JPS63158906A - 高周波電力合成装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高周波電力出力装置に係り、とくに可変出力
を可能とした電力合成型の高周波電力合成装置に関する
。

〔従来の技術〕

半導体素子を用いた高周波電力発生装置は、小さい容量
のものについては、従来より比較的多く開発が進められ
ている。一方、昨今においては、遠距離通信や医療機器
等において小型で高出力の搬送性に冨んだ高周波電力発
生装置に対する需要が高まっている。

従来より、公表されている半導体素子を用いた高周波電
力発生装置としては、大きい容量の単一の電力増幅器を
得ることができないことから、それに近づけるため電力
合成法によるものが大多数を占めている。

この電力合成法による高周波電力発生装置としては、例
えば第２図に示すように、励振回路ｌＯから所定の高周
波出力がなされると直ちにこれを略均−にＮ等分（例え
ば４等分）に分配する電力分配器２と、この電力分配器
２の出力を各別に増幅するＮ個（例えば４個）の単位増
幅器３１．３冨＊３ｓ＊３ｍと、このＮ個の単位増幅器
３．〜３４の出力を入力し合成して出力する電力合成器
４とにより構成されている。

そして、この電力合成法で用いられる電力分配器２及び
電力合成器４については、高出力の高周波電力を得るた
めに使用されるものであることから、特に電力合成器に
ついては大電力での円滑なる動作が要求されている。ま
た、単位増幅器３゜＋　　３ｇ＋　　３３１　３ａにつ
いては、電力合成を効果的に行うため、その特性のバラ
ツキについては厳しい条件が課せられている。即ち、各
出力に関し、振幅が同一であること、及び定められた位
相関係を満足すること等がそれである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述した電力合成法においては、各単位
増幅器の振幅及び位相特性に関して相互に許容し得るバ
ラツキの許容範囲は非常に狭い、このため、低出力から
高出力に至るまでの総ての範囲で各単位増幅器の振幅及
び位相特性をほぼ同一に設定するには、各単位増幅器の
利得の調整、及び電力合成時における異常のチェック更
には温度変化等も考慮しなければならないことから多大
の時間と労力を要するという欠点がある。

そして、これらの調整を怠ると経年変化等による調整筋
れが生じ、これに起因して電力合成器の損傷事故が生じ
るという不都合がある。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に、低出力から高出力に至るまでの出力変化を円滑に行
うことのできる耐久性ある高周波電力合成装置を提供す
ることを、その目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明では、励振部から出力される高周波出力
を複数に分配する電力分配と、この電力分配手段の出力
を各別に増幅する複数の単位電力増幅器と、この複数の
単位電力増幅器の出力を合成し外部へ出力する電力合成
手段とを備えた高周波電力合成装置において、前記各単
位電力増幅器の入力段に可変減衰器を設けるとともに、
前記各単位電力増幅器の出力段に出力レベル検出手段を
設け、この出力レベル検出手段で検出される出力レベル
と予め別に設けた基準信号発生器の出力とを比較すると
ともに、その差の大小に応じて前記可変減衰器を駆動制
御するループ制御回路を装備するという構成を採り、こ
れによって前記目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図において、１は励振部を示し、２は電力分配器を
示す。この電力分配器２は、入力される高周波をＮ個（
但し、Ｎ＝１．２．３．・・・Ｎ）の均一出力に分配す
るようになっている。この電力分配器２の各出力は、電
力並列増幅手段３に送り込まれる。この電力並列増幅手
段３は、本実施例ではＮ組の均一電力出力部３０により
構成されている。このＮ組の各均一電力出力部３０には
、当該各均一電力出力部３０に基準レベルの信号を共通
に印加する基準信号発生器１００が接続されている。こ
の基準信号発生器１００は、本実施例ではその基準レベ
ルが可変可能なものが使用され、電力並列増幅手段３の
外部に装備されている。

前記電力並列増幅手段３の出力は電力合成器４へ送られ
、ここで全体的に合成されて外部負荷７へ出力されるよ
うになっている。５はアイソレータを示し、６は方向性
結合器を示す。そして、出力電力レベルの調整は、主に
励振部１の出力段階で行われるようになついる。

