JP3982620B2 - 増幅装置、無線機および信号増幅方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、増幅装置、無線機および信号増幅方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線機などにおいて、大きな高周波出力が必要とされる場合、送信回路の最終段の増幅器には、大出力に対応したデバイスが採用される。
【０００３】
図１４は、従来の送信回路の増幅装置の一例を示す回路図である。図１４に示すように、送信回路１０１は、図示せぬ前段の増幅器などの後ろに最終段増幅器１１１を有し、最終段増幅器１１１により増幅された大出力の高周波信号をアンテナ１０２に印加して、出力信号を電波として送信する。
【０００４】
電源部１０３は、このような送信回路１０１や無線機内のその他の回路に電力を供給する。その際、電源部１０３からの電力は、電源ケーブル１０４、電源コネクタ１０５、電源スイッチ１０６、基板上の配線パターン１０７、各種受動素子１０８などを介して、最終段増幅器１１１などの回路へ供給される。
【０００５】
また、図１５は、従来の送信回路の増幅装置の他の例を示す回路図である。図１５に示す従来の増幅装置では、熱の分散、サービス性向上などを目的として、２つの増幅器２０２ａ，２０２ｂが設けられている。なお、入力信号を２つの増幅器２０２ａ，２０２ｂに分配するために増幅器２０２ａ，２０２ｂの前段に電力分配器２０１が設けられ、増幅後の信号を合成するために増幅器２０２ａ，２０２ｂの後段に電力合成器２０３が設けられている。
【０００６】
そして、電源ディストリビュータ２０４が、電源部１０３からの電力を各増幅器２０２ａ，２０２ｂに均等に供給する。
【０００７】
この場合、２つの増幅器２０２ａ，２０２ｂで最終段の増幅を行うため、最終段の増幅に起因して発生する熱は、これらの２つの増幅器２０２ａ，２０２ｂに分散される。しかしながら、図１５の例では、２つの増幅器２０２ａ，２０２ｂの一方に故障などの不具合が発生した場合（片側が故障したとき）、残りの増幅器２０２ａ（２０２ｂ）により送信を継続することができない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４に示す従来の増幅装置では、これらの電源ケーブル１０４、電源コネクタ１０５、電源スイッチ１０６、基板上の配線パターン１０７、各種受動素子１０８などは、微小な抵抗分を有するため、送信電力が大出力になる場合には、電源部１０３から最終段増幅器１１１などへ大電流が流れることとなり、上述の抵抗分による電圧低下および電力損失が顕著に現れてくるという問題がある。
【０００９】
例えば、図１４において、電源部１０３の出力電圧が１２ボルトであり、電源ケーブル１０４、電源コネクタ１０５、電源スイッチ１０６、基板上の配線パターン１０７および各種受動素子１０８の合計の抵抗分が５０ミリオームであり、最終段増幅器１１１の電力効率が５０％である場合に、電源部１０３から１７アンペアの電流が最終段増幅器１１１に供給されると、電源ケーブル１０４、電源コネクタ１０５、電源スイッチ１０６、基板上の配線パターン１０７および各種受動素子１０８での電圧降下は、０．８５ボルト（＝１７×０．０５）となり、この部分での電力損失は、１４．４５ワット（＝１７×１７×０．０５）となって、最終段増幅器１１１に印加される電源電圧は、１１．１５ボルト（＝１２−０．８５）となってしまう。
【００１０】
したがって、この場合、最終段増幅器１１１に供給される電力は、１８９．５５ワット（＝１１．１５×１７）となり、送信電力（出力電力）は、９４．７７５ワット（１８９．５５×５０％）となる。
【００１１】
この例では、約１００ワットの送信電力を得るのに、１４．４５ワットもの電力損失が配線部分で生じており、電源部１０３からの電力が送信電力（出力電力）へ効率的に利用されていない。
【００１２】
ここで、電源ケーブル１０４、電源コネクタ１０５、電源スイッチ１０６、基板上の配線パターン１０７などの抵抗を小さくするために、電源ケーブル１０４を太くしたり、電源コネクタ１０５や電源スイッチ１０６を大型化したり、配線パターン１０７の幅を広くしたりすることが考えられるが、そのようにすると、これらの各パーツが大型化するとともに、コストが高くなってしまう。また、無線機などの容積の限られた筐体では、大型のこれらのパーツを使用することが困難な場合もある。
【００１３】
また、図１５に示す従来の増幅装置においても、電源部１０３から電源ディストリビュータ２０４までの経路は、図１４に示す場合と同様に構成されるため、この経路に関して、上述の問題と同様の問題が生じる。
【００１４】
このように、従来の増幅装置では、低電圧大電流で大出力とする場合、損失が多くなってしまい、それに伴い多くの熱が発生するという問題がある。特に、無線機などの送信回路の場合には、大出力が必要になることが多く、この問題は顕著である。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、低電圧大電流で大出力とする場合の電力損失を少なくするとともに放熱を良好に行うことができる増幅器およびその増幅器を使用した無線機、並びに信号増幅方法を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の増幅装置は、同一の入力信号から分配された複数の信号を電力増幅する複数の増幅器と、複数の増幅器のそれぞれに対応して設けられ、対応する増幅器に電力をそれぞれ供給する互いに独立した複数の電源と、複数の増幅器の前段に設けられ、この増幅装置への入力信号を、複数の増幅器のうちの全部または一部の増幅器のそれぞれに分配するか、いずれかの増幅器にそのまま出力する信号分配部と、複数の電源のそれぞれの電圧を検出する複数の電圧検出手段と、電圧検出手段により検出された電圧に基づき、信号分配部を制御して、電圧が所定の範囲内にある電源に対応する増幅器へ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる第１の制御手段と、を備える。
【００１７】
さらに、本発明の増幅装置は、上記発明の増幅装置に加え、第１の制御手段が、電圧検出手段により検出される電圧を常時監視し、各時点において、信号分配部を制御して、電圧が所定の範囲内にある電源に対応する増幅器の全部または一部を、入力信号の増幅に使用される増幅器に選択するようにしたものである。
【００１８】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、第１の制御手段が、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数が変化した場合に、増幅器を制御して、この増幅装置の出力電力を、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数の変化前後での比と同一の比率で増減させるようにしたものである。
【００１９】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、増幅器が、無線機の送信回路の最終段増幅器であり、第１の制御手段が、入力信号の増幅に使用される増幅器を少なくする場合に無線機が送信中であるときには、無線機の状態を受信状態に移行させた後に、入力信号の増幅に使用される増幅器を少なくするようにしたものである。
【００２０】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、第１の制御手段は、入力信号の増幅に使用される前記増幅器を少なくした後に、無線機の状態を送信状態に再度移行させるようにしたものである。
【００２１】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、第１の制御手段が、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数を、各増幅器が最大出力未満の低歪領域で動作可能な個数とするようにしたものである。
【００２２】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、複数の電源と複数の増幅器との間にそれぞれ設けられた複数の電源スイッチ手段を備え、第１の制御手段が、入力信号の増幅に使用しない増幅器と電源との間の電源スイッチ手段をオフにするようにしたものである。
【００２３】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、複数の増幅器の温度をそれぞれ検出する複数の増幅器温度検出手段と、増幅器温度検出手段により検出された増幅器の温度に基づき、信号分配部を制御して、所定の温度未満の増幅器へ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる第２の制御手段と、を備える。
【００２４】
さらに、本発明の増幅装置は、上記各発明の増幅装置に加え、第２の制御手段が、増幅器温度検出手段により検出される増幅器の温度を常時監視し、各時点において、信号分配部を制御して、所定の温度未満である増幅器の全部または一部を、入力信号の増幅に使用される増幅器に選択するようにしたものである。
【００２５】
本発明の無線機は、上記各発明の増幅装置における複数の増幅器を送信回路の最終段の増幅器として備え、複数の電源を外部から接続されるものである。
【００２６】
本発明の信号増幅方法は、複数の電源のそれぞれにより、複数の増幅器のそれぞれに電力を互いに独立に供給し、複数の増幅器により、同一の入力信号から分配された複数の信号を最終段にて電力増幅し、複数の電源のそれぞれの電圧を検出し、検出された電圧に基づき、複数の増幅器の前段に設けられ、この増幅装置への入力信号を、複数の増幅器のうちの全部または一部の増幅器のそれぞれに分配するか、いずれかの増幅器にそのまま出力する信号分配部を制御して、電圧が所定の範囲内にある電源に対応する増幅器へ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００４５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態１に係る増幅装置は、無線機の送信回路に適用されるものである。
【００４６】
図１において、増幅器１ａ，１ｂは、同一の入力信号から分配された複数の信号を最終段にて電力増幅する複数の増幅器である。増幅器１ａの入力側は、信号分配部５の一方の出力端に接続され、増幅器１ａの出力側は、信号合成部６の一方の入力端に接続される。また、増幅器１ｂの入力側は、信号分配部５の他方の出力端に接続され、増幅器１ｂの出力側は、信号合成部６の他方の入力端に接続される。
【００４７】
各増幅器１ａ，１ｂは、例えばバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタなどの半導体素子で構成され、電力増幅用のものである。なお、増幅器１ａ，１ｂには、同一の増幅器が使用される。
【００４８】
また、電源２ａ，２ｂは、増幅器１ａ，１ｂのそれぞれに対応して設けられ、対応する増幅器１ａ，１ｂに電力をそれぞれ供給する互いに独立した複数の直流電源である。各電源２ａ，２ｂには、バッテリや、商用電源などに接続され所定の直流定電圧を発生する電源装置などが使用される。なお、電源２ａ，２ｂには、同一電圧で電力を出力する電源が使用されることが望ましい。また、電源２ａ，２ｂが、増幅器１ａ，１ｂが使用される無線機などの装置の外部に設置され、その装置に電源ケーブルなどで接続されるようにしてもよい。また、その場合、各電源２ａ，２ｂをその装置に対して着脱可能としてもよい。
【００４９】
電源制御部３ａ，３ｂは、増幅器１ａ，１ｂと電源２ａ，２ｂとの間に設けられ、制御信号に応じてスイッチング動作する電源スイッチ手段３１と、電源２ａ，２ｂの電源電圧を検出し、検出した電圧値の情報を出力する電圧検出手段３２とを有する回路である。なお、この電圧検出手段３２には、電圧センサなどの装置や回路を使用することができる。
【００５０】
