JP2024021540A - 高周波電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数段の電力増幅器で電力増幅した複数のアンプ出力の電力を電力合成する高周波電源装置において、各電力増幅器のアンプ出力の電力差によって生じる電源効率の低下を抑制する。【解決手段】本発明の高周波電源装置は、複数段の電力増幅器のアンプ出力を電力合成して得られる合成出力の出力レベルを制御する制御部において、（ａ）各アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐｒｅｆを定め、（ｂ）各アンプ出力フィードバック値ｐｆｂとアンプ出力基準値ｐｒｅｆとを比較し、（ｃ）各電力増幅器の各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを電力増幅器毎に設定し、（ｄ）設定した各操作量ＭＶに基づいて各電力増幅器の各アンプ出力の出力レベルを制御する。を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数段の電力増幅器から構成される電力増幅部と電力合成部とを備えた高周波電源装置に関し、高周波信号を複数の電力増幅器に分配し、各電力増幅器で電力増幅した各アンプ出力を電力合成部で電力合成して合成出力を出力する高周波電源装置に関する。

並列構成した複数段の電力増幅器により電力増幅部を構成し、各段の電力増幅器から得られるアンプ出力を電力合成部で電力合成して合成出力を出力する高周波電源装置が知られている。このような高周波電源装置において、各段の電力増幅器としてＡＢ級増幅器を用いたリニアアンプ式高周波電源装置（特許文献１参照）、あるいはＤ級増幅器を用いたスイッチングアンプ式高周波電源装置（特許文献２参照）が知られている。

リニアアンプ式高周波電源装置は、並列構成される複数段の電力増幅器において、各段の電力増幅器で増幅される出力電力は、電力増幅器で使われる半導体素子（ＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ）の特性バラツキや電力増幅器の周辺増幅回路で使用される回路部品のバラツキにより変動する。例えば、ある段の電力増幅器の出力電力を１０００Ｗ（６０ｄＢｍ）としたとき、その電力増幅器の増幅度に最大±１．５ｄＢの変動がある場合には、－１．５ｄＢ時の出力電力は７０８Ｗ（５８．５ｄＢｍ）となり、＋１．５ｄＢ時の出力電力は１４１２Ｗ（６１．５ｄＢｍ）となる。そのため、基準電力の１０００Ｗに対して上下でそれぞれ最大約３００Ｗの電力差の電力変動が生じる。

電力増幅器の出力電力の変動に対して、特許文献１には２つの電力増幅器の出力電力の出力レベルを比較して最適出力レベルを設定し、最適出力レベル電力増幅器が備える可変減衰器の制御電圧を調整し、電力合成部の損失が最小となるように可変減衰器の減衰量を制御することが記載されている。

また、特許文献２には、電力増幅部を並列接続した２つの電力増幅器により構成し、２つの電力増幅器のそれぞれの位相を急変負荷に対して変化させることにより高調波出力を変化させることが記載されている。

特開２００１－２３７６５１号公報 特開２０２１－１０６４６２号公報

高周波電源装置の合成出力は、複数段の電力増幅器のアンプ出力を電力合成することにより得られる。一方、各電力増幅器の電源効率は、それぞれの電力増幅器を構成する半導体素子の特性に応じた出力電力によって変化する。

各段の電力増幅器が備える半導体素子や回路部品のバラツキにより出力電力に差が生じると、この出力電力／電源効率特性により各段の電力増幅器の電源効率が変化し、各段の電力増幅器間の電源効率に差が生じる。このように、各段の電力増幅器間の電源効率が不均等になると、各アンプ出力を電力合成する際に各電力増幅器を最適な電源効率で駆動することができなくなる。このことから、高周波電源装置の全体の電源効率は低下する。

前記した従来技術において、特許文献１は、高周波電源装置の出力電力の変動に対して２つの電力増幅器の出力レベルを比較し、電力合成器の損失を最小とするように各電力増幅器の減衰量を制御するものである。しかしながら、特許文献１には、高周波電源装置の各電力増幅器の電源効率の課題、及びこの課題を解決する手段は開示されていない。

また、特許文献２は、急変負荷に対して２つの電力増幅器の位相を変化させ、負荷急変時において高周波電源装置の回路部品や負荷装置に生じる電気的ストレスを、電源装置を大型化することなく低減するものである。しかしながら、特許文献２には、高周波電源装置の各電力増幅器の電源効率の課題、及びこの課題を解決する手段は開示されていない。

本発明は上記した従来の課題を解決して、複数段の電力増幅器で電力増幅した複数のアンプ出力の電力を電力合成する高周波電源装置において、各電力増幅器のアンプ出力の電力差によって生じる高周波電源装置の電源効率の低下を抑制することを目的とする。

（Ａ）高周波電源装置
Ａ１：構成
本発明の高周波電源装置は、複数段の電力増幅器が並列構成された電力増幅部と、
各電力増幅器に高周波信号を分配する分配部と、
各電力増幅器で電力増幅された複数のアンプ出力を電力合成し、得られた合成出力を出力する電力合成部と、を備え、フィードバック値を検出する検出器及び出力レベルを制御する制御部を備える。

本発明は、検出器として、電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを検出するアンプ出力検出部と、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する合成出力検出部とを備える。合成出力検出部は、電力合成部と出力端との間に接続され、出力端から負荷に向かう進行波電力と出力端から電力合成部に向かう反射波電力とを分離し、進行波電力から合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する。合成出力検出部は例えば方向性結合器を用いることができる。

本発明の制御部は、
（ａ）合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、各アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を定め、
（ｂ）アンプ出力検出部で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、アンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）とを比較し、
（ｃ）各電力増幅器の各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを電力増幅器毎に設定し、
（ｄ）設定した各操作量ＭＶに基づいて各電力増幅器の各アンプ出力の出力レベルを制御する。

なお、“Ｐ”は合成出力を表し、“ｐ”はアンプ出力を表している。符号Ｐ、ｐに続けて記載される各文字列において、“ｃｏｍ”は指令値を表し、“ｒｅｆ”は基準値を表し、“ＦＢ”は合成出力のフィードバックを表し、“ｆｂ”はアンプ出力のフィードバックをそれぞれ表している。

合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍは、電力合成部の合成出力の目標値を定める指令値である。
アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂは、各電力増幅器のアンプ出力の電力値であり、アンプ出力検出部で検出される。

合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢは、電力合成部の合成出力の電力値であり、合成出力検出部で検出される。
アンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆは、アンプ出力の出力レベルを定める基準値であり、この基準値としてアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢを用いることができる。
アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍは各電力増幅器に定められる一つの電力増幅器当たりの出力指令値であり、電力増幅器の段数である個数Ｎ、及び電力増幅器の出力電力／電源効率特性に基づいて合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを按分することで算出される。
アンプ出力換算値ｐ_ＦＢは電力増幅器毎に定められるアンプ出力であり、電力増幅器の段数である個数Ｎ、及び電力増幅器の出力電力／電源効率特性に基づいて、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを按分することで算出される。

本発明は、電力増幅器のアンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶの設定において、各電力増幅器のアンプ出力に対して合成出力の出力レベルを定める合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍあるいはアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を定め（ａ）、このアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を各アンプ出力の出力レベルを制御するための基準とし、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと比較する（ｂ）ことによって、各電力増幅器を制御する操作量ＭＶを設定するための基準値を安定したものとし、出力レベルの制御を安定化させる。

従来装置の制御では、各アンプ出力のフィードバック値同士を比較し、このフィードバック値間の相対的な比較により操作量ＭＶを設定している。そのため、何れのフィードバック値が正常であるかの特定が困難であるため、操作量ＭＶを設定するための基準が不安定である。これに対して、本発明では、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、各電力増幅器についてアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を定め、これらのアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を基準値として、各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとを比較するため、各アンプ出力の各フィードバック値に依存することなく操作量ＭＶを設定することができる。

従来の高周波電源装置は、一段の電力増幅器に故障が発生し出力できない場合には、機器が全体的に運転停止となるおそれがある。これに対して、本発明の高周波電源装置は一段の電力増幅器が故障して出力できない場合であっても、自動的に他段の電力増幅器の出力バランスを最適化することにより運転を継続することができる。

Ａ２：操作量ＭＶの設定
操作量ＭＶの設定において、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとの比較に用いる基準値として用いる各電力増幅器のアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）は、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づく設定態様（Ａ２－ａ）、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく設定態様（Ａ２－ｂ）により得ることができる。

Ａ２－ａ：合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づく操作量ＭＶの設定態様
この設定形態は、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づいて、各電力増幅器の操作量ＭＶとしてアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを設定する。

制御部は、合成出力の出力レベルを定める合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと、電力増幅器の個数Ｎ、及び各電力増幅器の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定める。また、制御部は、各アンプ出力検出部で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍになるように制御する操作量ＭＶを設定し、設定した操作量ＭＶに基づいて電力増幅器のゲインを制御する。なお、電力増幅器の個数Ｎは２以上の整数であり、段数に相当する。

この操作量ＭＶの設定として、各電力増幅器の出力を均等な出力レベルとする設定態様（ａ１）、各電力増幅器の出力を個別の出力レベルとする設定態様（ａ２）がある。

（ａ１）均等な出力レベルとする設定態様
この設定態様では、各電力増幅器は等しい出力電力／電源効率特性を備え、各電力増幅器の電源効率が同一となるように各出力電力を設定する。
制御部は、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを電力増幅器の個数Ｎで除算して（合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ／個数Ｎ：（Ｐ_ｃｏｍ／Ｎ））を算出し、この算出値を各電力増幅器の操作量ＭＶであるアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとして定める。

合成出力指令値／個数（Ｐ_ｃｏｍ／Ｎ）のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍは、各電力増幅器に対して均等な指令値となり、アンプ出力は均等出力となる。各電力増幅器の出力電力／電源効率特性は等しいため、出力電力を均等出力とすることにより各電力増幅器の電源効率は等しくなり、全体の電源効率は向上する。

（ａ２）個別の出力レベルとする制御態様
この設定態様において、各電力増幅器はそれぞれ固有の出力電力／電源効率特性を備える。制御部は、電力増幅器の各固有の出力電力／電源効率特性において、同一の電源効率に対して定まる各出力電力値を各電力増幅器の操作量ＭＶとして、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定める。このアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの設定において、各アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの総和が合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとなるように定める。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍをその総和が合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとなるように定めるという制限をかけることにより、合成出力の出力レベルの変動は抑制される。

