JP3095135B2 - 電力合成増幅器 - Google Patents

電力合成増幅器

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JP3095135B2 JP09172375A JP17237597A JP3095135B2 JP 3095135 B2 JP3095135 B2 JP 3095135B2 JP 09172375 A JP09172375 A JP 09172375A JP 17237597 A JP17237597 A JP 17237597A JP 3095135 B2 JP3095135 B2 JP 3095135B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電力合成増幅器に関
し、特に2分岐された入力信号をそれぞれ増幅しハイブ
リッドにより合成して出力する電力合成増幅器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】特開平01−125008号公報によっ
て開示された電力合成増幅器では、周囲の環境条件によ
って生じる出力変動を抑えるために、図3に示す構成と
している。同図において、入力信号は入力ハイブリッド
11により分岐されてトランジスタ増幅器12a,12
bによりそれぞれ増幅された後、出力ハイブリッド13
によって合成される。出力ハイブリッド13の出力端子
Cからは合成電力が出力され、出力端子Dからは不平衡
電力が出力される。この不平衡電力を検波器14によっ
て検波し、検波出力に含まれる不要波がループフィルタ
15により除去した後、コレクタ電圧制御器16へ送出
している。コレクタ電圧制御器16は、検波出力に応じ
てトランジスタ増幅器12a,12bのコレクタ電圧を
同一制御し、不平衡電力が一定になるようにトランジス
タ増幅器12a,12bの出力レベルを制御することに
より、合成電力を一定に維持するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した電力合成増幅
器は、不平衡電力が一定になるようにトランジスタ増幅
器のコレクタ電圧を同一制御することにより、合成電力
を一定に維持するようにしている。すなわち、不平衡出
力レベルが合成出力レベルにほぼ比例して変化するとい
う前提で構成されている。
【0004】しかし、2つのトランジスタ増幅器の出力
レベルが常に同じ変化をするとは限らず、2つのトラン
ジスタ増幅器の出力レベル差が生じて不平衡電力が増大
した場合には、合成電力が大幅に抑制されることにな
る。また、このような合成電力の抑制現象を防止するた
めにトランジスタ増幅器の出力レベルの低減量を制限し
たとしても、電力合成増幅器の調整時において過大な不
平衡電力が発生したときには検波器を焼損させる可能性
がある。検波器の耐電力を大きくすれば検波器が大型化
する。更に、トランジスタ増幅器にFETを用いた場合
には、出力レベルを低減させるためにバイアス電圧を低
下させたときに歪みが生じるという問題点を有してい
る。
【0005】本発明の目的は、2つのトランジスタ増幅
器に出力レベル差が生じた場合でも、不平衡電力を所定
値以下に抑えることができ、歪みの発生を抑えて最適な
合成出力を得ることができる電力合成増幅器を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電力合成増幅器
は、2分岐された入力信号をそれぞれ増幅する第1およ
び第2の増幅部の出力をハイブリッドにより合成する電
力合成増幅器において、第1および第2の増幅部の入力
側にそれぞれ第1および第2の可変減衰部を設け、ハイ
ブリッドから出力される不平衡電力および合成電力のレ
ベル変動をそれぞれ監視し、第1および第2の増幅部に
出力レベル差が生じたか否かを判定し、この判定結果に
応じて可変減衰部の減衰量を制御する。具体的には、不
平衡電力が増大し且つ前記合成電力が増大しない場合に
第1および第2の増幅部に出力レベル差が発生したと判
定し、第1および第2の可変減衰部の減衰量を設定値を
基準にしてそれぞれ微量増減させ、減衰量に対する不平
衡電力および合成電力の検波出力の変動状態を解析する
ことにより、不平衡電力が所定値以下であり且つ合成出
力が最大となる第1および第2の可変減衰部の減衰量を
それぞれ設定して制御する。
【0007】また、不平衡電力および合成電力が同時に
増加または減少した場合は、第1および第2の増幅部に
出力レベル差が発生していないと判定し、合成電力が所
定レベルになるように第1および第2の可変減衰部の減
衰量を同一制御する。
【0008】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0009】図1は本発明の一実施形態を示すブロック
図である。図1を参照すると、入力信号は入力ハイブリ
ッド1により2分岐され、可変減衰部2a,2bをそれ
