JPH01109909A - 衛星トランスポンダの信号の線型増幅方法とその装置 - Google Patents

衛星トランスポンダの信号の線型増幅方法とその装置

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JPH01109909A
JPH01109909A JP63233837A JP23383788A JPH01109909A JP H01109909 A JPH01109909 A JP H01109909A JP 63233837 A JP63233837 A JP 63233837A JP 23383788 A JP23383788 A JP 23383788A JP H01109909 A JPH01109909 A JP H01109909A
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JP
Japan
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amplifiers
efficiency
modulation
transponder
amplifier
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Application number
JP63233837A
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English (en)
Inventor
Karl Meinzer
カール・マインツエル
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Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
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    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
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    • H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に衛星トランスポンダの信号を線型増幅
する方法に関する。
動作時点に無関係に、全ての通常の線型増幅器には部分
な変調の場合、効率の低下がある。ここで、通常の増幅
器の下では、その主給電電圧又はその負荷が瞬間的な出
力に依存して動的に制御されない増幅器を意味する。
一般的には、この効率が変調電圧に比例するより良くな
り得ないと言うことが示せる。実際には全ての増幅器が
この特性を有するので、これ等の増幅器を少なくとも完
全な増幅の場合に特定し、部分的な変調の場合効率の低
下を当然なものとして甘受する。
衛星トランスポンダの線型増幅器は、個別先端値のベク
トル加算によって、つまり個々の利用者の信号（ＳＣＰ
Ｃ）のベクトル加算によって生じる比較的稀な先端値が
無歪みで伝送されるように変調される必要がある。しか
し、これによってどうしてもトランスポンダの平均変調
が完全な変調の値より４〜８ｄＢ少な（なる。この現象
は「バックオフ」（Ｂａｃｋｏｆｆ）と名付けられてい
て、完全な変調の場合、数が推定させるよりも、トラン
スボンダ系の効率が１．５〜３倍悪化するごとになる。
効率の低下の原因は、以下のことにある。
線型増幅器はコレクターのところで一定の給電電圧で駆
動されている。この増幅器は、出力トランジスタ（又は
真空管）は完全な変調の場合、最適に調整されるように
設計される。部分的な変調（例えば、半分の出力電圧）
の場合、出力負荷は四分の−（Ｐ＝Ｕ２／Ｒ）に戻され
る。増幅器の動作電圧が一定であるので、直流電流入力
負荷（半分の電流）はただ半分に戻される。この問題は
、増幅器の調整が半変調の場合、最早調整されないこと
である。事実、良い効率を得るには、給電電圧も半分に
する必要がある。
同じ問題は、振幅変調した無線送信器でも生じる。それ
故、そこで行われる方法は原理的に衛星のトランスポン
ダで利用できる。もちろん、既にＡＭＳＡＴだけはその
様な方法を宇宙空間で採用している。基本的には、効率
を一定に維持するには二つの方法がある。即ち、一方で
変調に応じて送信トランジスタのコレクター電圧の変調
