図2のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を設けても同様の効果を奏する。
実施の形態6.
なお、上記実施の形態5(図5)では、図1内の入力分配回路7に代えて、デジタル回路からなる入力分配回路7Dを用いたが、図6のように、図3内の入力ハイブリッドマトリクス9に代えて、デジタル回路からなる入力ハイブリッドマトリクス9Dを用いてもよい。
なお、上記実施の形態5(図5)では、図1内の入力分配回路7に代えて、デジタル回路からなる入力分配回路7Dを用いたが、図6のように、図3内の入力ハイブリッドマトリクス9に代えて、デジタル回路からなる入力ハイブリッドマトリクス9Dを用いてもよい。
図6はこの発明の実施の形態6に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図3、図5参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
この場合、デジタル回路からなる入力ハイブリッドマトリクス9Dと、入力側スイッチ101との間(入力ハイブリッドマトリクス9Dの出力側)には、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されている。
この場合、デジタル回路からなる入力ハイブリッドマトリクス9Dと、入力側スイッチ101との間(入力ハイブリッドマトリクス9Dの出力側)には、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されている。
前述(図3)の高周波増幅器では、入力信号が変調された高周波信号であり、高周波信号を高周波の入力ハイブリッドマトリクス9で分配したが、図6の高周波増幅器では、デジタルのベースバンド信号の段階で、デジタル回路の入力ハイブリッドマトリクス9Dによりベースバンド信号を各系統に分配した後、DAコンバータ12でデジタルベースバンド信号をアナログのベースバンド信号とし、さらに、周波数変換器13により、変調された高周波信号に変換している。
図6の構成は、図3と比較して、入力ハイブリッドマトリクス9の代わりに入力ハイブリッドマトリクス(デジタル回路)9Dを用い、入力ハイブリッドマトリクス9Dと入力側スイッチ101の間の複数のパラレル経路ごとにDAコンバータ12および周波数変換器13をそれぞれ設けた点のみが異なるので、この発明の実施の形態6によれば、前述の実施の形態3(図3)と同様に、変調波信号を増幅することができ、同様の効果を奏する。
また、高周波の入力ハイブリッドマトリクス9Dをデジタル回路で実現したので、小型化が可能になる。
また、高周波の入力ハイブリッドマトリクス9Dをデジタル回路で実現したので、小型化が可能になる。
さらに、DAコンバータ12および周波数変換器13は、図3の構成を適用する場合においても、入力側に設ける必要があるので、高周波増幅器を送信機として用いる場合に小型化が可能となる。
なお、図6においては、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を設けても同様の効果を奏する。
なお、図6においては、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を設けても同様の効果を奏する。
実施の形態7.
なお、上記実施の形態5、6(図5、図6)では、入力分配回路7Dまたは入力ハイブリッドマトリクス9Dのみをデジタル回路で構成したが、図7のように、入力側スイッチ101Dを含めてデジタル回路で構成し、入力側スイッチ101Dの出力側にDAコンバータ12および周波数変換器13を挿入してもよい。
なお、上記実施の形態5、6(図5、図6)では、入力分配回路7Dまたは入力ハイブリッドマトリクス9Dのみをデジタル回路で構成したが、図7のように、入力側スイッチ101Dを含めてデジタル回路で構成し、入力側スイッチ101Dの出力側にDAコンバータ12および周波数変換器13を挿入してもよい。
図7はこの発明の実施の形態7に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図6参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、図7では、図6の構成にデジタル回路からなる入力側スイッチ101Dを適用したが、図5の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
なお、図7では、図6の構成にデジタル回路からなる入力側スイッチ101Dを適用したが、図5の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
図7において、デジタル回路で構成された入力ハイブリッドマトリクス9Dの出力側には、デジタル回路で構成された入力側スイッチ101Dが設けられており、入力側スイッチ101Dの出力側には、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されている。
図7の構成は、図6と比較して、アナログスイッチからなる入力側スイッチ101に代わりに、デジタル回路で構成された入力側スイッチ101Dを用い、入力側スイッチ101Dと増幅器3との間(入力側スイッチ101Dの出力側)にDAコンバータ12および周波数変換器13が挿入された点のみが異なるので、この発明の実施の形態7によれば、前述(図6)と同様の効果を奏する。
また、アナログの入力側スイッチ101に代えて、デジタル回路からなる入力側スイッチ101Dを用いたので、小型化が可能である。
さらに、図7内の各ハイブリッドマトリクス9D、10に代えて、図5内の入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた場合にも同様の効果を奏する。
なお、図7においては、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を設けても同様の効果を奏する。
さらに、図7内の各ハイブリッドマトリクス9D、10に代えて、図5内の入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた場合にも同様の効果を奏する。
なお、図7においては、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を設けても同様の効果を奏する。
実施の形態8.