制御部４は、増幅器１ａ，１ｂ、電源制御部３ａ，３ｂの電源スイッチ手段３１、後述の信号分配部５、後述の信号合成部６、後述の前段増幅器７、後述の高周波信号源８などを制御する回路である。制御部４は、アナログ回路として実現してもよいし、デジタル回路として実現してもよい。デジタル回路として実現する場合には、制御信号をデジタル信号からアナログ信号へ変換するＤ／Ａ変換回路および／または検出信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡ／Ｄ変換回路を制御部４に設ける。また、制御部４は、いわゆるシーケンサとして実現してもよいし、ＣＰＵなどを有するいわゆるコンピュータ、およびそのＣＰＵにより実行される制御プログラムとして実現するようにしてもよい。
【００５１】
信号分配部５は、複数の増幅器１ａ，１ｂの前段に設けられ、入力信号（ここでは前段増幅器７の出力信号）を複数の増幅器１ａ，１ｂのそれぞれに分配するか、いずれか１つの増幅器１ａ，１ｂにそのまま出力するかを選択する回路である。
【００５２】
この信号分配部５において、切換手段１１ａは、信号分配部５の入力端と切換手段１２ａとの間に配置され、制御信号に応じて、信号分配部５の入力端と切換手段１２ａを電気的に接続したり遮断したりする素子である。また、切換手段１２ａは、制御信号に応じて、切換手段１１ａを、切換手段１３ａおよび電力分配回路１４のいずれか一方に接続する素子である。また、切換手段１３ａは、制御信号に応じて、切換手段１２ａおよび電力分配回路１４のいずれか一方を信号分配部５の一方の出力端に接続する素子である。
【００５３】
また、電力分配回路１４は、入力信号を供給された場合に、その入力信号を複数の増幅器１ａ，１ｂに対して分配する分配回路である。なお、本発明の一例として、この電力分配回路１４は、一端を互いに接続された２つのインダクタＬ１と、２つのインダクタＬ１の他端間を接続する抵抗Ｒ１により構成され、インダクタＬ１の一端を入力端とし、２つのインダクタＬ１の他端を２つの出力端とする回路である。そして、電力分配回路１４の１つの入力端は、切換手段１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続され、電力分配回路１４の一方の出力端は、切換手段１３ａに接続され、他方の出力端は、切換手段１３ｂに接続される。
【００５４】
さらに、切換手段１１ｂは、信号分配部５の入力端と切換手段１２ｂとの間に配置され、制御信号に応じて、信号分配部５の入力端と切換手段１２ｂを電気的に接続したり遮断したりする素子である。また、切換手段１２ｂは、制御信号に応じて、切換手段１１ｂを、切換手段１３ｂおよび電力分配回路１４のいずれか一方に接続する素子である。また、切換手段１３ｂは、制御信号に応じて、切換手段１２ｂおよび電力分配回路１４のいずれか一方を信号分配部５の他方の出力端に接続する素子である。
【００５５】
なお、切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂは、入力信号を、電力分配回路１４へ供給するか、電力分配回路１４をバイパスし、複数の増幅器１ａまたは増幅器１ｂにそのまま出力する入力側運用切換回路として機能する。
【００５６】
また、これらの切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂには、機械的な接点を有するリレー、半導体リレー、半導体スイッチング素子などが使用される。
【００５７】
信号合成部６は、複数の増幅器１ａ，１ｂの後段に設けられ、複数の増幅器１ａ，１ｂからの増幅後の信号を合成するか、いずれか１つの増幅器（増幅器１ａまたは増幅器１ｂ）からの増幅後の信号をそのまま出力する回路である。
【００５８】
この信号合成部６において、切換手段２１ａは、制御信号に応じて、信号合成部６の一方の入力端を、切換手段２２ａおよび電力合成回路２３のいずれか一方に接続する素子である。また、切換手段２２ａは、制御信号に応じて、切換手段２１ａおよび電力合成回路２３のいずれか一方を切換手段２４ａに接続する素子である。
【００５９】
また、電力合成回路２３は、信号分配部５により入力信号が分配された場合に、複数の増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号を合成する合成回路である。なお、本発明の一例として、この電力合成回路２３は、一方の入力端と他方の入力端とを接続する抵抗Ｒ２と、電力合成回路２３の一方の入力端に一端を接続され、他端を電力合成回路２３の出力端に接続されたインダクタＬ２と、電力合成回路２３の他方の入力端に一端を接続され、他端を電力合成回路２３の出力端に接続されたインダクタＬ２とにより構成された回路である。そして、電力合成回路２３の一方の入力端は、切換手段２１ａに接続され、電力合成回路２３の他方の入力端は、切換手段２１ｂに接続され、電力合成回路２３の１つの出力端は、切換手段２２ａ，２２ｂにそれぞれ接続される。
【００６０】
なお、電力合成回路２３の回路構成上、電力合成回路２３に供給される増幅器１ａの出力信号および増幅器１ｂの出力信号の２つの信号の振幅および位相が同一である場合に電力損失がなくなるため、増幅器１ａ，１ｂの特性が均一であり、また、増幅器１ａ，１ｂに印加される電源電圧が均一であることが望ましい。
【００６１】
また、切換手段２４ａは、切換手段２２ａと信号合成部６の出力端との間に配置され、制御信号に応じて、切換手段２２ａと信号合成部６の出力端を電気的に接続したり遮断したりする素子である。
【００６２】
さらに、切換手段２１ｂは、制御信号に応じて、信号合成部６の他方の入力端を、切換手段２２ｂおよび電力合成回路２３のいずれか一方に接続する素子である。また、切換手段２２ｂは、制御信号に応じて、切換手段２１ｂおよび電力合成回路２３のいずれか一方を切換手段２４ｂに接続する素子である。
【００６３】
切換手段２４ｂは、切換手段２２ｂと信号合成部６の出力端との間に配置され、制御信号に応じて、切換手段２２ｂと信号合成部６の出力端を電気的に接続したり遮断したりする素子である。
【００６４】
なお、切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂは、電力合成回路２３による合成後の信号、および、入力信号がそのまま入力されたいずれか１つの増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号のいずれかを選択し、選択した信号を出力信号として出力する出力側運用切換回路として機能する。
【００６５】
また、これらの切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂには、機械的な接点を有するリレー、半導体リレー、半導体スイッチング素子などが使用される。
【００６６】
次に、上記装置の動作について説明する。
【００６７】
実施の形態１に係る増幅装置では、制御部４が、各部の制御信号を供給して、増幅器１ａ，１ｂの運用モードを変更することができる。すなわち、制御部４からの制御信号に基づいて、電源制御部３ａ，３ｂの電源スイッチ手段３１、信号分配部５の切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ、信号合成部６の切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂが切換動作を行い、これにより、入力信号の増幅に使用される増幅器が変更される。
【００６８】
つまり、実施の形態１に係る増幅装置は、２つの増幅器１ａ，１ｂにより入力信号を電力増幅する第１の運用モード、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ａのみにより入力信号を電力増幅する第２の運用モード、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ｂのみにより入力信号を電力増幅する第３の運用モードといった３つの運用モードのいずれかの運用モードで運用される。
【００６９】
以下、各運用モードについて説明する。
【００７０】
まず、２つの増幅器１ａ，１ｂが入力信号の増幅に使用される場合（第１の運用モード）について説明する。
【００７１】
この場合、信号分配部５においては、制御部４からの制御信号に基づく切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの切換動作により、信号分配部５の入力端が、切換手段１１ａ，１２ａおよび切換手段１１ｂ，１２ｂを介して電力分配回路１４の入力端に電気的に接続され、電力分配回路１４の一方の出力端が、切換手段１３ａを介して増幅器１ａに電気的に接続され、電力分配回路１４の他方の出力端が、切換手段１３ｂを介して増幅器１ｂに電気的に接続される。
【００７２】
また、信号合成部６においては、制御部４からの制御信号に基づく切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂの切換動作により、増幅器１ａが、切換手段２１ａを介して、電力合成回路２３の一方の入力端に電気的に接続され、増幅器１ｂが、切換手段２１ｂを介して、電力合成回路２３の他方の入力端に電気的に接続され、電力合成回路２３の出力端が、切換手段２２ａ，２４ａおよび切換手段２２ｂ，２４ｂを介して信号合成部６の出力端に電気的に接続される。
【００７３】
さらに、電源制御部３ａ，３ｂにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４からの制御信号に基づいて、オンとされる。
【００７４】
これにより、高周波信号源８からの信号は、前段増幅器７により増幅された後、信号分配部５に供給され、電力分配回路１４により２系統に均等に分配される。そして、分配された一方の信号が、増幅器１ａに入力され、分配された他方の信号が、増幅器１ｂに入力される。
【００７５】
増幅器１ａは、分配された一方の信号を電力増幅し、増幅後の信号を信号合成部６の一方の入力端へ出力し、増幅器１ｂは、分配された他方の信号を電力増幅し、増幅後の信号を信号合成部６の他方の入力端へ出力する。その際、増幅器１ａ，１ｂには、それぞれ電源制御部３ａ，３ｂを介して電源２ａ，２ｂから電力が供給される。すなわち、増幅器１ａは、電源２ａにより駆動され、増幅器１ｂは、電源２ｂにより駆動される。
【００７６】
そして、２つの増幅器１ａ，１ｂにより増幅された信号は、信号合成部６における電力合成回路２３の両入力端に供給され、電力合成回路２３は、それらの２つの信号を１つの信号に合成する。電力合成回路２３により合成された信号は、信号合成部６の出力端から、この増幅装置の出力信号として出力される。
【００７７】
次に、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ａのみが入力信号の増幅に使用される場合（第２の運用モード）について説明する。
【００７８】
この場合、信号分配部５においては、制御部４からの制御信号に基づく切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの切換動作により、信号分配部５の入力端が、切換手段１１ａ，１２ａ，１３ａを介して、すなわち電力分配回路１４をバイパスして、増幅器１ａに電気的に接続され、切換手段１１ｂにより、信号分配部５の入力端と、切換手段１２ｂ以降の回路（電力分配回路１４、増幅器１ｂなど）とが電気的に遮断される。
【００７９】
また、信号合成部６においては、制御部４からの制御信号に基づく切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂの切換動作により、増幅器１ａが、切換手段２１ａ，２２ａ，２４ａを介して、すなわち、電力合成回路２３をバイパスして、信号合成部６の出力端に電気的に接続され、切換手段２４ｂにより、信号合成部６の出力端と、切換手段２２ｂ以前の回路（電力合成回路２３、増幅器１ｂなど）とが電気的に遮断される。
【００８０】
さらに、電源制御部３ａにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４からの制御信号に基づいて、オンとされ、電源制御部３ｂにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４からの制御信号に基づいて、オフとされる。
【００８１】
これにより、高周波信号源８からの信号は、前段増幅器７により増幅された後、信号分配部５を介して、分配されずにそのまま増幅器１ａに入力される。増幅器１ａは、その入力信号を電力増幅し、増幅後の信号を信号合成部６の一方の入力端へ出力する。
