JPH07123014A

JPH07123014A - 無線送信装置

Info

Publication number: JPH07123014A
Application number: JP26346493A
Authority: JP
Inventors: 雅彦 ▲高▼橋; Masahiko Takahashi; Yasushi Kiyono; 泰清野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-10-21
Filing date: 1993-10-21
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】無駄な電力消費を生じない冗長構成の無線送
信装置の提供。【構成】通常は複数の電力増幅部３を使用して所定の
出力電力を得ると共に、何れかの電力増幅部における障
害を検出した場合には該障害を検出した電力増幅部を除
く残りの各電力増幅部の電力利得を制御することにより
所定の出力電力を得る監視・制御部５とを備える。又
は、通常は複数の可変減衰部７及び電力増幅部８を使用
して所定の出力電力を得ると共に、何れかの電力増幅部
における障害を検出した場合には複数の可変減衰部の減
衰量を制御することにより所定の出力電力を得る監視・
制御部１０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線送信装置に関し、更
に詳しくは高周波又は超高周波のＲＦ信号の電力増幅部
に冗長構成を備える無線送信装置に関する。今日、通信
装置は情報社会の基幹を成す重要なインフラであり、高
い信頼性が要求される。このため移動通信システムにお
ける基地局や局と無線回線で接続する回線終端装置等に
おいては無線周波の電力増幅部に冗長構成を備え、予備
の電力増幅部をホット・スタンバイさせる方式を採って
いるが、しかし、このために消費電力が増すと言う問題
もある。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の無線送信装置を説明する図
で、該図はマイクロ波電力増幅部の冗長構成を示してい
る。図において、１０は入力切替部（ＩＳＷ）、３
０₁，３０₂は夫々現用と予備の電力増幅部、３１は入
力整合回路、３２はＧａＡｓによるＦＥＴ増幅回路、３
３は出力整合回路、４０は出力切替部（ＯＳＷ）、そし
て、５０は監視・制御部である。なお、図示しないが、
前段には変調部が、また後段にはアンテナ回路が接続さ
れている。

【０００３】監視・制御部５０は、通常は入力切替部１
０及び出力切替部４０の各端子ａ−ｃ間を接続すること
により現用の電力増幅部３０₁を使用している。電力増
幅部３０₁において、ＦＥＴ増幅回路３２はバイアス電
流Ｉ_DSQにより所定の動作点Ｑにバイアスされており、
入力のマイクロ波信号ＲＦ_Iを所定の電力利得で増幅
し、マイクロ波信号ＲＦ_Oを出力する。

【０００４】一方、予備の電力増幅部３０₂について
は、これを何時でも使用できるように常時電源投入の状
態で待機（所謂ホット・スタンバイ）させている。そし
て、現用の電力増幅部３０₁で何らかの障害が発生する
と、監視・制御部５０はモニタ信号ＥＳ₁により異常を
検出し、直ちに入力切替部１０及び出力切替部４０の各
接続を端子ｂ−ｃ間に切り替える。これにより予備の電
力増幅部３０₂が使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の無
線送信装置では、現実には使用していない時でも予備の
電力増幅部３０₂に常時電源を投入して待機させてい
た。このため予備の電力増幅部３０₂でも常時現用と同
等の電力（Ｖ_DDＩ_DSQ）が消費され、電力が無駄に消費
されると言う問題があった。

【０００６】本発明の目的は、無駄な電力消費を生じな
い冗長構成の無線送信装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は図１の
（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明の無線送
信装置は、ＲＦ信号の電力増幅部に冗長構成を備える無
線送信装置において、入力の信号電力を複数に分配する
電力分配部１と、前記電力分配部１に接続し、夫々が電
力利得を制御可能な複数の電力増幅部３と、前記複数の
電力増幅部３の各出力信号を合成する電力合成部４と、
通常は前記複数の電力増幅部３を使用して所定の出力電
力を得ると共に、前記何れかの電力増幅部３における障
害を検出した場合には該障害を検出した電力増幅部３を
除く残りの各電力増幅部３の電力利得を制御することに
より前記所定の出力電力を得る監視・制御部５とを備え
るものである。

