JP5342033B2 - デジタル振幅変調装置及びデジタル振幅変調装置の制御方法 - Google Patents

デジタル振幅変調装置及びデジタル振幅変調装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、例えば、中波の送信装置に用いられるデジタル振幅変調装置及びデジタル振幅変調装置の制御方法に関する。
例えば中波放送においては、複数の電力増幅器を有し、被変調信号の電圧振幅レベルに合わせて複数の電力増幅器をオン／オフ制御することで増幅されたキャリア信号が出力される電力増幅器の台数を変更し、オン状態の電力増幅器の各出力信号を合成することでＡＭ波（振幅変調波：Amplitude Modulation Wave）を生成し所定の放送サービスエリアへ送出するデジタル振幅変調装置が利用されている。
ところで、上記デジタル振幅変調装置では、例えば電力増幅器が破壊されたり、何等かの障害が発生するとＡＭ波の信号品質が劣化する可能性がある。このため、例えば、落雷時や、断線、故障、サージ混入などの負荷系異常時に、SWR （定在波比：Standing Wave Ratio）が悪化した場合に、電力増幅器の破壊を防止する必要がある。
そこで、デジタル振幅変調装置では、例えばアンテナなどからの反射電力による電力増幅器の破壊を防止するために、SWR （定在波比：Standing Wave Ratio）を監視し、出力電力を制御する。例えば、従来では、SWRの値が警告限界を超えた場合には送信回路のスイッチを切断することで出力電力をゼロにする方法が提案されている。他にもSWRの値がある値を超えた場合に送信電力を減力する方法などが知られている。
特開平１−９６５７０号公報
ところで、実際に電力増幅器に損傷を与える電力は、電力増幅器で発生する損失電力と電力増幅器で消費される反射電力の和であり、反射電力がある値以上となりSWRが設定した値を超えても電力増幅器が破壊に至るわけではない。特にSWRの値が大きくなり反射電力が増大した場合には出力電力が低下することから、そのような状況で送信電力を減力することで電力増幅器の保護動作を行うことは放送サービスエリアのカバー範囲が狭くなり、ＡＭ波の信号品質が劣化する。
本発明の目的は、放送サービスエリアのカバー範囲を狭めること、ＡＭ波の信号品質を劣化させることなく、振幅変調波の送信を継続させたまま電力増幅器の保護動作を行い得るデジタル振幅変調装置及びデジタル振幅変調装置の制御方法を提供することにある。
実施形態によれば、デジタル振幅変調装置は、伝送信号を、並列に配置され当該被変調信号の電圧振幅レベルに応じてオン／オフ制御可能な複数の電力増幅器の少なくとも一部となる通常台数の電力増幅器にて電力増幅し、各電力増幅器の出力を合成器にて合成することで振幅変調波を生成して所定の放送サービスエリアへ送出するデジタル振幅変調装置を対象とし、電源部と、測定部と、演算部と、電力制御部とを備えている。電源部は、複数の電力増幅器に電源電圧を供給する。測定部は、合成器の出力電力と反射係数とを測定する。演算部は、測定部で測定された出力電力及び反射係数と、電源部から与えられる入力電力の情報とに基づいて、オン状態の各電力増幅器で発生している損失電力とオン状態の各電力増幅器で消費される反射電力とを算出する。電力制御部は、演算部で算出された損失電力と反射電力との和が許容範囲の上限となる第１の閾値より大きい場合には全電力増幅器をオフ状態に制御し、許容範囲の下限となる第２の閾値より小さい場合には、通常台数の電力増幅器をオン状態にする通常動作を行い、損失電力と反射電力との和が第１の閾値以下で第２の閾値以上である場合に、出力電力とデジタル放送で規定される定格電力とを比較し、この比較結果に基づいて、通常動作時に得られる出力電力を増加させる増力動作、または通常動作時に得られる出力電力を減少させる減力動作を行うように電源部の入力電圧または複数の電力増幅器のオン／オフを制御する。
第１の実施形態におけるデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図。 上記図１に示した反射係数測定部の具体的構成を示すブロック図。 上記図１に示した制御部の送信電力制御処理手順を示すフローチャート 送信電力制御動作の関係を示す図。 第２の実施形態におけるデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図。 第３の実施形態におけるデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図。 第３の実施形態において、オン／オフテーブルの記憶内容の一例を示す図。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、通常動作時に、全台数の電力増幅器をオン状態に制御して運用するようにしたものである。