なお、上記実施の形態1〜7(図1〜図7)では、特に言及しなかったが、複数の増幅器3および冗長用増幅器4に入力される高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整するために、図8のように、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力側に、振幅位相調整手段16を挿入してもよい。
なお、上記実施の形態1〜7(図1〜図7)では、特に言及しなかったが、複数の増幅器3および冗長用増幅器4に入力される高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整するために、図8のように、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力側に、振幅位相調整手段16を挿入してもよい。
図8はこの発明の実施の形態8に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、図8では、図3の構成に振幅位相調整手段16を適用したが、他の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
なお、図8では、図3の構成に振幅位相調整手段16を適用したが、他の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
図8において、振幅位相調整手段16は、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力側に挿入されており、複数の増幅器3および冗長用増幅器4に入力される高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整する。
図8の構成は、図3と比較して、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力側に、高周波信号の振幅および位相を調整するための振幅位相調整手段16が挿入されたことのみが異なるので、この発明の実施の形態8によれば、前述(図3)と同様の効果を奏する。
また、この発明の実施の形態8によれば、各増幅器3、4を通過する振幅および位相が同じになるように、振幅位相調整手段16を設定するので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
また、あらかじめ各増幅器3、6の振幅および位相を同じにするように振幅位相調整手段16を設定しておくことにより、複数の増幅器3のいずれかが故障して、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際に、各増幅器3、4を通過する振幅および位相が同じになるので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図8では、各増幅器3、4の入力側の直前に振幅位相調整手段16を設けたが、入力側スイッチ101の入力側に設けてもよい。
この場合、複数の増幅器3のいずれかが故障して、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際に、切替えが発生する系統において、切替える前後での振幅および位相が同じになるように振幅位相調整手段16の設定を変更することにより、各増幅器の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
この場合、複数の増幅器3のいずれかが故障して、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際に、切替えが発生する系統において、切替える前後での振幅および位相が同じになるように振幅位相調整手段16の設定を変更することにより、各増幅器の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
なお、図8では、各ハイブリッドマトリクス9、10を用いたマルチポート増幅器に対して振幅位相調整手段16を適用したが、他の構成にも適用可能であり、たとえば図1、図2のように、入出力回路として入力分配回路7および出力合成回路8を用いた場合にも同様の効果を奏する。
また、図8では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図8では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態9.
なお、上記実施の形態8(図8)では、図3の構成に振幅位相調整手段16を適用したが、図9のように、図6の構成に振幅位相調整手段16を適用してもよい。
図9はこの発明の実施の形態9に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図6、図8参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態8(図8)では、図3の構成に振幅位相調整手段16を適用したが、図9のように、図6の構成に振幅位相調整手段16を適用してもよい。
図9はこの発明の実施の形態9に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図6、図8参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図9において、デジタル回路で構成された入力ハイブリッドマトリクス9Dの出力側には、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されており、各増幅器3、4の入力側には、高周波信号の振幅および位相を調整する振幅位相調整手段16が挿入されている。
図9の構成は、図6と比較して、複数の増幅器3および冗長用増幅器4の入力側に振幅位相調整手段16が挿入されたことのみが異なるので、この発明の実施の形態9によれば、前述(図6)と同様の効果を奏する。
また、高周波信号の振幅位相調整手段16により、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整されるので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
また、あらかじめ各増幅器3、4の振幅および位相を同じにするように振幅位相調整手段16を設定しておくことにより、増幅器3のいずれかが故障して、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた場合にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整するので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図9では、各ハイブリッドマトリクス9D、10を用いたマルチポート増幅器(図6)に振幅位相調整手段16を適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に振幅位相調整手段16を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図9では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図9では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態10.
