JP6187591B2 - 電力増幅器及び送信装置 - Google Patents

Description

本発明は電力増幅器及び送信装置に関し、特に異なる周波数帯域の信号を増幅する電力増幅器及び送信装置に関する。

携帯電話端末へ信号を送信する基地局等の送信装置において、効率的に信号増幅を行う増幅器としてドハティアンプが用いられている。ドハティアンプは、低レベルの信号が入力された場合、ＡＢクラス等の特性を有するメインアンプが動作し、高レベルの信号が入力された場合、メインアンプとともにＣクラス等の特性を有するピークアンプが動作する。このように、入力される信号のレベルに応じて動作するアンプを制御することによって、高効率な信号増幅を実現している。

図１２を用いて、一般的なドハティアンプの構成例を説明する。一般的なドハティアンプは、入力された信号が分配され、分配された信号がメインアンプ１１０及びピークアンプ１１２へ出力される。メインアンプ１１０へ入力された信号は、メインアンプ１１０において増幅され、調整ライン１１１を介して伝送される。また、ピークアンプ１１２へ入力された信号は、ピークアンプ１１２において増幅され、調整ライン１１３を介して伝送される。調整ライン１１１及び調整ライン１１３を介してそれぞれ伝送された信号は、合成され、合成された信号は、調整ライン１１４を介して伝送される。また、調整ライン１１５及び調整ライン１１６は、信号の合成部分における位相を合わせるために、それぞれメインアンプ１１０及び１１２の前段に配置される。

ここで、ドハティアンプは、調整ライン１１１、１１３及び１１４の電気長を調整することによって、予め定められた周波数を有する信号の増幅を高効率で行うことができる。ここで、電気長は、位相を用いて示され、例えば９０度等とあらわされてもよい。例えば、電気長９０度とした場合、信号を９０度位相シフトすることを示す。また、位相は、波長λを用いて示されてもよく、例えば、λ／４位相シフトは、９０度位相シフトを示す。

例えば、調整ライン１１４の出力側インピーダンスが５０Ω、調整ライン１１４の入力側インピーダンスが２５Ωに整合させる場合、３５．５Ωの特性インピーダンスを有した６６６MHｚにおける電気長９０度の調整ライン１１４を用いるとする。このような場合、図１３に示すように、リターンロス特性が−３０ｄＢ以下の周波数帯域を有効帯域とすると、調整ライン１１４を用いた場合の有効帯域は、大体６３０ＭＨｚ〜７００ＭＨｚとなる。

また、調整ライン１１１及び調整ライン１１３についても、６３０ＭＨｚ〜７００ＭＨｚの周波数を有する信号を高効率に伝送することができるように、それぞれ電気長が調整される。

このようにして、調整ライン１１１、１１３及び１１４の電気長を制御することによって、所望の周波数帯域の信号を高効率で増幅するドハティアンプを動作させることができる。

さらに、特許文献１には、キャリア増幅器（メインアンプ）の出力部とピーク増幅器の出力部とが対向するように同一直線状に配置されているドハティアンプの構成が開示されている。

特開２０１２−１１４７１１号公報

ここで、ドハティアンプを用いる場合、増幅する信号の周波数帯域を変更する際に、図１２における調整ライン１１１、１１３及び１１４の電気長を調整する必要がある。そのため、ドハティアンプを有する増幅装置を広い周波数帯域に用いる場合、調整ラインの調整もしくは調整ラインの交換を行わなければならないという問題がある。さらに、頻繁に、増幅する信号の周波数帯域を変更する場合、調整ラインの調整を行う保守作業に関する負担が増加するという問題がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決するために保守作業の負担を軽減することができる増幅装置を提供することにある。

本発明の第１の態様にかかる電力増幅器は、保守用の穴部が形成された装置筐体と、前記装置筐体によっておおわれた内部に配置され、入力される信号の周波数帯域に応じて伝送線路長が調整される伝送線路部と、入力される信号の周波数帯域が変更されることによって前記伝送線路部の調整が必要となった場合においても、伝送線路の調整を要しない素子と、を備え、前記伝送線路部は、前記保守用の穴部を介して外部からのアクセスが可能な装置表面近傍に配置され、前記伝送線路の調整を要しない素子は、前記保守用の穴部を介してアクセスが不可能な装置筐体内部に埋設されるものである。