【０００８】また上記の課題は図１の（Ｂ）の構成によ
り解決される。即ち、本発明の無線送信装置は、ＲＦ信
号の電力増幅部に冗長構成を備える無線送信装置におい
て、入力の信号電力を複数に分配する電力分配部６と、
前記電力分配部６に接続し、夫々が信号電力の減衰量を
制御可能な複数の可変減衰部７と、前記複数の可変減衰
部７に夫々接続した複数の電力増幅部８と、前記複数の
電力増幅部８の各出力信号を合成する電力合成部９と、
通常は前記複数の可変減衰部７及び電力増幅部８を使用
して所定の出力電力を得ると共に、前記何れかの電力増
幅部８における障害を検出した場合には前記複数の可変
減衰部７の減衰量を制御することにより前記所定の出力
電力を得る監視・制御部１０とを備えるものである。

【０００９】

【作用】図１の（Ａ）において、監視・制御部５は、通
常は、電力増幅部３₁，３₂を使用して出力ＲＦ_Oに所
定の信号電力を得る。即ち、電力分配部１は入力ＲＦ_I
の信号電力を例えば２分割する。電力増幅部３₁，３₂
は２分割された各信号入力を利得制御信号ＧＣ₁，ＧＣ
₂に従って夫々に増幅し、出力する。そして、電力合成
部４は電力増幅部３₁，３₂の各出力信号を合成して所
定の信号電力を出力ＲＦ_Oに出力する。

【００１０】この場合の各電力増幅部３₁，３₂は夫々
出力の所定の信号電力の半分の信号電力を出力すれば良
いのであるから、監視・制御部５は各電力増幅部３₁，
３₂に対してこれらに見合う電力を供給するようなバイ
アス電流（又は電源電圧）の制御を行えば良い。これ
は、図４の従来の電力増幅部３０₁，３０₂が夫々に単
独でも所定の信号電力を出力できるように電力を供給
（バイアス）されているのに比べて十分に小さい。従っ
て、電力増幅部３₁，３₂における消費電力を大幅に削
減できる。

【００１１】そして、監視・制御部５は、例えば電力増
幅部３₁で障害が発生した場合には、電力増幅部３₂へ
の供給電力を増し、併せて電力利得を増すように制御す
る。これにより、電力増幅部３₂は単独で前記所定の信
号電力を出力ＲＦ_Oに出力する。なお、障害が発生した
電力増幅部３₁については、電源供給を断つことにより
消費電力を一層削減できる。

【００１２】図１の（Ｂ）において、監視・制御部１０
は、通常は、可変減衰部７₁，７₂及び電力増幅部
８₁，８₂を使用して出力ＲＦ_Oに所定の信号電力を得
る。即ち、電力分配部６は入力ＲＦ_Iの信号電力を例え
ば２分割する。可変減衰部７₁，７₂は分配された各信
号入力を減衰制御信号ＡＣ₁，ＡＣ₂に従って夫々所定
量減衰させて出力する。電力増幅部８₁，８₂は減衰さ
れた各信号を夫々に所定の電力利得で増幅し、出力す
る。そして、電力合成部９は電力増幅部８₁，８₂の各
出力信号を合成して所定の信号電力を出力ＲＦ_Oに出力
する。

【００１３】そして、監視・制御部１０は、例えば電力
増幅部８₁で障害が発生した場合には、可変減衰部７₂
の減衰量を少なくする。その結果、可変減衰部７₂はよ
り大きい信号電力を電力増幅部８₂に供給し、これによ
り電力増幅部８₂は単独で前記所定の信号電力を出力Ｒ
Ｆ_Oに出力する。好ましくは、前記複数の電力増幅部８
は夫々が電力利得を制御可能であると共に、前記監視・
制御部１０は、前記何れかの電力増幅部８における障害
を検出した場合には該障害を検出した電力増幅部８を除
く残りの各電力増幅部８の電力利得及び前記複数の可変
減衰部７の減衰量を制御することにより前記所定の出力
電力を得る。

【００１４】なお、以上は入力信号ＲＦ_Iを２分割する
場合について述べたが、本発明は入力信号ＲＦ_Iを任意
の異なる割合でｎ分配する場合にも適用可能である。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面に従って本発明による実施例
を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一
又は相当部分を示すものとする。図２は第１実施例の無
線送信装置を説明する図で、該図はマイクロ波電力増幅
部の冗長構成を示している。