なお、上記実施の形態9(図9)では、高周波信号の振幅位相調整手段16を各増幅器3、4の入力側に挿入したが、図10のように、DAコンバータ12の入力側にベースバンド信号の振幅位相調整手段17を挿入してもよい。
図10はこの発明の実施の形態10に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図9参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態9(図9)では、高周波信号の振幅位相調整手段16を各増幅器3、4の入力側に挿入したが、図10のように、DAコンバータ12の入力側にベースバンド信号の振幅位相調整手段17を挿入してもよい。
図10はこの発明の実施の形態10に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図9参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図10において、デジタル回路で構成された入力ハイブリッドマトリクス9Dと、DAコンバータ12との間(DAコンバータ12の入力側)には、振幅位相調整手段17が挿入されている。
振幅位相調整手段17は、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように、DAコンバータ12に入力されるベースバンド信号の振幅および位相を調整する。
振幅位相調整手段17は、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように、DAコンバータ12に入力されるベースバンド信号の振幅および位相を調整する。
図10の構成は、図9と比較して、高周波信号の振幅位相調整手段16の代わりに、デジタルのベースバンド信号の振幅位相調整手段17を設けたことのみが異なるので、この発明の実施の形態10によれば、前述(図9)と同様の効果を奏する。
また、振幅位相調整手段16の代わりに、デジタルのベースバンド信号の振幅および位相を調整する手段17を用いているので、高周波増幅器の小型化、および高周波増幅器を用いた送信機の小型化を実現することができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図10では、各ハイブリッドマトリクス9D、10を用いたマルチポート増幅器に振幅位相調整手段17を適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に振幅位相調整手段17を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図10では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図10では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態11.
なお、上記実施の形態10(図10)では、図6の構成に振幅位相調整手段17を適用したが、図11のように、図7の構成に振幅位相調整手段17を適用してもよい。
図11はこの発明の実施の形態11に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図7、図10参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態10(図10)では、図6の構成に振幅位相調整手段17を適用したが、図11のように、図7の構成に振幅位相調整手段17を適用してもよい。
図11はこの発明の実施の形態11に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図7、図10参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図11において、デジタル回路で構成された入力ハイブリッドマトリクス9Dの出力側には、デジタル回路で構成された入力側スイッチ101Dが設けられており、入力側スイッチ101Dの出力側には、振幅位相調整手段17を介して、DAコンバータ12および周波数変換器13が挿入されている。
図11の構成は、図7と比較して、入力側スイッチ101DとDAコンバータ12との間(DAコンバータ12の入力側)に、デジタルのベースバンド信号の振幅および位相を調整する振幅位相調整手段17が挿入された点のみが異なるので、この発明の実施の形態11によれば、前述(図7)と同様の効果を奏する。
また、ベースバンド信号の振幅位相調整手段17により、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように設定されるので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
また、あらかじめ各増幅器3、4の振幅および位相を同じにするようにベースバンド信号の振幅位相調整手段17を設定しておくことにより、増幅器3のいずれかが故障して、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する振幅および位相が同じになるので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
また、あらかじめ各増幅器3、4の振幅および位相を同じにするようにベースバンド信号の振幅位相調整手段17を設定しておくことにより、増幅器3のいずれかが故障して、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する振幅および位相が同じになるので、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図11では、各ハイブリッドマトリクス9D、10を用いたマルチポート増幅器に振幅位相調整手段17を適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に振幅位相調整手段17を適用しても同様の効果を奏することができる。
また、図11では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図11では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態12.
なお、上記実施の形態1〜11(図1〜図11)では、特に言及しなかったが、図12のように、複数の増幅器3のそれぞれの故障を検知するための故障検知手段18と、故障検知手段18から得られる故障情報に応答して、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102を制御する制御回路19とを設けてもよい。
なお、上記実施の形態1〜11(図1〜図11)では、特に言及しなかったが、図12のように、複数の増幅器3のそれぞれの故障を検知するための故障検知手段18と、故障検知手段18から得られる故障情報に応答して、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102を制御する制御回路19とを設けてもよい。
図12はこの発明の実施の形態12に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図3参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、図12では、図3の構成に故障検知手段18を適用したが、他の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
なお、図12では、図3の構成に故障検知手段18を適用したが、他の構成にも適用可能なことは言うまでもない。
図12において、各増幅器3、4には、各増幅器の故障を検知する故障検知手段18が設けられており、故障検知手段18からの故障情報は、制御回路19に入力されている。
制御回路19は、故障情報に応答して、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102を切替え制御し、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102の接続対象を、複数の増幅器3のうちの故障増幅器から冗長用増幅器4に切替える。
制御回路19は、故障情報に応答して、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102を切替え制御し、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102の接続対象を、複数の増幅器3のうちの故障増幅器から冗長用増幅器4に切替える。
図12の構成は、図3と比較して、各増幅器3、4の故障を検知する故障検知手段18と、制御回路19とが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態12によれば、前述(図3)と同様の効果を奏する。
また、制御回路19は、故障検知手段18から得られた故障情報に応答して、入力側スイッチ101および出力側スイッチ102を切替え制御し、各スイッチ101、102により接続される増幅器を、複数の増幅器3のうちの故障した増幅器から冗長用増幅器4に自動的に切替えることが可能である。
なお、故障検知手段18としては、公知の判定手段(図示せず)が適用可能であり、たとえば、各増幅器3の電流値をモニタし、電流検出値が正常値(正常範囲)から逸脱した場合に、故障状態であると判定する手段や、各増幅器3の出力電力値をモニタし、電圧検出値が正常値(正常範囲)から逸脱した場合に、故障状態であると判定する手段などが適用され得る。
図12では、各ハイブリッドマトリクス9、10を用いたマルチポート増幅器(図3)に対して故障検知手段18および制御回路19を適用したが、図1のように、入力分配回路7および出力合成回路8を用いた高周波増幅器にも適用可能である。
また、図12では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図12では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態13.