図１は、第１の実施形態におけるデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すデジタル振幅変調装置１００のキャリア信号入力端子１１１には、キャリア信号が入力される。キャリア信号入力端子１１１に入力されたキャリア信号は、スイッチング電力増幅器（PA：Power Amplifier）部１２のｎ（ｎは任意の自然数）台の電力増幅器１２１〜１２ｎに分配されて供給される。各電力増幅器１２１〜１２ｎはオン／オフ制御信号もしくはキャリア信号の位相差に応じてオン＝駆動状態、オフ＝停止状態となり、オン状態で増幅されたキャリア信号を出力する。
オン状態のキャリア信号は合成部１３で合成され、フィルタ部１４で不要な高調波成分が除去された後、反射係数測定部１５を介して、整合部１６でインピーダンス整合され振幅変調された放送波として出力端子１１３を介して図示しない送信アンテナから所定の領域に向けて送出される。一般的に出力端子１１３の先には送信アンテナが接続されるが、その間に整合回路、フィルタやリジェクタが挿入されることもある。また、合成部１３から整合部１６までの順序は図１の順序以外であってもよく、これらの順序が前後してもよい。また、合成部１３から整合部１６までの回路のうち反射係数測定部１５以外の回路は、デジタル振幅変調装置１００から削除されても、同等の機能を実現する回路がアンテナまでに存在すれば本質的に問題はない。
また、各電力増幅器１２１〜１２ｎの電源電圧は電源部１７から供給される。
一方、合成部１３で発生する電流信号及び電圧信号は、フィルタ部１４を介して反射係数測定部１５に供給される。反射係数測定部１５は、図２に示すように、電流ピックアップ回路１５１及び電圧ピックアップ回路１５２を備え、入力された電流信号を電流ピックアップ回路１５１でピックアップし、入力された電圧信号を電圧ピックアップ回路１５２でピックアップする。そして、反射係数測定部１５は、ピックアップした電流信号及び電圧信号に基づいてフィルタ部１４の出力の反射係数及び出力電力を求めるもので、この演算結果は制御部１８に供給される。
制御部１８は、音声信号入力端子１１２に入力された音声信号の電圧振幅に応じて電力増幅器をオン／オフ制御する制御信号を生成する、もしくは電力増幅器をオン/オフ制御するためにキャリア信号の位相を制御する制御信号を生成するもので、演算部１８１と、電力制御部１８２とを備えている。
演算部１８１は、反射係数測定部１５で測定された進行電力＋反射電力（進行電圧＋反射電圧）もしくは出力電力（出力電圧）＋反射係数と電源部１７から電源電圧＋電源電流もしくは入力電力の情報に基づいて、オン状態の各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力とオン状態の各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力を算出する。
電力制御部１８２は、演算部１８１で算出された損失電力と反射電力との和に基づいて、送信電力制御並びに電力増幅器１２１〜１２ｎのオン／オフ制御を行う。
次に、上記構成における動作について説明する。
図３は、上記制御部１８の送信電力制御処理手順を示すフローチャートである。
まず、制御部１８は、反射電力Prefと損失電力Plossを算出する（ステップＳＴ３ａ）。例えば、図２の反射係数測定部１５で示すように、出力電力Pout、進行波Vf、反射波Vr、電圧ピックアップ部１５２からピックアップした電圧v1、v1からλ/4離れた電圧ピックアップ部（図示せず）からピックアップした電圧v2から、(v1-v2)/(v1+v2)=Vr/Vf =Γexp(jθ) =ρを得ることができる。もしくは、電圧ピックアップ部１５２からピックアップした電圧v1と電流ピックアップ部１５１からピックアップした電流iから求めたv1と位相のπ/2異なる電圧v2を用いて、反射係数ρ=Γexp(jθ)= (v1-v2)/(v1+v2)を得る。
反射係数ρと出力電力もしくは出力電圧とにより反射電力Pfer=Γ2Pout/(1-Γ2)が得られる。
一方、損失電力Plossについては、オン状態の電力増幅器１２１〜１２ｎの台数Nと、電源部１７からの電源電圧と電源電流から算出される入力電力Pinと、進行電力Pfor= Pout/(1-Γ2)とから損失電力Plossは関数f(x)を用いて、Ploss =f(N、Pin、Pfor)を得る。