本発明の第２の態様にかかる送信装置は、任意の周波数における入力信号を生成することが可能な信号生成部と、保守用の穴部が形成された装置筐体と、前記装置筐体によっておおわれた内部に配置され、前記入力信号の周波数帯域に応じて伝送線路長が調整される伝送線路部と、入力される信号の周波数帯域が変更されることによって前記伝送線路部の調整が必要となった場合においても、伝送線路の調整を要しない素子と、前記伝送線路部及び前記伝送線路の調整を要しない素子から出力された信号を対向する装置へ送信する信号送信部と、を備え、前記伝送線路部は、前記保守用の穴部を介して外部からのアクセスが可能な装置表面近傍に配置され、前記伝送線路の調整を要しない素子は、前記保守用の穴部を介してアクセスが不可能な装置筐体内部に埋設されるものである。

本発明により、保守作業の負担を軽減することができる電力増幅器及び送信装置を提供することができる。

実施の形態１にかかる電力増幅器の構成図である。 実施の形態２にかかる電力増幅器の構成図である。 実施の形態２にかかる調整ラインの配置図である。 実施の形態２にかかるインピーダンス変換部及びカプラの構成図である。 実施の形態３にかかるインピーダンス変換部の構成図である。 実施の形態３にかかるインピーダンス変換部を用いた場合の使用可能周波数帯域を説明する図である。 実施の形態３にかかるインピーダンス変換部を用いた場合の使用可能周波数帯域を説明する図である。 実施の形態４にかかるインピーダンス変換部の構成図である。 実施の形態４にかかるインピーダンス変換部を用いた場合の使用可能周波数帯域を説明する図である。 実施の形態４にかかるインピーダンス変換部を用いた場合の使用可能周波数帯域を説明する図である。 実施の形態５にかかる送信装置の構成図である。 一般的なドハティアンプの構成図である。 一般的なドハティアンプを用いた場合の使用可能周波数帯域を説明する図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる電力増幅器の構成例について説明する。図１の電力増幅器は、装置筐体１０によっておおわれている。さらに、装置筐体には、保守用の穴部１１が形成されている。保守者等は、保守用の穴部１１を介して装置筐体１０内部に配置された回路、部品等の交換、修理、調整等を行う。本図においては、装置筐体１０に穴部１１が形成されている例を示しているが、装置筐体１０内部の信号処理によって生じる放射ノイズが装置筐体１０の外部へ漏れることを防止するために、穴部１１に蓋を設けてもよい。

伝送線路部１２は、装置筐体１０によっておおわれた装置筐体１０の内部に配置されている。さらに、伝送線路部１２は、電力増幅器に入力される信号の周波数帯域に応じて伝送線路長が調整される。伝送線路部１２の伝送線路長に基づいて、ドハティアンプが高効率に増幅できる信号の周波数が定められる。伝送線路長は、例えば電気長と言い換えられてもよい。さらに、伝送線路部１２は、アンプから出力される信号を伝送するために用いられる。伝送線路部１２は、信号の位相をシフトし、さらに、インピーダンス変換を行うために用いられてもよい。伝送線路部１２は、例えば、銅板が用いられてもよい。伝送線路部１２に銅板を用いることによって、ＰＷＢ（Printed Wiring Board）パターンによって伝送線路部１２を構成する場合と比較して伝送ロスの増大を防止することができる。

保守者等は、装置筐体に形成された穴部１１を介して、伝送線路部１２の伝送線路長の調整を行う。伝送線路部１２の伝送線路長の調整は、例えば、適切な長さの伝送線路長を有する他の伝送線路部に交換することを含んでもよい。

伝送線路部１２は、保守用の穴部１１を介して外部からのアクセスが可能な装置表面近傍に配置される。つまり、保守者は、穴部１１を介して伝送線路部１２を伝送線路長が異なる他の伝送線路部へ交換を行うことができる。また、保守用の穴部１１に蓋がされている場合、保守者は、蓋を取り外し、穴部１１を介して伝送線路部１２の伝送線路長を調整する。

電力増幅器に入力される信号の周波数帯域が変更されることによって、伝送線路部１２の伝送線路長を調整する場合であっても、調整を要しない素子を調整不要素子１３とする。調整不要素子１３は、保守用の穴部１１を介してアクセスが不可能な装置筐体１０内部に埋設される。

保守用の穴部１１を介してアクセスが不可能とは、例えば、図１において、伝送線路部１２が仕切り板に設けられている場合に、その仕切り版を取り外さなければ、埋設されている調整不要素子１３へアクセスできない場合等も含む。

