JP2713253B2 - 固体化電力増幅器 - Google Patents
固体化電力増幅器Info
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- JP2713253B2 JP2713253B2 JP7188566A JP18856695A JP2713253B2 JP 2713253 B2 JP2713253 B2 JP 2713253B2 JP 7188566 A JP7188566 A JP 7188566A JP 18856695 A JP18856695 A JP 18856695A JP 2713253 B2 JP2713253 B2 JP 2713253B2
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- Japan
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- power
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- amplifier
- power amplifier
- circuit
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可変出力マイクロ波増幅
器に関し、特にマルチ・ポート・アンプやマルチ・マト
リクス・アンテナ用アンプに適用される固体化電力増幅
器に関する。
器に関し、特にマルチ・ポート・アンプやマルチ・マト
リクス・アンテナ用アンプに適用される固体化電力増幅
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマルチ・ポート・アンプは、図２
に示すように、複数個の固体化増幅器１０１を並列配置
し、その入力側と出力側に複数個のハイブリッド１０
２，１０３を直列ないし交差的に接続したインプットマ
トリクス１０４とアウトプットマトリクス１０５を有し
ている。入力電力はインプットマトリクス１０４で各固
体化増幅器１０１に配分され、増幅される。増幅された
ＲＦ電力はアウトプットマトリクス１０５で合成され、
このアウトプットマトリクス１０５に各ビームに対応し
たフィードホーンを接続すれば、各増幅ＲＦ電力は各フ
ィードホーンに供給され、各ビームが空間的に合成され
る。
に示すように、複数個の固体化増幅器１０１を並列配置
し、その入力側と出力側に複数個のハイブリッド１０
２，１０３を直列ないし交差的に接続したインプットマ
トリクス１０４とアウトプットマトリクス１０５を有し
ている。入力電力はインプットマトリクス１０４で各固
体化増幅器１０１に配分され、増幅される。増幅された
ＲＦ電力はアウトプットマトリクス１０５で合成され、
このアウトプットマトリクス１０５に各ビームに対応し
たフィードホーンを接続すれば、各増幅ＲＦ電力は各フ
ィードホーンに供給され、各ビームが空間的に合成され
る。
【０００３】また、従来のマルチ・マトリクス・アンテ
ナ用アンプは図３に示すように複数の固体化増幅器２０
１の入力側と出力側にインプットネットワーク２０２、
アウトプットネットワーク２０３が接続される。そし
て、アウトプットネットワーク２０３に複数のフィード
ホーン２０４が接続されてマルチ・マトリクス・アンテ
ナが構成される。入力電力はインプットネットワーク２
０２で各固体化増幅器２０１に配分され増幅される。増
幅されたＲＦ電力はアウトプットマトリクス２０３で合
成され複数のフィードホーン２０４に供給され各ビーム
が空間的に合成される。
ナ用アンプは図３に示すように複数の固体化増幅器２０
１の入力側と出力側にインプットネットワーク２０２、
アウトプットネットワーク２０３が接続される。そし
て、アウトプットネットワーク２０３に複数のフィード
ホーン２０４が接続されてマルチ・マトリクス・アンテ
ナが構成される。入力電力はインプットネットワーク２
０２で各固体化増幅器２０１に配分され増幅される。増
幅されたＲＦ電力はアウトプットマトリクス２０３で合
成され複数のフィードホーン２０４に供給され各ビーム
が空間的に合成される。
【０００４】このようなマルチ・ポート・アンプやマル
チ・マトリクス・アンテナ用アンプに用いられる固体化
増幅器１０１，２０１は、図４に示すように、ドライバ
アンプ部３０１、ＦＥＴ増幅器３０２、電源部３０３と
で構成されている。そして、入力された電力はドライバ
アンプ３０１にて所定のレベルまで増幅され、ＦＥＴ増
幅器３０２にて更に必要な電力レベルまで増幅される。
このＦＥＴ増幅器３０２の電力増幅素子には、電源部３
０３より直流バイアス電圧が供給されており、このバイ
アス電圧は入力ＲＦ電力の大きさの変化にかかわらず固
定されている。
チ・マトリクス・アンテナ用アンプに用いられる固体化
増幅器１０１，２０１は、図４に示すように、ドライバ
アンプ部３０１、ＦＥＴ増幅器３０２、電源部３０３と