が、また他方で二つの増幅器のチャンネルの利用が適切
な出力回路網で動作するので、負荷インピーダンスを増
幅器のところで調整でき、全ての負荷で最適な調整が維
持される。
両方の方法は、無線技術で採用されていて、対応した修
正を入れてＡＭＳＡＴ衛星中にも、（１）　　八　Ｎｅ
ｗ　　Ｈｉｇｈ　　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　　Ｐｏｗｅ
ｒ　　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｆｏｒ　Ｍｏｄｅｌａｔｅｄ
　Ｗａｖｅｓ、　Ｗ、　Ｈ，Ｄｏｈｅｒｔｙ。
Ｐｒｏｃ、　ＩＲＥ、　Ｖｏｌ、　２４．５ｅｐｔ、　
１９３６．　Ｐｐ１１６３゜ （２）　Ｉｌｉｇｈ　Ｐｏｕｅｒ　Ｏｕｔｐｈａｓｉｎ
ｇ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ。
Ｉｌ、　Ｃｈｉｒｅｉｘ、　Ｐｒｏｃ、　ＩＲＥ、　Ｖ
ｏｌ、　２３．　Ｎｏｖ。
１９３５、　ｐｐ　１３７０゜ （３）　Ｔｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｍａｎｕａｌ　ｏｒ
　ｔｈｅ　ＶＰ−１００Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ、　Ｇ
ａｔｅｓ　Ｒａｄｉｏ　Ｃｏｒｐ、　Ｑｕｉｎｃｙ。
ＩＩｌ、　　ＵＳＡ。
（４）　Ｌｉｎｅａｒｅ　Ｎａｃｈｒｉｃｈｔｅｎｔｒ
ａｓｎｓｐｏｎｄｅｒ　ｄｕｒｃｈｎｉｃｈｔｌｉｎｅ
ａｒｅ　Ｓｉｇｎａｌｚｅｒｌｅｇｕｎｇ、　Ｋ。
Ｍｅｉｎｚｅｒ、　Ｉｎａｕｇｕｒａｌ−Ｄｉｓｓｅｒ
ｔａｔｉｏｎ。
Ｍａｒｂｕｒｇ　　１９７３゜ から公知のように、使用されている。
しかし、特別な問題はＬ帯域トランスポンダの場合に生
じる。Ｌ帯域（１５００〜１７００　Ｍｌ−１ｚ　）で
は、目下のところ半導体で達成できる出カニ率は２０と
４０　Ｗ　ＰＥＰ　（Ｐｅａｋ　Ｅｎｖｅｌｏｐ　Ｐｏ
ｗｅｒ　＝先端電力）の間にある。トランスポンダの大
抵の利用では、もちろん、より大きい出カニ率が要求さ
れるので、多数の増幅器を並列接続することが不可避で
ある。この場合、必要な調整手段（ハイブリッド）は、
もっとも、可変負荷インピーダンスの原理を利用できる
ことを排除している。例えば、パルス幅変調器を用いて
コレクター電圧を可変すると、通常、増幅器の帯域幅が
数ＭＨｚを越えないことで失敗に帰する。変調器は、即
ち約三倍のトランスポンダ帯域にする必要がある。
この発明の課題は、特に衛星のトラ、ンスポンダ用の線
型増幅器の効率を決定的に改良できる巻頭に述べた種類
に属する方法及びこの方法を実行する装置を提供すると
にある。
上記の課題は、この発明により少なくとも三個の増幅器
がインピーダンスによって共通負荷に作用していること
によって解決されている。
増幅器の数が奇数であると、特に有利である。
この発明によるＮチャネル方法は、巻頭に説明した問題
点の根本に取り組むもので、トランスポンダで部分変調
する場合、効率の低下は使用できないものとして見做す
べきでない。むしろ、この系の水率に関して、部分変調
の場合の効率が実際上一定に留まり、トランスポンダの
効率が係数１゜５〜３だけ上昇させる。
、発明の詳細は、他の従属項と説明から明白になる。こ
の説明では、図面に基づき実施例を以下に議論する。
第１図には、典型的な線型増幅器の場合、良く知られた
基本的な状況が模式的に示しである。巻頭に述べたよう
に、−船釣な観点から、効率が変調電圧に比例するより
良くなりえないことを示せる。実際、全ての増幅器はこ
の特性を持っているので、これ等の増幅器を少なくとも
完全な変調時に特定し、部分変調時には効率の低下を受
は入れている。
第２ａ−ｄ図には、二つの増幅器を有する従来技術に属
する位相の合っていない変調が模式的に示しである。こ
の発明の出発点は、第２図又は文献（２）による二つの
増幅チャンネルと位相制御を有する方法の場合、コレク
ター電流の波形は、はぼ同調の二次関数となり、振幅ス
ペクトルはほぼトランスポンダの帯域幅に制限されてい
る点にある。それ故、このような方法は、広い帯域幅を
得る必要のある時に特に適する。もちろん、増幅器中の
比較的高い無効電流成分によって効率は原理的にコレク
ター電圧の変動の場合よりも悪化し、ただ二つのトラン
ジスタが互いに結合できるので、出カニ率が依然として
制限されている。
第３ａｚｄ図により、この発明は三個又はそれ以上の増