本第１の実施形態では、各電力増幅器１２１〜１２ｎの損失電力量について、放送サービスエリアを狭めること、ＡＭ波の信号品質を劣化させることなく、かつ電力増幅器１２１〜１２ｎが破壊されることのない許容範囲を定めている。この許容範囲内における閾値の設定の方法は、２つある。このうちの１つとなる第１の方法は、制御部１８の処理負荷を軽減して、各電力増幅器１２１〜１２ｎを保護する方法である。第２の方法は、各電力増幅器１２１〜１２ｎを確実に保護する方法である。
（第１の方法）
第１の方法は、許容範囲内で、各電力増幅器１２１〜１２ｎの損失電力量の上限閾値を第１の閾値に設定し、下限閾値を第２の閾値に設定する。
なお、第１の閾値を超えると各電力増幅器１２１〜１２ｎが破壊される場合があり、各電力増幅器１２１〜１２ｎの損失電力量が第２の閾値より大きくなると放送サービスエリアが狭くなり、ＡＭ波の信号品質が劣化する場合がある。
上記制御部１８は、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和と、第１の閾値と、を比較し（ステップＳＴ３ｂ）、和が第１の閾値より大きい場合には（Ｙｅｓ）、装置出力を停止する処理、つまり稼働中の電力増幅器１２１〜１２ｎをオフにする処理を行い（ステップＳＴ３ｃ）、上記ステップＳＴ３ａの処理に移行する。
ここで、損失が全て電力増幅器１２１〜１２ｎで発生していると仮定すると、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力はPloss_n=(Pin-Pfor)/Nとなり、各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費している反射電力はPref_n=Pref/Nとなる。
上記ステップＳＴ３ｂにおいて、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和が第１の閾値以下の場合に（Ｎｏ）、上記制御部１８は各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和と第２の閾値との大小を判断する（ステップＳＴ３ｄ）。
ここで、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和が第２の閾値以下の場合に（Ｎｏ）、上記制御部１８は通常運転を行うように各電力増幅器１２１〜１２ｎのオン制御を実行する（ステップＳＴ３ｅ）。
一方、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和が第２の閾値より大きい場合に（Ｙｅｓ）、上記制御部１８は出力電力Poutとデジタル放送で規定される定格電力Pspeとを比較し、出力電力Poutが定格電力Pspeより大きい場合、送信電力の減力動作を実行する。上記出力電力Poutが定格電力Pspe以下の場合、制御部１８は送信電力の増力動作を実行する。
（第２の方法）
図４は、本第１の実施形態の第２の方法として、送信電力制御動作の関係を示す図（縦軸は動作内容、横軸は各電力増幅器１２１〜１２ｎの損失電力量）を示している。
ここでは、上記許容範囲内で、各電力増幅器１２１〜１２ｎの損失電力量の上限閾値を第１の閾値に設定し、下限閾値を第２の閾値に設定し、第１の閾値と第２の閾値との間に第３の閾値を設定しているものとしている。なお、第１の閾値を超えると各電力増幅器１２１〜１２ｎが破壊される場合があり、各電力増幅器１２１〜１２ｎの損失電力量が第２の閾値より大きくなると放送サービスエリアが狭くなり、ＡＭ波の信号品質が劣化する場合がある。なお、上記第１の方法では、第３の閾値を、第１の閾値と同じ値に設定している。この第２の方法では、第３の閾値を、第１の閾値より小さく、第２の閾値より大きい値に設定している。
第３の閾値がある場合に、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和が各電力増幅器１２１〜１２ｎが壊れる第１の閾値へ達する前に、上記制御部１８は送信電力の減力動作を実行するように、電源部１７の入力電圧の制御または各電力増幅器１２１〜１２ｎのオン／オフ制御を行うようにしている。つまり、第３の閾値（減力または増力の判定を行う領域）から第１の閾値までの間には、各電力増幅器１２１〜１２ｎを確実に保護するために、送信電力の増力動作を実行させない領域を設けるようにしている。
上記ステップＳＴ３ｄにおいて、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力との和が第２の閾値より大きい場合に（Ｙｅｓ）、上記制御部１８は上記和と第３の閾値との比較により大小の判定処理を行い（ステップＳＴ３ｆ）、上記和が第３の閾値より大きい場合に（Ｙｅｓ）、送信電力の減力動作を実行する（ステップＳＴ３ｇ）。
送信電力の増減力の方法は、電源部１７の電源電圧を変化させることやオン状態にある電力増幅器１２１〜１２ｎの台数を変化させることで実現する。