Ａ２－ｂ： 合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく操作量ＭＶの設定態様
この設定形態では、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、各電力増幅器の操作量ＭＶとしてアンプ出力換算値ｐ_ＦＢを設定する。

制御部は、電力合成部の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと、電力増幅器の個数Ｎ、及び各電力増幅器の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅器のアンプ出力換算値ｐ_ＦＢを定める。制御部は、各アンプ出力検出部で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力換算値ｐ_ＦＢになるように制御する操作量ＭＶを設定し、操作量ＭＶに基づいて電力増幅器のゲインを制御する。アンプ出力換算値ｐ_ＦＢは、各電力増幅器に定められるアンプ出力であり、電力増幅器の個数Ｎ、及び電力増幅器の出力電力／電源効率特性に基づいて、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを按分することで算出される。
合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく設定においても、操作量ＭＶの設定として、各電力増幅器の出力を均等な出力レベルとする設定態様（ｂ１）、各電力増幅器の出力を個別の出力レベルとする設定態様（ｂ２）がある。

（ｂ１）均等な出力レベルの設定態様
この設定態様では、各電力増幅器は等しい出力電力／電源効率特性を備え、各電力増幅器の電源効率が同一となるように各出力電力を設定する。

制御部は、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを電力増幅器の個数Ｎで除算して得られる（合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ／電力増幅器の個数Ｎ：（Ｐ_ＦＢ／Ｎ））の均等出力を算出し、この算出値を各電力増幅器の操作量ＭＶであるアンプ出力換算値ｐ_ＦＢとして定める。各電力増幅器の出力電力／電源効率特性は等しいため、出力電力を均等出力とすることにより各電力増幅器の電源効率は等しくなり、全体の電源効率は向上する。

（ｂ２）個別の出力レベルの制御態様
この設定態様では、各電力増幅器はそれぞれ固有の出力電力／電源効率特性を備える。
制御部は、電力増幅器の各固有の出力電力／電源効率特性において、同一の電源効率となる各電力増幅器のアンプ出力換算値ｐ_ＦＢの組み合わせの中から、この各アンプ出力換算値ｐ_ＦＢの総和が合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢとなるように定める。アンプ出力換算値ｐ_ＦＢをその総和が合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢとなるように制限することにより、合成出力の出力レベルの変動は抑制される。

Ａ３：操作量ＭＶ
電力増幅部のアンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶは、電力増幅部の各段の電力増幅器が備えるアンプ形態に応じて設定する。

（ａ）電力増幅部の各段の電力増幅器が可変減衰器付きアンプを含むリニアアンプで構成される場合には、操作量ＭＶは可変減衰器付きアンプの減衰量Ａ_ｔｔにより設定される。
（ｂ）電力増幅部の各段の電力増幅器が位相制御部を含むスイッチングアンプで構成される場合には、操作量ＭＶは位相制御部の位相シフト量θ、位相量Θにより設定される。

可変抵抗器による手動調整回路を調整することにより各段の電力増幅器のゲインを揃えることは可能であるが、この場合には調整工程の工数が多く、また各段の電力増幅器の経年変化によるゲインの変動に対して自動対応が困難であるという課題がある。これに対して、本発明ではリニアアンプの場合には可変減衰器付きアンプの減衰量Ａ_ｔｔを操作量ＭＶとして制御し、またスイッチングアンプの場合には位相制御部の位相シフト量θ、位相量Θを操作量ＭＶとして制御することにより、これらの課題は解消される。

Ａ４：電力増幅部の異常検出
電力増幅部の異常検出の態様として、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく異常検出態様（ａ）、各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づく異常検出態様（ｂ）がある。

（ａ）合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく異常検出態様
制御部は、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて異常状態を検出する。一形態では、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとを比較し、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢがアンプ合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに対して許容範囲を超えている場合に電力増幅部が異常状態にあるとして検出する。

また他の形態では、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢの変動量に基づいて、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢの変動幅が許容範囲を超えている場合に電力増幅部が異常状態にあるとして検出する。

（ｂ）アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づく異常検出態様
制御部は、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づいて異常状態を検出する。一形態では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとを比較し、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍに対して許容範囲を超えている場合に電力増幅部が異常状態にあるとして検出する。

また他の形態では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂの変動量に基づいて、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂの変動幅が許容範囲を超えている場合に電力増幅部が異常状態にあるとして検出する。

（Ｂ）：高周波電源装置の制御方法
Ｂ１：制御方法
複数段の電力増幅器が並列構成された電力増幅部と、電力増幅部の各段の電力増幅器に高周波信号を分配する分配部と、各電力増幅器で電力増幅された複数のアンプ出力を電力合成し、得られた合成出力を出力する電力合成部とを備える高周波電源装置の制御方法において、
（ａ）合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて各アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を定める。
（ｂ）各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと、アンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（各アンプ出力のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ又はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）とを比較する。
（ｃ）比較に基づいて、各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを電力増幅器毎に設定する。
（ｄ）各操作量ＭＶに基づいて各電力増幅器の各アンプ出力の出力レベルを制御する。

Ｂ２：操作量ＭＶの設定
操作量ＭＶの設定において、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとの比較に用いる基準値として用いる各電力増幅器のアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆは、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づく設定態様（Ｂ２－ａ）、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく設定態様（Ｂ２－ｂ）により得ることができる。

Ｂ２－ａ： 合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づく操作量ＭＶの設定態様
合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと、電力増幅器の個数Ｎ、及び各電力増幅器の出力電力／電源効率特性とに基づいて各電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、このアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍをアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとして、各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとなるように制御する操作量ＭＶを設定する。

Ｂ２－ｂ：合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく操作量ＭＶの設定態様
合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと、電力増幅器の個数Ｎ、及び各電力増幅器の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅器のアンプ出力換算値ｐ_ＦＢを定め、このアンプ出力換算値ｐ_ＦＢをアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとして、各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力換算値ｐ_ＦＢになるように制御する操作量ＭＶを設定する。

以上説明したように、本発明によれば、各電力増幅器が出力する出力電力差により生じる高周波電源装置の電源効率の低下を抑制することができる。

本発明の高周波電源装置の概略構成を説明するための図である。 本発明の高周波電源装置の概略動作を説明するための図である。 本発明の高周波電源装置のリニアアンプによる構成例を説明するためのブロック図である。 本発明の高周波電源装置のリニアアンプによる動作例を示すフローチャートである。 本発明の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて行う異常検出を説明するための図である。 本発明のアンプの異常検出を示すフローチャートである。 本発明のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づいて行う異常検出を説明するための図である。 本発明の電力増幅器のアンプ出力の異常検出を示すフローチャートである。 本発明のアンプ出力レベルの均等設定及び操作量ＭＶの設定を説明するための説明図である。 本発明のアンプ出力レベルの均等設定及び操作量ＭＶの設定を説明するためのフローチャートである。 本発明のアンプ出力レベルの均等設定及び操作量ＭＶの設定を説明するための説明図である。 本発明のアンプ出力レベルの均等設定及び操作量ＭＶの設定を説明するためのフローチャートである。 本発明のアンプ出力レベルの個別設定及び操作量ＭＶの設定を説明するための説明図である。 本発明のアンプ出力レベルの個別設定及び操作量ＭＶの設定を説明するためのフローチャートである。 本発明の減衰量Ａ_ｔｔの設定動作例を説明するためのフローチャートである。 本発明の設定動作例１を説明するためのフローチャートである。 本発明の設定動作例１を説明するための動作図である。 本発明の設定動作例２を説明するためのフローチャートである。 本発明の設定動作例２を説明するための動作図である。 本発明の設定動作例３を説明するためのフローチャートである。 本発明の設定動作例３を説明するための動作図である。 本発明の設定動作例４を説明するためのフローチャートである。 本発明の高周波電源装置のスイッチングアンプによる構成例を説明するためのブロック図である。 トライアックを用いた位相制御器の一構成例を示す図である。

（１）本発明の高周波電源装置の概略構成
以下、本発明の高周波電源装置の概略構成について図１を用いて説明する。
本発明の高周波電源装置ＰＳは、高周波電源装置ＰＳを制御する制御部１と、複数段の電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎが並列構成された電力増幅部４と、高周波信号（ＲＦ信号）を生成するＲＦ信号部２と、ＲＦ信号部２で生成された高周波信号（ＲＦ信号）を電力増幅部４の各段の電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）に分配する分配部３と、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）で電力増幅された複数のアンプ出力を電力合成して合成出力を出力する電力合成部６と、各段の電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）のアンプ出力を検出してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを制御部１にフィードバックするアンプ出力検出部５と、電力合成部６と出力端ＯＵＴとの間に接続され、分離した進行波電力から合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する合成出力検出部７と、を備える。

電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎは、例えばＡＢ級のリニアアンプ、あるいはＤ級のスイッチングアンプを用いることができる。

制御部１は、電力増幅部４の各段の電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）のゲインを制御するアンプ制御部１ａ、電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の異常を検出するアンプ異常検出部１ｂと、ＲＦ信号を分配する分配部３を制御する分配制御部１ｃ、高周波信号（ＲＦ信号）の周波数や信号レベルを設定するＲＦ信号設定部１ｄを備える。

アンプ制御部１ａは、アンプ出力基準値設定部１ａ－１と操作量設定部１ａ－２とを備える。アンプ出力基準値設定部１ａ－１は、各アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆを設定する。操作量設定部１ａ－２は、アンプ出力検出部５で検出された各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと、アンプ出力基準値設定部１ａ－１で設定されたアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとを比較し、この比較に基づいて各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）毎に設定する。アンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆは、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づいて設定されるアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、あるいは合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて設定されるアンプ出力換算値ｐ_ＦＢを用いることができる。

電力増幅部４の各電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎは、各電力増幅器に設定された操作量ＭＶに基づいて、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとの偏差が減少するように制御する。操作量ＭＶはアンプゲインに相当し、例えば減衰器付きアンプでは減衰量Ａ_ｔｔであり、スイッチングアンプでは位相シフト量θ、位相量Θである。