【００８２】
その際、増幅器１ａには、電源制御部３ａを介して電源２ａから電力が供給される。すなわち、増幅器１ａは、電源２ａにより駆動される。一方、今の場合、増幅器１ｂには、電源２ｂからの電力は供給されない。
【００８３】
そして、増幅器１ａにより増幅された信号は、信号合成部６を介して、その出力端からそのまま、この増幅装置の出力信号として出力される。
【００８４】
次に、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ｂのみが入力信号の増幅に使用される場合（第３の運用モード）について説明する。
【００８５】
この場合、信号分配部５においては、制御部４からの制御信号に基づく切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの切換動作により、信号分配部５の入力端が、切換手段１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを介して、すなわち電力分配回路１４をバイパスして、増幅器１ｂに電気的に接続され、切換手段１１ａにより、信号分配部５の入力端と、切換手段１２ａ以降の回路（電力分配回路１４、増幅器１ａなど）とが電気的に遮断される。
【００８６】
また、信号合成部６においては、制御部４からの制御信号に基づく切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂの切換動作により、増幅器１ｂが、切換手段２１ｂ，２２ｂ，２４ｂを介して、すなわち電力合成回路２３をバイパスして、信号合成部６の出力端に電気的に接続され、切換手段２４ａにより、信号合成部６の出力端と、切換手段２２ａ以前の回路（電力合成回路２３、増幅器１ａなど）とが電気的に遮断される。
【００８７】
さらに、電源制御部３ｂにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４からの制御信号に基づいて、オンとされ、電源制御部３ａにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４からの制御信号に基づいて、オフとされる。
【００８８】
これにより、高周波信号源８からの信号は、前段増幅器７により増幅された後、信号分配部５を介して、分配されずにそのまま増幅器１ｂに入力される。増幅器１ｂは、その入力信号を電力増幅し、増幅後の信号を信号合成部６の他方の入力端へ出力する。
【００８９】
その際、増幅器１ｂには、電源制御部３ｂを介して電源２ｂから電力が供給される。すなわち、増幅器１ｂは、電源２ｂにより駆動される。一方、今の場合、増幅器１ａには、電源２ａからの電力は供給されない。
【００９０】
そして、増幅器１ｂにより増幅された信号は、信号合成部６を介して、その出力端からそのまま、この増幅装置の出力信号として出力される。
【００９１】
なお、この増幅装置が無線機の送信回路で使用される場合には、出力信号は、図示せぬアンテナなどに供給される。
【００９２】
以上のように、上記実施の形態１に係る増幅装置は、同一の入力信号から分配された複数の信号を最終段にて電力増幅する複数の増幅器１ａ，１ｂと、それらの複数の増幅器のそれぞれに対応して設けられ、対応する増幅器に電力をそれぞれ供給する互いに独立した複数の電源２ａ，２ｂとを備える。これにより、電源２ａ，２ｂから増幅器１ａ，１ｂへ供給される電流が複数系統に分散され、低電圧大電流で大出力とする場合の電力損失を少なくするとともに放熱を良好に行うことができる。また、電源２ａ，２ｂと電源制御部３ａ，３ｂとの間、あるいは電源制御部３ａ，３ｂと増幅器１ａ，１ｂとの間で電源コネクタを使用する場合にも、各系統で導通する電流量が少ないため、電源コネクタとして小型で安価なものを使用することができる。
【００９３】
さらに、上記実施の形態１によれば、信号分配部５は、複数の増幅器１ａ，１ｂの前段に設けられ、入力信号を、複数の増幅器１ａ，１ｂのうちの全部または一部の増幅器のそれぞれに分配するか、いずれかの増幅器１ａ，１ｂにそのまま出力する。そして、その信号分配部５では、電力分配回路１４が、入力信号を供給された場合に、その入力信号を増幅器に対して分配し、切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂが、入力信号を、分配回路へ供給するか、または分配回路をバイパスし、いずれかの増幅器にそのまま出力する。これにより、入力信号の増幅に使用される増幅器およびその数を簡単に変更、設定することができる。
【００９４】
さらに、上記実施の形態１によれば、信号合成部６は、複数の増幅器１ａ，１ｂの後段に設けられ、増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の複数の信号を合成し出力するか、いずれかの増幅器１ａ，１ｂからの増幅後の信号をそのまま出力する。そして、信号合成部６では、電力合成回路２３が、信号分配部５により入力信号が分配された場合に、複数の増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号を合成し、切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂが、その電力合成回路２３による合成後の信号、および、入力信号がそのまま入力されたいずれか１つの増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号のうちのいずれかの信号を選択し、選択した信号を出力信号として出力する。また、制御部４は、信号合成部６を制御して、信号分配部５と同一の増幅器１ａ，１ｂを選択させている。これにより、入力信号の増幅に使用される増幅器およびその数に応じて、増幅後の信号から増幅装置の出力信号を簡単かつ損失なく生成することができる。
【００９５】
さらに、上記実施の形態１によれば、それぞれの電源２ａ，２ｂが、着脱可能とされるので、例えば車内など、１つの電源２ａ（２ｂ）しかない状況であったり、複数の電源２ａ，２ｂを使用可能な状況であったりしても、周囲の電源状況に応じた運用を行うことができる。
【００９６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る増幅装置は、実施の形態１に係る増幅装置における信号分配部、信号合成部および制御部を変更したものである。
【００９７】
図２は、本発明の実施の形態２に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図２において、制御部４１は、増幅器１ａ，１ｂ、電源制御部３ａ，３ｂの電源スイッチ手段３１、後述の信号分配部４２、後述の信号合成部４３、前段増幅器７、高周波信号源８などを制御する回路である。制御部４１は、実施の形態１における制御部４と同様にして実現可能である。
【００９８】
また、信号分配部４２は、複数の増幅器１ａ，１ｂの前段に設けられ、入力信号（ここでは前段増幅器７の出力信号）を複数の増幅器１ａ，１ｂのそれぞれに分配するか、一部の増幅器１ａのみに向けて出力する回路である。
【００９９】
この信号分配部４２は、実施の形態１の信号分配部５において、切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂを省略し、信号分配部４２の入力端に切換手段１２ａを直接接続し、信号分配部５においては切換手段１３ｂに接続されていた電力分配回路１４の他方の出力端を増幅器１ｂに電気的に接続したものである。
【０１００】
すなわち、この信号分配部４２では、切換手段１２ａが、制御信号に応じて、信号分配部４２の入力端を、切換手段１３ａおよび電力分配回路１４のいずれか一方に接続し、切換手段１３ａは、制御信号に応じて、切換手段１２ａおよび電力分配回路１４のいずれか一方を信号分配部４２の一方の出力端に接続する。また、電力分配回路１４の１つの入力端は、切換手段１２ａに接続され、電力分配回路１４の一方の出力端は、切換手段１３ａに接続され、他方の出力端は、増幅器１ｂに接続される。
【０１０１】
信号合成部４３は、複数の増幅器１ａ，１ｂの後段に設けられ、複数の増幅器１ａ，１ｂからの増幅後の信号を合成し合成後の信号を出力するか、増幅器１ａからの増幅後の信号をそのまま出力する回路である。
【０１０２】
この信号合成部４３は、実施の形態１の信号合成部６において、切換手段２１ｂ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂを省略し、増幅器１ｂを、信号合成部６においては切換手段２１ｂが接続されていた電力合成回路２３の入力端に電気的に接続し、切換手段２２ａを、信号合成部４３の出力端に直接接続したものである。
【０１０３】
すなわち、切換手段２１ａは、制御信号に応じて、信号合成部４３の一方の入力端を、切換手段２２ａおよび電力合成回路２３のいずれか一方に接続し、切換手段２２ａは、制御信号に応じて、切換手段２１ａおよび電力合成回路２３のいずれか一方を信号合成部４３の出力端に電気的に接続する。また、電力合成回路２３の一方の入力端は、切換手段２１ａに接続され、電力合成回路２３の他方の入力端は、増幅器１ｂに接続され、電力合成回路２３の１つの出力端は、切換手段２２ａにそれぞれ接続される。
【０１０４】
したがって、実施の形態２では、切換手段１２ａ，１３ａが入力側運用切換回路として機能し、切換手段２１ａ，２２ａが出力側運用切換回路として機能する。
【０１０５】
なお、図２におけるその他の構成要素については、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。
【０１０６】
次に、上記装置の動作について説明する。
【０１０７】
実施の形態２に係る増幅装置は、２つの増幅器１ａ，１ｂにより入力信号を電力増幅する第１の運用モード、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ａのみにより入力信号を電力増幅する第２の運用モードといった２つの運用モードのいずれかの運用モードで運用される。
【０１０８】
以下、各運用モードについて説明する。
【０１０９】
まず、２つの増幅器１ａ，１ｂが入力信号の増幅に使用される場合（第１の運用モード）について説明する。
【０１１０】
この場合、信号分配部４２においては、制御部４１からの制御信号に基づく切換手段１２ａ，１３ａの切換動作により、信号分配部４２の入力端が、切換手段１２ａを介して電力分配回路１４の入力端に電気的に接続され、電力分配回路１４の一方の出力端が、切換手段１３ａおよび信号分配部４２の一方の出力端を介して増幅器１ａに接続される。なお、電力分配回路１４の他方の出力端は、常に、増幅器１ｂに接続されている。
【０１１１】
また、信号合成部４３においては、制御部４１からの制御信号に基づく切換手段２１ａ，２２ａの切換動作により、増幅器１ａが、切換手段２１ａを介して、電力合成回路２３の一方の入力端に電気的に接続され、電力合成回路２３の出力端が、切換手段２２ａを介して信号合成部４３の出力端に電気的に接続される。なお、増幅器１ｂは、常に、電力合成回路２３の他方の入力端に電気的に接続されている。
【０１１２】
さらに、電源制御部３ａ，３ｂにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４１からの制御信号に基づいて、オンとされる。
【０１１３】
このような制御部４１の制御により、実施の形態１における第１の運用モードと同様に、２つの増幅器１ａ，１ｂが入力信号の増幅に使用される。
【０１１４】
次に、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ａのみが入力信号の増幅に使用される場合（第２の運用モード）について説明する。
【０１１５】
この場合、信号分配部４２においては、制御部４１からの制御信号に基づく切換手段１２ａ，１３ａの切換動作により、信号分配部４１の入力端が、切換手段１２ａ，１３ａを介して、すなわち電力分配回路１４をバイパスして、増幅器１ａに電気的に接続される。
【０１１６】
また、信号合成部４３においては、制御部４１からの制御信号に基づく切換手段２１ａ，２２ａの切換動作により、増幅器１ａが、切換手段２１ａ，２２ａを介して、すなわち電力合成回路２３をバイパスして、信号合成部４３の出力端に電気的に接続される。
【０１１７】