以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる電力増幅器は、伝送線路部１２が、装置筐体１０に設けられた保守用の穴部１１を介して容易にアクセスすることができる位置に配置されている。そのため、保守者は、装置筐体１０に設けられた保守用の穴部１１を介して容易に伝送線路部１２の調整もしくは交換等を行うことができる。そのため、例えば、伝送線路部１２が、仕切り板を外すことによってようやくアクセスすることができる位置等に配置されている場合と比較して、保守者は、容易に伝送線路部１２の調整もしくは交換作業等を実施することができる。

また、調整不要素子１３を、保守用の穴部１１からアクセスすることができない位置に配置することによって、伝送線路部１２を配置する例えば仕切り板の面積を縮小することができるという利点もある。つまり、調整不要素子１３を、保守用の穴部１１から直接アクセスすることができない位置に配置することができるため、調整不要素子１３を配置する位置に関する自由度が増す。これによって、装置筐体１０の小型化を実現することができる。

（実施の形態２）
続いて、図２を用いて本発明の実施の形態２にかかる電力増幅器の構成例について説明する。本図の電力増幅器は、メインアンプ２０、調整ライン２１、ピークアンプ２２、調整ライン２３、インピーダンス変換部２４、調整ライン２５、調整ライン２６、メインアンプ３０、調整ライン３１、ピークアンプ３２、調整ライン３３、インピーダンス変換部３４、調整ライン３５、調整ライン３６、カプラ４０及びカプラ４２を有している。また、カプラ４０には、終端器４１が接続されている。本図の電力増幅器は、メインアンプ及びピークアンプを用いるドハティアンプとして構成されている。調整ライン２５、２６、３５及び３６は、調整ライン２１及び２３の合成部並びに調整ライン３１及び３３の合成部における位相を合わせるために、メインアップ２０、ピークアンプ２２、メインアンプ３０及びピークアンプ３２の前段にそれぞれ配置される。また、入力された信号は、カプラ４２において分配され、メインアンプ２０、ピークアンプ２２、メインアンプ３０及びピークアンプ３２へ出力される。また、カプラ４２は、例えば３ｄＢカプラが用いられる。

メインアンプ２０は、入力された信号を増幅する。メインアンプ２０は、例えば、Ａクラス、ＢクラスもしくはＡＢクラスのアンプが用いられてもよい。メインアンプ２０は、増幅した信号を、調整ライン２１を介して伝送する。また、電力増幅器へ入力される信号は、例えば、数百ＭＨｚ、数ＧＨｚ等のいわゆる高周波信号であってもよい。

ピークアンプ２２は、入力された信号を増幅する。ピークアンプ２２は、例えば、高効率な特性を有するＣクラスのアンプが用いられてもよい。ピークアンプ２２は、増幅した信号を、調整ライン２３を介して伝送する。

調整ライン２１及び調整ライン２３は、図１における伝送線路部１２に相当する。調整ライン２１及び調整ライン２３には、例えば銅板が用いられ、伝送する信号の周波数帯域に応じて銅板の長さが調整される。例えば、調整ライン２１及び調整ライン２３は、特性インピーダンスが５０Ωである銅板が用いられる。ここで、調整ライン２１及び調整ライン２３の長さとは、信号が伝送する方向と同一方向の長さであり、幅とは、信号が伝送する方向と直交する方向の長さである。

また、調整ライン２１は、調整ライン２３よりも電気長が９０度長い銅板が用いられてもよい。つまり、調整ライン２１は、調整ライン２３よりも電気長を９０度長くし、伝送する信号の位相を９０度遅らせる。調整ライン２１が、調整ライン２３の電気長よりも９０度長くする理由は、次のとおりである。

ピークアンプ２２は、入力される信号のレベルに応じて、ＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態となる。例えば、入力される信号のレベルが予め定められたレベルよりも低い場合、ピークアンプ２２の動作は停止され、ＯＦＦ状態となる。このようにピークアンプ２２がＯＦＦ状態である場合、調整ライン２１を介してメインアンプ２０から出力される信号が、調整ライン２３及びピークアンプ２２へ回り込むことを防止する必要がある。つまり、ピークアンプ２２がＯＦＦ状態である場合、メインアンプ２０から出力される信号は、全てインピーダンス変換部２４へ伝送される必要がある。この時、調整ライン２３が、調整ライン２１の電気長よりも９０度短い場合、メインアンプ２０から出力された信号が、調整ライン２３及びピークアンプ２２へ回り込むことを防止することができる。そのため。調整ライン２１の電気長は、調整ライン２３よりも９０度長くなるように形成されている。