一方、上記ステップＳＴ３ｆにおいて、上記和が上記第３の閾値以下の場合（Ｎｏ）、上記制御部１８は出力電力Poutとデジタル放送で規定される定格電力Pspeとを比較し（ステップＳＴ３ｈ）、出力電力Poutが定格電力Pspeより大きい場合（Ｙｅｓ）、送信電力の減力動作を実行する（ステップＳＴ３ｉ）。上記出力電力Poutが定格電力Pspe以下の場合（Ｎｏ）、制御部１８は送信電力の増力動作を実行する（ステップＳＴ３ｊ）。
また、上記制御部１８は、負荷インピーダンスZloadと整合インピーダンスZmnとを用いて送信電力制御を行うこともできる。負荷インピーダンスはアンテナインピーダンスと等価（ただし出力端とアンテナ端にインピーダンス変換回路が存在しない場合）であり、整合インピーダンスは電力増幅器１２１〜１２ｎから送信アンテナを見込んだインピーダンスである。整合状態ではZload=Zmn*となるが、不整合状態、すなわちZload≠Zmnの場合には、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費される反射電力が大きくなり、Re(Zload)>Re(Zmn)の場合は増力動作を、Re(Zload)<Re(Zmn)の場合には減力動作を行う。もしくは、ρ=(Zmn-Zload)/(Zmn+Zload)の関係を利用し、ρの値から増減力を判断することも可能である。
例えば、入力電力1.1kW、定格電力1.0kW（25台のPAがオン状態のとき）の状態を考える。出力電力が0.75kWであり、電圧ピックアップ部1から電圧v1をピックアップし、v1からλ/4離れた電圧ピックアップ部2から電圧v2をピックアップしたとする。2つの電圧を用いて反射係数ρ=(v1-v2)/(v1+v2)=Γexp(jθ)を算出する。ここで、Γ=0.5、θ=0を得たと仮定する。すると、SWRは3.0となり、出力電力から反射電力0.25kW、進行電力1kWと算出できる。
続いて、各電力増幅器１２１〜１２ｎで発生している損失電力Ploss_nと各電力増幅器１２１〜１２ｎで消費している反射電力Pref_nを求める。損失電力Ploss、すなわち入力電力Pinと進行電力Pforの差が、25台の電力増幅器１２１〜１２２５で等しく損失していると仮定すると、各電力増幅器１２１〜１２２５で発生している損失電力Ploss_nは4Wとなる。ここでは説明のため、伝送路等で発生する損失は電力増幅器１２１〜１２２５の寄生抵抗による損失よりも限りなく小さいと仮定している。
一方、反射電力Pref、すなわち進行電力Pforと出力電力Poutの差が、25台の電力増幅器１２１〜１２２５で等しく損失していると仮定すると、各電力増幅器１２１〜１２２５で消費している反射電力Pref_nは10Wとなる。ここでは説明のため、一般的に合成部などで使用されるトランスで発生する損失や電源に回生される電力などは電力増幅器１２１〜１２ｎの寄生抵抗による消費よりも限りなく小さい、もしくは反射電力に含まれていないと仮定している。
ここで第1の閾値を50W、第2の閾値を10W、第3の閾値を25Wと設定し、フローチャートの動作を確認する。各電力増幅器１２１〜１２２５で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２２５で消費される反射電力の和は14Wであるので、第1の閾値より小さい。したがって、各電力増幅器１２１〜１２２５で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２２５で消費される反射電力との和を第2の閾値と比較する。
各電力増幅器１２１〜１２２５で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２２５で消費される反射電力との和は14Wであるので、第2の閾値より大きい。したがって、各電力増幅器１２１〜１２２５で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２２５で消費される反射電力との和を第3の閾値と比較する。
各電力増幅器１２１〜１２２５で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２２５で消費される反射電力との和は14Wであるので、第3の閾値より小さい。したがって、出力電力と定格電力とを比較する。
出力電力が0.75kW、定格電力1.0kWであるため、フローチャートに従い、増力動作を行う。ここでは増力動作を電源部１７の電源電圧を高くすることで実現する。その後、反射係数を再度算出し、送信電力制御を繰り返し実行していく。実行頻度は常に繰り返すことを仮定しているが、一日数回でも本質的に問題はない。