アンプ制御部１ａは、各操作量ＭＶに基づいて電力増幅部４の各電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎのアンプ出力の出力レベルを制御する。アンプ出力基準値設定部１ａ－１は、高周波電源装置ＰＳが出力端ＯＵＴから出力する出力レベルを制御部１に指令する合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、又は合成出力検出部７で検出された合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、アンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆを設定する。アンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆは、電力増幅部４の各電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎが出力するアンプ出力の出力レベルを指令するアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、またはアンプ出力換算値ｐ_ＦＢに基づいて設定される。アンプ出力基準値設定部１ａ－１によるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆの設定は、電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎの個数、及び各電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎの出力電力／電源効率に基づいて、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを按分することで行われる。

アンプ異常検出部１ｂは、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいてアンプの異常状態の有無を検出する。

分配制御部１ｃは、電力増幅部４の各段の電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎに高周波信号（ＲＦ信号）を分配する。設定変更等により駆動する電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎに変更が生じた場合には、駆動を停止する電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎへの高周波信号（ＲＦ信号）の供給を停止する。また、アンプ異常検出部１ｂによって何れかの電力増幅器４Ａ，４Ｂ，・・・４Ｎに異常が検出された場合には、異常検出された電力増幅器への高周波信号（ＲＦ信号）の分配を停止する。

ＲＦ信号設定部１ｄは、内部に記憶された設定データ、あるいは外部から入力される設定データに基づいて高周波信号（ＲＦ信号）の周波数や信号レベルを設定する。
合成出力検出部７は、例えば方向性結合器を用いて進行波と反射波とを分離し、分離した進行波から合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出し制御部１にフィードバックする。

（２）高周波電源装置の概略動作
本発明の高周波電源装置の概略動作について図２を用いて説明する。
本発明の高周波電源装置は、アンプの異常検出（ＳＡ）、操作量ＭＶの設定（ＳＢ）、アンプ制御（ＳＣ）、電力合成（ＳＤ）、及び出力検出（ＳＥ）の各動作により合成出力を出力する。

（ＳＡ）電力増幅器の異常検出
制御部１は、電力増幅部４の各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）から出力されるアンプ出力の出力レベル、あるいは電力合成部６で合成された合成出力の出力レベルを監視し、これらの出力レベルが基準レベルから逸脱した場合、あるいは出力レベルの変動幅が許容範囲を逸脱した場合にアンプに異常が発生したと判定して、アンプの異常検出を行う。

電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の異常検出を実行する時期は、高周波電源装置の稼働中において所定の時間間隔毎に実行する他、稼働開始時等の所定時点で実行するなど、任意に設定することができる。

（ＳＢ）操作量ＭＶの設定
電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の異常が検出された場合には、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の出力レベル間に差異が生じていることを示唆し、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の電源効率のバランスがずれ、全体の電源効率が低下したことを示唆している。高周波電源装置の全体の電源効率を高い状態に維持するには、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の電源効率が等しいことが求められる。

各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）のアンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の電源効率が均等化するように設定する。操作量ＭＶは、例えばリニアアンプでは減衰器付きアンプの減衰器の減衰量Ａ_ｔｔであり、スイッチングアンプでは位相制御部の位相シフト量θ、位相量Θである。

操作量ＭＶの設定に際して、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）が出力する出力電力の出力レベルを比較する基準としてアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆを設定する。

このアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆは、高周波電源装置ＰＳが出力する出力電力の出力レベルを指令する合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、又は合成出力検出部７で検出される合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを、電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の個数Ｎ及び出力電力／電源効率特性に基づいて按分することにより、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、アンプ出力換算値ｐ_ＦＢを求めることで設定される。

各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍまたはアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）との差分に基づいて操作量ＭＶを算出する。操作量ＭＶはアンプのゲインに相当し、例えば減衰器付きアンプでは減衰量Ａ_ｔｔであり、スイッチングアンプでは位相シフト量θ、位相量Θである。

（ＳＣ）アンプ制御
制御部１は、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）のアンプ出力の出力レベルを制御し、各操作量ＭＶに基づいてアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍまたはアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）との偏差が減少するように制御する。

（ＳＤ）電力合成
電力合成部６は、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の各アンプ出力を電力合成する。合成回路（コンバイナ）は、抵抗を用いた構成、トランスを用いた構成、ハイブリッド回路等が知られている。本発明の電力合成部６は、出力特性に適して選択した任意の合成回路を用いることができる。

（ＳＥ）出力検出
出力検出は、各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）の各アンプ出力を検出するアンプ出力検出（ＳＥａ）と、電力合成された合成出力を検出する合成出力検出（ＳＥｂ）がある。

アンプ出力検出（ＳＥａ）で検出された各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂは、電力増幅器の異常検出（ＳＡ）で行われる異常検出に用いられる他、操作量ＭＶの設定（ＳＢ）で行われる操作量ＭＶの設定に用いられる。また、合成出力検出（ＳＥｂ）で検出された合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢは、電力増幅器の異常検出（ＳＡ）で行われる電力増幅器の異常検出に用いられる他、操作量ＭＶの設定（ＳＢ）で行われるアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの算出に用いられる。

（３）リニアアンプによる高周波電源装置
本発明の高周波電源装置は、電力増幅部４の各電力増幅器（４Ａ～４Ｎ）をＡＢ級のリニアアンプ、あるいはＤ級のスイッチングアンプで構成することができる。
以下、リニアアンプによる高周波電源装置の構成例（３ａ）と動作例（３ｂ）を説明する。

（３ａ）リニアアンプによる構成例
図３は、本発明の高周波電源装置のリニアアンプによる構成例を説明するためのブロック図である。
高周波電源装置１０は、制御部１１、ＲＦ信号部１２、分配部１３、電力増幅部１４、アンプ出力検出部１５、電力合成部１６、合成出力検出部１７、Ａ／Ｄコンバータ１８、Ｄ／Ａコンバータ１９を備える。

ＲＦ信号部１２は、ＲＦ信号生成部１２ａ、電力制御アンプ１２ｂ、電力制御インターフェース１２ｃを備え、高周波電源装置の高周波出力の周波数信号である高周波信号（ＲＦ信号）を生成する。ＲＦ信号生成部１２ａで生成された高周波信号（ＲＦ信号）は、電力制御アンプ１２ｂにより、所定の電力レベルに電力制御され、分配部１３に送られる。電力制御アンプ１２ｂは、例えば可変減衰器アンプにより構成することができる。可変減衰器アンプのゲインは、電力制御インターフェース１２ｃから入力される制御信号の減衰量に従って制御される。

分配部１３は、ＲＦ信号生成部１２ａで生成された高周波信号（ＲＦ信号）を電力増幅部１４の複数段の電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄに分配する。なお、“Ｎ”は電力増幅部１４が備える電力増幅器の台数を示し、高周波電源装置に設定される高周波出力の出力レベルや、電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄのアンプ出力の出力レベル等に応じて適宜設定される。分配部１３は、各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄに対して、各電力増幅器のアンプ出力の出力レベルに応じた信号レベルの高周波信号（ＲＦ信号）を分配する。電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄのアンプ出力の出力レベルが同一である場合には、各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄに分配されるの高周波信号（ＲＦ信号）の信号レベルは同一となる。

各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄは、例えば可変ゲインアンプ１４ａ、ドライバアンプ１４ｂ、及び終端段パワーアンプ１４ｃの各リニアアンプを直列接続して構成され、分配部１３から分配された高周波信号（ＲＦ信号）を電力増幅してアンプ出力とする。可変ゲインアンプ１４ａは例えば可変減衰器アンプにより構成することができ、制御部１１から送られる減衰量の制御信号をＤ／Ａコンバータ１９を介して入力し、ゲイン調整が行われる。ドライバアンプ１４ｂは、可変ゲインアンプ１４ａでゲイン調整された高周波信号（ＲＦ信号）信号のレベルを増幅し、終端段パワーアンプ１４ｃはドライバアンプ１４ｂで増幅された信号を、各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄに設定された出力レベルまで電力増幅する。電力増幅器１４Ａ，１４Ｂ，・・・１４Ｄのアンプは、例えばＡＢ級のリニアアンプを用いることができる。

電力合成部１６は、各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄで電力増幅された複数のアンプ出力を電力合成し、得られた合成出力を出力する。

アンプ出力検出部１５は、各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄと電力合成部１６との間に接続され、各電力増幅器１４Ａ、１４Ｂ、・・・１４Ｄのアンプ出力を検出し、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを、Ａ／Ｄコンバータ１８を介してディジタル信号に変換した後に制御部１１に戻す。

合成出力検出部１７は、電力合成部１６と出力端ＯＵＴとの間に接続され、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを制御部１１に戻す。合成出力検出部１７は方向性結合器により構成することができ、負荷に向かう進行波電力と負荷から戻る反射波電力を分離し、進行波電力を合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢとして検出する。

制御部１１は、電力増幅部１４の電力増幅器（１４Ａ～１４Ｄ）の可変ゲインアンプ１４ａのゲインを制御するアンプ制御部１１ａ、電力増幅器（１４Ａ～１４Ｄ）の異常を検出する電力増幅器異常検出部１１ｂ、分配部１３によるＲＦ信号の分配を制御する分配制御部１１ｃ、高周波信号（ＲＦ信号）の周波数や信号レベルを設定するＲＦ信号設定部１１ｄを備える。

アンプ制御部１１ａは、アンプ出力基準値設定部１１ａ－１と操作量設定部１１ａ－２とを備える。アンプ出力基準値設定部１１ａ－１は、電力増幅器１４Ａ～１４Ｄのアンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆを設定する。操作量設定部１１ａ－２は、アンプ出力検出部１５で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値設定部１１ａ－１で設定されたアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとを比較し、この比較に基づいて各電力増幅器１４Ａ～１４Ｄの各アンプ出力の出力レベルを制御する減衰量Ａ_ｔｔを電力増幅器１４Ａ～１４Ｄ毎に設定する。電力増幅器１４Ａ～１４Ｄの各可変ゲインアンプ１４ａは、それぞれの可変ゲインアンプ１４ａに設定された減衰量Ａ_ｔｔに基づいて、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとの偏差が減少するように制御される。減衰量Ａ_ｔｔはアンプゲインに相当する。

各減衰量Ａ_ｔｔに基づいて電力増幅部１４の各電力増幅器１４Ａ～１４Ｄのアンプ出力の出力レベルを制御する。アンプ出力基準値設定部１１ａ－１は、高周波電源装置ＰＳが出力端ＯＵＴから出力する出力レベルを制御部１１に対して指令する合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、又は合成出力検出部１７で検出された合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、電力増幅器１４Ａ～１４Ｄのアンプ出力の出力レベルを指令するアンプ出力基準値ｐref（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、アンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を設定する。アンプ出力基準値設定部１１ａ－１によるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、アンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）の設定は、電力増幅器１４Ａ～１４Ｄの個数Ｎ、及び各電力増幅器１４Ａ～１４Ｄの出力電力／電源効率に基づいて、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを按分することで行われる。