さらに、電源制御部３ａにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４１からの制御信号に基づいて、オンとされ、電源制御部３ｂにおける電源スイッチ手段３１は、制御部４１からの制御信号に基づいて、オフとされる。
【０１１８】
これにより、高周波信号源８からの信号は、前段増幅器７により増幅された後、信号分配部４２を介して、分配されずにそのまま増幅器１ａに入力される。増幅器１ａは、その入力信号を電力増幅し、増幅後の信号を信号合成部４３の一方の入力端へ出力する。
【０１１９】
このような制御部４１の制御により、実施の形態１における第２の運用モードと同様に、２つの増幅器１ａ，１ｂのうちの増幅器１ａのみが入力信号の増幅に使用される。
【０１２０】
以上のように、上記実施の形態２によれば、信号分配部４２が、入力信号を複数の増幅器１ａ，１ｂのうちの一部の増幅器に向けて出力する際、予め定められた特定の増幅器１ａのみに向けて出力する。これにより、信号分配部４２における切換手段１２ａ，１３ａの個数が少なくて済み、回路規模およびコストを小さくすることができる。また、信号合成部４３についても同様に切換手段２１ａ，２２ａの個数が少なくて済む。
【０１２１】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る増幅装置は、実施の形態２に係る増幅装置において、複数の電源２ａ，２ｂの出力が互いに均衡するように、電源２ａ，２ｂが同一装置内の増幅器１ａ，１ｂ以外の回路（前段増幅器７、高周波信号源８、制御部５１など）へ接続されるようにしたものである。
【０１２２】
図３は、本発明の実施の形態３に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図３において、制御部５１は、実施の形態１の制御部４や実施の形態２の制御部４１と同様に各部を制御する他、後述の電源切換手段５２を制御する回路である。制御部５１は、実施の形態１における制御部４と同様にして実現可能である。
【０１２３】
また、電源切換手段５２は、電源２ａ，２ｂと、同一装置内の増幅器１ａ，１ｂ以外の回路である前段増幅器７との間に設けられ、同一装置内の増幅器１ａ，１ｂ以外の回路である前段増幅器７の電源を、電源２ａ，２ｂのいずれかに切り換える素子である。
【０１２４】
次に、上記装置の動作について説明する。
【０１２５】
制御部５１は、電源切換手段５２を制御し、複数の増幅器１ａ，１ｂを使用して入力信号が増幅される第１の運用モードの場合、複数の電源２ａ，２ｂの出力を互いに均衡させる。なお、この実施の形態３では、制御部５１が第４および第５の制御手段として機能する。
【０１２６】
例えば、制御部５１は、電源切換手段５２を制御し、第１の運用モードの場合には前段増幅器７を電源２ｂに接続させ、第２の運用モードの場合には前段増幅器７を電源２ａに接続させる。これにより、前段増幅器７には、第１の運用モードの場合、電源２ｂから電力が供給され、第２の運用モードの場合、電源２ａから電力が供給される。
【０１２７】
なお、実施の形態３に係る増幅装置のその他の動作については実施の形態２の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２８】
なお、実施の形態３では、実施の形態２に係る増幅装置において電源２ａ，２ｂの出力を均衡するようにしていたが、他の実施の形態に係る増幅装置においても、電源を切り換える対象となる回路と電源との間に、電源切換手段５２と同様の切換手段を適宜設け、その切換手段を制御部５１で制御することで、同様に、電源２ａ，２ｂの出力を均衡させることが可能である。
【０１２９】
以上のように、上記実施の形態３によれば、出力電流が互いに均衡するように、複数の電源２ａ，２ｂが、同一装置内の増幅器１ａ，１ｂ以外の回路へ接続される。これにより、複数の増幅器１ａ，１ｂに対して電源２ａ，２ｂの電圧が均一化され、ひいては複数の増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号が均一化され、電力合成回路２３での電力損失の増加を抑制することができる。
【０１３０】
例えば、電源２ａ，２ｂの電圧が１２ボルトであり、高周波信号源８の消費電流が４アンペアであり、前段増幅器７の消費電流が４アンペアであり、増幅器１ａ，１ｂの消費電流がそれぞれ２０アンペアである場合に、仮に、高周波信号源８と前段増幅器７の電力が電源２ａから供給されると、電源２ａの出力電流は、２８アンペア（＝４＋４＋２０）となり、電源２ｂの出力電流は、２０アンペアとなる。この場合において、電源２ａから電源制御部３ａの出力端まで、および電源２ｂから電源制御部３ｂの出力端までの抵抗分が５０ミリオームであるとすると、増幅器１ａに印加される電源電圧は、１０．６ボルト（＝１２−２８×０．０５）となり、増幅器１ｂに印加される電源電圧は、１１ボルト（＝１２−２０×０．０５）となってしまう。また、そのときの増幅器１ａに供給される直流電力は、２１２ワット（＝１０．６×２０）となり、増幅器１ｂに供給される直流電力は、２２０ワット（＝１１×２０）となり、８ワットの差が生じてしまう。
【０１３１】
一方、上述の場合において、高周波信号源８への電力が電源２ａから供給されているときに、電源切換手段５２を制御して、前段増幅器７の電力が電源２ｂから供給されるようにすると、電源２ａの出力電流および電源２ｂの出力電流は、ともに２４アンペア（＝２０＋４）となり、増幅器１ａに印加される電源電圧と増幅器１ｂに印加される電源電圧とは互いに同一となる。実際には、電源２ａ，２ｂ、電源制御部３ａ，３ｂの個体差、電源２ａ，２ｂから電源制御部３ａ，３ｂを介して増幅器１ａ，１ｂまでの経路の差などに起因して、増幅器１ａ，１ｂへ印加される電源電圧にはばらつきが出るが、できる限り上記原因をなくして、増幅器１ａへ印加される電源電圧と増幅器１ｂへ印加される電源電圧とを近くすることが望ましい。
【０１３２】
さらに、上記実施の形態３によれば、電源切換手段５２が、電源２ａ，２ｂと、同一装置内の増幅器１ａ，１ｂ以外の回路である前段増幅器７との間に設けられ、制御部５１が、複数の電源２ａ，２ｂの出力電流が互いに均衡するように電源切換手段５２を制御する。これにより、運用モードの切換などに応じて、複数の増幅器１ａ，１ｂに対して電源２ａ，２ｂの電圧を均一化したり、電源２ａ，２ｂの利用効率を上げたりすることができる。
【０１３３】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る増幅装置は、実施の形態１〜３のいずれかに係る増幅装置において、複数の電源２ａ，２ｂの状態に応じて、入力信号の増幅に使用される増幅器およびその数を設定するようにしたものである。
【０１３４】
なお、本発明の実施の形態４に係る増幅装置の構成は、実施の形態１〜３のいずれかに係る増幅装置と同様であるので、その説明を省略する。ただし、制御部４，４１，５１の動作については、後述する動作が追加される。なお、この実施の形態４では、制御部４，４１，５１が第１および第５の制御手段として機能する。
【０１３５】
次に、実施の形態４における制御部４，４１，５１による運用モードの切換動作について説明する。
【０１３６】
まず、実施の形態４を実施の形態１に適用した場合について説明する。図４は、実施の形態４を実施の形態１に適用した場合における制御部４による運用モードの切換動作について説明するフローチャートである。
【０１３７】
制御部４は、起動時または所定のタイミングで、電源制御部３ａ，３ｂの電圧検出手段３２により複数の電源２ａ，２ｂの電圧の検知を開始する。
【０１３８】
制御部４は、電源２ａ，２ｂのうちの第１の電源（ここでは電源２ａとする）の電圧が所定の範囲内（例えば定格の範囲内、以下同様）にあるか否かを判断する（ステップＳ１）。すなわち、電源２ａが、増幅器１ａの駆動に支障がない電圧を発生しているか否かが判断される。
【０１３９】
第１の電源（電源２ａ）の電圧が所定の範囲内にある場合には、制御部４は、電源２ａ，２ｂのうちの第２の電源（ここでは電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【０１４０】
そして、ステップＳ２において第２の電源（電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあると判断された場合、すなわち、第２の電源（電源２ｂ）の電圧が増幅器１ｂの駆動に支障がない電圧である場合には、電源２ａ，２ｂの電圧が所定の範囲内にあるので、制御部４は、上述の第１〜第３の運用モードのいずれかを選択し、２電源運用または１電源運用を実施する（ステップＳ３）。
【０１４１】
一方、ステップＳ２において第２の電源（電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にないと判断された場合、第１の電源（電源２ａ）の電圧は所定の範囲内にあるので、制御部４は、上述の第２の運用モードを選択し、１電源運用を実施する（ステップＳ４）。
【０１４２】
また、ステップＳ１において第１の電源（電源２ａ）の電圧が所定の範囲内にないと判断された場合にも、制御部４は、電源２ａ，２ｂのうちの第２の電源（電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ５）。
【０１４３】
そして、ステップＳ５において第２の電源（電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあると判断された場合、すなわち、第２の電源（電源２ｂ）の電圧が増幅器１ｂの駆動に支障がない電圧である場合には、制御部４は、上述の第３の運用モードを選択し、１電源運用を実施する（ステップＳ６）。
【０１４４】
一方、ステップＳ５において第２の電源（電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にないと判断された場合、すべての電源（電源２ａ，２ｂ）の電圧が所定の範囲内にないので、制御部４は、増幅装置の動作を停止させる（ステップＳ７）。また、装置の起動時の場合には、制御部４は、装置の起動を中止する（ステップＳ７）。
【０１４５】
なお、例えば、２電源運用の場合の最大出力が２００ワットである場合には、１電源運用の場合の最大出力が１００ワットとなり、使用する電源２ａ，２ｂの数を変更することで、最大出力が変化する。
【０１４６】
次に、実施の形態４を実施の形態２，３に適用した場合について説明する。
【０１４７】
実施の形態２，３に係る増幅装置では、第３の運用モード、すなわち、増幅器１ｂおよび電源２ｂのみによる運用モードが存在しないので、制御部４１，５１は、図４のステップＳ１にて、第１の電源（電源２ａ）の電圧が所定の範囲内にない場合に、ステップＳ５の処理を行わずに、ステップＳ７の処理を行って装置の動作を停止させる。その他の動作については、実施の形態４を実施の形態１に適用した場合と同様であるので、その説明を省略する。なお、実施の形態４を実施の形態１に適用した場合においてもここで説明したように第３の運用モードを選択しないようにしてもよい。また、制御部４，４１，５１が接続されている電源２ａ（２ｂ）を第１の電源として最初に電圧を調べるようにしてもよい。
【０１４８】
なお、各運用モードにおける各部の動作については、実施の形態１〜３のいずれかの場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１４９】
以上のように、上記実施の形態４によれば、電圧検出手段３２が、複数の電源２ａ，２ｂの電圧を検出し、制御部４，４１，５１は、電圧検出手段３２により検出された電圧に基づき、信号分配部５，４２を制御して、電圧が所定の範囲内にある電源２ａ，２ｂに対応する増幅器１ａ，１ｂへ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる。これにより、過負荷状態、バッテリの容量不足などの異常が電源２ａ，２ｂに発生した場合に、その電源２ａ，２ｂおよび増幅器１ａ，１ｂの故障の発生を抑制することができ、また、そのような場合にも、残りの増幅器１ａ，１ｂおよび電源２ａ，２ｂにより、この増幅装置の運用を継続させることができる。
【０１５０】