前記均一電力出力部３０は、単位電力増幅器３１と、こ
の単位電力増幅器３１の入力段に接続された電圧可変型
減衰器３２とを有し、更に前記単位電力増幅器３１の出
力段に接続された出力レベル検出手段としてのモニター
回路３３の出力信号と、この出力レベル検出手段３３の
出力信号と前記基準信号発生器１００から送られてくる
外部基準信号とを比較するとともに、その差の大小に応
じて前記電圧可変減衰器３２を駆動制御するループ制御
回路３５とを備えた構成となっている。

前記単位電力増幅器３１は、本実施例ではＢ級電力増幅
器が用いられているが、Ａ級でも０級のものであっても
良い、また、ループ制御回路３５は比較器と積分器とに
より構成されている。更に、モニター回路３３としては
、方向性結合器と検波用ダイオードを組合わせて成るも
のが使用されて′いる。

ここで、このように構成された各均一出力部３０の作用
を説明する。

単位電力増幅器３１の出力は、モニター回路３３にてそ
の一部がモニター信号として取り出される。このモニタ
ー信号は、ループ制御回路３５にて基準信号発生器１０
０から送られてくる外部基準信号と比較され、ずれのあ
る場合には、直ちに当該ループ制御回路３５が作動して
そのずれを小さくする方向に電圧可変減衰器３２を制御
する。

このため、各Ｎ個の単位電力増幅器３１の出力はすべて
同一のレベルとなる。

この結果、Ｎ個の各単位電力増幅器３１の各々に利得特
性の差がある場合でも、常に総ての単位電力増幅器３１
の出力を同一とすることができる。

このことは、単にＢ級増幅器に限らず、Ａ級のものはも
とより０級のものに対しても有効である。

一方、位相特性については、出力レベルが同一になると
Ｂ級及び０級においても複数の単位電力増幅器相互間で
差が少ないことが実験的に確認されている。このため、
出力レベルを同一レベルに設定し得る本実施例において
は、位相特性の差は特に問題にはならない。

また前述した各単位電力増幅器３１の出力制御を外部の
基準信号発生器１００によって成し得るため、その自動
化はもとよりオペレータによるマニュアル操作も可能と
なり、応用範囲が更に広くなるという利点がある。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、単位増幅器ごとに閉ループによってその出力レベ
ルがそれぞれ等しく設定されるため、全体の電力合成を
円滑に行うことができ、出力レベルを低レベルから高レ
ベルまで可変しても迅速且つ円滑に対応することができ
、これがため耐久性を著しく増大せしめることができ、
従来の如く各単位電力増幅器の調整に要する大掛かりな
労力と時間が不要となり、従って生産性を著しく改善す
ることができ、また電力効率の小さいＢ級及び０級の増
幅器を用いても円滑に広範囲に可変し得ることができ、
更には、装置全体の電力出力のレベルを外部から制御す
ることができるという従来にない優れた高周波電力合成
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来例を示すブロック図である。 １・・・・・・励振部、２・・・・・・電力分配器、４
・・・・・・電力合成器、３１・・・・・・単位電力増
幅器、３２・・・・・・可変減衰器、３３・・・・・・
出力レベル検出手段としてのモニター回路、３５・・・
・・・ループ制御回路。 特許出願人　　株式会社　東　京　計　器代理人　弁理
士　　　高　　橋　　　　勇　而第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、励振部から出力される高周波出力を複数に分配
   する電力分配手段と、この電力分配手段の出力を各別に
   増幅する複数の単位電力増幅器と、この複数の単位電力
   増幅器の出力を合成し外部へ出力する電力合成手段とを
   備えた高周波電力合成装置において、 前記各単位電力増幅器の入力段に可変減衰器を設けると
   ともに、前記各単位電力増幅器の出力段に出力レベル検
   出手段を設け、 この出力レベル検出手段で検出される出力レベルと予め
   別に設けた基準信号発生器の出力とを比較するとともに
   、その差の大小に応じて前記可変減衰器を駆動制御する
   ループ制御回路を装備したことを特徴とする高周波電力
   合成装置。