電力増幅器異常検出部１１ｂは、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて電力増幅器の異常状態の有無を検出する。

分配制御部１１ｃは、電力増幅部１４の各段の電力増幅器１４Ａ～１４Ｄに高周波信号（ＲＦ信号）を分配する。電力増幅器１４Ａ～１４Ｄに異常が検出された場合などにより駆動する電力増幅器に変更が生じた場合には、異常が検出された電力増幅器への高周波信号（ＲＦ信号）の供給を停止する制御を行う。

ＲＦ信号設定部１１ｄは、内部に記憶しておいた設定データ、あるいは外部から入力される設定データに基づいて高周波信号（ＲＦ信号）の周波数や信号レベルを設定する。

（３ｂ）リニアアンプによる動作例
以下、本発明の高周波電源装置においてリニアアンプによる動作例について、
（３ｂ－１）異常状態を検出する動作
（３ｂ－２）操作量ＭＶを設定する動作
（３ｂ－３）減衰量Ａ_ｔｔを設定する動作
の各動作例を説明する。図４はリニアアンプによる動作例を示すフローチャートであり、工程（ＳＡ）～（ＳＥ）は図２のフローチャートと対応して示している。

（３ｂ－１：電力増幅部の異常状態の検出動作例）

予めアンプの操作量ＭＶ（減衰量Ａ_ｔｔ）の初期値ＭＶo（初期減衰量Ａ_ｔｔｏ）が設定しておき（ＳＯ）、初期設定された操作量ＭＶで定まるゲインによりリニアアンプを駆動して各電力増幅器のアンプ出力を取得し、これらのアンプ出力を電力合成して合成出力を得る（ＳＣ）。

工程（ＳＣ）で得られたアンプ出力及び合成出力に基づいて電力増幅部の異常状態の有無を検出する（ＳＡ）。この異常検出の工程（ＳＡ）において、異常状態が検出された場合には、各電力増幅器のリニアアンプの操作量ＭＶ（減衰量Ａ_ｔｔ）を設定し（ＳＢ）、更新した操作量ＭＶ（減衰量Ａ_ｔｔ）を用いてリニアアンプを制御する（ＳＣ）。
電力増幅部の異常状態の検出は、所定時間が経過した時点、あるいは所定時点（ＳＡ１）において行う異常判定（ＳＡ２，ＳＡ３）の他、常時に行う故障検出（ＳＡ４）により行ってもよい。

所定時間の経過時あるいは所定時点（ＳＡ１）において、各電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づく異常検出（ＳＡ２）あるいは合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく異常検出（ＳＡ３）を行う。また、電力増幅装置を常時監視する故障検出（ＳＡ４）により異常検出を行ってもよい。

（ＳＡ２）あるいは（ＳＡ３）の異常検出において異常が検出された場合、あるいは（ＳＡ４）の故障検出で故障が検出された場合には、各電力増幅器のリニアアンプの操作量ＭＶを設定し更新する（ＳＢ）。操作量ＭＶの設定は、アンプが減衰器付きアンプである場合には減衰量Ａ_ｔｔを操作量ＭＶとして設定する。

電力増幅部の異常検出（ＳＡ）について、合成出力検出部１７で検出された合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて行う異常検出（ＳＡ３）を、図５及び図６を用いて説明し、アンプ出力検出部１５で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づいて行う異常検出（ＳＡ２）を、図７及び図８を用いて説明とする。

（ＳＡ３：合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて行う異常検出）
合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて行う電力増幅器の異常検出は、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを比較基準とする形態（ａ）、あるいは合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢの変動幅による形態（ｂ）により行うことができる。

（ａ）合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとを比較し、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢが合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを基準とする所定範囲内に収まっているか否かによって電力増幅器の異常検出を行う。図５はこの電力増幅器の異常検出を示すフローチャートである。

合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを取得し（Ｓ１１）、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを取得し（Ｓ１２）、合成出力閾値Ｐ_ｔｈ１を設定する（Ｓ１３）。合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢが、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを基準とする合成出力閾値Ｐ_ｔｈ１の範囲内にある場合（Ｓ１４）には、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢは許容範囲内にあるとして、電力増幅器は正常状態にあると判定する（Ｓ１７）。一方、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢが、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを基準とする合成出力閾値Ｐ_ｔｈ１の範囲外にある場合（Ｓ１４）には、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢは許容範囲外にあるとして、電力増幅器は異常状態にあると判定して（Ｓ１５）、合成出力の異常を検出する（Ｓ１６）。

（ｂ）合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢの変動幅に基づいて電力増幅器の異常検出を行う。
合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢの時間変化に伴う変動幅を監視し、変動幅が所定範囲内に収まっているか否かによって電力増幅器の異常検出を行う。図６はこのアンプの異常検出を示すフローチャートである。

合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ１を取得し（Ｓ２１）、所定時間が経過した後（Ｓ２２）に合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ２を取得する（Ｓ２３）。取得した２時点の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ１と合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ２との差分ΔＰ_ＦＢ（＝Ｐ_ＦＢ２－Ｐ_ＦＢ１）を算出する（Ｓ２４）。合成出力閾値Ｐ_ｔｈ２を設定し（Ｓ２５）、差分ΔＰ_ＦＢと合成出力閾値Ｐ_ｔｈ２とを比較する（Ｓ２６）。

差分ΔＰ_ＦＢが合成出力閾値±Ｐ_ｔｈ２の範囲内にある場合には、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢは許容範囲内にあるとして、電力増幅器は正常であると判定する（Ｓ２９）。一方、差分ΔＰ_ＦＢが合成出力閾値±Ｐ_ｔｈ２の範囲外にある場合には、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢは許容範囲外にあるとして異常判定を行い（Ｓ２７）、合成出力の異常を検出する（Ｓ２８）。

（ＳＡ２：アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂに基づいて行う異常検出）
この電力増幅器の異常検出は、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを比較基準とする形態（ａ）、あるいはアンプ出力フィードバック値Ｐ_ｆｂの変動幅による形態（ｂ）により行うことができる。

（ａ）アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとの比較に基づいて電力増幅器のアンプ出力の異常検出を行う。
アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとを比較し、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準とする所定範囲内に収まっているか否かによって電力増幅器の異常検出を行う。図７はこの電力増幅器のアンプ出力の異常検出を示すフローチャートである。

アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを取得する。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍは、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍをアンプの台数Ｎで除算することにより算出する。この算出により取得されるアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／Ｎ）は、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍにより指令される出力レベルをアンプの台数Ｎに合わせて均等に分割して得られる出力レベルである（Ｓ３１）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得し（Ｓ３２）、アンプ出力閾値ｐ_ｔｈ３を設定する（Ｓ３３）。アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準としてアンプ出力閾値ｐ_ｔｈ３の範囲内にある場合（Ｓ３４）には、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂは許容範囲内にあるとして、電力増幅器は正常であると判定する（Ｓ３７）。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準としてアンプ出力閾値ｐ_ｔｈ３の範囲外にある場合（Ｓ３４）には、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂは許容範囲外にあるとして異常判定を行い（Ｓ３５）、電力増幅器のアンプ出力の異常を検出する（Ｓ３６）。

（ｂ）アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂの変動幅に基づいて電力増幅器のアンプ出力の異常検出を行う。
アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂの時間変化の伴う変動幅を監視し、変動幅が所定範囲内に収まっているか否かによってアンプ出力の異常検出を行う。図８はこの電力増幅器のアンプ出力の異常検出を示すフローチャートである。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ１を取得し（Ｓ４１）、所定時間が経過した後（Ｓ４２）にアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ２を取得する（Ｓ４３）。取得した２つの時点のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ１とアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ２との差分Δｐ_ｆｂ（＝ｐ_ｆｂ２－ｐ_ｆｂ１）を算出する（Ｓ４４）。アンプ出力閾値ｐ_ｔｈ４を設定し（Ｓ４５）、差分Δｐ_ｆｂと合成出力閾値Ｐ_ｔｈ４とを比較する（Ｓ４６）。

差分Δｐ_ｆｂがアンプ出力閾値±ｐ_ｆｂ４の範囲内にある場合には、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂは許容範囲内にあるとして、アンプ出力は正常であると判定する（Ｓ４９）。一方、差分Δｐ_ｆｂがアンプ出力閾値±ｐ_ｔｈ４の範囲外にある場合には、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂは許容範囲外にあるとして異常判定を行い（Ｓ４７）、アンプ出力の異常を検出する（Ｓ４８）。

（３ｂ－２：操作量ＭＶの設定動作）
操作量ＭＶは、各電力増幅器のアンプ出力の出力レベルを設定レベルとなるように出力レベル調整するために用いられる。各電力増幅器のアンプ出力の設定レベルが異なれば操作量ＭＶも異なり、操作量ＭＶは各電力増幅器に設定されるアンプ出力の出力レベル（アンプ設定レベル）に応じて定まる。そこで、操作量ＭＶの設定は、初めに各電力増幅器のアンプ設定レベルを定め、このアンプ設定レベルに基づいて行う。

アンプ設定レベル：
各電力増幅器に設定されるアンプ出力レベル（アンプ設定レベル）は、各電力増幅器の出力電力／電源効率特性に応じて、複数台の電力増幅器に対して均等な値に設定する他、各電力増幅器に対してそれぞれ個別の値に設定することができる。

複数台の電力増幅器が共通の出力電力／電源効率特性を有している場合には、各電力増幅器に設定されるアンプ出力レベル（アンプ設定レベル）を均等に設定することにより、各電力増幅器の電源効率は等しくなり、全体の電源効率が高まる。

また、複数台の電力増幅器がそれぞれ固有の出力電力／電源効率特性を有している場合には、各電力増幅器が電源効率は等しくなるように各電力増幅器のアンプ出力の出力レベルを個別に設定することによって全体の電源効率を高めることができる。

電力増幅器に設定されるアンプ出力レベル（アンプ設定レベル）は、駆動する電力増幅器の台数Ｎ、及び合成出力の出力レベルに依存する。駆動状態にある電力増幅器の台数Ｎは、アンプ異常検出で検出されるアンプ状態により求められる。また、合成出力の出力レベルは、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ、あるいは合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢから求められる。