また、電源２ａ，２ｂとしてのバッテリの容量がなくなった場合、その電源２ａ，２ｂが使用されなくなるので、その後にそのバッテリを交換することが可能となる。そして、新たなバッテリがその電源２ａ，２ｂとして接続されると、その電源２ａ，２ｂが再度使用可能となる。
【０１５１】
さらに、上記実施の形態４によれば、制御部４，４１，５１が、電源異常に起因して入力信号の増幅に使用しない増幅器１ａ，１ｂと電源２ａ，２ｂとの間の電源スイッチ手段３１をオフにする。これにより、異常が発生した電源２ａ，２ｂの出力電流がなくなり、そのような電源２ａ，２ｂをより保護することができる。
【０１５２】
なお、上記実施の形態４において、制御部４，４１，５１が、入力信号の増幅に使用される増幅器１ａ，１ｂの個数を、各増幅器１ａ，１ｂが最大出力未満の低歪領域で動作可能な個数とするようにしてもよい。すなわち、１つの増幅器１ａ，１ｂで増幅可能な出力電力であっても、２つの増幅器１ａ，１ｂを使用することで、１電源運用の場合に、１つの増幅器１ａ，１ｂが最大出力で動作することがなくなり、その場合におけるこの増幅装置の出力信号の歪特性が良好になる。
【０１５３】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る増幅装置は、実施の形態１〜４のいずれかに係る増幅装置において、電源２ａ，２ｂの状態（出力電圧、出力電流など）を常時監視し、電源２ａ，２ｂの状態に応じて、無線機の稼動中に自動的に運用モードを変更して出力信号の電力を変更するようにしたものである。なお、この実施の形態５に係る増幅装置は、無線機の送信回路で使用される。
【０１５４】
なお、本発明の実施の形態５に係る増幅装置の構成は、実施の形態１〜４のいずれかに係る増幅装置と同様であるので、その説明を省略する。ただし、制御部４，４１，５１の動作については、後述する動作が追加される。なお、この実施の形態５では、制御部４，４１，５１が第１および第５の制御手段として機能する。
【０１５５】
次に、実施の形態５における制御部４，４１，５１による運用モードの切換動作について説明する。
【０１５６】
実施の形態５に係る増幅装置における制御部４，４１，５１は、電源２ａ，２ｂの電圧に応じて、自動的に、２電源運用（第１の運用モード）と１電源運用（第２または第３の運用モード）のいずれかを選択し、運用モードの変更を行う。図５は、実施の形態５に係る増幅装置が２電源運用から１電源運用に移行する場合について説明するフローチャートである。図６は、実施の形態５に係る増幅装置が１電源運用から２電源運用に移行する場合について説明するフローチャートである。
【０１５７】
まず、２電源運用から１電源運用へ移行する場合について説明する。
【０１５８】
実施の形態５に係る増幅装置が２電源運用（第１の運用モード）で動作中の場合には、制御部４，４１，５１は、電源制御部３ａ，３ｂの電圧検出手段３２からの電圧情報に基づいて、２つの電源２ａ，２ｂの電圧が両方とも所定の範囲内にあるか否かを常時監視する（ステップＳ２１）。
【０１５９】
そして、制御部４，４１，５１は、２つの電源２ａ，２ｂのいずれかの電圧が所定の範囲外になったと判断すると、無線機が現在、送信中であるか受信中であるかを判断する（ステップＳ２２）。無線機が送信中である場合には、制御部４，４１，５１は、送信を停止して無線機を受信状態に移行させる（ステップＳ２３）。
【０１６０】
その後、制御部４，４１，５１は、上述のように信号分配部５，４２、信号合成部６，４３および電源制御部３ａ，３ｂの電源スイッチ手段３１を制御して、電圧が所定の範囲外となった電源（電源２ａ，２ｂのいずれか）およびそれに対応する増幅器（増幅器１ａ，１ｂのいずれか）を使用停止とする（ステップＳ２４）。また、ステップＳ２２において、無線機が送信中ではない場合も、上述のステップＳ２４の処理を実行する。
【０１６１】
これにより、増幅装置の運用が、２電源運用（第１の運用モード）から１電源運用（第２または第３の運用モード）ヘ移行する。なお、この実施の形態５を、実施の形態２，３に係る増幅装置に適用した場合には、制御部４１，５１は、電源２ａ，２ｂのうち、電源２ｂの電圧が所定の範囲外となった場合のみ、２電源運用（第１の運用モード）から１電源運用（第２の運用モード）へ移行させる。
【０１６２】
このようにして、無線機が受信状態であり、送信回路に使用されるこの増幅装置が送信すべき高周波信号の増幅を行っていない期間に、制御部４，４１，５１により運用モードが変更される。その後に、ステップＳ２３において送信状態から受信状態へ無線機を移行させた場合には、制御部４，４１，５１は、無線機を送信状態に適宜移行させるようにしてもよい。
【０１６３】
次に、１電源運用から２電源運用へ移行する場合について説明する。
【０１６４】
実施の形態５に係る増幅装置が１電源運用（第２または第３の運用モード）で動作中の場合には、制御部４，４１，５１は、電源制御部３ａ，３ｂの電圧検出手段３２からの電圧情報に基づいて、現在使用していない残りの電源（電源２ａまたは電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあるか否かを常時監視する（ステップＳ４１）。
【０１６５】
そして、制御部４，４１，５１は、その残りの電源（電源２ａまたは電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあると判断すると、無線機が現在、送信中であるか受信中であるかを判断する（ステップＳ４２）。無線機が送信中である場合には、制御部４，４１，５１は、ステップＳ４１に戻り、１電源運用を継続させる。
【０１６６】
一方、制御部４，４１，５１は、その残りの電源（電源２ａまたは電源２ｂ）の電圧が所定の範囲内にあり、かつその時点での無線機の状態が受信状態である場合には、１電源運用から２電源運用へ移行可能であるので、所定の各種条件に基づいて、２電源運用へ移行するか否かを判断する（ステップＳ４３）。
【０１６７】
ステップＳ４３において２電源運用へ移行すると判断した場合、制御部４，４１，５１は、上述のように信号分配部５，４２、信号合成部６，４３、および電源制御部３ａ，３ｂの電源スイッチ手段３１を制御して、その残りの電源（電源２ａ，２ｂのいずれか）およびそれに対応する増幅器（増幅器１ａ，１ｂのいずれか）を使用可能な状態とする（ステップＳ４４）。
【０１６８】
これにより、増幅装置の運用が、１電源運用（第２または第３の運用モード）から２電源運用（第１の運用モード）ヘ移行する。このようにして、無線機が受信状態であり、送信回路に使用されるこの増幅装置が送信すべき高周波信号の増幅を行っていない期間に、制御部４，４１，５１により運用モードが変更される。
【０１６９】
なお、この実施の形態５を、実施の形態１に係る増幅装置に適用した場合において、１電源運用時に使用中の電源の電圧が所定の範囲外となったときに、受信状態の期間に、使用中の電源および増幅器を使用停止とし、残りの電源およびそれに対応する増幅器を使用可能な状態として、１電源運用を継続するようにしてもよい。すなわち、受信状態の期間に、第２の運用モードから第３の運用モードへ移行させたり、第３の運用モードから第２の運用モードへ移行させたりしてもよい。
【０１７０】
なお、各運用モードにおける各部の動作については、実施の形態１〜３のいずれかの場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７１】
以上のように、上記実施の形態５によれば、制御部４，４１，５１が、電圧検出手段３２により検出される電圧を常時監視し、各時点において、信号分配部５，４２を制御して、電圧が所定の範囲内にある電源２ａ，２ｂに対応する増幅器１ａ，１ｂの全部または一部を、入力信号の増幅に使用される増幅器に選択する。これにより、稼動中に電源２ａ，２ｂに電圧異常が発生した場合にも、電源２ａ，２ｂや増幅器１ａ，１ｂが故障して出力信号が劣化することを回避することができる。
【０１７２】
また、上記実施の形態５では、増幅器１ａ，１ｂが、無線機の送信回路の最終段増幅器として使用され、制御部４，４１，５１が、入力信号の増幅に使用される増幅器１ａ，１ｂを少なくする場合に無線機が送信中であるときには、無線機の状態を受信状態に移行させた後に、入力信号の増幅に使用される増幅器を少なくする。これにより、送信中に電圧異常が発生しても迅速に、電圧異常が発生した電源２ａ，２ｂから内部回路を保護することができる。
【０１７３】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６に係る増幅装置は、必要な出力信号の電力（無線機の場合、送信電力）に応じて、使用する電源の数を決定し、運用モードを、その電源数に応じた運用モードとするようにしたものである。すなわち、本発明の実施の形態６に係る増幅装置では、出力信号の電力は、０から複数の電源によって出力信号に得られる最大電力までの間で可変であるが、その範囲内の、必要な出力信号の電力に応じて、使用する電源の数が決定される。
【０１７４】
なお、本発明の実施の形態６に係る増幅装置の構成は、実施の形態１〜５のいずれかに係る増幅装置と同様であるので、その説明を省略する。ただし、制御部４，４１，５１の動作については、後述する動作が追加される。なお、この実施の形態６では、制御部４，４１，５１が第２および第５の制御手段として機能する。
【０１７５】
次に、実施の形態６における制御部４，４１，５１による運用モードの選択について説明する。図７は、実施の形態６に係る増幅装置における制御部４，４１，５１による運用モードの選択について説明するフローチャートである。図８は、実施の形態６に係る増幅装置において、送信電力と電源数との関係の一例を示す図である。
【０１７６】
制御部４，４１，５１は、必要な送信電力（すなわち、増幅装置の出力信号の電力）が所定の閾値Ｐ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ６１）。なお、この必要な送信電力の値は、オペレータなどにより設定されたり、各種条件に基づく計算により得られたりする。また、閾値Ｐ１は、図８に示すように、通常、２つの増幅器１ａ，１ｂによる最大送信電力の半分、すなわち、各増幅器１ａ，１ｂによる最大送信電力の値に設定される。
【０１７７】
そして、制御部４，４１，５１は、送信電力の新たな設定値が所定の閾値Ｐ１以上であると判断した場合、現在の送信電力の設定値が閾値Ｐ１未満であるか否かを判断する（ステップＳ６２）。
【０１７８】
ここで、現在の送信電力の設定値が閾値Ｐ１未満である場合、制御部４，４１，５１は、現在、１電源運用であるので、増幅装置の運用を１電源運用から２電源運用へ移行させる（ステップＳ６３）。
【０１７９】
一方、現在の送信電力の設定値が閾値Ｐ１以上である場合、制御部４，４１，５１は、現在、２電源運用であるので、増幅装置の運用を２電源運用のままとする（ステップＳ６４）。
【０１８０】
また、制御部４，４１，５１は、送信電力の新たな設定値が所定の閾値Ｐ１未満であると判断した場合、現在の送信電力の設定値が閾値Ｐ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ６５）。
【０１８１】
ここで、現在の送信電力の設定値が閾値Ｐ１以上である場合、制御部４，４１，５１は、現在、２電源運用であるので、増幅装置の運用を２電源運用から１電源運用へ移行させる（ステップＳ６６）。
【０１８２】
一方、現在の送信電力の設定値が閾値Ｐ１未満である場合、制御部４，４１，５１は、現在、１電源運用であるので、増幅装置の運用を１電源運用のままとする（ステップＳ６７）。
【０１８３】
なお、２電源運用から１電源運用への移行、および１電源運用から２電源運用への移行の際の動作は、上述したものと同様に行われる。
【０１８４】
また、各運用モードにおける各部の動作については、実施の形態１〜３のいずれかの場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８５】
以上のように、上記実施の形態６によれば、制御部４，４１，５１は、信号分配部５，４２を制御して、出力電力の設定値に応じた個数の増幅器１ａ，１ｂにより入力信号の増幅を行わせる。上記実施の形態６では、制御部４，４１，５１が、入力信号の増幅に使用される増幅器１ａ，１ｂの個数を、出力電力の設定値を実現可能な個数のうち最も少ない個数とする。これにより、増幅器１ａ，１ｂの出力が最大出力に近づき、より多い個数の増幅器１ａ，１ｂを使用する場合より増幅時の電力効率を良好にすることができる。