ぞれ経由してFET増幅部3a,3bに供給されてそれ
ぞれ増幅された後、出力ハイブリッド4によって合成さ
れて出力される。ここで、出力ハイブリッド4の出力端
子Cから合成電力Soが出力され、出力端子Dからは不
平衡電力Suが出力される。
【0010】検波部5,6は、例えば方向性結合器とダ
イオードとで構成されている。そして、検波部5は出力
ハイブリッド4の出力端子D側に設けられ、不平衡電力
Suのレベルを示す検波出力Vuを送出する。また、検
波部6は出力ハイブリッド4の出力端子C側に設けら
れ、合成電力Soのレベルを示す検波出力Voを送出す
る。
【0011】減衰量制御手段7は、検波出力Vuおよび
Voに基づいて可変減衰部2a,2bの減衰量を制御
し、不平衡電力レベルが所定値以下であり、且つ合成出
力が最大になるようにFET増幅部3a,3bの入力信
号レベルを制御する。このようにFET増幅部3a,3
bのバイアス電圧を変化させることなく出力レベルを制
御するので、歪みの発生を防止できる。
【0012】ところで、一般に出力ハイブリッド4に入
力する2信号の振幅や位相に差があるときに不平衡電力
が発生する。すなわち、出力ハイブリッドに入力する2
信号の振幅または位相が同じになったときに不平衡電力
が最小となる。ここで、不平衡電力が最小になるように
電力合成増幅器を調整した後に、FET増幅部3a,3
bの出力レベル(振幅)が変動した場合を考察すると、
FET増幅部3a,3bの出力レベルが同時に同じだけ
増加または減少したとすれば、不平衡電力および合成電
力が同時に増減する。また、FET増幅部3a,3bの
出力レベルに差が生じたとすれば、不平衡電力が増大す
る。
【0013】従って、不平衡電力の検波出力Vuおよび
合成電力の検波出力Voの変動を監視し、不平衡電力お
よび合成電力が同時に増減した場合には、FET増幅部
3a,3bの出力レベルが同時に同じだけ増減したと判
定できるので、合成電力が所定レベルになるように可変
減衰部2a,2bの減衰量を同じように制御すればよ
い。また、不平衡電力が増大し、且つ合成電力が増大し
ない場合には、FET増幅部3a,3bの出力レベル差
が生じたと判定できるので、可変減衰部2a,2bの減
衰量をそれぞれ微量変化させて探索することにより、不
平衡電力が所定値以下、且つ合成電力が最大になるよう
に減衰量の制御状態を設定すればよい。
【0014】次に減衰量制御手段7について説明する。
【0015】減衰量制御手段7は、図1に示したよう
に、FET増幅部の出力レベル差の有無を判定する判定
部71と、FET増幅部の出力レベルに差が発生したと
きに可変減衰部2a,2bの減衰量をそれぞれ微量変化
させて最適な減衰量を探索し制御する探索制御部72
と、FET増幅部の出力レベルに差が発生していないと
きに合成電力が所定レベルになるように制御する合成出
力制御部73と、制御切替スイッチ74とを有してい
る。
【0016】判定部71は、不平衡電力の検波出力Vu
および合成電力の検波出力Voの変動を監視し、不平衡
電力が増大し且つ合成電力が増大しない場合には、FE
T増幅部3a,3bに出力レベル差が生じたと判定す
る。不平衡電力および合成電力が同時に増減した場合に
は、FET増幅部3a,3bの出力レベル差なしと判定
する。そして、判定結果を探索制御部72、合成出力制
御部73および制御切替スイッチ74へ送出する。
【0017】判定部71がFET増幅部の出力レベル差
ありと判定したとき、制御切替スイッチ74は探索制御
部72側に切替わり、同時に探索制御部72が動作す
る。また、出力レベル差なしと判定したとき、制御切替
スイッチ74は合成出力制御部73側に切替わり、同時
に合成出力制御部73が動作する。
【0018】探索制御部72は、まず、可変減衰部2a
の設定減衰値を基準にして減衰量を微量増減させ、減衰
量に対する不平衡電力の検波出力Vuおよび合成電力の
検波出力Voの変動を記憶する。次に、可変減衰部2b
の設定減衰値を基準にして減衰量を微量増減させ、減衰
量に対する不平衡電力の検波出力Vuおよび合成電力の
検波出力Voの変動を記憶する。その後、減衰量に対す
る不平衡電力の検波出力Vuおよび合成電力の検波出力
Voの変動状態を読み出して解析し、不平衡電力が所定
値以下であり、且つ合成出力が最大になる減衰量を設定
して可変減衰部2a,2bをそれぞれ制御する。なお、
探索時に可変減衰部2a,2bの減衰量を増減させる量
は、予め設定される一定量である。
【0019】合成出力制御部73は、合成電力の検波出
力Voに基づいて、合成電力が所定レベルになるように
可変減衰部2a,2bの減衰量を同じように制御する。
【0020】図2は減衰量制御手段7の動作を示すフロ
ーチャートである。
【0021】不平衡電力の検波出力Vuおよび合成電力
の検波出力Voの変動を監視し、不平衡電力が所定値以
上に増加したとき(ステップ101)、合成電力も増加
したならば(ステップ102)、FET増幅部3a,3