以下、アンプ設定レベル及び操作量ＭＶの設定について、アンプ出力レベルを均等な値に設定する場合（ａ）と、アンプ出力レベルを個別な値に設定する場合（ｂ）の各場合について説明する。

（ａ）アンプ出力レベルの均等設定
アンプ出力レベルの均等設定、及びこの均等設定に伴う操作量ＭＶにおいて、各電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍはアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと比較する際に基準値となる値である。このアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍは、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づく設定（ａ１）、又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく設定（ａ２）により得ることができる。

（ａ１）合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づく設定
図９及び図１０は、アンプ出力レベルの均等設定及び操作量ＭＶの設定を、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づいて行う例を説明するための説明図及びフローチャートである。図９は横軸に出力を示し縦軸に電源効率を表している。なお、図９は３台の電力増幅器のアンプ出力が等しい場合を示している。

図９（ａ）は正常に動作している状態を示し、３台の電力増幅器はアンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３の等しい電力出力を出力している状態を示している。正常動作により、各アンプのアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍはＰ_ｃｏｍ／３となり、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３は等しい出力レベルとなる。これにより、合成出力Ｐ_ｏｕｔ（＝ｐ_ｏｕｔ１＋ｐ_ｏｕｔ２＋ｐ_ｏｕｔ３）が出力される。合成出力Ｐ_ｏｕｔは合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに応じた出力レベルとなる。このとき、各電力増幅器は同じ出力電力／電源効率特性を有しているため、各電力増幅器の電源効率ＥＦ１は等しく、全体の電源効率は高い状態にある。

図９（ｂ）は、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３が低下した異常状態を示し、合成出力Ｐ_ｏｕｔ（＝ｐ_ｏｕｔ１＋ｐ_ｏｕｔ２＋ｐ_ｏｕｔ３）は合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍにより低い値となる。アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２は、各電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／３）に基づいた等しい出力レベルとなるが、ｐ_ｏｕｔ３はアンプ異常によりアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／３）より低くなる。このとき、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２を出力する電力増幅器の電源効率はＥＦ１に保持されるが、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３の電力増幅器の電源効率はＥＦ２に低下するため、全体の電源効率は低下する。

図９（ｃ）は、アンプの異常を検出した際の操作量ＭＶの設定を示している。図９（ｂ）に示すように、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３が低下した場合には、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３とアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／３）との間に差分Δ１が生じる。操作量ＭＶは、この差分を解消するアンプのゲイン調整量であり、出力が低下したアンプ出力ｐ_ｏｕｔ３をアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／３）まで上昇させる。これにより、各アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１， ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３は等しい出力レベルとなり、各アンプの電源効率は等しくＥＦ１となり、全体の電源効率は高い状態に戻る。

図１０のフローチャートにおいて、アンプ異常検出（ＳＡ）の後、操作量ＭＶを設定し（ＳＢ）、操作量ＭＶに基づいてアンプ制御（ＳＣ）を行い、電力合成（ＳＤ）で合成出力を出力すると共に出力検出（ＳＥ）を行う。

以下では、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに基づいて行う操作量ＭＶの設定（ＳＢ）について、操作量ＭＶとして減衰器付きアンプの減衰量Ａ_ｔｔを適用した場合について説明する。

アンプ異常検出（ＳＡ）に基づいて、駆動する電力増幅器の台数Ｎを求める（Ｓ５１）。合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと電力増幅器の台数Ｎに基づいて、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍをＮで除算して一台あたりのアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／Ｎ）を算出する（Ｓ５２）。算出したアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとの差分Δ１（＝ｐ_ｆｂ－ｐ_ｃｏｍ）を算出し（Ｓ５３）、この差分Δ１を解消する減衰量Ａ_ｔｔを求め（Ｓ５４）、求めた減衰量Ａ_ｔｔを更新して保存する（Ｓ５５）。

更新した減衰量Ａ_ｔｔを用いたゲインで電力増幅器を駆動制御し（ＳＣ）、各電力増幅器のアンプ出力を電力合成する（ＳＤ）。出力検出（ＳＥ）は、各電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ、あるいは電力合成した合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する。

（ａ２）合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づく設定
図１１及び図１２は、アンプ出力レベルの均等設定及び操作量ＭＶの設定を合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて行う例を説明するための説明図及びフローチャートである。図１１は横軸に出力を示し縦軸に電源効率を表している。なお、図１１は３台の電力増幅器のアンプ出力が等しい場合を示している。

図１１（ａ）は正常に動作している状態を示し、３台の電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ１，ｐ_ｆｂ２，ｐ_ｆｂ３は等しい電力出力である状態を示している。このときの合成出力フィードバック値をＰ_ＦＢ１としたとき、正常動作では、各電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ１，ｐ_ｆｂ２，ｐ_ｆｂ３の出力レベルは、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ１を電力増幅器の台数分で均等に分けた一台当たりのアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ（＝Ｐ_ＦＢ１／３）に等しく、合成出力Ｐ_ｏｕｔは（ｐ_ｆｂ１＋ｐ_ｆｂ２＋ｐ_ｆｂ３）である。

このとき、各電力増幅器は同じ出力電力／電源効率特性を有しているため、各アンプの電源効率ＥＦ１は等しく、全体の電源効率は高い状態にある。

図１１（ｂ）は、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３が低下した異常状態を示している。この状態では、合成出力Ｐ_ｏｕｔ２（＝ｐ_ｏｕｔ１＋ｐ_ｏｕｔ２＋ｐ_ｏｕｔ３）は正常状態の合成出力Ｐ_ｏｕｔ１より低い値となる。アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２は、正常状態の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ１を電力増幅器の台数分で均等分けしたアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ（＝Ｐ_ＦＢ１／３）の出力レベルである。これに対して、ｐ_ｏｕｔ３はアンプ異常によりアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ（＝Ｐ_ＦＢ１／３）よりも低い値となる。

このとき、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２を出力する電力増幅器の電源効率はＥＦ１に保持されているが、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３のアンプの電源効率はＥＦ２に低下するため、電力増幅部全体の電源効率は低下する。

図１１（ｃ）は、アンプ異常を検出した際の操作量ＭＶの設定を示している。図１１（ｂ）に示すように、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３が低下した場合には、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ３と正常状態のアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ（＝Ｐ_ＦＢ１／３）との間に差分Δ２が生じる。操作量ＭＶは、この差分を解消するためにアンプのゲインを調整する調整量であり、出力が低下したアンプ出力ｐ_ｏｕｔ３を上昇させると共にアンプ出力ｐ_ｏｕｔ１及びｐ_ｏｕｔ２を下降させて等しい出力レベルとし、全ての電力増幅器の電源効率を等しくする。

このときのアンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３はアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ２（＝Ｐ_ＦＢ２／３）となる。なお、調整後の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ２は、上昇調整したアンプ出力ｐ_ｏｕｔ３と下降調整したアンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２を加算した値である。
これにより、各アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３は等しい出力レベルとなり、各電力増幅器の電源効率は等しくＥＦ３となり、電力増幅部全体の電源効率をゲイン調整前よりも上昇さることができる。

図１２のフローチャートにおいて、故障アンプ検出（ＳＡ）の後、操作量ＭＶを設定し（ＳＢ）、操作量ＭＶに基づいてアンプ制御（ＳＣ）を行い、電力合成（ＳＤ）で合成出力を出力すると共に、出力検出（ＳＥ）を行う。

以下では、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて行う操作量ＭＶの設定（ＳＢ）について、操作量ＭＶとして減衰器付きアンプの減衰量Ａ_ｔｔを適用した場合について説明する。

故障アンプ検出（ＳＡ）に基づいて、駆動する電力増幅器を特定し駆動が可能な台数Ｎを求める（Ｓ６１）。合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと電力増幅器の台数Ｎに基づいて、合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢをＮで除算して電力増幅器一台あたりのアンプ出力換算値ｐ_ＦＢ（＝Ｐ_ＦＢ／Ｎ）を算出する（Ｓ６２）。算出したアンプ出力換算値ｐ_ＦＢと各電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとの差分Δ２（＝ｐ_ｆｂ－ｐ_ＦＢ）を算出し（Ｓ６３）、この差分Δ２を解消する減衰量Ａ_ｔｔを駆動する各電力増幅器について求め（Ｓ６４）、求めた減衰量Ａ_ｔｔを更新して保存する（Ｓ６５）。
更新した減衰量Ａ_ｔｔを用いて求めた各電力増幅器のゲインにより各電力増幅器を駆動制御し（ＳＣ）、各電力増幅器のアンプ出力を電力合成する（ＳＤ）。出力検出（ＳＥ）は、各電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ、あるいは電力合成した合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する。

（ｂ）アンプ出力レベルの個別設定
アンプ出力レベルの個別設定は、複数台の電力増幅器を等しい電源効率で駆動すると共に、電力合成した合成出力が合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとなるように各電力増幅器のアンプ出力レベルを設定する。このとき、各電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍは各電力増幅器のアンプ出力レベルの指標となる値であり、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの合計値が合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとなるように設定する。

図１３及び図１４は、アンプ出力レベルの個別設定及び操作量ＭＶの設定を説明するための説明図及びフローチャートである。図１３は横軸に出力を示し縦軸に電源効率を表している。
図１３（ａ）は正常に動作している状態を示し、３台の電力増幅器は等しい電源効率ＥＦ４で駆動し、それぞれｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３のアンプ出力を出力している。アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３を合成電力して得られる合成出力Ｐ_ｏｕｔ１（＝ｐ_ｏｕｔ１＋ｐ_ｏｕｔ２＋ｐ_ｏｕｔ３）は、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに応じた出力レベルである。電力増幅器が固有の出力電力／電源効率特性を備えている場合には、電源効率を同一としたとき、各電力増幅器は各出力電力／電源効率特性に応じて異なるアンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３を出力する。図１３（ａ）はこの状態を示し、各電力増幅器は同一の電源効率ＥＦ４において異なるアンプ出力ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３を出力する。

図１３（ｂ）は、一台の電力増幅器が停止しアンプ出力ｐ_ｏｕｔ３が消失した異常状態を示している。この状態では、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１及びｐ_ｏｕｔ２を出力する電力増幅器の電源効率は同一であるものの、合成出力Ｐ_ｏｕｔ３（＝ｐ_ｏｕｔ１＋ｐ_ｏｕｔ２）は正常状態の合成出力Ｐ_ｏｕｔ１より低い値となり、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍから逸脱する。