調整ライン２１及び調整ライン２３を介して伝送された信号は、合成され、合成された信号がインピーダンス変換部２４へ出力される。

インピーダンス変換部２４は、調整ライン２１及び調整ライン２３から出力される信号を合成した合成信号のインピーダンスを電力増幅器から出力される信号に適用するインピーダンスへ変換する。例えば、インピーダンス変換部２４は、電力増幅器から出力される信号の特性インピーダンスが５０Ωとなるように、合成信号のインピーダンス変換を行う。また、インピーダンス変換部２４は、例えば、λ／４の電気長を有する。λ／４の電気長とは、９０度の電気長を有することと同様である。

インピーダンス変換部２４は、調整ライン２１及び調整ライン２３と同様にインピーダンス変換を行うことができる信号の周波数もしくは伝送することができる信号の周波数が予め定められている。ここで、インピーダンス変換部２４の特性インピーダンスの値について説明する。

インピーダンス変換部２４は、一般的に他の回路へ出力する信号の特性インピーダンスとして５０Ωが設定された信号を出力する。この場合、調整ライン２１及び調整ライン２３の合成部におけるインピーダンスは、特性インピーダンス５０Ωの線路が並列に接続されているので２５Ωを設定する。

この場合のインピーダンス変換部２４におけるインピーダンスは、５０（Ω）×２５（Ω）の平方根として算出される。つまり、インピーダンス変換部２４の特性インピーダンスを３５Ωと設定する。

メインアンプ３０、調整ライン３１、ピークアンプ３２、調整ライン３３及びインピーダンス変換部３４は、メインアンプ２０、調整ライン２１、ピークアンプ２２、調整ライン２３及びインピーダンス変換部２４と同様の機能等を有し、さらに、接続構成も同様である。そのため、メインアンプ３０、調整ライン３１、ピークアンプ３２、調整ライン３３及びインピーダンス変換部３４に関する詳細な説明を省略する。

カプラ４０は、例えば３ｄＢカプラが用いられる。電力増幅器内に、複数のメインアンプ及びピークアンプがある場合、増幅された信号は、最終的にカプラ４０を用いて合成される。また、カプラ４０は、アンテナ等において発生する反射波が一旦アンプ２０,２２,３０,３２まで到達し、そこでさらに再反射した波が3dBカプラ４０で終端器４１側に合成されることで吸収させ、定在波が発生することを防止する。これによって、定在波がメインアンプ及びピークアンプの高効率動作へ与える影響を防止することができる。

続いて、図３を用いて本発明の実施の形態２にかかる調整ライン２１、２３、３１及び３３の具体的な構成例について説明する。調整ライン２１、２３、３１及び３３は、銅板を用いて形成されている。また、調整ライン２１、２３、３１及び３３が配置されるエリアを、調整エリアとする。調整エリアは、図１の伝送線路部１２が配置されるエリアを示している。つまり、保守者は、調整エリア内に配置された調整ラインを、保守用の穴部１１を介して調整もしくは交換することができる。

また、本図においては、調整エリア内には、調整ライン２１、２３、３１及び３３のみが配置される構成について説明しているが、インピーダンス変換部２４及び３４も、調整エリア内に配置されてもよい。調整エリア内に配置された調整ラインもしくはインピーダンス変換部等の電気長を調整もしくは交換することによって、ドハティアンプは、様々な周波数帯域の信号を増幅することができる。

メインアンプ２０に接続されている調整ライン２１は、ピークアンプ２２に接続されている調整ライン２３よりも、電気長が９０度長くなるように形成されている。さらに、メインアンプ３０に接続されている調整ライン３１は、ピークアンプ３２に接続されている調整ライン３３よりも、電気長が９０度長くなるように形成されている。

調整ライン２１及び調整ライン２３を介して伝送された信号は、インピーダンス変換部２４へ出力される。調整ライン３１及び調整ライン３３を介して伝送された信号は、インピーダンス変換部３４へ出力される。

ここで、調整ライン２１、２３、３１及び３３は、互いに接触しないように配置される。例えば、メインアンプ２０及びピークアンプ２２は、出力が対向する位置に配置されており、調整ライン２１及び２３は、メインアンプ２０とピークアンプ２２との間に配置される。また、メインアンプ３０及びピークアンプ３２は、出力が対向する位置に配置されており、調整ライン３１及び３３は、メインアンプ３０とピークアンプ３２との間に配置される。

さらに、調整ライン２１及び３１は、配置される平面上の中心点を基準として点対称に配置される。調整ライン２３及び３３も、配置される平面上の中心点を基準として点対称に配置される。このように配置することによって、調整ライン２１、２３、３１及び３３が互いに接触することを防止することが可能となる。さらに、小さいスペースに効率的に調整ライン２１、２３、３１及び３３を配置することができる。