【０１８６】
なお、上記実施の形態６では、制御部４，４１，５１が、出力電力の設定値に起因して入力信号の増幅に使用しない増幅器１ａ，１ｂと電源２ａ，２ｂとの間の電源スイッチ手段３１をオフにする。これにより、増幅器１ａ，１ｂのバイアス電流などにより消費される電流がなくなり、消費電力を少なくすることができる。
【０１８７】
実施の形態７．
本発明の実施の形態７に係る増幅装置は、実施の形態６と同様に、必要な出力信号の電力（無線機の場合、送信電力）に応じて、使用する電源の数を決定し、運用モードを、その電源数に応じた運用モードとするようにしたものである。ただし、本発明の実施の形態７に係る増幅装置は、出力信号の電力（無線機の場合、送信電力）は、０から複数の電源によって出力信号に得られる最大電力までの間の可変範囲において、１電源運用が可能な送信電力でも２電源運用とし、増幅時の歪特性を改善する。
【０１８８】
なお、本発明の実施の形態７に係る増幅装置の構成は、実施の形態６に係る増幅装置と同様であるので、その説明を省略する。ただし、後述するように、運用モードの選択時の動作は、実施の形態６の場合とは異なる。なお、この実施の形態７では、制御部４，４１，５１が第２および第５の制御手段として機能する。
【０１８９】
次に、実施の形態７における制御部４，４１，５１による運用モードの選択について説明する。図９は、実施の形態７に係る増幅装置において、送信電力と電源数との関係の一例を示す図である。
【０１９０】
この実施の形態７における制御部４，４１，５１は、実施の形態６における制御部４，４１，５１と同様に動作するが、１電源運用と２電源運用との境界となる送信電力（すなわち、増幅装置の出力信号の電力）である閾値Ｐ１が、１電源での最大送信電力未満に設定されている。これにより、１電源運用の場合、増幅器１ａ，１ｂは、常に定格未満で動作することとなり、増幅時の歪特性が改善される。
【０１９１】
なお、その他の動作については、実施の形態６の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９２】
以上のように、上記実施の形態７によれば、制御部４，４１，５１が、入力信号の増幅に使用される増幅器１ａ，１ｂの個数を、各増幅器１ａ，１ｂが定格未満の低歪領域で動作可能な個数とする。これにより、この増幅装置の出力信号の歪特性が良好になる。
【０１９３】
例えば、最大電力の半分の電力で増幅器１ａ，１ｂが動作した場合には、３次相互変調歪が約６ｄＢ改善される。つまり、送信電力が１つの増幅器１ａ，１ｂの最大出力と同値である場合に、この実施の形態７に係る増幅装置では、２つの増幅器１ａ，１ｂにより入力信号の増幅が行われ、その際、３次相互変調歪が約６ｄＢ改善される。
【０１９４】
実施の形態８．
本発明の実施の形態８に係る増幅装置は、実施の形態１に係る増幅装置において、各増幅器１ａ，１ｂの温度を測定し、増幅器１ａ，１ｂに温度異常が発生している場合に、運用モードを変更し、その増幅器１ａ，１ｂの動作を停止させるようにしたものである。
【０１９５】
図１０は、本発明の実施の形態８に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１０において、制御部６１は、実施の形態１の制御部４と同様に各部を制御する他、後述の増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂからの温度情報に基づいて各部を制御する回路である。制御部６１は、実施の形態１における制御部４と同様にして実現可能である。
【０１９６】
また、増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂは、複数の増幅器１ａ，１ｂの温度をそれぞれ検出する素子である。増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂとしては、サーミスタ、熱電対などが使用される。
【０１９７】
なお、図１０におけるその他の構成要素については、実施の形態１のものと同様であるので、その説明を省略する。なお、この実施の形態８では、制御部６１が第３および第５の制御手段として機能する。
【０１９８】
次に、上記装置の動作について説明する。
【０１９９】
２電源運用（第１の運用モード）において、制御部６１は、動作中の２つの増幅器１ａ，１ｂの温度を、増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂからの温度情報に基づいて監視し、いずれか一方の増幅器１ａ，１ｂの温度が所定の温度以上になった場合に、所定の温度以上になった増幅器１ａ，１ｂを停止させ、増幅装置の運用を１電源運用（第２または第３の運用モード）へ移行させる。
【０２００】
すなわち、第１の運用モードにおいて、増幅器１ａの温度が所定の温度以上となった場合には、運用モードが第３の運用モードに変更され、増幅器１ｂの温度が所定の温度以上となった場合には、運用モードが第２の運用モードに変更される。
【０２０１】
また、第２の運用モードにおいて増幅器１ａの温度が所定の温度以上となった場合には、運用モードを第３の運用モードに変更するようにしてもよい。また、第３の運用モードにおいて増幅器１ｂの温度が所定の温度以上となった場合には、運用モードを第２の運用モードに変更するようにしてもよい。
【０２０２】
さらに、所定の温度以上ではない増幅器が１つもない場合には、増幅装置の動作を停止させたり、あるいは、出力信号の電力を小さくさせたりするようにしてもよい。
【０２０３】
なお、その他の動作については、実施の形態１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０２０４】
また、実施の形態８では、実施の形態１に係る増幅装置において、増幅器１ａ，１ｂの温度異常時の際の運用モードの切り換えを行っているが、他の実施の形態においても、同様にして、増幅器１ａ，１ｂの温度異常時の際の運用モードの切り換えを行うことが可能である。なお、その場合、実施の形態２，３に係る増幅装置では、第３の運用モードがないので、第１の運用モードにおいて増幅器１ａの温度が所定の温度以上となった場合に第２の運用モードへ移行するのみである。
【０２０５】
以上のように、上記実施の形態８によれば、増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂは、複数の増幅器１ａ，１ｂの温度をそれぞれ検出し、制御部６１は、増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂにより検出された増幅器１ａ，１ｂの温度に基づき、信号分配部５を制御して、所定の温度未満の増幅器１ａ，１ｂへ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる。これにより、ある増幅器１ａ，１ｂに温度異常があっても、残りの増幅器１ａ，１ｂにより、増幅装置の運用を継続させることができる。
【０２０６】
さらに、上記実施の形態８によれば、制御部６１が、増幅器温度検出手段６２ａ，６２ｂにより検出される増幅器１ａ，１ｂの温度を常時監視し、各時点において、信号分配部５を制御して、所定の温度未満の増幅器１ａ，１ｂを、入力信号の増幅に使用される増幅器１ａ，１ｂに選択する。これにより、稼動中に増幅器１ａ，１ｂに温度異常が発生した場合に、増幅器１ａ，１ｂが故障して出力信号が劣化することを回避することができる。
【０２０７】
さらに、上記実施の形態８によれば、制御部６１が、温度異常に起因して入力信号の増幅に使用しない増幅器１ａ，１ｂと電源２ａ，２ｂとの間の電源スイッチ手段３１をオフにする。これにより、異常が発生した増幅器１ａ，１ｂに電圧が印加されなくなり、そのような増幅器１ａ，１ｂをより保護することができる。
【０２０８】
実施の形態９．
本発明の実施の形態９に係る増幅装置は、実施の形態８に係る増幅装置において、さらに、信号合成部７２における電力合成回路２３の温度を測定し、その電力合成回路２３に温度異常が発生している場合に運用モードを変更し、電力合成回路２３を保護するようにしたものである。
【０２０９】
増幅器１ａ，１ｂの個体差、増幅器１ａ，１ｂの電源電圧の差、増幅器１ａ，１ｂへの入力信号の不均衡などに起因して、増幅後の２つの信号の振幅および位相が同一ではない場合、電力合成回路２３で電力損失が発生し、これに起因して熱が発生する。特に、２つの増幅器１ａ，１ｂの一方から電力合成回路２３への信号が全くなくなった場合には、残りの信号の電力が、電力合成回路２３で約３ｄＢ減衰し、この電力損失に応じた熱が発生する。例えば、残りの信号の電力が１００ワットである場合には、電力合成回路２３で約５０ワットの熱が発生するが、通常の回路でこのような熱に耐えることは難しい。本実施の形態９に係る増幅装置は、電力合成回路２３に温度異常が発生した場合に、運用を変更して、電力合成回路２３への信号の入力を遮断する。
【０２１０】
図１１は、本発明の実施の形態９に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１１において、制御部７１は、実施の形態８の制御部６１と同様に各部を制御する他、後述の温度検出手段８１からの温度情報に基づいて各部を制御する回路である。制御部７１は、実施の形態１における制御部４と同様にして実現可能である。
【０２１１】
また、信号合成部７２は、実施の形態８における信号合成部６の電力合成回路２３に温度検出手段８１を設けたものである。この温度検出手段８１としては、サーミスタ、熱電対などが使用される。
【０２１２】
なお、温度検出手段８１を、電力合成回路２３のうちの抵抗Ｒの近くに配置するようにしてもよい。また、電力合成回路２３が１つのモジュールとなっていない場合には、電力合成回路２３の抵抗Ｒに設けるようにしてもよい。
【０２１３】
なお、図１１におけるその他の構成要素については、実施の形態８のものと同様であるので、その説明を省略する。なお、この実施の形態９では、制御部７１が第５の制御手段として、温度検出手段８１が合成回路温度検出手段として機能する。
【０２１４】
次に、上記装置の動作について説明する。
【０２１５】
図１２は、実施の形態９に係る増幅装置における制御部７１による温度監視を説明するフローチャートである。
【０２１６】
２電源運用（第１の運用モード）において、複数の増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号が信号合成部７２の電力合成回路２３に供給されている場合、制御部７１は、温度検出手段８１からの温度情報に基づいて、電力合成回路２３の温度を監視し（ステップＳ８１，Ｓ８２）、その温度が所定の温度以上になった場合に、増幅装置の運用を１電源運用（第２または第３の運用モード）へ移行させる。
【０２１７】
その際、制御部７１は、電源制御部３ａ，３ｂの電圧検出手段３２により２つの電源２ａ，２ｂの電圧を検知し（ステップＳ８３）、２つの電源２ａ，２ｂのうち、第１の電源（ここでは電源２ａとする）の電圧のほうが第２の電源（ここでは電源２ｂ）の電圧より定格値に近いか否かを判断する（ステップＳ８４）。
【０２１８】
第１の電源（電源２ａ）の電圧のほうが定格値に近い場合、制御部７１は、第２の電源（電源２ｂ）を停止させて、１電源運用（第２の運用モード）とする（ステップＳ８５）。一方、第２の電源（電源２ｂ）の電圧のほうが定格値に近い場合、制御部７１は、第１の電源（電源２ａ）を停止させて、１電源運用（第３の運用モード）とする（ステップＳ８６）。
【０２１９】
このように、電力合成回路２３により信号の合成が行われる第１の運用モードにおいて、電力合成回路２３の温度が所定の温度以上となった場合には、運用モードが第２または第３の運用モードに変更される。これにより、電力合成回路２３には、増幅器１ａ，１ｂによる増幅後の信号が供給されなくなる。
【０２２０】
なお、その他の動作については、実施の形態８の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【０２２１】
また、この実施の形態９では、２電源運用から１電源運用とし、信号合成部７２内で電力合成回路２３をバイパスするようにしているが、必要に応じて、増幅装置の動作を停止させるようにしてもよい。また、電力合成回路２３の温度異常を検知した際に、その旨を音や光で報知する報知手段を設けるようにしてもよい。