なお、上記実施の形態12(図12)では、図3の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用したが、図13のように、図6の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用してもよい。
図13はこの発明の実施の形態13に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図6、図12参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態12(図12)では、図3の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用したが、図13のように、図6の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用してもよい。
図13はこの発明の実施の形態13に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図6、図12参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図13の構成は、図6と比較して、各増幅器3の故障を検知する故障検知手段18と、故障情報に応答して各スイッチ101、102を切替え制御する制御回路19とが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態13によれば、前述(図6)と同様の効果を奏する。
また、制御回路19は、故障検知手段18から得られた故障情報に応答して、複数の増幅器3のうちの故障した増幅器から冗長用増幅器4に切替えるように、各スイッチ101、102を自動的に切替え制御することが可能である。
また、制御回路19は、故障検知手段18から得られた故障情報に応答して、複数の増幅器3のうちの故障した増幅器から冗長用増幅器4に切替えるように、各スイッチ101、102を自動的に切替え制御することが可能である。
なお、図13では、各ハイブリッドマトリクス9D、10を用いたマルチポート増幅器に故障検知手段18を適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に故障検知手段18を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図13では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図13では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態14.
なお、上記実施の形態13(図13)では、図6の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用したが、図14のように、図7の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用してもよい。
図14はこの発明の実施の形態14に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図7、図13参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態13(図13)では、図6の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用したが、図14のように、図7の構成に故障検知手段18および制御回路19を適用してもよい。
図14はこの発明の実施の形態14に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図7、図13参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図14の構成は、図7と比較して、各増幅器3の故障を検知する故障検知手段18と、故障情報に応答して各スイッチ101D、102を切替え制御する制御回路19とが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態14によれば、前述(図7)と同様の効果を奏する。
また、制御回路19は、各増幅器3の故障検知手段18から得られた故障情報に応答して、各スイッチ101D、102の接続対象を、複数の増幅器3のうちの故障した増幅器から冗長用増幅器4に自動的に切替えることが可能である。
また、制御回路19は、各増幅器3の故障検知手段18から得られた故障情報に応答して、各スイッチ101D、102の接続対象を、複数の増幅器3のうちの故障した増幅器から冗長用増幅器4に自動的に切替えることが可能である。
なお、図14では、各ハイブリッドマトリクスを用いたマルチポート増幅器に故障検知手段18を適用したが、図5の構成に故障検知手段18を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図14では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図14では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態15.
なお、上記実施の形態12〜14(図12〜図14)では、制御回路19が各スイッチ101、101D、102のみを切替え制御したが、図8の構成(高周波信号の振幅位相調整手段16を有する)に適用して、図15のように、制御回路19Aが振幅位相調整手段16を含めて切替え制御するように構成してもよい。
図15はこの発明の実施の形態15に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図8、図12参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態12〜14(図12〜図14)では、制御回路19が各スイッチ101、101D、102のみを切替え制御したが、図8の構成(高周波信号の振幅位相調整手段16を有する)に適用して、図15のように、制御回路19Aが振幅位相調整手段16を含めて切替え制御するように構成してもよい。
図15はこの発明の実施の形態15に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図8、図12参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図15の構成は、図8と比較して、各増幅器3の故障検知手段18と、故障情報に応答して各スイッチ101、102および振幅位相調整手段16を切替え制御する制御回路19Aとが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態15によれば、前述(図8)と同様の効果を奏する。
また、制御回路19Aは、故障検知手段18から得られた故障情報に応答して、複数の増幅器3のうちの故障した増幅器から冗長用増幅器4に切替え接続する際に、各スイッチ101、102を切替えるとともに、各増幅器3、4での高周波信号の振幅および位相が同じになるように、振幅位相調整手段16を制御する。
これにより、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相を同じにすることができ、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
これにより、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相を同じにすることができ、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図15では、各ハイブリッドマトリクス9、10を用いたマルチポート増幅器に適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に故障検知手段18を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図15では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図15では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態16.