続いて、図４を用いて本発明の実施の形態２にかかるインピーダンス変換部及びカプラの構成例について説明する。インピーダンス変換部２４は、調整ライン２１及び調整ライン２３を介して伝送された信号が合成され、合成された信号のインピーダンス変換を行う。インピーダンス変換部２４は、インピーダンス変換を行った信号をカプラ４０へ出力する。また、インピーダンス変換部３４は、調整ライン３１及び調整ライン３３を介して伝送された信号が合成され、合成した信号のインピーダンス変換を行う。インピーダンス変換部３４は、インピーダンス変換を行った信号をカプラ４０へ出力する。

カプラ４０は、インピーダンス変換部２４及び３４から出力された信号の一部を電力増幅器の外部装置等へ送信する。ここで、カプラ４０は、インピーダンス変換部２４及びインピーダンス変換部３４から出力された信号（位相差９０度をもつ信号、この位相差は分配側によって予め設定しておく）を２合成して、外部装置等へ送信する。

ここで、インピーダンス変換部２４及びインピーダンス変換部３４は、電力増幅器へ入力される信号の周波数帯域が変更される際に、電気長の調整もしくは交換が必要である場合、調整ライン２１、２３、３１及び３３と同様に調整エリア内に配置される。

以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかる電力増幅器は次の利点がある。保守用の穴部１１から直接アクセス可能な調整エリア内に、入力される信号の周波数帯域の変更に伴い調整等を行う必要がある調整ライン及びインピーダンス変換部を配置することによって、入力される信号の周波数帯域が変更されることに伴う保守作業を容易に行うことができる。

（実施の形態３）
続いて、図５を用いて本発明の実施の形態３にかかるインピーダンス変換部２４の構成例について説明する。インピーダンス変換部２４は、インピーダンス変換器６１〜６３を有している。インピーダンス変換器６１〜６３は、調整ライン２１及び２３の合成部と出力端子との間において、直列に接続している。また、インピーダンス変換部３４は、インピーダンス変換部２４と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。

インピーダンス変換器６１〜６３は、電気長がλ／４（９０度）である伝送線路である。また、インピーダンス変換器６１〜６３は、電気長の長さの方向と直交する方向の幅の長さに基づいて、特性インピーダンスが決定される。

ここで、図６を用いて、図５のインピーダンス変換部２４を用いた場合の使用可能周波数帯域の変化について説明する。例えば、ドハティアンプの出力端子におけるインピーダンスを５０Ωとし、信号の合成部におけるインピーダンスを２５Ωとした場合におけるインピーダンス変換器６１〜６３の特性インピーダンスについて説明する。出力端子における特性インピーダンスは、一般的に他の回路へ出力する信号の特性インピーダンスとして用いられる５０Ωと設定する。信号の分岐点におけるインピーダンスは、特性インピーダンス５０Ωの線路が並列に接続されているので２５Ωとなる。

この場合、直列に接続されるインピーダンス変換器６１〜６３のうち、中央に配置されるインピーダンス変換器６２における特性インピーダンスは、５０（Ω）×２５（Ω）の平方根として算出される。ここでは、インピーダンス変換器６２の特性インピーダンスを３５．４Ωと設定する。さらに、インピーダンス変換器６１の特性インピーダンスは、２５×３５．４の平方根として算出される。ここでは、インピーダンス変換器６１の特性インピーダンスは、２９．７Ωと設定する。さらに、インピーダンス変換器６３の特性インピーダンスは、５０×３５．４の平方根として算出される。ここでは、インピーダンス変換器６３の特性インピーダンスは、４２Ωと設定する。

このように、インピーダンス変換器６１〜６３における特性インピーダンスは、インピーダンス変換器６１からインピーダンス変換器６３に向かうにつれて大きくなる値が設定される。

図６は、このように算出された特性インピーダンスをインピーダンス変換器６１〜６３に設定した場合における周波数とリターンロス特性との関係を示している。図６は、−３０ｄＢ以下の領域を有効帯域とすると、大体６３０ＭＨｚ〜７００ＭＨｚが有効帯域であることを示している。

ここで、図７において、インピーダンス変換器６１〜６３の特性インピーダンスを、さらに調整した場合の使用可能周波数帯域の変化について説明する。図７は、インピーダンス変換器６１の特性インピーダンスを２８．２Ωに設定し、インピーダンス変換器６２の特性インピーダンスを３５．９Ωに設定し、インピーダンス変換器６３の特性インピーダンスを４５．５Ωに設定した場合における周波数とリターンロス特性との関係を示している。それぞれのインピーダンス変換器における特性インピーダンスは、例えば、シミュレーション装置等を用いて調整されてもよい。