【０２２２】
また、実施の形態９では、実施の形態８に係る増幅装置において、電力合成回路２３の温度異常時の際の運用モードの切り換えを行っているが、他の実施の形態においても、同様にして、電力合成回路２３の温度異常時の際の運用モードの切り換えを行うことが可能である。なお、その場合、実施の形態２，３に係る増幅装置では、第３の運用モードがないので、運用モードが、第１の運用モードと第２の運用モードとの間で移行するのみである。
【０２２３】
以上のように、上記実施の形態９によれば、温度検出手段８１が、電力合成回路２３の温度を検出し、制御部７１が、温度検出手段８１により検出された電力合成回路２３の温度に基づき、信号分配部５および切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂを制御して電力合成回路２３をバイパスさせる。これにより、電力合成回路２３に温度異常が発生しても、増幅装置の運用を継続させることができる。
【０２２４】
実施の形態１０．
本発明の実施の形態１０に係る増幅装置は、４個の電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄで４個の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを駆動するようにしたものである。
【０２２５】
図１３は、本発明の実施の形態１０に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。図１３において、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、同一の入力信号から分配された複数の信号を最終段にて電力増幅する複数の増幅器である。なお、増幅器１ａ，１ｂは、実施の形態１のものと同様のものであり、増幅器１ｃ，１ｄは、増幅器１ａ，１ｂと同様のものである。
【０２２６】
また、電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれに対応して設けられ、対応する増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに電力をそれぞれ供給する互いに独立した複数の直流電源である。なお、電源２ａ，２ｂは、実施の形態１のものと同様のものであり、電源２ｃ，２ｄは、電源２ａ，２ｂと同様のものである。
【０２２７】
電源制御部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとの間に設けられ、制御信号に応じてスイッチング動作する電源スイッチ手段３１と、電源２ａ，２ｂの電源電圧を検出し、検出した電圧値の情報を出力する電圧検出手段３２とを有する回路である。なお、電源制御部３ａ，３ｂは、実施の形態１のものと同様のものであり、電源制御部３ｃ，３ｄは、電源制御部３ａ，３ｂと同様のものである。
【０２２８】
制御部９１は、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、電源制御部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの電源スイッチ、後述の１：２信号分配部５ａ，５ｂ，５ｃ、後述の１：２信号合成部６ａ，６ｂ，６ｃ、前段増幅器７、高周波信号源８などを制御する回路である。なお、この制御部９１は、実施の形態１の制御部４と同様にして実現可能である。
【０２２９】
信号分配部９２は、複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの前段に設けられ、入力信号（ここでは前段増幅器７の出力信号）を増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおける全部または一部の複数の増幅器のそれぞれに分配するか、いずれかの１つの増幅器に出力する回路である。
【０２３０】
信号分配部９２は、１：２信号分配部５ａ，５ｂ，５ｃが２分岐状に２段接続されて構成される。各１：２信号分配部５ａ，５ｂ，５ｃは、実施の形態１における信号分配部５と同様に構成される。
【０２３１】
すなわち、信号分配部９２では、１系統の信号を供給された場合に、その１系統の信号を２系統に分配する電力分配回路１４（２分配回路）が２分岐状に２段接続され、各段にて、切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ（切換回路）が、その１系統の信号を、電力分配回路１４へ供給するか、または電力分配回路１４をバイパスし２系統のうちのいずれかの系統へ出力する。
【０２３２】
信号合成部９３は、複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの後段に設けられ、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにおける全部または一部の複数の増幅器からの増幅後の信号を合成するか、いずれか１つの増幅器からの増幅後の信号をそのまま出力する回路である。
【０２３３】
信号合成部９３は、２：１信号合成部６ａ，６ｂ，６ｃが逆２分岐状に２段接続されて構成される。各２：１信号合成部６ａ，６ｂ，６ｃは、実施の形態１における信号合成部６と同様に構成される。
【０２３４】
すなわち、信号合成部９３では、２系統の信号を供給された場合に、その２系統の信号を１系統に分配する電力合成回路２３が逆２分木状に２段接続され、各段にて、切換手段２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ（切換回路）が、その２系統の信号を電力合成回路２３へ供給するか、または電力合成回路２３をバイパスし２系統のうちのいずれかの系統の信号を出力する。
【０２３５】
次に、上記装置の動作について説明する。
【０２３６】
この実施の形態１０では、制御部９１は、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、信号分配部９２、信号合成部９３および電源制御部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを制御して、４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの、４つ、２つ、１つのうちのいずれかの個数の増幅器が入力信号の増幅に使用されるようにする。また、実施の形態１の場合と同様にして、使用しない増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対応する電力制御部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの電源スイッチは、制御部９１によりオフとされる。
【０２３７】
まず、４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが入力信号の増幅に使用される場合について説明する。
【０２３８】
４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが入力信号の増幅に使用される場合、信号分配部９２の１：２信号分配部５ａが、入力信号を２系統に分配し、その後段で、１：２信号分配部５ｂ，５ｃが、各系統の信号をそれぞれ、さらに２系統に分配する。これにより、４系統に分配された信号が、４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに供給される。
【０２３９】
そして、４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにより増幅された４つの信号のうち、増幅器１ａ，１ｂにより増幅された２つの信号が、２：１信号合成部６ａにより合成され、増幅器１ｃ，１ｄにより増幅された２つの信号が、２：１信号合成部６ｂにより合成される。その後段で、２：１信号合成部６ｃが、２：１信号合成部６ａにより合成された信号と、２：１信号合成部６ａにより合成された信号をさらに合成し、合成後の信号を増幅装置の出力信号として出力する。
【０２４０】
次に、４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの２つの増幅器が入力信号の増幅に使用される場合について説明する。
【０２４１】
この場合においては、増幅器１ａ，１ｂが使用される場合、増幅器１ｃ，１ｄが使用される場合、増幅器１ａ，１ｃが使用される場合、増幅器１ｂ，１ｄが使用される場合、増幅器１ａ，１ｄが使用される場合、および増幅器１ｂ，１ｃが使用される場合がある。
【０２４２】
増幅器１ａ，１ｂが使用される場合には、入力信号は、１：２信号分配部５ａを介して１：２信号分配部５ｂに供給され、１：２信号分配部５ｂにより２系統に分配される。そして、増幅後の信号は、２：１信号合成部６ａにより合成され、合成後の信号が、２：１信号合成部６ｃを介して出力信号として出力される。
【０２４３】
増幅器１ｃ，１ｄが使用される場合には、入力信号は、１：２信号分配部５ａを介して１：２信号分配部５ｃに供給され、１：２信号分配部５ｃにより２系統に分配される。そして、増幅後の信号は、２：１信号合成部６ｂにより合成され、合成後の信号が、２：１信号合成部６ｃを介して出力信号として出力される。
【０２４４】
増幅器１ａ，１ｃが使用される場合には、入力信号は、１：２信号分配部５ａにより２系統に分配され、そのうちの一方の系統の信号が１：２信号分配部５ｂを介して増幅器１ａに供給され、他方の系統の信号が１：２信号分配部５ｃを介して増幅器１ｃに供給される。そして、増幅後の信号は、２：１信号合成部６ａ，６ｂを介して２：１信号合成部６ｃに供給され、２：１信号合成部６ｃによる合成後の信号が、出力信号として出力される。なお、増幅器１ａ，１ｄが使用される場合には、１：２信号分配部５ａからの他方の系統の信号が、１：２信号分配部５ｃを介して増幅器１ｃではなく増幅器１ｄに供給される。
【０２４５】
増幅器１ｂ，１ｄが使用される場合には、入力信号は、１：２信号分配部５ａにより２系統に分配され、そのうちの一方の系統の信号が１：２信号分配部５ｂを介して増幅器１ｂに供給され、他方の系統の信号が１：２信号分配部５ｃを介して増幅器１ｄに供給される。そして、増幅後の信号は、２：１信号合成部６ａ，６ｂを介して２：１信号合成部６ｃに供給され、２：１信号合成部６ｃによる合成後の信号が、出力信号として出力される。なお、増幅器１ｂ，１ｃが使用される場合には、１：２信号分配部５ａからの他方の系統の信号が、１：２信号分配部５ｃを介して増幅器１ｄではなく増幅器１ｃに供給される。
【０２４６】
次に、４つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうちの１つの増幅器が入力信号の増幅に使用される場合について説明する。
【０２４７】
この場合、いずれの１：２信号分配部５ａ，５ｂ，５ｃにおいても、信号の分配は行われず、入力信号がいずれか１つの増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄにそのまま供給される。そして、増幅後の信号が、２：１信号合成部６ａ，６ｂ，６ｃを介して増幅装置の出力信号として出力される。
【０２４８】
なお、この実施の形態１０に係る増幅装置においても、実施の形態２〜９に示すように実施の形態１に係る増幅装置に対して適用されている技術を適用可能である。
【０２４９】
以上のように、上記実施の形態１０に係る増幅装置は、同一の入力信号から分配された複数の信号を最終段にて電力増幅する複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、それらの複数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのそれぞれに対応して設けられ、対応する増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに電力をそれぞれ供給する互いに独立した複数の電源２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとを備える。これにより、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへ供給される電流が分散され、低電圧大電流で大出力とする場合の電力損失を少なくするとともに放熱を良好に行うことができる。