なお、上記実施の形態15(図15)では、図8の構成に故障検知手段18および制御回路19Aを適用したが、図16のように、図9の構成に故障検知手段18および制御回路19Aを適用してもよい。
図16はこの発明の実施の形態16に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図9、図15参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
なお、上記実施の形態15(図15)では、図8の構成に故障検知手段18および制御回路19Aを適用したが、図16のように、図9の構成に故障検知手段18および制御回路19Aを適用してもよい。
図16はこの発明の実施の形態16に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図9、図15参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図16の構成は、図9と比較して、故障検知手段18および制御回路19Aが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態16によれば、前述(図8)と同様の効果を奏する。
また、制御回路19Aは、故障検知手段18からの故障情報に応答して、接続対象を故障した増幅器から冗長用増幅器4に切替える際に、各スイッチ101、102を切替えるとともに、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように、振幅位相調整手段16を切替え制御する。
これにより、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整することができ、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
また、制御回路19Aは、故障検知手段18からの故障情報に応答して、接続対象を故障した増幅器から冗長用増幅器4に切替える際に、各スイッチ101、102を切替えるとともに、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように、振幅位相調整手段16を切替え制御する。
これにより、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整することができ、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図16では、各ハイブリッドマトリクス9D、10を用いたマルチポート増幅器に適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に故障検知手段18を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図16では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図16では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
実施の形態17.
なお、上記実施の形態15、16(図15、図16)では、制御回路19Aが各スイッチ101、102とともに振幅位相調整手段16を切替え制御したが、図11の構成(ベースバンド信号の振幅位相調整手段17を有する)に適用して、図17のように、制御回路19Bが、各スイッチ101、102とともに振幅位相調整手段17を切替え制御するように構成してもよい。
なお、上記実施の形態15、16(図15、図16)では、制御回路19Aが各スイッチ101、102とともに振幅位相調整手段16を切替え制御したが、図11の構成(ベースバンド信号の振幅位相調整手段17を有する)に適用して、図17のように、制御回路19Bが、各スイッチ101、102とともに振幅位相調整手段17を切替え制御するように構成してもよい。
図17はこの発明の実施の形態17に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述(図11、図15参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図17の構成は、図11と比較して、故障検知手段18および制御回路19Bが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態17によれば、前述(図11)と同様の効果を奏する。
図17の構成は、図11と比較して、故障検知手段18および制御回路19Bが追加された点のみが異なるので、この発明の実施の形態17によれば、前述(図11)と同様の効果を奏する。
また、制御回路19Bは、故障検知手段18からの故障情報に応答して、接続対象を故障した増幅器から冗長用増幅器4に切替える際に、各スイッチ101、102を自動的に切替えるとともに、各増幅器3、4での高周波信号の振幅および位相が同じになるように、ベースバンド信号の振幅位相調整手段17を制御する。
これにより、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整することができ、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
これにより、故障した増幅器と冗長用増幅器4とを切替えた際にも、各増幅器3、4を通過する高周波信号の振幅および位相が同じになるように調整することができ、各増幅器3、4の合成効率を高めて、高周波増幅器の出力電力、効率および利得を高くすることができる。
さらに、マルチポート増幅器の各ポート間のアイソレーション特性を向上させることができる。これにより、各ポートに異なる変調信号が入力された場合に、他のポートからの信号による干渉を低減することができ、信号の品質を劣化させずに増幅することが可能となる。
なお、図17では、各ハイブリッドマトリクス9D、10を用いたマルチポート増幅器に適用したが、図5のように、入力分配回路7Dおよび出力合成回路8を用いた高周波増幅器に故障検知手段18を適用しても、同様の効果を奏することができる。
また、図17では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
また、図17では、単一(#J1)の冗長用増幅器4を用いたが、図2、図4のように、複数(#J1、#J2)の冗長用増幅器4を用いても、同様の効果を奏することが可能である。