図７において示されるように、リターンロス特性が−３０ｄＢ以下の領域を有効帯域とすると、大体４２０ＭＨｚ〜９００ＭＨｚが有効帯域となっており、図６と比較すると、インピーダンス変換部２４は、有効帯域が拡大され、広帯域化している。

このように、インピーダンス変換部２４を広帯域化することによって、例えば、ドハティアンプに入力される信号の周波数が、４２０ＭＨｚ〜９００ＭＨｚの範囲において変化した場合において、調整ライン２１、２３、３１及び３３の電気長を適切な長さに調整もしくは適切な長さの電気長を持つ調整ラインに交換しても、インピーダンス変換部２４及び３４を構成するインピーダンス変換器６１〜６３の電気長等を調整する必要はない。

つまり、入力される信号の周波数帯域が変更された場合において、ドハティアンプの調整ライン２１、２３、３１及び３３のみを調整もしくは交換することによって、周波数が変更された後の信号をドハティアンプによって高効率で増幅することができる。

ここで、図５のインピーダンス変換部２４として、インピーダンス変換器を３つ直列に接続している構成について説明したが、有効周波数帯域の拡大幅に応じて接続数を変更してもよい。インピーダンス変換器を３つ直列に接続することによって、ＵＨＦ帯のうち地上デジタル放送等に用いられる周波数帯域をカバーすることができる。

また、インピーダンス変換部２４及び３４を広帯域化し、所定の周波数帯域内であれば電気長等の変更を行う必要がないことによって、次のような効果も得られる。例えば、装置筐体１０内にドハティアンプを配置する際に、インピーダンス変換部２４及び３４は、保守作業等においてアクセスしづらい装置内部に配置し、調整もしくは交換作業等が必要となる調整ライン２１、２３、３１及び３３を、保守作業時にアクセスが容易となる装置表面に近い位置に配置するようにしてもよい。つまり、インピーダンス変換部２４及び３４は、装置内部の実質的には操作不可能な位置に配置し、調整ライン２１、２３、３１及び３３を、装置表面の蓋を取り外した保守用の穴部１１を介して容易に操作可能な位置に配置してもよい。

このようにすることによって、インピーダンス変換部２４及び３４を配置する位置に関する自由度が増し、ドハティアンプを有する装置の設計が容易となる。また、インピーダンス変換部２４及びインピーダンス変換部３４を調整エリア内に配置する必要がなくなるため、調整エリアの面積を小さくすることができる。そのため、ドハティアンプを有する装置の空間を有効に利用することが可能となり、装置の小型化を実現することができる。

（実施の形態４）
続いて、図８を用いて、インピーダンス変換部２４に分布定数回路を用いた場合のインピーダンス変換部２４の構成例について説明する。インピーダンス変換部２４は、分布定数回路素子７１〜７６を有している。ここでは、説明の便宜上、分布定数回路素子７１〜７６が直列に接続していることを示しているが、それぞれの回路素子は、例えば電気長及び幅が異なる伝送線路であり、分布定数回路素子７１〜７６は、複数の伝送線路が接続し、一つの伝送線路を構成していてもよい。

このように構成された一つの伝送線路は、幅の異なる伝送線路を有するため、凹凸の幅を有する伝送線路であってもよい。また、複数の分布定数回路素子が接続されている１つの伝送線路は、銅板を用いて形成されてもよい。また、インピーダンス変換部３４は、インピーダンス変換部２４と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。

ここで、図９を用いて、図８のインピーダンス変換部２４を用いた場合の使用可能周波数帯域の変化について説明する。例えば、ドハティアンプの出力端子における特性インピーダンスを５０Ωとし、信号の合成部におけるインピーダンスを２５Ωとした場合における４インピーダンス変換器６１〜６３の特性インピーダンスについて説明する。

例えば、分布定数回路素子７１は、電気長が６６６MHｚにおいて８度、特性インピーダンスが１００Ωとなるように長さ及び幅が設定する。また、同様に、分布定数回路素子７２は、６６６MHｚにおける電気長が４３度、特性インピーダンスが２０Ωとし、分布定数回路素子７３は、６６６MHｚにおける電気長が１９度、特性インピーダンスが１００Ωとし、分布定数回路素子７４は、６６６MHｚにおける電気長が３３度、特性インピーダンスが２０Ωとし、分布定数回路素子７５は、６６６MHｚにおける電気長が２３度、特性インピーダンスが１００Ωとし、分布定数回路素子７６は、６６６MHｚにおける電気長が１３度、特性インピーダンスが２０Ωとなるようにそれぞれの長さ及び幅を設定する。これらの分布定数回路素子を接続することによって、凹凸の幅を有する一つの伝送線路が形成される。