で構成されている。そして、入力された電力はドライバ
アンプ３０１にて所定のレベルまで増幅され、ＦＥＴ増
幅器３０２にて更に必要な電力レベルまで増幅される。
このＦＥＴ増幅器３０２の電力増幅素子には、電源部３
０３より直流バイアス電圧が供給されており、このバイ
アス電圧は入力ＲＦ電力の大きさの変化にかかわらず固
定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、衛星搭載用
中継器の電力増幅器は、使用可能な電力資源が限られて
いるため、高効率であることが要求される。特に、今後
非常に多く使用されると考えられる中／低高度軌道の移
動体衛星は、地球の影に入る頻度が高く供給電力が従来
の静止軌道衛星に比較して少ない上、多数の地上の移動
局がランダムにアクセスするために電力増幅器の負荷が
大きく変動する。したがって、このような負荷の変動に
対しても電力増幅器が常に最大効率で動作することが要
求される。
中継器の電力増幅器は、使用可能な電力資源が限られて
いるため、高効率であることが要求される。特に、今後
非常に多く使用されると考えられる中／低高度軌道の移
動体衛星は、地球の影に入る頻度が高く供給電力が従来
の静止軌道衛星に比較して少ない上、多数の地上の移動
局がランダムにアクセスするために電力増幅器の負荷が
大きく変動する。したがって、このような負荷の変動に
対しても電力増幅器が常に最大効率で動作することが要
求される。
【０００６】しかしながら、前記したようにＦＥＴ電力
増幅部を有する従来の固体化増幅器は、電力増幅素子の
バイアスが入力電力の変動にかかわらず固定となってお
り、飽和点付近で最大効率が得られるようになってい
る。このため、入力が小さい時、例えば、地上からアク
セスする移動局が少ない時は、電力増幅器の効率が非常
に低くなってしまうという問題点があった。
増幅部を有する従来の固体化増幅器は、電力増幅素子の
バイアスが入力電力の変動にかかわらず固定となってお
り、飽和点付近で最大効率が得られるようになってい
る。このため、入力が小さい時、例えば、地上からアク
セスする移動局が少ない時は、電力増幅器の効率が非常
に低くなってしまうという問題点があった。
【０００７】このため、電力増幅器の効率を常に最大と
なるように電力増幅素子のバイアス電力を変化させるこ
とが提案されているが、このバイアス電力の変化に伴っ
て電力増幅器の位相が個々にずれてしまうという問題が
ある。このような位相のずれが生じると、マルチ・ポー
ト・アンプでは出力においてパワーの合成が効率よく行
われなくなり、他のポートへの漏れが大きいという問題
が生じる。また、マルチ・マトリクス・アンテナ用アン
プにおいては、ビームが乱れて所望の特性が得られない
という問題が生じる。
なるように電力増幅素子のバイアス電力を変化させるこ
とが提案されているが、このバイアス電力の変化に伴っ
て電力増幅器の位相が個々にずれてしまうという問題が
ある。このような位相のずれが生じると、マルチ・ポー
ト・アンプでは出力においてパワーの合成が効率よく行
われなくなり、他のポートへの漏れが大きいという問題
が生じる。また、マルチ・マトリクス・アンテナ用アン
プにおいては、ビームが乱れて所望の特性が得られない
という問題が生じる。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、入力電力の変化に対応
して常に最大効率を確保する一方で、位相の変動を防止
することを可能にした固体化電力増幅器を提供すること
にある。
して常に最大効率を確保する一方で、位相の変動を防止
することを可能にした固体化電力増幅器を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の固体化電力増幅
器は、基本的には、入力電力のレベルを検出する手段
と、入力電力の位相を制御する手段と、位相制御された
信号を電力増幅素子により増幅する電力増幅器と、この
電力増幅器のバイアスを制御する手段とを備えており、
検出された入力電力のレベルに応じて位相制御手段と電
力増幅器の各バイアスを制御するように構成する。
器は、基本的には、入力電力のレベルを検出する手段
と、入力電力の位相を制御する手段と、位相制御された
信号を電力増幅素子により増幅する電力増幅器と、この
電力増幅器のバイアスを制御する手段とを備えており、
検出された入力電力のレベルに応じて位相制御手段と電
力増幅器の各バイアスを制御するように構成する。
【００１０】すなわち、本発明は、入力電力を検出する
検波回路と、入力電力の位相を制御する移相回路と、前
記移相回路の出力を増幅する電力増幅器と、前記検波回
路の出力レベルに応じて前記電力増幅素子のバイアス電
圧を制御する電力増幅用バイアス制御回路と、前記検波
回路の出力レベルに応じて前記移相回路のバイアス電圧
を制御する移相用バイアス制御回路と、前記各バイアス
回路に対応して設けられ、前記検波回路の出力レベルを