1 入力端子、2 出力端子、3 複数の増幅器、4 冗長用増幅器、7、7D 入力分配回路、8 出力合成回路、9、9D 入力ハイブリッドマトリクス、10 出力ハイブリッドマトリクス、12 DAコンバータ、13 周波数変換器、16、17 振幅位相調整手段、18 故障検知手段、19、19A、19B 制御回路、101、101D 入力側スイッチ、102 出力側スイッチ。
Claims (10)
- 並設された複数の増幅器と、
前記複数の増幅器の入力端子側に設けられた入力分配回路と、
前記複数の増幅器の出力端子側に設けられた出力合成回路と、を備え、
前記複数の増幅器を並列合成させた高周波増幅器において、
並列合成される前記複数の増幅器に加えて並設された冗長用増幅器と、
前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器と前記入力分配回路との間に挿入された入力側スイッチと、
前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器と前記出力合成回路との間に挿入された出力側スイッチと、をさらに備え、
前記出力側スイッチは、前記出力合成回路の入力端子ごとに1つずつ接続された出力合成回路側端子と、前記1つずつの出力合成回路側端子に対応して、前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器の各出力端子に接続された2つずつの増幅器側端子とを有し、
前記2つずつの増幅器側端子は、前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器のうちの隣り合う増幅器の各出力端子に接続されていることを特徴とする高周波増幅器。 - 並設された複数の増幅器と、
前記複数の増幅器の入力端子側に設けられた入力ハイブリッドと、
前記複数の増幅器の出力端子側に設けられた出力ハイブリッドと、を備え、
前記複数の増幅器を並列合成させた高周波増幅器において、
並列合成される前記複数の増幅器に加えて並設された冗長用増幅器と、
前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器と前記入力ハイブリッドとの間に挿入された入力側スイッチと、
前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器と前記出力ハイブリッドとの間に挿入された出力側スイッチと、をさらに備え、
前記出力側スイッチは、前記出力ハイブリッドの入力端子ごとに1つずつ接続された出力ハイブリッド側端子と、前記1つずつの出力ハイブリッド側端子に対応して、前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器の各出力端子に接続された2つずつの増幅器側端子とを有し、
前記2つずつの増幅器側端子は、前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器のうちの隣り合う増幅器の各出力端子に接続されていることを特徴とする高周波増幅器。 - 前記入力分配回路は、デジタル回路により構成され、
前記入力分配回路の出力側に挿入されたDAコンバータおよび周波数変換器を備えたことを特徴とする請求項1に記載の高周波増幅器。 - 前記入力ハイブリッドは、デジタル回路により構成され、
前記入力ハイブリッドの出力側に挿入されたDAコンバータおよび周波数変換器を備えたことを特徴とする請求項2に記載の高周波増幅器。 - 前記入力側スイッチは、デジタル回路により構成され、
前記DAコンバータおよび前記周波数変換器は、前記入力側スイッチの出力側に挿入されたことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の高周波増幅器。 - 前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器の入力側に挿入された振幅位相調整手段を備え、
前記振幅位相調整手段は、前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器のそれぞれに入力される高周波信号の振幅および位相が同じになるように、前記高周波信号の振幅および位相を調整することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の高周波増幅器。 - 前記DAコンバータの入力側に挿入された振幅位相調整手段を備え、
前記振幅位相調整手段は、前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器のそれぞれに入力される高周波信号の振幅および位相が同じになるように、前記DAコンバータに入力されるベースバンド信号の振幅および位相を調整することを特徴とする請求項3から請求項5までのいずれか1項に記載の高周波増幅器。 - 前記複数の増幅器のそれぞれの故障を検知するための故障検知手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の高周波増幅器。
- 前記入力側スイッチおよび前記出力側スイッチを制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、前記故障検知手段から得られた故障情報に応答して、前記入力側スイッチおよび前記出力側スイッチの接続対象を、前記複数の増幅器のうちの故障増幅器から、前記冗長用増幅器に切替えることを特徴とする請求項8に記載の高周波増幅器。 - 前記入力側スイッチおよび前記出力側スイッチと前記振幅位相調整手段とを制御する制御回路を備え、
前記制御回路は、前記故障検知手段から得られた故障情報に応答して、
前記入力側スイッチおよび前記出力側スイッチの接続対象を、前記複数の増幅器のうちの故障増幅器から、前記冗長用増幅器に切替えるとともに、
前記複数の増幅器および前記冗長用増幅器のそれぞれに入力される高周波信号の振幅および位相が同じになるように、前記振幅位相調整手段を制御することを特徴とする請求項6に記載の高周波増幅器。
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- 2009-01-09 JP JP2009003566A patent/JP2010161711A/ja active Pending
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