図９は、上記のように電気長及び伝送線路幅を設定した場合における、リターンロス特性と周波数との関係を示している。図９は、−３０ｄＢ以下の領域を有効帯域とすると、大体４５０ＭＨｚ〜９００ＭＨｚが有効帯域であることを示している。したがって、図８のようにインピーダンス変換部２４を分布定数回路を用いて構成することによっても、インピーダンス変換部２４を広帯域化することができる。また、上記のように電気長を設定した場合、図８のインピーダンス変換部２４の電気長は、６６６MHｚの周波数において１３９度であり、電気長が６６６MHｚにおいて２７０度である図５のインピーダンス変換部２４と比較して、短い電気長とすることができる。そのため、ドハティアンプ１０の小型化を実現することができる。

さらに、図１０は、周波数帯域をＧＨｚまで広げた場合における、リターンロス特性と挿入損失特性の関係を示している。図１０に示されているように、分布定数回路を用いて構成されたインピーダンス変換部２４は、大体５００ＭＨｚ〜９００ＭＨｚを通過帯域とするＬＰＦ（Low Pass Filter）としても動作する。つまり、インピーダンス変換部２４をＬＰＦとした場合においても、所定の周波数帯域の信号を通過させるように広帯域化することができる。

本図においては、インピーダンス変換部２４として、分布定数回路を用いたＬＰＦの構成について説明したが、異なる回路構成のＬＰＦを用いてもよい。また、インピーダンス変換部２４が、ＬＰＦとして動作することによって、メインアンプ２０及びピークアンプ２２において発生する高調波成分を除去することもできる。

（実施の形態５）
続いて、図１１を用いて本発明の実施の形態５にかかる送信装置１００の構成例について説明する。送信装置１００は、例えば、複数チャンネルの通信に対応した放送用通信装置であってもよく、もしくは、基地局装置等であってもよい。または、放送用通信装置もしくは基地局装置等に制限されず、使用周波数が広帯域化された通信装置であってもよい。

送信装置１００は、信号生成部１０１、ドハティアンプ１０２及び送信部１０３を有している。ドハティアンプ１０２は、図２において説明したドハティアンプと同様である。そのため、ドハティアンプ１０２に関する詳細な説明を省略する。

信号生成部１０１は、ＲＦ（Radio Frequency）信号を生成する。信号生成部１０１は、生成したＲＦ信号をドハティアンプ１０２へ出力する。ここで、信号生成部１０１は、任意の周波数におけるＲＦ信号を生成してもよい。例えば、信号生成部１０１は、使用周波数帯域が異なるチャネルが設定された場合に、生成するＲＦ信号の周波数帯域を変更してもよい。

信号生成部１０１が生成可能な周波数帯域は、ドハティアンプ１０２において増幅可能な信号の周波数帯域に応じて定められてもよい。例えば、ドハティアンプ１０２において、伝送線路部を交換したことにより使用可能な周波数帯域が変更された場合、信号生成部１０１においても、変更後の周波数帯域を有するＲＦ信号を生成するようにしてもよい。

信号生成部１０１は、複数の周波数帯域のＲＦ信号を生成してもよく、もしくは、送信装置１００が複数の信号生成部１０１を有する場合、ＲＦ信号の周波数帯域の変更に伴い、使用する信号生成部１０１を切り替えてもよい。

ドハティアンプ１０２は、信号生成部１０１から出力されたＲＦ信号を増幅する。ドハティアンプ１０２は、増幅したＲＦ信号を送信部１０３へ出力する。送信部１０３は、ドハティアンプ１０２から出力されたＲＦ信号を送信装置１００とは異なる他の通信装置へ送信する。