【０２５０】
さらに、上記実施の形態１０に係る増幅装置は、２のｎ乗（ここでは、ｎ＝２）である所定の個数の増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備える。そして、信号分配部９２が、１系統の信号を供給された場合に、その１系統の信号を２系統に分配する２分岐状にｎ段の電力分配回路１４と、各段にて、その１系統の信号を電力分配回路１４へ供給するか、または電力分配回路１４をバイパスし２系統のうちのいずれかの系統へ出力する切換手段１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂとを有する。これにより、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが４つ以上であっても、入力信号の増幅に使用される増幅器およびその数を簡単に変更、設定することができる。
【０２５１】
なお、上記実施の形態１０では、増幅器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが４個であるが、８個（ｎ＝３）でも、１６個（ｎ＝４）でも、またそれ以上でも、同様にして増幅装置を実現することが可能である。
【０２５２】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【０２５３】
例えば、上記実施の形態５，８，９のいずれかに係る増幅装置において、制御部４，４１，５１または制御部６１が、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数が運用状態の切換の前後で変化した場合に、増幅器１ａ，１ｂを制御して、この増幅装置の出力電力を、運用状態の切換前（変化前）の出力とすることが可能であれば、同一にするようにしてもよい。もし、変化前の出力を出すことが不可能であれば、その変化後の個数の増幅器による最大値に出力電力が設定されるようにしてもよい。
【０２５４】
すなわち、例えば、１電源運用から２電源運用へ切り換える前の出力電力の設定値が９０ワットであった場合には、切換後に２電源運用となっても、各増幅器１ａ，１ｂの出力電力が４５ワットとされ、増幅装置の出力電力が９０ワットのままとされる。
【０２５５】
また、上記実施の形態５，８，９のいずれかに係る増幅装置において、制御部４，４１，５１または制御部６１が、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数が運用状態の切換の前後で変化した場合に、増幅器１ａ，１ｂを制御して、この増幅装置の出力電力を、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数の運用状態の切換前後での比と同一の比率で増減させるようにしてもよい。
【０２５６】
すなわち、例えば、１電源運用から２電源運用へ切り換える前の出力電力の設定値が９０ワットであった場合に、切換後の出力電力は、１８０ワット（＝９０×２）とされる。
【０２５７】
その他、上記実施の形態５，８，９のいずれかに係る増幅装置において、入力信号の増幅に使用される増幅器の個数が運用状態の切換の前後で変化した場合に、切換後の出力電力を、切換後の最大出力としてもよいし、任意の電力値に設定することができるようにしてもよい。
【０２５８】
また、上記実施の形態５，８，９のいずれかに係る増幅装置において、増幅装置の稼動中に、切断されていた電源２ａ（２ｂ）が接続された場合、電源電圧に基づいてそれを検知し、制御部４，４１，５１が、その電源を含めた運用に自動的に切り換えるようにしてもよい。その場合にも上述のように、切換後の出力電力が自動的に設定されるようにしてもよい。
【０２５９】
さらに、上述の各実施の形態に係る増幅装置を無線機に適用し、その無線機において、上述の各実施の形態に係る増幅装置における複数の増幅器を送信回路の最終段の増幅器とし、複数の電源をこの無線機の外部から接続されるようにしてもよい。
【０２６０】
なお、上記各実施の形態１〜９では、信号分配回路５，４２は、１系統の信号を２系統に分配しているが、３系統以上に分配する回路にし、その系統と同数の増幅器により入力信号を増幅するようにしてもよい。その場合、信号合成回路６，４３，７２も、その系統数の信号を１系統の信号に合成する回路とする。
【０２６１】
【発明の効果】
本発明によれば、低電圧大電流で大出力とする場合の電力損失を少なくするとともに放熱を良好に行うことができる増幅器およびその増幅器を使用した無線機、並びに信号増幅方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態２に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 本発明の実施の形態３に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 実施の形態４を実施の形態１に適用した場合における制御部による運用モードの切換動作について説明するフローチャートである。
【図５】 実施の形態５に係る増幅装置が２電源運用から１電源運用に移行する場合について説明するフローチャートである。
【図６】 実施の形態５に係る増幅装置が１電源運用から２電源運用に移行する場合について説明するフローチャートである。
【図７】 実施の形態６に係る増幅装置における制御部による運用モードの選択について説明するフローチャートである。
【図８】 実施の形態６に係る増幅装置において、送信電力と電源数との関係の一例を示す図である。
【図９】 実施の形態７に係る増幅装置において、送信電力と電源数との関係の一例を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態８に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の実施の形態９に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 実施の形態９に係る増幅装置における制御部による温度監視を説明するフローチャートである。
【図１３】 本発明の実施の形態１０に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】 従来の送信回路の増幅装置の一例を示す回路図である。
【図１５】 従来の送信回路の増幅装置の他の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 増幅器
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 電源
４，４１，５１ 制御部（第１の制御手段、第２の制御手段、第５の制御手段）
５，４２，９２ 信号分配部
６，４３，７２，９３ 信号合成部
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ 切換手段（入力側運用切換回路、切換回路）
１４ 電力分配回路（分配回路、２分配回路）
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ 切換手段（出力側運用切換回路）
２３ 電力合成回路
３１ 電源スイッチ手段
３２ 電圧検出手段
５１ 制御部（第４の制御手段）
５２ 電源切換手段
６１ 制御部（第３の制御手段、第５の制御手段）
６２ａ，６２ｂ 増幅器温度検出手段
７１ 制御部（第５の制御手段）
８１ 温度検出手段（合成回路温度検出手段）
９１ 制御部

Claims (11)

1. 同一の入力信号から分配された複数の信号を電力増幅する複数の増幅器と、
   上記複数の増幅器のそれぞれに対応して設けられ、対応する上記増幅器に電力をそれぞれ供給する互いに独立した複数の電源と、
   上記複数の増幅器の前段に設けられ、この増幅装置への入力信号を、複数の増幅器のうちの全部または一部の増幅器のそれぞれに分配するか、いずれかの増幅器にそのまま出力する信号分配部と、
   上記複数の電源のそれぞれの電圧を検出する複数の電圧検出手段と、
   上記電圧検出手段により検出された電圧に基づき、上記信号分配部を制御して、電圧が所定の範囲内にある上記電源に対応する上記増幅器へ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる第１の制御手段と、
   を有することを特徴とする増幅装置。
2. 前記第１の制御手段は、前記電圧検出手段により検出される電圧を常時監視し、各時点において、前記信号分配部を制御して、電圧が所定の範囲内にある前記電源に対応する前記増幅器の全部または一部を、入力信号の増幅に使用される前記増幅器に選択することを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
3. 前記第１の制御手段は、入力信号の増幅に使用される前記増幅器の個数が変化した場合に、前記増幅器を制御して、この増幅装置の出力電力を、前記入力信号の増幅に使用される前記増幅器の個数の変化前後での比と同一の比率で増減させることを特徴とする請求項２記載の増幅装置。
4. 前記増幅器は、無線機の送信回路の最終段増幅器であり、
   前記第１の制御手段は、入力信号の増幅に使用される前記増幅器を少なくする場合に上記無線機が送信中であるときには、上記無線機の状態を受信状態に移行させた後に、入力信号の増幅に使用される前記増幅器を少なくすること、
   を特徴とする請求項２記載の増幅装置。
5. 前記第１の制御手段は、入力信号の増幅に使用される前記増幅器を少なくした後に、前記無線機の状態を送信状態に再度移行させることを特徴とする請求項４記載の増幅装置。
6. 前記第１の制御手段は、入力信号の増幅に使用される前記増幅器の個数を、各増幅器が最大出力未満の低歪領域で動作可能な個数とすることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
7. 前記複数の電源と前記複数の増幅器との間にそれぞれ設けられた複数の電源スイッチ手段を備え、
   前記第１の制御手段は、入力信号の増幅に使用しない前記増幅器と前記電源との間の上記電源スイッチ手段をオフにすること、
   を特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の増幅装置。
8. 前記複数の増幅器の温度をそれぞれ検出する複数の増幅器温度検出手段と、
   上記増幅器温度検出手段により検出された前記増幅器の温度に基づき、前記信号分配部を制御して、所定の温度未満の前記増幅器へ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる第２の制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の増幅装置。
9. 前記第２の制御手段は、前記増幅器温度検出手段により検出される前記増幅器の温度を常時監視し、各時点において、前記信号分配部を制御して、所定の温度未満である前記増幅器の全部または一部を、入力信号の増幅に使用される前記増幅器に選択することを特徴とする請求項８記載の増幅装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項記載の増幅装置における前記複数の増幅器を送信回路の最終段の増幅器として備え、前記複数の電源を外部から接続されることを特徴とする無線機。
11. 複数の電源のそれぞれにより、複数の増幅器のそれぞれに電力を互いに独立に供給し、
    上記複数の増幅器により、同一の入力信号から分配された複数の信号を最終段にて電力増幅し、
    上記複数の電源のそれぞれの電圧を検出し、
    検出された電圧に基づき、上記複数の増幅器の前段に設けられ、この増幅装置への入力信号を、複数の増幅器のうちの全部または一部の増幅器のそれぞれに分配するか、いずれかの増幅器にそのまま出力する信号分配部を制御して、電圧が所定の範囲内にある上記電源に対応する上記増幅器へ入力信号を供給させて入力信号の増幅を行わせる、
    ことを特徴とする信号増幅方法。

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