以上のように、上記第１の実施形態では、反射係数測定部１５にて合成部１３の出力電力と反射係数とを測定し、制御部１８にてこの測定結果及び電源部１７の入力電力の情報に基づいて、損失電力と反射電力との和を求めるとともに、放送サービスエリアを狭めず、ＡＭ波の信号品質を劣化させることなく、かつ電力増幅器１２１〜１２ｎが破壊されない許容範囲内で上限となる第１の閾値及び下限となる第２の閾値を定め、通常動作時に損失電力と反射電力との和が許容範囲の下限となる第２の閾値を超えた場合に、反射係数測定部１５で測定された出力電力とデジタル放送で規定される定格電力とを比較して増力動作を行うか減力動作を行うかを判定するようにしている。
このため、許容範囲内で損失電力と反射電力との和のみでなく、反射係数測定部１５で測定された出力電力が定格電力を超えるか否かに応じて適切な電力増幅器１２１〜１２ｎの保護動作を行うことができ、これにより放送サービスエリアのカバー範囲を狭めること、ＡＭ波の信号品質を劣化させることなく、ＡＭ波の送信を継続させた状態で安定した電力増幅器１２１〜１２ｎの保護動作を行うことができる。特に、落雷時の電力増幅器１２１〜１２ｎの保護、ＳＷＲ悪化時の電力増幅器１２１〜１２ｎの保護、配線ミス、断線などの対策に非常に有効となる。
また、上記第１の実施形態によれば、上記制御部１８において、許容範囲内で第１の閾値と第２の閾値との間に第３の閾値を定めた場合に、第３の閾値から第１の閾値までの間に、送信電力の増力動作を実行させない領域を設けるようにしているので、損失電力と反射電力との和が第３の閾値より大きい場合については電力増幅器１２１〜１２ｎが破壊される第１の閾値に達する前に、減力動作を行い、これによりＡＭ波の送信を継続させた状態で電力増幅器１２１〜１２ｎを確実に保護することができ、電力増幅器１２１〜１２ｎが破壊される確率をさらに低減できる。
さらに、上記第１の実施形態によれば、上記制御部１８において、損失電力と反射電力との和が第３の閾値以下の場合について、反射係数測定部１５で測定された出力電力が定格電力より大きい場合には減力動作を行い、出力電力が定格電力以下の場合のみ増力動作を行うように電源部１７の入力電圧を制御するというように、増力動作を行う上で信頼性をさらに高めることができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、通常動作時に、全台数の電力増幅器のうち一部の電力増幅器をオン状態に制御して運用するようにしたものである。
図５は、第２の実施形態におけるデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図である。なお、図５において、上記図１と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
ここでは、通常動作時に、電力増幅器１２１〜１２８のみをオン状態で運用するようにしている。また、制御部１８の電力制御部１８３は、送信電力の減力動作時または増力動作時に、電源部１７の入力電圧の制御を行わず、電力増幅器１２１〜１２ｎのみをオン／オフ制御するようにしている。
次に、上記構成における動作について説明する。
まず、制御部１８は、通常動作時にオン状態にある電力増幅器１２１〜１２８の反射電力Prefと損失電力Plossを算出する。
続いて、上記制御部１８は、各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力との和と第１の閾値とを比較し、和が第１の閾値より大きい場合には、装置出力を停止する処理、つまり稼働中の電力増幅器１２１〜１２８をオフにする処理を行う。
一方、各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力との和が第１の閾値以下の場合に、上記制御部１８は各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力の和が第1の閾値より小さい第２の閾値との大小を判断する。
ここで、各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力の和が第2の閾値より小さい場合に、上記制御部１８は各電力増幅器１２１〜１２８のオン状態を維持させる。
一方、各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力との和が第２の閾値より大きい場合に、上記制御部１８は上記和と第３の閾値との比較により大小の判定処理を行い、上記和が第３の閾値より大きい場合に、送信電力の減力動作を実行する。ここでは、オン状態にある電力増幅器１２１〜１２８のうち、例えば電力増幅器１２６〜１２８をオフ状態に制御することで実現する。