以上説明したように、ドハティアンプ１０２は、例えば、送信装置１００内に配置され、送信装置１００が処理するＲＦ信号を増幅するために用いられる。この時、ドハティアンプ１０２内の伝送線路部を調整もしくは交換することによって、送信装置１００は、様々な周波数帯域のＲＦ信号を送信することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 装置筐体
１１ 穴部
１２ 伝送線路部
１３ 調整不要素子
２０ メインアンプ
２１ 調整ライン
２２ ピークアンプ
２３ 調整ライン
２４ インピーダンス変換部
２５ 調整ライン
２６ 調整ライン
３０ メインアンプ
３１ 調整ライン
３２ ピークアンプ
３３ 調整ライン
３４ インピーダンス変換部
３５ 調整ライン
３６ 調整ライン
４０ カプラ
４１ 終端器
４２ カプラ
６１〜６３ インピーダンス変換器
７１〜７６ 分布定数回路素子
１００ 送信装置
１０１ 信号生成部
１０２ ドハティアンプ
１０３ 送信部

Claims (8)

1. 保守用の穴部が形成された装置筐体と、
   前記装置筐体によっておおわれた内部に配置され、入力される信号の周波数帯域に応じて伝送線路長が調整される伝送線路部と、
   入力される信号の周波数帯域が変更されることによって前記伝送線路長が調整される伝送線路部の調整が必要となった場合においても、伝送線路の調整を要しない伝送線路部と、を備え、
   前記伝送線路長が調整される伝送線路部は、前記保守用の穴部を介して外部からのアクセスが可能な装置表面近傍に配置され、前記伝送線路の調整を要しない伝送線路部は、前記保守用の穴部を介してアクセスが不可能な装置筐体内部に埋設される、電力増幅器。
2. 前記伝送線路長が調整される伝送線路部は、
   ドハティアンプを構成するメインアンプとピークアンプとから出力される信号を伝送する、請求項１に記載の電力増幅器。
3. 前記メインアンプから出力された信号と、前記ピークアンプから出力された信号とを合成した合成信号のインピーダンス変換を行うインピーダンス変換部をさらに備え、
   前記インピーダンス変換部は、
   複数のλ／４伝送線路が直列に接続されたことを特徴とする請求項２に記載の電力増幅器。
4. 前記伝送線路長が調整される伝送線路部は、
   第１のメインアンプから出力される信号を伝送する第１の伝送線路部と、第１のピークアンプから出力される信号を伝送する第２の伝送線路部と、第２のメインアンプから出力される信号を伝送する第３の伝送線路部と、第２のピークアンプから出力される信号を伝送する第４の伝送線路部と、を有し、
   前記インピーダンス変換部は、
   前記第１の伝送線路部及び第２の伝送線路部を介して伝送された信号を合成した第１の合成信号のインピーダンス変換を行う第１のインピーダンス変換部と、前記第３の伝送線路部及び第４の伝送線路部を介して伝送された信号を合成した第２の合成信号のインピーダンス変換を行う第２のインピーダンス変換部と、を有する、請求項３に記載の電力増幅器。
5. 前記第１乃至第４の伝送線路部は、銅板であって、
   前記第１の伝送線路部は、前記第２の伝送線路部よりも電気長が９０度長く形成され、前記第３の伝送線路部は、前記第４の伝送線路部よりも電気長が９０度長く形成される、請求項４に記載の電力増幅器。
6. 前記第１乃至第４の伝送線路部は、同一平面上に配置され、平面上の中心点を基準として、前記第１の伝送線路部は、前記第３の伝送線路部と点対称の位置に配置され、前記中心点を基準として、前記第２の伝送線路部は、前記第４の伝送線路部と点対称の位置に配置され、前記第１乃至第４の伝送線路部は、互いに接触しない位置に配置される、請求項５に記載の電力増幅器。
7. 前記第１のインピーダンス変換部及び前記第２のインピーダンス変換部から出力された信号を合成するカプラをさらに備え、
   前記カプラは、前記保守用の穴部を介してアクセスが不可能な装置筐体内部に埋設される、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の電力増幅器。
8. 任意の周波数における入力信号を生成する信号生成部と、
   保守用の穴部が形成された装置筐体と、
   前記装置筐体によっておおわれた内部に配置され、前記入力信号の周波数帯域に応じて伝送線路長が調整される伝送線路部と、
   入力される信号の周波数帯域が変更されることによって前記伝送線路長が調整される伝送線路部の調整が必要となった場合においても、伝送線路の調整を要しない伝送線路部と、
   前記伝送線路長が調整される伝送線路部及び前記伝送線路の調整を要しない伝送線路部から出力された信号を送信する送信部と、を備え、
   前記伝送線路長が調整される伝送線路部は、前記保守用の穴部を介して外部からのアクセスが可能な装置表面近傍に配置され、前記伝送線路の調整を要しない伝送線路部は、前記保守用の穴部を介してアクセスが不可能な装置筐体内部に埋設される、送信装置。

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