JP6103035B2 - 電力増幅器、故障検出方法 - Google Patents
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Description
キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号とを合成した合成信号の送信出力をモニタする出力監視部と、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタするキャリア側監視部と、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタするピーク側監視部と、
前記出力監視部、前記キャリア側監視部、および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する故障検出部と、を有する。
キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器を用いた電力増幅器による故障検出方法であって、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号とを合成した合成信号の送信出力をモニタし、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記合成信号の送信出力、前記キャリア増幅器のドレイン電流、および前記ピーク増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する。
(1)第1の実施形態
図1を参照すると、本実施形態の電力増幅器は、電力分配器11と、キャリア増幅器(CA:Carrier Amplifier)12と、ピーク増幅器(PA:Peak Amplifier)13と、1/4波長ディレイライン14,15と、インピーダンス変換器16と、方向性結合器17と、送信出力監視部18と、バイアス監視部19,20と、故障検出部21と、を有している。
(2)第2の実施形態
図3を参照すると、本実施形態の電力増幅器は、図1に示した第1の実施形態の構成に対して、バイアス制御部22,23を追加している。
(A)ピーク増幅器13が故障した場合
まず、ピーク増幅器13が故障した場合の動作について説明する。
(A−1)送信出力監視部18が、合成信号の電力レベルが出力閾値A以下に低下(正常動作時よりも小幅(3db未満)に低下)したことをモニタし、かつ、バイアス監視部19が、キャリア増幅器12を構成するFETのドレイン電流がキャリア側電流閾値以上に増加したことをモニタしたとする。この場合、故障検出部21は、ピーク増幅器13の故障により、合成信号の電力レベルが低下しキャリア増幅器12のドレイン電流が増加したと判断し、ピーク増幅器13が故障したことをバイアス制御部22,23に通知する。
(A−2)すると、バイアス制御部23は、ピーク増幅器13へのバイアス供給を停止する。具体的には、バイアス制御部23は、ピーク増幅器13への電源供給自体を停止するか、ピーク増幅器13を構成するFETへのゲート電圧の供給を停止する。
(A−3)また、バイアス制御部22は、キャリア増幅器12のバイアス条件として、AB級またはA級動作を行うバイアス条件を維持する。具体的には、バイアス制御部22は、キャリア増幅器12を構成するFETへのゲート電圧を維持して、キャリア増幅器12にA級またはAB級動作を継続して行わせるようにする。
(B)キャリア増幅器12が故障した場合
次に、キャリア増幅器12が故障した場合の動作について説明する。
(B−1)送信出力監視部18が、合成信号の電力レベルが出力閾値B以下(正常動作時よりも大幅(3db以上。キャリア増幅器12の利得程度)に低下)したことをモニタし、かつ、バイアス監視部19が、ピーク増幅器13を構成するFETのドレイン電流がピーク側電流閾値以上に増加したことをモニタしたとする。この場合、故障検出部21は、キャリア増幅器12の故障により、合成信号の電力レベルが低下しピーク増幅器13のドレイン電流が増加したと判断し、キャリア増幅器12が故障したことをバイアス制御部22,23に通知する。
(B−2)すると、バイアス制御部22は、キャリア増幅器12のバイアス供給を停止する。具体的には、バイアス制御部22は、キャリア増幅器12への電源供給自体を停止するか、キャリア増幅器12を構成するFETへのゲート電圧の供給を停止する。
(B−3)また、バイアス制御部23は、ピーク増幅器13のバイアス条件を、C級動作を行うバイアス条件からA級またはAB級動作を行うバイアス条件に変更する。具体的には、バイアス制御部23は、ピーク増幅器13を構成するFETへのゲート電圧を増加させて、ピーク増幅器13の動作をC級動作からA級またはAB級動作に変更する。
(3)第3の実施形態
第2の実施形態の電力増幅器は、キャリア増幅器12またはピーク増幅器13のいずれかが故障した場合、故障していない単位増幅器にAB級またはA級動作を行わせて、ドハティ増幅器10を単体の増幅器として用いて運用を継続する。
(4)第4の実施形態
本実施形態は、第2の実施形態の構成に対して、歪特性の劣化を回避するための構成として、第3の実施形態とは異なる構成を追加したものである。
Claims (10)
- キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号とを合成した合成信号の送信出力をモニタする出力監視部と、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタするキャリア側監視部と、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタするピーク側監視部と、
前記出力監視部、前記キャリア側監視部、および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する故障検出部と、を有し、
前記故障検出部は、
前記出力監視部および前記キャリア側監視部のモニタ結果を基に、前記ピーク増幅器の故障を検出し、
前記出力監視部および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器の故障を検出する電力増幅器。 - 前記出力監視部は、前記合成信号の送信出力として電力レベルをモニタし、
前記故障検出部は、