入力し、この入力に対応して予め設定された変換テーブ
ルに基づいて得られる制御信号を前記各バイアス制御回
路に出力する記録回路とを備え、前記電力増幅用バイア
ス制御回路に対する前記変換テーブルは前記電力増幅器
が最大効率で動作するような制御信号を出力するように
設定され、前記移相用バイアス制御回路に対する前記変
換テーブルは前記電力増幅器のバイアス電圧の変動によ
り生じる位相の変化を打ち消すような制御信号を出力す
るように設定されている構成とされる。
検波回路と、入力電力の位相を制御する移相回路と、前
記移相回路の出力を増幅する電力増幅器と、前記検波回
路の出力レベルに応じて前記電力増幅素子のバイアス電
圧を制御する電力増幅用バイアス制御回路と、前記検波
回路の出力レベルに応じて前記移相回路のバイアス電圧
を制御する移相用バイアス制御回路と、前記各バイアス
回路に対応して設けられ、前記検波回路の出力レベルを
入力し、この入力に対応して予め設定された変換テーブ
ルに基づいて得られる制御信号を前記各バイアス制御回
路に出力する記録回路とを備え、前記電力増幅用バイア
ス制御回路に対する前記変換テーブルは前記電力増幅器
が最大効率で動作するような制御信号を出力するように
設定され、前記移相用バイアス制御回路に対する前記変
換テーブルは前記電力増幅器のバイアス電圧の変動によ
り生じる位相の変化を打ち消すような制御信号を出力す
るように設定されている構成とされる。
【００１１】
【作用】入力ＲＦ電力が変化された場合には、電力増幅
器のバイアス電圧はその入力ＲＦ電力に追従されて制御
されるため、常に電力増幅器は最大効率に保たれる。ま
た、この電力増幅器のバイアス変化に伴って位相が変化
されるが、位相制御手段において位相を制御すること
で、位相のずれの発生が防止される。
器のバイアス電圧はその入力ＲＦ電力に追従されて制御
されるため、常に電力増幅器は最大効率に保たれる。ま
た、この電力増幅器のバイアス変化に伴って位相が変化
されるが、位相制御手段において位相を制御すること
で、位相のずれの発生が防止される。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の固体電力増幅器のブロック図であ
る。ＲＦ入力電力が入力される入力ポート１には検波回
路２、移相回路３、励振増幅器４、電力増幅器５が縦続
接続され、電力増幅器５の出力ポート６からＲＦ出力が
出力されるように構成される。前記検波回路２には、検
波信号を積分する積分回路７とＡ／Ｄ変換器８が接続さ
れ、このＡ／Ｄ変換器８の出力はそれぞれ３つの記憶回
路９，１２，１５に記憶されるように構成される。
する。図１は本発明の固体電力増幅器のブロック図であ
る。ＲＦ入力電力が入力される入力ポート１には検波回
路２、移相回路３、励振増幅器４、電力増幅器５が縦続
接続され、電力増幅器５の出力ポート６からＲＦ出力が
出力されるように構成される。前記検波回路２には、検
波信号を積分する積分回路７とＡ／Ｄ変換器８が接続さ
れ、このＡ／Ｄ変換器８の出力はそれぞれ３つの記憶回
路９，１２，１５に記憶されるように構成される。
【００１３】また、前記各記憶回路９，１２，１５には
それぞれ記憶されたデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換
器１０，１３，１６が接続され、さらにこれらＤ／Ａ変
換器の出力に基づいて動作されるバイアス制御回路１
１，１４，１７が接続される。そして、前記バイアス制
御回路１１は、そのバイアス制御に基づいて前記移相回
路３における移相量を変化制御する。また、前記バイア
ス制御回路１４，１７はそれぞれ前記電力増幅器５を構
成するＦＥＴのゲートバイアス電圧とドレインバイアス
電圧を制御するように構成される。
それぞれ記憶されたデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換
器１０，１３，１６が接続され、さらにこれらＤ／Ａ変
換器の出力に基づいて動作されるバイアス制御回路１
１，１４，１７が接続される。そして、前記バイアス制
御回路１１は、そのバイアス制御に基づいて前記移相回
路３における移相量を変化制御する。また、前記バイア
ス制御回路１４，１７はそれぞれ前記電力増幅器５を構
成するＦＥＴのゲートバイアス電圧とドレインバイアス
電圧を制御するように構成される。
【００１４】この構成の固体化増幅器によれば、入力ポ
ート１に印加された入力ＲＦ電力は、検波回路２におい
て入力レベルの検出が行なわれ、その検波出力は適当な
時定数を有する積分回路７を経て、Ａ／Ｄ変換器８によ
ってデジタル化される。この入力ＲＦ電力の入力レベル
に対応したデジタル値は、記憶回路９，１２，１５に記
憶され、かつこれら記憶回路に記憶されている変換テー
ブルにより変換され、さらにＤ／Ａ変換器１０，１３，
１６によりアナログ値に戻される
ート１に印加された入力ＲＦ電力は、検波回路２におい
て入力レベルの検出が行なわれ、その検波出力は適当な