図１３（ｃ）は、アンプ異常を検出した際の操作量ＭＶの設定を示している。図１３（ｂ）に示すようにアンプ出力ｐ_ｏｕｔ３が消失した場合には、合成出力Ｐ_ｏｕｔ３は合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍよりもアンプ出力ｐ_ｏｕｔ３だけアンプ出力が不足する。このアンプ出力の不足分を補償するために、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１及びアンプ出力ｐ_ｏｕｔ２を増加させる。アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１及びアンプ出力ｐ_ｏｕｔ２の増加は、電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを上昇させ、このアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上昇に対応する操作量ＭＶにより電力増幅器のゲインを調整する。

この電力増幅器のゲインを調整において、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１及びアンプ出力ｐ_ｏｕｔ２の配分は、出力電力／電源効率特性に基づいて各電力増幅器の電源効率が同一の値となるように設定する。図１３（ｃ）では、アンプ出力ｐ_ｏｕｔ１及びアンプ出力ｐ_ｏｕｔ２は、共に電源効率ＥＦ５となるように配分した状態を示している。
これにより、各電力増幅器の電源効率は等しくＥＦ５となり、電力増幅部全体の電源効率をゲイン調整前よりも上昇させることができる。

図１４のフローチャートにおいて、アンプ異常検出（ＳＡ）の後、操作量ＭＶを設定し（ＳＢ）、操作量ＭＶに基づいてアンプ制御（ＳＣ）を行い、電力合成（ＳＤ）で合成出力を出力すると共に、出力検出（ＳＥ）を行う。

以下では、アンプ出力レベルを電力増幅器について個別に定める操作量ＭＶの設定（ＳＢ）について、操作量ＭＶとして減衰器付きアンプの減衰量Ａ_ｔｔを適用した場合について説明する。

故障アンプ検出（ＳＡ）に基づいて、駆動する電力増幅器を特定する（Ｓ７１）。合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと出力電力／電源効率特性とに基づいて、駆動する電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを算出する（Ｓ７２）。出力電力／電源効率特性は、電力増幅器のアンプ出力と電力効率との関係を表す特性データであり、電力増幅部を構成する各段の電力増幅器が備える固有の特性データであり、読み出し可能な記憶手段に格納しておき、駆動する電力増幅器に基づいて読み出し、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの算出に用いる（Ｓ７０）。（Ｓ７２）で算出した電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍに基づいて減衰量Ａ_ｔｔを求め（Ｓ７３）、求めた減衰量Ａ_ｔｔを更新して保存する（Ｓ７４）。
更新した減衰量Ａ_ｔｔを用いて求めた各電力増幅器のゲインにより各電力増幅器を駆動制御し（ＳＣ）、各電力増幅器のアンプ出力を電力合成する（ＳＤ）。出力検出（ＳＥ）は、各電力増幅器のアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂ、あるいは電力合成した合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する。

次に、減衰量Ａ_ｔｔを設定する動作例１～動作例３について図１５～図２１を用いて説明し、電源効率ＥＦを設定する動作例４について図２２を用いて説明する。

（３ｂ－３：減衰量Ａ_ｔｔの設定動作）
動作例１～動作例３は、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準値とする所定範囲内に収斂することを条件として減衰量Ａ_ｔｔを設定する動作例である。
（ａ）設定動作例１
動作例１は、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準値とする所定範囲内に収斂するか否かの判断において、第１段でアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限と比較し、第２段でアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限と比較する。

初めに初期減衰量Ａ_ｔｔｏを設定しておく（Ｓ８０）。初期減衰量Ａ_ｔｔｏの設定動作例を図１５のフローチャートを用いて説明する。
合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを取得し（Ｓ８０ａ）、電力増幅部を構成する電力増幅器の段数Ｎ（台数Ｎ）を取得する（Ｓ８０ｂ）。取得した合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと段数Ｎに基づいて、各電力増幅器のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ（＝Ｐ_ｃｏｍ／Ｎ）を求める（Ｓ８０ｃ）。

各電力増幅器の出力電力／電源効率特性とアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとに基づいて、各電力増幅器の減衰量Ａ_ｔｔを算出する。減衰量Ａ_ｔｔの算出において、各電力増幅器のアンプ出力ｐ_ｏｕｔの合成出力の値がアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとなる条件と各電力増幅器の電源効率が同一の効率となる条件との２つの条件を満たす減衰量Ａ_ｔｔを、出力電力／電源効率特性に基づいて求める（Ｓ８０ｄ）。求めた減衰量Ａ_ｔｔを初期減衰量Ａ_ｔｔｏとして設定する（Ｓ８０ｅ）。

設定動作例１を図１６のフローチャート及び図１７の動作図を用いて説明する。Ｓ８０で設定した初期減衰量Ａ_ｔｔｏを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ８１）。

第１段の比較において、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限とを比較する。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限として、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍに閾値ｐ_ｔｈを加算した値（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を用いる（Ｓ８２）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えない場合には（Ｓ８２）、減衰量Ａ_ｔｔを下げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを上昇させる（Ｓ８３ｄ）。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）以上である場合には（Ｓ８２）、減衰量Ａ_ｔｔを上げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを下降させる（Ｓ８３ｕ）。Ｓ８３で設定した減衰量Ａ_ｔｔを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ８４）。

第２段の比較において、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限とを比較する。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限として、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍから閾値ｐ_ｔｈを減算した値（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を用いる（Ｓ８５）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）以上である場合には（Ｓ８５）、減衰量Ａ_ｔｔを上げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを下降させる（Ｓ８６ｕ）。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）未満である場合には（Ｓ８５）、減衰量Ａ_ｔｔを下げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを上昇させる（Ｓ８６ｄ）。Ｓ８６で設定した減衰量Ａ_ｔｔを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ８７）。

取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限及び下限の範囲内に収斂したか否かを判定する（Ｓ８８）。
アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲外である場合には（Ｓ８８）、Ｓ８１に戻って減衰量Ａ_ｔｔを再度求める。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内にある場合には（Ｓ８８）、減衰量Ａ_ｔｔをその時点の値で確定する（Ｓ８９）。

図１７（ａ）の動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）未満の値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ８３ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）未満まで上昇したときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８６ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

図１７（ｂ）の動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えた値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ８３ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えて上昇したときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８６ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

図１７（ｃ）の動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の間の値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ８３ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えて上昇したときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８６ｕ）。アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を下回らない場合には、再度第１段の比較を行って減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８３ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回らない場合には、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８６ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

図１７（ｄ）の動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越える値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８３ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂの下降が下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えないときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ８６ｕ）。アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回った場合には、再度第１段の比較を行って減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ８３ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えない場合には、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げ（Ｓ８６ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

（ｂ）設定動作例２
設定動作例２は、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準値とする所定範囲内に収斂するか否かの判断において、第１段でアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限と比較し、第２段でアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限と比較する。

設定動作例２を図１８のフローチャート及び図１９の動作図を用いて説明する。動作例１と同様に、Ｓ８０で設定した初期減衰量Ａ_ｔｔｏを設定しておき、この初期減衰量Ａ_ｔｔｏを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ９１）。

第１段の比較において、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限とを比較する。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限として、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍから閾値ｐ_ｔｈを減算した値（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を用いる（Ｓ９２）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）未満の場合には（Ｓ９２）、減衰量Ａ_ｔｔを下げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを上昇させる（Ｓ９３ｄ）。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）以上である場合には（Ｓ９２）、減衰量Ａ_ｔｔを上げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを下降させる（Ｓ９３ｕ）。Ｓ９３で設定した減衰量Ａ_ｔｔを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ９４）。

第２段の比較において、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限とを比較する。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限として、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍに閾値ｐ_ｔｈを加算した値（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を用いる（Ｓ９５）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）以上である場合には（Ｓ９５）、減衰量Ａ_ｔｔを上げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを下降させる（Ｓ９６ｕ）。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）未満である場合には（Ｓ９５）、減衰量Ａ_ｔｔを下げ、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを上昇させる（Ｓ９６ｄ）。Ｓ９６で設定した減衰量Ａ_ｔｔを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ９７）。

取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限及び下限の範囲内に収斂したか否かを判定する（Ｓ９８）。
アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲外である場合には（Ｓ９８）、Ｓ９１に戻って減衰量Ａ_ｔｔを再度求める。一方、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内にある場合には（Ｓ９８）、減衰量Ａ_ｔｔをその時点の値で確定する（Ｓ９９）。

図１９（ａ）の設定動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）未満の値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ９３ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）未満まで上昇したときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ９６ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えた場合には、再度第１段の比較を行って減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ９３ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが依然として上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えた状態にあるときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ９６ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

図１９（ｂ）の設定動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えた値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げる（Ｓ９３ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えて下降したときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ９６ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えない場合には、再度第１段の比較を行って減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ９３ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えた場合には、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げ（Ｓ９６ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

図１９（ｃ）の設定動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の間の値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げ（Ｓ９３ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を越えて下降したときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ９６ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

図１９（ｄ）の設定動作例では、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を越えた値から制御を開始し、第１段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを上げ（Ｓ９３ｕ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の間の値となったときには、第２段の比較において減衰量Ａ_ｔｔを下げる（Ｓ９６ｄ）。これによりアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）と範囲内に収まり、減衰量Ａ_ｔｔが設定される。

（ｃ）設定動作例３
設定動作例３は、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを基準値とする所定範囲内に収斂するか否かの判断において、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限とアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限で挟まれる範囲と比較する。

設定動作例３を図２０のフローチャート及び図２１の動作図を用いて説明する。動作例１と同様に、Ｓ８０で設定した初期減衰量Ａ_ｔｔｏを設定しておき、この初期減衰量Ａ_ｔｔｏを用いて電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得する（Ｓ１０１）。

取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限とアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限で挟まれる範囲であるか否かを判定することにより、電力増幅器の減衰量を求める。アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限としてアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍから閾値ｐ_ｔｈを減算した値（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を用い、アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限としてアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍに閾値ｐ_ｔｈを加算した値（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を用いる（Ｓ１０２）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限とアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限で挟まれる範囲内にある場合には、そのときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの上限値（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を超えた値である場合には減衰量を下げ（Ｓ１０４ｄ）、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂがアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの下限値（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）よりも小さい値である場合には減衰量を上げる（Ｓ１０４ｕ）。
Ｓ１０４ｄあるいはＳ１０４ｕにおいて定めた減衰量を用いてＳ１０１に戻り、電力増幅器を駆動してアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを取得して、再度Ｓ１０２以降の工程を繰り替えし、減衰量Ａ_ｔｔを確定する。