一方、上記和が上記第３の閾値以下の場合、上記制御部１８は出力電力Poutと定格電力Pspeとを比較し、出力電力Poutが定格電力Pspeより大きい場合、送信電力の減力動作を実行する。上記出力電力Poutが定格電力Pspe以下の場合、制御部１８は送信電力の増力動作を実行する。すなわち、通常動作時にオフ状態にあった電力増幅器１２９〜１２ｎをオン状態に制御する。
以上のように上記第２の実施形態であっても、上記第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。特に、電源部１７の制御が不要になるため、安価な電源部１７を用いることができる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、予め決められた条件に従って、減力動作時にオフさせる電力増幅器の台数や増力時にオンさせる電力増幅器の台数を変更するようにしたものである。
図６は、第３の実施形態におけるデジタル振幅変調装置の構成を示すブロック図である。なお、図６において、上記図５と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
制御部１８の電力制御部１８４には、オン／オフテーブル１８４１が設けられている。オン／オフテーブル１８４１には、図７（ａ）に示す第１のデータと、図７（ｂ）に示す第２のデータとが記憶されている。
この状態で、電力制御部１８４は例えばタイマＴＭで計時される時刻が１７：００になるとオン／オフテーブル１８４１を第２のデータから第１のデータに切り替え、９：００になると第１のデータから第２のデータに切り替える。
上記制御部１８は、９：００以降において、各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力との和が第２の閾値より大きい場合に、上記和と第３の閾値との比較により大小の判定処理を行い、上記和が第３の閾値より大きい場合に、送信電力の減力動作を実行する。ここでは、オン状態にある電力増幅器１２１〜１２８のうち、例えば電力増幅器１２１〜１２５をオフ状態に制御することで実現する。
一方、上記和が上記第３の閾値以下の場合、上記制御部１８は出力電力Poutと定格電力Pspeとを比較し、出力電力Poutが定格電力Pspeより大きい場合、送信電力の減力動作を実行する。上記出力電力Poutが定格電力Pspe以下の場合、制御部１８は送信電力の増力動作を実行する。すなわち、通常動作時にオフ状態にあった電力増幅器１２９〜１２１１をオン状態に制御する。
また、上記制御部１８は、１７：００以降において、各電力増幅器１２１〜１２８で発生している損失電力と各電力増幅器１２１〜１２８で消費される反射電力との和が第２の閾値より大きい場合に、上記和と第３の閾値との比較により大小の判定処理を行い、上記和が第３の閾値より大きい場合に、送信電力の減力動作を実行する。ここでは、オン状態にある電力増幅器１２１〜１２８のうち、例えば電力増幅器１２４〜１２８をオフ状態に制御することで実現する。
一方、上記和が上記第３の閾値以下の場合、上記制御部１８は出力電力Poutと定格電力Pspeとを比較し、出力電力Poutが定格電力Pspeより大きい場合、送信電力の減力動作を実行する。上記出力電力Poutが定格電力Pspe以下の場合、制御部１８は送信電力の増力動作を実行する。すなわち、通常動作時にオフ状態にあった電力増幅器１２１１〜１２ｎをオン状態に制御する。
以上のように第３の実施形態によれば、時間によって送信電力の減力動作時にオフさせる電力増幅器と、送信電力の増力動作時にオンさせる電力増幅器とを自動的に変更することが可能となる。なお、上記オン／オフテーブル１８４１の切替条件としては、日時情報以外に例えば使用環境や保守者による手動操作等を用いることが可能である。
（その他の実施形態）
さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
１００…デジタル振幅変調装置、１２１〜１２ｎ…電力増幅器、１３…合成部、１４…フィルタ部、１５…反射係数測定部、１６…整合部、１７…電源部、１８…制御部、１８１…演算部、１８２…電力制御部、１５１…電流ピックアップ部、１５２…電圧ピックアップ部、１８４１…オン／オフテーブル。

Claims (9)

  1. 伝送信号を、並列に配置され当該被変調信号の電圧振幅レベルに応じてオン／オフ制御可能な複数の電力増幅器の少なくとも一部となる通常台数の電力増幅器にて電力増幅し、各電力増幅器の出力を合成器にて合成することで振幅変調波を生成して所定の放送サービスエリアへ送出するデジタル振幅変調装置において、
    前記複数の電力増幅器に電源電圧を供給する電源部と、
    前記合成器の出力電力と反射係数とを測定する測定部と、