時定数を有する積分回路７を経て、Ａ／Ｄ変換器８によ
ってデジタル化される。この入力ＲＦ電力の入力レベル
に対応したデジタル値は、記憶回路９，１２，１５に記
憶され、かつこれら記憶回路に記憶されている変換テー
ブルにより変換され、さらにＤ／Ａ変換器１０，１３，
１６によりアナログ値に戻される
【００１５】そして、これらのアナログ値に基づいてバ
イアス制御回路１１，１４，１７がそれぞれ動作され
る。Ｄ／Ａ変換器１３，１６のアナログ出力はバイアス
制御回路１４，１７を駆動し電力増幅器のゲートバイア
ス電圧及びドレインバイアス電圧を、それぞれ電力増幅
器が常に最大効率で動作するように制御する。また、Ｄ
／Ａ変換器１０の出力はバイアス制御回路１１を駆動
し、電力増幅器のバイアス電圧が変動することにより生
ずる位相の変化を打ち消すように、移相回路のバイアス
電圧を制御する。
イアス制御回路１１，１４，１７がそれぞれ動作され
る。Ｄ／Ａ変換器１３，１６のアナログ出力はバイアス
制御回路１４，１７を駆動し電力増幅器のゲートバイア
ス電圧及びドレインバイアス電圧を、それぞれ電力増幅
器が常に最大効率で動作するように制御する。また、Ｄ
／Ａ変換器１０の出力はバイアス制御回路１１を駆動
し、電力増幅器のバイアス電圧が変動することにより生
ずる位相の変化を打ち消すように、移相回路のバイアス
電圧を制御する。
【００１６】したがって、入力ＲＦ電力が変化された場
合でも、電力増幅器５のバイアス電圧はその入力ＲＦ電
力に追従されて制御されるため、常に電力増幅器５を最
大効率に保つことができる。また、この電力増幅器５の
バイアス変化に伴って位相が変化されるが、移相回路３
において位相を制御することで、位相のずれが防止され
る。このため、この固体化電力増幅器をマルチ・ポート
・アンプ或いはマルチ・マトリクス・アンテナ用アンプ
の固体化電力増幅器として適用した場合には、電力増幅
器の効率を常に最大となるように制御でき、かつその場
合でも位相のずれが生じることがないため、マルチ・ポ
ート・アンプでは出力においてパワーの合成が効率よく
行われなくなることが防止でき、かつ、他のポートへの
漏れが抑制でき、一方マルチ・マトリクス・アンテナ用
アンプにおいては、ビームが乱れを防止して所望の特性
を得ることが可能となる。
合でも、電力増幅器５のバイアス電圧はその入力ＲＦ電
力に追従されて制御されるため、常に電力増幅器５を最
大効率に保つことができる。また、この電力増幅器５の
バイアス変化に伴って位相が変化されるが、移相回路３
において位相を制御することで、位相のずれが防止され
る。このため、この固体化電力増幅器をマルチ・ポート
・アンプ或いはマルチ・マトリクス・アンテナ用アンプ
の固体化電力増幅器として適用した場合には、電力増幅
器の効率を常に最大となるように制御でき、かつその場
合でも位相のずれが生じることがないため、マルチ・ポ
ート・アンプでは出力においてパワーの合成が効率よく
行われなくなることが防止でき、かつ、他のポートへの
漏れが抑制でき、一方マルチ・マトリクス・アンテナ用
アンプにおいては、ビームが乱れを防止して所望の特性
を得ることが可能となる。
【００１７】なお、前記実施例では、入力ＲＦ電力のレ
ベルを一旦デジタル値に変換した上で、これを記憶回路
の変換テーブルにより変換し、再びアナログ値に戻して
バイアス制御回路を制御しているが、アナログ値の状態
でもデータ変換が可能であれば、これらのアナログ−デ
ジタル間の変換に関係する回路は省略することができ
る。
ベルを一旦デジタル値に変換した上で、これを記憶回路
の変換テーブルにより変換し、再びアナログ値に戻して
バイアス制御回路を制御しているが、アナログ値の状態
でもデータ変換が可能であれば、これらのアナログ−デ
ジタル間の変換に関係する回路は省略することができ
る。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、入力電力
に基づいて予め記憶回路に設定されている変換テーブル
に基づいて電力増幅器と移相器のそれぞれのバイアス電
圧を制御するように構成しているので、入力電力が変化
された場合には、電力増幅器のバイアス電圧はその入力
電力に追従されて制御されるため、常に電力増幅器は最
大効率に保たれ、かつこの電力増幅器のバイアス変化に
よって位相が変化されるようとする場合でも、位相制御
手段における制御により、その位相のずれが防止され
る。これにより、マルチ・ポート・アンプとしては合成
損や、隣接チャンネルへの漏れを最小に抑えることがで
き、マルチ・マトリクス・アンテナ用アンプとしては、
ビームの乱れが抑えられるという効果が得られる。
に基づいて予め記憶回路に設定されている変換テーブル
に基づいて電力増幅器と移相器のそれぞれのバイアス電
圧を制御するように構成しているので、入力電力が変化
された場合には、電力増幅器のバイアス電圧はその入力
電力に追従されて制御されるため、常に電力増幅器は最