図２１（ａ）の設定動作例では、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内にあるため（Ｓ１０２）、このときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

図２１（ｂ）の設定動作例では、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を超えた値であるため（Ｓ１０２）、減衰量を上げる（Ｓ１０４ｕ）。上昇させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内となった場合には（Ｓ１０２）、このときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

図２１（ｃ）の設定動作例では、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を超えた値であるため（Ｓ１０２）、減衰量を上げる（Ｓ１０４ｕ）。上昇させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが、依然として上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を超えた値である場合には（Ｓ１０２）、再度減衰量を上げる（Ｓ１０４ｕ）。上昇させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内となった場合には（Ｓ１０２）、このときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

図２１（ｄ）の設定動作例では、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回る値であるため（Ｓ１０２）、減衰量を下げる（Ｓ１０４ｄ）。下降させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内となった場合には（Ｓ１０２）、このときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

図２１（ｅ）の設定動作例では、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回る値であるため（Ｓ１０２）、減衰量を下げる（Ｓ１０４ｄ）。下降させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが、依然として下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回る値である場合には（Ｓ１０２）、再度減衰量を下げる（Ｓ１０４ｄ）。

下降させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが、依然として下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回る値である場合には（Ｓ１０２）、再度減衰量を下げる（Ｓ１０４ｄ）。下降させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内となった場合には（Ｓ１０２）、このときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

図２１（ｆ）の設定動作例では、取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）を超えた値であるため（Ｓ１０２）、減衰量を上げる（Ｓ１０４ｕ）。上昇させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）を下回る値である場合には（Ｓ１０２）、減衰量を下げる（Ｓ１０４ｄ）。下降させた減衰量で取得したアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが上限（ｐ_ｃｏｍ＋ｐ_ｔｈ）と下限（ｐ_ｃｏｍ－ｐ_ｔｈ）の範囲内となった場合には（Ｓ１０２）、このときの減衰量を減衰量Ａ_ｔｔとして確定する（Ｓ１０３）。

（３ｂ－４：電源効率ＥＦの設定動作）
設定動作例４は、合成出力Ｐ_ｏｕｔが合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを基準値とする所定範囲内に収斂することを条件として電源効率ＥＦを設定する動作例である。
設定動作例４を図２２のフローチャートを用いて説明する。
合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍに対して好適な電源効率ＥＦを設定するために、基準となる合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを取得し（Ｓ１１０）、電源増幅器の初期電源効率ＥＦ０を設定する（Ｓ１１１）。

各電源増幅器の出力電力／電源効率特性に基づいて、初期電源効率ＥＦ０に対応して各電源増幅器のアンプ出力ｐ_ｏｕｔを求める。電源増幅部が備える複数台の電源増幅器の出力電力／電源効率特性が同一である場合には、各電源増幅器のアンプ出力ｐ_ｏｕｔは同じ出力電力となる（Ｓ１１２）。求めたアンプ出力ｐ_ｏｕｔを加算して合成出力Ｐ_ｏｕｔを算出する（Ｓ１１３）。

電源増幅部に求められる合成出力の下限出力Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を設定し、Ｓ１１３で算出した合成出力Ｐ_ｏｕｔがこの下限出力Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を満たすものであるか否かを判定する（Ｓ１１４）。

算出した合成出力Ｐ_ｏｕｔが下限出力Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を超える場合には、必要とする最低限の電力出力が得られると判断し、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを満足するものであるかを判定する。この判定は、合成出力Ｐ_ｏｕｔが合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍの許容誤差ΔＰ範囲内にあるか否かに基づいて行うことができる（Ｓ１１５）。

算出した合成出力Ｐ_ｏｕｔが合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍの許容誤差ΔＰ範囲内にある場合には、Ｓ１１２で求めたｐ_ｏｕｔを各電源増幅器のアンプ出力ｐ_ｏｕｔとして定める（Ｓ１１７）。

算出した合成出力Ｐ_ｏｕｔが合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍの許容誤差ΔＰ範囲内にない場合には、電源効率ＥＦを変更し（Ｓ１１８）、Ｓ１１２からの工程を繰り返す。

Ｓ１１４において、算出した合成出力Ｐ_ｏｕｔが下限出力Ｐ_{ｌｉｍｉｔ}を超えない場合には、電源効率ＥＦの変更が可能である場合には、電源効率ＥＦを変更し（Ｓ１１８）、Ｓ１１２からの工程を繰り返す。一方、電源効率ＥＦの変更ができない場合には、現時点の電源増幅器の設定では満足する合成出力Ｐ_ｏｕｔが得られないため、電源増幅器の設定を見直す（Ｓ１１９）。

（４）スイッチングアンプによる高周波電源装置
電力増幅部の各段の電力増幅器が位相制御部を含むスイッチングアンプで構成される場合には、操作量ＭＶは位相制御部の位相シフト量θ、位相量Θにより設定される。以下、スイッチングアンプによる高周波電源装置の構成例を、図２３を用いて説明し、位相制御部の構成例を、図２４を用いて説明する。

構成例１：
図２３は本発明の高周波電源装置のスイッチングアンプによる構成例を説明するためのブロック図である。

構成例１は、各電力増幅器の各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを位相シフト量θ、位相量Θにより制御すると共に、高周波電源装置の出力レベルの制御を直流電源の直流電圧の増減制御により行う例を示している。構成例１では、直流電源の直流電圧をＰＷＭ制御により増減制御する例を示している。

高周波電源装置２０は、制御部２１、直流電源部２２、分配部２３、電力増幅部２４、アンプ出力検出部２５、電力合成部２６、合成出力検出部２７、Ａ／Ｄコンバータ２８、ＲＦ信号発生部２９を備える。

直流電源部２２は直流電圧を制御可能とする電源部であり、交流電源２２ａ、交流電源２２ａの交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換部２２ｂ、ＡＣ／ＤＣ変換部２２ｂで変換した直流電圧をＰＷＭ制御によって振幅増幅するＤＣ／ＤＣ変換部２２ｃ、ＤＣ／ＤＣ変換部２２ｃのＰＷＭ制御に用いるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部２２ｄを備える。

ＤＣ／ＤＣ変換部２２ｃは、ＰＷＭ信号生成部２２ｄで生成したＰＷＭ信号に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比に応じた直流電圧を出力し、終端段パワーアンプ２４ｃに印加される。

電力増幅部２４は複数段の電力増幅器２４Ａ、２４Ｂ、・・・２４Ｎを備える。各電力増幅器２４Ａ～２４Ｎは、ＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａ、ドライバ回路２４ｂ、終端段パワーアンプ２４ｃの各デジタルアンプを直列接続して構成される。ＲＦ信号発生部２９で生成されたＲＦ信号は分配部２３から各電力増幅器２４Ａ、２４Ｂ、・・・２４Ｎに分配される。ＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａは、分配部２３から分配されたＲＦ信号を位相シフト信号に変換し、更に位相シフト制御により各電力増幅器２４Ａ、２４Ｂ、・・・２４Ｎの各アンプ出力の出力レベルを制御する。直流電源部２２から印加される直流電圧をＰＷＭ制御により調整し、終端段パワーアンプ２４ｃを電圧調整することにより、パワー制御の精度が高められる。

ＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａは、半導体スイッチング素子のブリッジ回路で構成されたＤ級アンプのＣＤ／ＲＦ変換器を用いることができる。

電力増幅器２４ＡのＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａと、電力増幅器２４ＢのＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａとを位相シフト量θ、位相量Θに基づいて位相シフト制御を行い、電力合成部２６で電力合成する。同様に、電力増幅器２４ＣのＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａと、電力増幅器２４ＤのＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａとを位相シフト量θ、位相量Θに基づいて位相シフト制御を行い、電力合成部２６で電力合成する。

制御部２１は、電力増幅部２４の電力増幅器（２４Ａ～２４Ｎ）のＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａのスイッチングの位相を制御する位相シフト量設定制御部２１ａ、電力増幅器（２４Ａ～２４Ｎ）の異常を検出する電力増幅器異常検出部２１ｂ、分配部２３によるＲＦ信号の分配を制御する分配制御部２１ｃ、高周波信号（ＲＦ信号）の周波数や信号レベルを設定するＲＦ信号設定部２１ｄ、終端段パワーアンプ２４ｃの出力レベルを制御する直流電源制御部２１ｅを備える。

位相シフト量設定制御部２１ａは、アンプ出力基準値設定部２１ａ－１と操作量設定部１１ａ－２とを備える。なお、図２３ではアンプ出力基準値設定部２１ａ－１と操作量設定部１１ａ－２は記載を省略している。
アンプ出力基準値設定部２１ａ－１は、電力増幅器２４Ａ～２４Ｎのアンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆを設定する。操作量設定部２１ａ－２は、アンプ出力検出部２５で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値設定部２１ａ－１で設定されたアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとを比較し、この比較に基づいて各電力増幅器２４Ａ～２４Ｎの各アンプ出力の出力レベルを制御する位相シフト量θを電力増幅器２４Ａ～２４Ｎ毎に設定する。電力増幅器２２Ａ～２４Ｎの各ＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａは、位相シフト量θに基づいて、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂとアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆとの偏差が減少するように制御される。位相シフト量θはアンプゲインに相当する。位相シフト量θに基づいて電力増幅部２４の各電力増幅器２４Ａ～２４Ｎのアンプ出力の出力レベルを制御する。

アンプ出力基準値設定部２１ａ－１は、高周波電源装置２０が出力端ＯＵＴから出力する出力レベルを、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は合成出力検出部２７で検出された合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて、電力増幅器２４Ａ～２４Ｎのアンプ出力の出力レベルを指令するアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、アンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）を設定する。

アンプ出力基準値設定部２１ａ－１によるアンプ出力基準値ｐ_ｒｅｆ（アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍ、アンプ出力換算値ｐ_ＦＢ）の設定は、電力増幅器２４Ａ～２４Ｎの個数Ｎ、及び各電力増幅器２４Ａ～２４Ｎの出力電力／電源効率に基づいて、合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを按分することで行われる。終端段パワーアンプ２４ｃの出力レベルは、直流電源制御部２１ｅの直流電源電圧によって制御することができる。