【００１６】図において、１は電力分配部、１１はハイ
ブリッド（ＨＹＢ）による３ｄＢ結合器、１２は整合負
荷、２₁，２₂はマイクロ波信号のスイッチ回路（ＳＷ
Ｃ）、２１₁，２１₂はサーキュレータ（Ｃ）、２
２₁，２２₂はＰＩＮダイオードによるダイオードスイ
ッチ、２３₁，２３₂は整合負荷、３₁，３₂はマイク
ロ波信号の電力増幅部、３１₁，３１₂は入力整合回
路、３２₁，３２₂はＧａＡｓによるＦＥＴ増幅回路、
３３₁，３３₂は出力整合回路、４は電力合成部、４１
はハイブリッド（ＨＹＢ）による３ｄＢ結合器、４２は
整合負荷、そして、５は監視・制御部である。なお、図
示しないが、前段には変調部が、また後段にはアンテナ
回路が接続されている。

【００１７】監視・制御部５は、通常は、電力増幅部３
₁，３₂を使用して出力ＲＦ_Oに所定の信号電力を得
る。即ち、電力分配部１は入力ＲＦ_Iの信号電力を２分
割して夫々をスイッチ回路２₁，２₂に供給する。各ダ
イオードスイッチ２２₁，２２ ₂はスイッチ制御信号Ｓ
Ｃ₁，ＳＣ₂により夫々ＯＦＦにバイアスされており、
これにより各信号電力はサーキュレータ２１₁，２１₂
を通過して夫々電力増幅部３₁，３₂に入力する。電力
増幅部３₁，３₂は２分割された各信号入力を夫々利得
制御信号ＧＣ₁，ＧＣ₂に従って増幅し、出力する。

【００１８】例えば装置の総合の電力利得を３ｄＢとす
ると、電力増幅部３₁は利得制御信号ＧＣ₁により−３
ｄＢの入力を増幅（３ｄＢ）して０ｄＢの信号電力を出
力する。また電力増幅部３₂も利得制御信号ＧＣ₂によ
り−３ｄＢの入力を増幅（３ｄＢ）して０ｄＢの信号電
力を出力する。そして、電力合成部４は電力増幅部
３ ₁，３₂の各出力信号を合成することにより出力ＲＦ
_Oに３ｄＢの信号電力を出力する。

【００１９】この場合の各電力増幅部３₁，３₂は夫々
０ｄＢの信号電力を出力すれば良いのであるから、監視
・制御部５は各ＦＥＴ増幅回路３２₁，３２₂に対して
これらに見合う電力を供給するようなバイアス電流Ｉ
_DSQ（又は電源電圧Ｖ_DD）の制御を行えば良い。これは
図４の従来の電力増幅部３０₁，３０₂が夫々に単独で
３ｄＢの信号電力を出力できるように電力を供給（バイ
アス）されているのに比べて十分に小さい。従って、本
実施例によれば電力増幅部３₁，３₂により消費される
電力を大幅に削減できる。

【００２０】そして、監視・制御部５は、例えば電力増
幅部３₁で障害ＥＳ₁が発生した場合には、まず制御信
号ＳＣ₁によりダイオードスイッチ２２₁をＯＮにバイ
アスする。これによりサーキュレータ２１₁に入力する
信号電力は整合負荷２３₁で全て消費され、電力増幅部
３₁への通過も、電力分配部１への反射も生じない。ま
た同時に、監視・制御部５はＦＥＴ増幅回路３２₂に加
えるバイアス電流Ｉ_DS _Q（又は電源電圧Ｖ_DD）を増すこ
とにより該ＦＥＴ増幅回路３２₂への供給電力を増し、
併せてその電力利得は例えば６ｄＢに制御する。その結
果、電力増幅部３₂は単独で３ｄＢの信号電力を出力Ｒ
Ｆ_Oに出力する。