bの出力レベル差なしと判定し(ステップ103)、合
成出力制御部73による制御を行う(ステップ10
4)。ステップ102において合成電力が増加しないな
らば、FET増幅部3a,3bに出力レベル差が生じた
と判定し(ステップ105)、探索制御部72による制
御を行う(ステップ106)。なお、ステップ101に
おいて不平衡電力が所定値以上に増加しないならば、合
成出力制御部73による制御を行う(ステップ101,
104)。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
分岐された入力信号をそれぞれ増幅する第1および第2
の増幅部の出力をハイブリッドにより合成する電力合成
増幅器において、第1および第2の増幅部の入力側にそ
れぞれ第1および第2の可変減衰部を設け、ハイブリッ
ドから出力される不平衡電力および合成電力のレベル変
動をそれぞれ監視し、不平衡電力が増大し且つ合成電力
が増大しない場合に第1および第2の増幅部に出力レベ
ル差が発生したと判定し、第1および第2の可変減衰部
の設定減衰値を基準にして減衰量をそれぞれ微量増減さ
せ、減衰量に対する不平衡電力および合成電力の検波出
力の変動状態を解析し、不平衡電力が所定値以下であり
且つ合成出力が最大となる第1および第2の可変減衰部
の減衰量をそれぞれ設定して制御することにより、2つ
の増幅部の出力レベル差が大きくなった場合でも、不平
衡出力レベルを所定値以下に抑えることができ、歪みの
発生を抑えて最大の合成出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した減衰量制御手段7の動作を示すフ
ローチャートである。
【図3】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
2a,2b 可変減衰部 3a,3b FET増幅部 4 出力ハイブリッド 5 不平衡電力の検波部 6 合成電力の検波部 7 減衰量制御手段 71 判定部 72 探索制御部 73 合成出力制御部 Vo 合成電力の検波出力 Vu 不平衡電力の検波出力

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2分岐された入力信号をそれぞれ増幅す
    る第1および第2の増幅部の出力をハイブリッドにより
    合成する電力合成増幅器において、前記第1および第2
    の増幅部の入力側にそれぞれ設けられる第1および第2
    の可変減衰部と、前記ハイブリッドから出力される不平
    衡電力を検出する検波器と、前記ハイブリッドから出力
    される合成電力を検出する検波器と、前記不平衡電力の
    検波出力および前記合成電力の検波出力に基づき前記第
    1および第2の可変減衰部の減衰量を制御する減衰量制
    御手段とを備え、前記減衰量制御手段は、前記不平衡電
    力の検波出力および前記合成電力の検波出力をそれぞれ
    受け、前記不平衡電力が増大し且つ前記合成電力が増大
    しない場合に前記第1および第2の増幅部に出力レベル
    差が発生したと判定し、前記不平衡電力が所定値以下で
    あり且つ前記合成出力が最大となるように前記可変減衰
    部の第1および第2の減衰量を制御することを特徴とす
    る電力合成増幅器。
  2. 【請求項2】 前記減衰量制御手段は、前記不平衡電力
    が増大し且つ前記合成電力が増大しない場合に前記第1
    および第2の増幅部に出力レベル差が発生したと判定
    し、前記不平衡電力および前記合成電力が同時に増加ま
    たは減少した場合に前記第1および第2の増幅部の出力
    レベル差が発生していないと判定する判定部と、前記出
    力レベル差が発生したと判定されたときに前記不平衡電
    力が所定値以下であり且つ前記合成出力が最大となるよ
    うに前記第1および第2の可変減衰部の減衰量を探索し
    制御する探索制御部と、前記出力レベル差が発生して
    いないと判定されたときに前記合成電力が所定レベルに
    なるように前記第1および第2の可変減衰部を同一制御
    する合成出力制御部とを有していることを特徴とする請
    求項1記載の電力合成増幅器。
  3. 【請求項3】 前記探索制御部は、前記第1および第2
    の可変減衰部の減衰量を設定値を基準にして予め設定さ
    れた一定量をそれぞれ増減させ、減衰量に対する前記不
    平衡電力の検波出力および前記合成電力の検波出力の変
    動を記憶し、記憶した変動結果により前記不平衡電力が
    所定値以下であり且つ前記合成出力が最大となる前記第
    1および第2の可変減衰部の減衰量をそれぞれ探索して
    制御することを特徴とする請求項2記載の電力合成増幅
    器。
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