構成例２：
構成例２はＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａに代えてトライアック等を用いた位相制御器を用いた構成である。
構成例１は、ＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａにおいて、ＲＦ位相変換部により位相シフト信号に変換し、位相制御部により各電力増幅部を位相シフト制御する例を示している。

一方、構成例２の位相制御器は、位相量Θを用いてトライアックを導通するタイミングを制御して電力制御を行う。構成例２の位相制御器では、ＲＦ位相変換部・位相制御部２４ａに代えてトライアック等のスイッチング素子のオン／オフを位相量Θで調整することによりアンプ出力の電力制御を行う。

図２４はトライアックを用いた位相制御器の一構成例を示している。位相制御器は、抵抗とスイッチング素子の直列回路とトライアックとを並列接続し、スイッチング素子と一方の抵抗との接続端をトライアックのゲート端に接続される。スイッチング素子をＯＮ状態とするタイミングを位相量Θで調整することによりアンプ出力の電力制御を行う。

本発明の高周波電源装置は、半導体製造装置や液晶パネル製造装置等に用いられる高周波電源（ＲＦジェネレータ）に適用することができる。

１ 制御部
１ａ アンプ制御部
１ａ－２ 操作量設定部
１ａ－１ アンプ出力基準値設定部
１ｂ アンプ異常検出部
１ｃ 分配制御部
１ｄ ＲＦ信号設定部
２ ＲＦ信号部
３ 分配部
４ 電力増幅部
４Ａ，４Ｂ 電力増幅器
５ アンプ出力検出部
６ 電力合成部
７ 合成出力検出部
１０ 高周波電源装置
１１ 制御部
１１ａ アンプ制御部
１１ａ－１ アンプ出力基準値設定部
１１ａ－２ 操作量設定部
１１ｂ 電力増幅器異常検出部
１１ｃ 分配制御部
１１ｄ ＲＦ信号設定部
１２ ＲＦ信号部
１２ａ ＲＦ信号生成部
１２ｂ 電力制御アンプ
１２ｃ 電力制御インターフェース
１３ 分配部
１４ 電力増幅部
１４Ａ～１４Ｄ 電力増幅器
１４ａ 可変ゲインアンプ
１４ｂ ドライバアンプ
１４ｃ 終端段パワーアンプ
１５ アンプ出力検出部
１６ 電力合成部
１７ 合成出力検出部
１８ Ａ／Ｄコンバータ
１９ Ｄ／Ａコンバータ
２０ 高周波電源装置
２１ 制御部
２１ａ 位相シフト量設定制御部
２１ａ－１ アンプ出力基準値設定部
２１ａ－２ 操作量設定部
２１ｂ 電力増幅器異常検出部
２１ｃ 分配制御部
２１ｄ ＲＦ信号設定部
２１ｅ 直流電源制御部
２２ 直流電源部
２２Ａ～２４Ｎ 電力増幅器
２２ａ 交流電源
２２ｄ ＰＷＭ信号生成部
２３ 分配部
２４ 電力増幅部
２４Ａ～２４Ｎ 電力増幅器
２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ 電力増幅器
２４ａ ＲＦ位相変換部・位相制御部
２４ｂ ドライバ回路
２４ｃ 終端段パワーアンプ
２５ アンプ出力検出部
２６ 電力合成部
２７ 合成出力検出部
２８ Ａ／Ｄコンバータ
２９ ＲＦ信号発生部
Ａ_ｔｔ 減衰量
Ａ_ｔｔｏ 初期減衰量
ＥＦ，ＥＦ１～ＥＦ４ 電源効率
ＥＦ０ 初期電源効率
ＭＶ 操作量
ＭＶo 初期値
ＯＵＴ 出力端
Ｐ_ＦＢ，Ｐ_ＦＢ１，Ｐ_ＦＢ２ 合成出力フィードバック値
Ｐ_ｆｂ，ｐ_ｆｂ１，ｐ_ｆｂ２ アンプ出力フィードバック値
Ｐ_{ｌｉｍｉｔ} 下限出力
Ｐ_ｏｕｔ，Ｐ_ｏｕｔ１，Ｐ_ｏｕｔ２，Ｐ_ｏｕｔ３ 合成出力
Ｐ_ｔｈ１，Ｐ_ｔｈ２ 合成出力閾値
ＰＳ 高周波電源装置
ｐ_ＦＢ アンプ出力換算値
ｐ_ｃｏｍ アンプ出力指令値
ｐ_ｏｕｔ，ｐ_ｏｕｔ１，ｐ_ｏｕｔ２，ｐ_ｏｕｔ３ アンプ出力
ｐ_ｒｅｆ アンプ出力基準値
ｐ_ｔｈ 閾値
ｐ_ｔｈ３，ｐ_ｔｈ４ アンプ出力閾値
Δ１，Δ２ 差分
ΔＰ 許容誤差
ΔＰ_ＦＢ 差分
Δｐ_ｆｂ 差分
Θ 位相量
θ 位相シフト量

Claims (14)

1. 複数段のアンプが並列構成された電力増幅部と、
   前記各電力増幅部の各アンプに高周波信号を分配する分配部と、
   前記各電力増幅部で電力増幅された複数のアンプ出力を電力合成し、電力合成で得られた合成出力を出力する電力合成部と、
   前記電力増幅部のアンプ出力を検出し、アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂを出力するアンプ出力検出部と、
   前記電力合成部と出力端との間に接続され、進行波電力を分離し、前記電力合成部の合成出力の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを検出する合成出力検出部と、
   各アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、前記アンプ出力検出部で検出された各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとを比較し、前記各電力増幅部の各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを電力増幅部毎に設定し当該各操作量ＭＶに基づいて前記各電力増幅部の各アンプ出力の出力レベルを制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを前記電力合成部の合成出力の目標値を定める合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は前記合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて定める、
   高周波電源装置。
2. 前記制御部は、前記合成出力の出力レベルを定める合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと、前記電力増幅部の個数Ｎ（Ｎは２以上の整数）、及び各電力増幅部の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、
   各アンプ出力検出部で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとなるように制御する操作量ＭＶを設定する、
   請求項１に記載の高周波電源装置。
3. 前記各電力増幅部は等しい出力電力／電源効率特性を備え、
   前記制御部は、前記合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍを前記電力増幅部の個数Ｎで除算して得られる（合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ／個数Ｎ：（Ｐ_ｃｏｍ／Ｎ））の均等出力を各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとして定める、
   請求項２に記載の高周波電源装置。
4. 前記各電力増幅部はそれぞれ固有の出力電力／電源効率特性を備え、
   前記制御部は、前記電力増幅部の各固有の出力電力／電源効率特性において、同一の電源効率に対して定まる各出力電力値を各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとし、当該各アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの総和が前記合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとなるように定める、
   請求項２に記載の高周波電源装置。
5. 前記制御部は、前記電力合成部の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと、前記電力増幅部の個数Ｎ及び各電力増幅部の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、各アンプ出力検出部で検出されたアンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとなるように制御する操作量ＭＶを設定する、
   請求項１に記載の高周波電源装置。
6. 前記各電力増幅部は等しい出力電力／電源効率特性を備え、
   前記制御部は、前記合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢを前記電力増幅部の個数Ｎで除算して得られる（合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢ／電力増幅部の個数Ｎ：（Ｐ_ＦＢ／Ｎ））の均等出力を各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとして定める、
   請求項５に記載の高周波電源装置。
7. 前記各電力増幅部はそれぞれ固有の出力電力／電源効率特性を備え、
   前記制御部は、前記電力増幅部の各固有の出力電力／電源効率特性において、同一の電源効率に対して定まる各出力電力値を各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとし、当該各アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍの総和が前記合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢとなるように定める、
   請求項２に記載の高周波電源装置。
8. 前記各電力増幅部の各アンプ段は可変減衰器付きアンプを含むリニアアンプで構成され、
   前記操作量ＭＶは、前記可変減衰器付きアンプの可変減衰器の減衰量である、請求項１から７の何れか一つに記載の高周波電源装置。
9. 前記各電力増幅部の各アンプ段は位相制御部を含むスイッチングアンプで構成され、
   前記操作量ＭＶは、前記位相制御部の位相量である、請求項１から７の何れか一つに記載の高周波電源装置。
10. 前記制御部は、前記合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと前記合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍとの比較、あるいは前記合成出力のフィードバック値Ｐ_ＦＢの変動量に基づいて、前記電力増幅部の異常を検出する、
    請求項２から７の何れか一つに記載の高周波電源装置。
11. 前記制御部は、前記アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとの比較、あるいは前記アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂの変動量に基づいて、前記電力増幅部の異常を検出する、
    請求項２から７の何れか一つに記載の高周波電源装置。
12. 複数段のアンプが並列構成された電力増幅部と、
    前記各電力増幅部の各アンプ段に高周波信号を分配する分配部と、
    前記各電力増幅部で電力増幅された複数のアンプ出力を電力合成し、得られた合成出力を出力する電力合成部と、を備える高周波電源装置の制御方法において、
    （ａ）前記電力合成部の合成出力の目標値を定める合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍ又は前記電力合成部の合成出力の合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢに基づいて各アンプ出力の出力レベルを定めるアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、
    （ｂ）各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂと各アンプ出力のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとを比較し、
    （ｃ）各アンプ出力の出力レベルを制御する操作量ＭＶを電力増幅部毎に設定し、
    （ｄ）前記各操作量ＭＶに基づいて前記各電力増幅部の各アンプ出力の出力レベルを制御する、
    高周波電源装置の制御方法。
13. 前記合成出力指令値Ｐ_ｃｏｍと、前記電力増幅部の個数Ｎ、及び各電力増幅部の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、
    各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍとなるように制御する操作量ＭＶを設定する、
    請求項１２に記載の高周波電源装置の制御方法。
14. 前記合成出力フィードバック値Ｐ_ＦＢと、前記電力増幅部の個数Ｎ及び各電力増幅部の出力電力／電源効率特性とに基づいて、各電力増幅部のアンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍを定め、
    各アンプ出力フィードバック値ｐ_ｆｂが前記アンプ出力指令値ｐ_ｃｏｍになりように制御する操作量ＭＶを設定する、
    請求項１２に記載の高周波電源装置の制御方法。

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