【００２１】なお、障害が発生した電力増幅部３₁につ
いては、電源の供給を断つことにより消費電力を一層削
減できる。また、電力増幅部３₂で障害ＥＳ₂が発生し
た場合は上記の逆である。図３は第２実施例の無線送信
装置を説明する図で、該図はマイクロ波電力増幅部の冗
長構成を示している。

【００２２】図において６は所謂ウィルキンソン（Wilk
inson)形２分配器を合成して形成した電力分配部（電力
４分配部）、Ｒは吸収抵抗、７₁〜７₄はマイクロナ波
の所要帯域で入出力整合の取れている可変減衰部（ＡＴ
Ｔ）、８₁〜８₄は図２の電力増幅部３₁，３₂と同等
の電力増幅部（ＰＷＡＭＰ）、９は同じくウィルキンソ
ン形２分配器を合成して形成した電力合成部（４電力合
成部）、Ｒは吸収抵抗、そして、１０は監視・制御部で
ある。なお、図示しないが、前段には変調部が、また後
段にはアンテナ回路が接続されている。

【００２３】監視・制御部１０は、通常は、可変減衰部
７₁〜７₄及び電力増幅部８₁〜８ ₄を使用して出力Ｒ
Ｆ_Oに所定の信号電力を得る。即ち、電力分配部６は入
力ＲＦ_Iの信号電力を４分割して夫々を可変減衰部７₁
〜７₄に供給する。各可変減衰部７₁〜７₄は分配され
た各信号入力を夫々減衰制御信号ＡＣ₁〜ＡＣ₄に従っ
て減衰させて出力する。各電力増幅部８₁〜８₄は減衰
された各信号入力を夫々に増幅し、出力する。

【００２４】例えば装置の総合の電力利得を３ｄＢとす
ると、可変減衰部７₁は減衰制御信号ＡＣ₁により−６
ｄＢの信号入力を例えば更に−３ｄＢして−９ｄＢの信
号電力を出力する。電力増幅部８₁は−９ｄＢの信号入
力を増幅（６ｄＢ）して−３ｄＢの信号電力を出力す
る。他の各可変減衰部７₂〜７₄及び各電力増幅部８₂
〜８₄についても同様である。そして、電力合成部９は
電力増幅部８₁〜８₄の各出力信号を合成することによ
り出力ＲＦ_Oに３ｄＢの信号電力を出力する。なお、こ
の例では可変減衰部７₁〜７₄により入力の信号電力の
一部が消費されるが、これらの信号電力はもともと小さ
いので問題とはならない。

【００２５】そして、監視・制御部１０は、例えば電力
増幅部８₁で障害ＥＳ₁が発生した場合には、好ましく
は、まず減衰制御信号ＡＣ₁により可変減衰部７₁の減
衰量を最大（１００％）にする。これにより可変減衰部
７₁に入力する信号電力はここで全て消費され、電力増
幅部８₁への通過も、電力分配部６への反射も生じな
い。また同時に、監視・制御部１０は、電力増幅部８₁
の障害により不足となった出力の−３ｄＢ分の信号電力
を、残りの各電力増幅部８₂〜８₄が好ましくはこれを
均等に分担して補充をするように、各可変減衰部７₂〜
７₄における減衰量を夫々に減少させる。

【００２６】これにより、可変減衰部７₂は−６ｄＢの
信号入力を例えば−１．８ｄＢして−７．８ｄＢの信号
電力を出力する。電力増幅部８₂は−７．８ｄＢの信号
入力を増幅（６ｄＢ）して−１．８ｄＢの信号電力を出
力する。他の各可変減衰部７ ₃，７₄及び各電力増幅部
８₃，８₄についても同様である。その結果、電力合成
部９からは略３ｄＢの信号電力が出力される。

【００２７】他の１又は２以上の電力増幅部８₂〜８₄
で障害が発生した場合でも同様にして出力ＲＦ_Oの信号
電力が一定になるように制御できる。好ましくは、監視
・制御部１０は、何れかの電力増幅部８における障害を
検出した場合には該障害を検出した電力増幅部８を除く
残りの各電力増幅部８の電力利得をも併せて制御する。