大効率に保たれ、かつこの電力増幅器のバイアス変化に
よって位相が変化されるようとする場合でも、位相制御
手段における制御により、その位相のずれが防止され
る。これにより、マルチ・ポート・アンプとしては合成
損や、隣接チャンネルへの漏れを最小に抑えることがで
き、マルチ・マトリクス・アンテナ用アンプとしては、
ビームの乱れが抑えられるという効果が得られる。
【図１】本発明の固体化増幅器の一実施例のブロック回
路図である。
路図である。
【図２】従来のマルチ・ポート・アンプのブロック構成
図である。
図である。
【図３】従来のマルチ・マトリクス・アンテナのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】従来の固体化増幅器のブロック図である。
２ 検波回路 ３ 移相回路 ５ 電力増幅器 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９，１２，１５ 記憶回路 １０，１３，１６ Ｄ／Ａ変換器 １１，１４，１７ バイアス制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 入力電力を検出する検波回路と、入力電
力の位相を制御する移相回路と、前記移相回路の出力を
増幅する電力増幅器と、前記検波回路の出力レベルに応
じて前記電力増幅素子のバイアス電圧を制御する電力増
幅用バイアス制御回路と、前記検波回路の出力レベルに
応じて前記移相回路のバイアス電圧を制御する移相用バ
イアス制御回路と、前記各バイアス回路に対応して設け
られ、前記検波回路の出力レベルを入力し、この入力に
対応して予め設定された変換テーブルに基づいて得られ
る制御信号を前記各バイアス制御回路に出力する記録回
路とを備え、前記電力増幅用バイアス制御回路に対する
前記変換テーブルは前記電力増幅器が最大効率で動作す
るような制御信号を出力するように設定され、前記移相
用バイアス制御回路に対する前記変換テーブルは前記電
力増幅器のバイアス電圧の変動により生じる位相の変化
を打ち消すような制御信号を出力するように設定されて
いることを特徴とする固体化電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7188566A JP2713253B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 固体化電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7188566A JP2713253B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 固体化電力増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918256A JPH0918256A (ja) | 1997-01-17 |
| JP2713253B2 true JP2713253B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16225937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7188566A Expired - Lifetime JP2713253B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 固体化電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713253B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6354810A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-09 | Nec Corp | 並列運転増幅器 |
| JPH0787317B2 (ja) * | 1987-07-17 | 1995-09-20 | 日本電信電話株式会社 | 電力合成形電力増幅装置 |
| JP3131931B2 (ja) * | 1992-03-13 | 2001-02-05 | 日本電信電話株式会社 | 高周波高出力増幅装置 |
| JPH06204765A (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 電力合成装置 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP7188566A patent/JP2713253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0918256A (ja) | 1997-01-17 |
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