前記出力監視部がモニタした前記合成信号の電力レベルが第1の出力閾値以下になり、かつ、前記キャリア側監視部がモニタした前記キャリア増幅器のドレイン電流がキャリア側電流閾値以上になった場合、前記ピーク増幅器が故障したと判断し、
前記出力監視部がモニタした前記合成信号の電力レベルが前記第1の出力閾値よりも小さな第2の出力閾値以下になり、かつ、前記ピーク側監視部がモニタした前記ピーク増幅器のドレイン電流がピーク側電流閾値以上になった場合、前記キャリア増幅器が故障したと判断する、請求項1に記載の電力増幅器。 - キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号とを合成した合成信号の送信出力をモニタする出力監視部と、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタするキャリア側監視部と、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタするピーク側監視部と、
前記出力監視部、前記キャリア側監視部、および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する故障検出部と、を有し、
前記キャリア増幅器のバイアスを制御するキャリア側バイアス制御部と、
前記ピーク増幅器のバイアスを制御するピーク側バイアス制御部と、をさらに有し、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、前記キャリア側バイアス制御部および前記ピーク側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器のバイアスをそれぞれ制御して、故障していない増幅器に動作を継続させる電力増幅器。 - 前記故障検出部が前記ピーク増幅器の故障を検出した場合、前記ピーク側バイアス制御部は、前記ピーク増幅器へのバイアス供給を停止し、前記キャリア側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器のバイアス条件を維持して前記キャリア増幅器にAB級またはA級動作を継続して行わせ、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器の故障を検出した場合、前記キャリア側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器へのバイアス供給を停止し、前記ピーク側バイアス制御部は、前記ピーク増幅器のバイアス条件を変更して、前記ピーク増幅器の動作をAB級またはA級動作に変更する、請求項3に記載の電力増幅器。 - 前記ドハティ増幅器に入力される信号を減衰させる可変アッテネータと、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、前記可変アッテネータにおける減衰量を増加させる減衰量制御部と、をさらに有する、請求項4に記載の電力増幅器。 - 前記ドハティ増幅器に入力される信号に対して、歪補償係数を用いて歪補償を行う歪補償制御部と、
前記出力監視部を内部に設け、前記出力監視部のモニタ結果を基に、前記歪補償制御部における前記歪補償係数を算出する歪補償演算部と、をさらに有する、請求項4に記載の電力増幅器。 - 前記故障検出部が前記ピーク増幅器の故障を検出した場合、前記キャリア側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器のゲート電圧を維持して前記キャリア増幅器にAB級またはA級動作を継続して行わせると共に、前記キャリア増幅器のドレイン電圧を増加させ、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器の故障を検出した場合、前記ピーク側バイアス制御部は、前記ピーク増幅器のゲート電圧を増加させて前記ピーク増幅器の動作をAB級またはA級動作に変更すると共に、前記ピーク増幅器のドレイン電圧を増加させる、請求項4に記載の電力増幅器。 - 前記電力増幅器は、送受信装置の内部に設けられており、
前記故障検出部は、前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、その旨を前記送受信装置内の上位装置へ報告する、請求項1から7のいずれか1項に記載の電力増幅器。 - キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器を用いた電力増幅器による故障検出方法であって、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号とを合成した合成信号の送信出力をモニタし、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記合成信号の送信出力、前記キャリア増幅器のドレイン電流、および前記ピーク増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出し、
前記合成信号の送信出力および前記キャリア増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記ピーク増幅器の故障を検出し、
前記合成信号の送信出力および前記ピーク増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器の故障を検出する、故障検出方法。 - キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器を用いた電力増幅器による故障検出方法であって、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号とを合成した合成信号の送信出力をモニタし、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記合成信号の送信出力、前記キャリア増幅器のドレイン電流、および前記ピーク増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出し、
前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器のバイアスをそれぞれ制御して、故障していない増幅器に動作を継続させる故障検出方法。
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