【００２８】上記第２実施例において、各電力増幅部８
₁〜８₄における電力利得は夫々６ｄＢと大きいが、通
常の稼動時には夫々は−３ｄＢの信号電力を出力すれば
良い。従って、この場合も、もし監視・制御部１０が各
電力増幅部８₁〜８₄に対してこれらに見合う電力を供
給するようなバイアス電流Ｉ_DSQ（又は電源電圧Ｖ_DD）
の制御を行えば電力増幅部８₁〜８₄におけるトータル
の消費電力を大幅に削減できる。そして、監視・制御部
１０は、例えば電力増幅部８₁で障害が発生した場合に
は、残りの各電力増幅部８₂〜８₄への供給電力を必要
な分だけ増すことにより各電力増幅部８₂〜８₄におけ
る電力利得６ｄＢを歪み無く維持できる。勿論、可変減
衰部７及び電力増幅部８のトータルの制御で出力ＲＦ_O
の信号電力の分担を任意に制御しても良い。

【００２９】なお、上記実施例ではＦＥＴによる電力増
幅回路について述べたが、バイポーラトランジスタによ
る電力増幅回路でも良い。また、上記実施例ではハイブ
リッド１１，４１による３ｄＢ結合器を使用したが、他
のタイプの結合器を使用しても良い。また、上記実施例
では各一具体例の電力分配部１，６、電力合成部４，９
及びマイクロ波スイッチ回路２等の構成を示したが、こ
れらに限定されない。

【００３０】また、上記実施例ではマイクロ波の無線送
信装置について述べたが本発明は他の無線周波数（高周
波、ミリ波等）の無線送信装置にも適用可能である。こ
の場合に、電力分配部１，６、電力合成部４，９、マイ
クロ波スイッチ回路２等の各構成は使用周波数に応じた
回路構成が使用されることは言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く本発明の無線送信装置
は、上記構成であるので、従来、予備の電力増幅部で無
駄に消費されていた電力を有効に削減でき、無駄な電力
消費を生じない冗長構成の無線送信装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の原理的構成図である。

【図２】図２は第１実施例の無線送信装置を説明する図
である。

【図３】図３は第２実施例の無線送信装置を説明する図
である。

【図４】図４は従来の無線送信装置を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１，６電力分配部２スイッチ回路３，８電力増幅部４，９電力合成部５，１０監視・制御部７可変減衰部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＲＦ信号の電力増幅部に冗長構成を備え
る無線送信装置において、入力の信号電力を複数に分配する電力分配部（１）と、前記電力分配部（１）に接続し、夫々が電力利得を制御
可能な複数の電力増幅部（３）と、前記複数の電力増幅部（３）の各出力信号を合成する電
力合成部（４）と、通常は前記複数の電力増幅部（３）を使用して所定の出
力電力を得ると共に、前記何れかの電力増幅部（３）に
おける障害を検出した場合には該障害を検出した電力増
幅部（３）を除く残りの各電力増幅部（３）の電力利得
を制御することにより前記所定の出力電力を得る監視・
制御部（５）とを備えることを特徴とする無線送信装
置。
【請求項２】ＲＦ信号の電力増幅部に冗長構成を備え
る無線送信装置において、入力の信号電力を複数に分配する電力分配部（６）と、前記電力分配部（６）に接続し、夫々が信号電力の減衰
量を制御可能な複数の可変減衰部（７）と、前記複数の可変減衰部（７）に夫々接続した複数の電力
増幅部（８）と、前記複数の電力増幅部（８）の各出力信号を合成する電
力合成部（９）と、通常は前記複数の可変減衰部（７）及び電力増幅部
（８）を使用して所定の出力電力を得ると共に、前記何
れかの電力増幅部（８）における障害を検出した場合に
は前記複数の可変減衰部（７）の減衰量を制御すること
により前記所定の出力電力を得る監視・制御部（１０）
とを備えることを特徴とする無線送信装置。
【請求項３】前記複数の電力増幅部（８）は夫々が電
力利得を制御可能であると共に、前記監視・制御部（１
０）は、前記何れかの電力増幅部（８）における障害を
検出した場合には該障害を検出した電力増幅部（８）を
除く残りの各電力増幅部（８）の電力利得及び前記複数
の可変減衰部（７）の減衰量を制御することにより前記
所定の出力電力を得ることを特徴とする請求項２の無線
送信装置。