    前記測定部で測定された出力電力及び反射係数と、前記電源部から与えられる入力電力の情報とに基づいて、前記オン状態の各電力増幅器で発生している損失電力と前記オン状態の各電力増幅器で消費される反射電力とを算出する演算部と、
    前記演算部で算出された前記損失電力と前記反射電力との和が許容範囲の上限となる第１の閾値より大きい場合には全電力増幅器をオフ状態に制御し、前記許容範囲の下限となる第２の閾値より小さい場合には、前記通常台数の電力増幅器をオン状態にする通常動作を行い、前記損失電力と前記反射電力との和が前記第１の閾値以下で前記第２の閾値以上である場合に、出力電力とデジタル放送で規定される定格電力とを比較し、この比較結果に基づいて、前記通常動作時に得られる出力電力を増加させる増力動作、または前記通常動作時に得られる出力電力を減少させる減力動作を行うように前記電源部の入力電圧または前記複数の電力増幅器のオン／オフを制御する電力制御部とを具備することを特徴とするデジタル振幅変調装置。
  2. 前記電力制御部は、前記許容範囲内で前記第１の閾値より小さくかつ前記第２の閾値より大きい第３の閾値が設定されている場合に、前記損失電力と前記反射電力との和が前記第３の閾値より大きい場合には前記減力動作を行うように、前記電源部の入力電圧または前記複数の電力増幅器のオン／オフ制御を行い、前記損失電力と前記反射電力との和が前記第３の閾値以下の場合には、前記測定部で測定された出力電力と前記定格電力とを比較し、この比較結果に基づいて、前記減力動作または前記増力動作を行うように前記電源部の入力電圧または前記複数の電力増幅器のオン／オフを制御することを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
  3. 前記電力制御部は、前記測定部で測定された出力電力が前記定格電力より大きい場合には前記減力動作を行うように、前記電源部の入力電圧または前記複数の電力増幅器のオン／オフ制御を行い、前記出力電力が前記定格電力以下の場合には前記増力動作を行うように前記電源部の入力電圧または前記複数の電力増幅器のオン／オフを制御することを特徴とする請求項１または２記載のデジタル振幅変調装置。
  4. 前記測定部は、進行電力と反射電力とを測定することを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
  5. 前記電源部から与えられる入力電力の情報は、電源電圧の情報と電源電流の情報であることを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
  6. 前記測定部で測定される反射係数は、負荷インピーダンスと整合インピーダンスから算出されることを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
  7. 前記電力制御部は、複数のパターンに基づいて、前記減力動作または前記増力動作を行うように前記複数の電力増幅器のオン／オフを制御することを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
  8. 前記測定部は、位相がπ／２異なる信号に基づいて反射係数を求めることを特徴とする請求項１記載のデジタル振幅変調装置。
  9. 伝送信号を、並列に配置され当該被変調信号の電圧振幅レベルに応じてオン／オフ制御可能な複数の電力増幅器の少なくとも一部となる通常台数の電力増幅器にて電力増幅し、各電力増幅器の出力を合成器にて合成することで振幅変調波を生成して所定の放送サービスエリアへ送出するデジタル振幅変調装置の制御方法において、
    電源部を用いて前記複数の電力増幅器に電源電圧を供給し、
    前記合成器の出力電力と反射係数とを測定し、
    前記出力電力及び反射係数と、前記電源部から与えられる入力電力の情報とに基づいて、前記オン状態の各電力増幅器で発生している損失電力と前記オン状態の各電力増幅器で消費される反射電力とを算出し、
    前記損失電力と前記反射電力との和が許容範囲の上限となる第１の閾値より大きい場合には全電力増幅器をオフ状態に制御し、前記許容範囲の下限となる第２の閾値より小さい場合には、前記通常台数の電力増幅器をオン状態にする通常動作を行い、前記損失電力と前記反射電力との和が前記第１の閾値以下で前記第２の閾値以上である場合に、出力電力とデジタル放送で規定される定格電力とを比較し、この比較結果に基づいて、前記通常動作時に得られる出力電力を増加させる増力動作、または前記通常動作時に得られる出力電力を減少させる減力動作を行うように前記電源部の入力電圧または前記複数の電力増幅器のオン／オフを制御することを特徴とするデジタル振幅変調装置の制御方法。
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