幅器がインピーダンス反転器を介して共通の負荷に働き
かける点にある。個々の増幅器を適切に同調させること
により、線型伝達機能が実現する。個々の増幅器は一定
のＨＦ出力電圧で動作しているので、それ等の増幅器は
全同調時に最適に調整されている。更に、奇数個の増幅
器の場合、−個の増幅器は無効電流から無関係であるの
で、古い二チャンネル方式の時より良い効率が生じる。
より多くのチャンネルを用いると、それに応じて高い出
カニ率もを得る。
第４ａ−ｄ図の三チャンネルの場合、古典的なりｏｈｅ
ｒｔｙ又はＣｈｉｒｅｉｒの送信器（文献（１）、（２
））に比べて、１．５倍の出カニ率が生じる。効率は、
三つのチャンネルの内−つが無効電流を流さないので、
相当改良される。三個のトランジスタがトランスポンダ
に対して充分な出力を発生させることができるので、こ
の解決策が生じる。コレクター電流は、変調の二乗に依
存する大きな成分を有するので、この方法は通常の線型
増幅器よりも、広い固有な帯域幅になる。変調の振幅ス
ペクトラムは制限されなくて、増幅器の帯域幅の二倍ま
で大きな成分を有する。つまり、スペクトラムは変調の
二乗で制限され、トランスポンダの帯域幅まで成分だけ
有する。
この発明によるＮチャネル線型増幅器は、非常に高い周
波数で、しかも非常に広い帯域幅でトランスポンダを動
作させる。その効率は、従来の線型増幅器で得られるよ
り１．５〜３倍改良される。
出力は少なくとも三個のトランジスタを組み合わせて得
られるので、出力が多数のトランジスタを組み合わせて
得る必要のある他の技術に比べて、この方法は何倍にも
なる経費を発生させない。高い効率は、トランジスタを
「冷たい」駆動に導くので、非常に高い許容度が期待で
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、典型的な線型増幅器の出力と効率（従来技術
）。 第２ａ図は、二つの増幅器を用いた従来技術に属する位
相の外れた変調の模式ブロック回路図。 第２ｂ図は、第２ａ図の変調で完全な変調の場合に得ら
れる出力電圧ダイヤグラム。 第２ｃ図は、第２ａ図の変調で部分的な変調の場合に得
られる出力電圧ダイヤグラム。 第２ｄ図は、第２ａ図の変調で変調がない場合に得られ
る出力電圧ダイヤグラム。 第３ａ図は、この発明によるＮチャネル増幅器の場合の
変調の模式ブロック回路図。 第３ｂ図は、第３ａ図の変調で完全な変調の場合に得ら
れる出力電圧ダイヤグラム。 第３ｃ図は、第３ａ図の変調で部分的な変調の場合に得
られる出力電圧ダイヤグラム。 第３ｄ図は、第３ａ図の変調で変調がない場合に得られ
る出力電圧ダイヤグラム。 第４ａ図は、この発明による３チャネル増幅器の場合の
変調の模式ブロック回路図。 第４ｂ図は、第４ａ図の変調で完全な変調の場合に得ら
れる出力電圧ダイヤグラム。 第４ｃ図は、第４ａ図の変調で部分的な変調の場合に得
られる出力電圧ダイヤグラム。 第４ｄ図は、第４ａ図の変調で変調がない場合に得られ
る出力電圧ダイヤグラム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、特に、衛星のトランスポンダで信号の線型増幅する
    方法において、少なくとも三個の増幅器がインピーダン
    ス反転器を介して共通の負荷に作用していることを特徴
    とする方法。 ２、奇数個の増幅器が合体接続してあることを特徴とす
    る請求項１記載の方法。 ３、三個の増幅器が合体接続してあることを特徴とする
    請求項１又は２記載の方法。 ４、特に、衛星トランスポンダ用の線型増幅器において
    、少なくとも三個の増幅器がインピーダンス反転器を介
    して合体接続してあることを特徴とする線型増幅器。
JP63233837A 1987-10-02 1988-09-20 衛星トランスポンダの信号の線型増幅方法とその装置 Pending JPH01109909A (ja)

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DE3733374.7 1987-10-02

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FR (1) FR2621752B1 (ja)
GB (1) GB2210747B (ja)

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