WO2017037762A1 - 電力増幅装置およびテレビジョン信号送信システム - Google Patents

電力増幅装置およびテレビジョン信号送信システム Download PDF

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amplifier
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power
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卓弥 谷本
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日本電気株式会社
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    • H03F2203/21—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F2203/211—Indexing scheme relating to power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • H03F2203/21142—Output signals of a plurality of power amplifiers are parallel combined to a common output

Definitions

  • the present invention relates to a power amplification device that amplifies the power of an RF (Radio Frequency) signal, and a television signal transmission system including such a power amplification device.
  • RF Radio Frequency
  • Patent Document 1 describes a power amplifier used for power amplification of an RF signal.
  • a plurality of sets of first amplification units and second amplification units are provided, and a Doherty combiner is provided for each set.
  • the power amplifier described in Patent Document 1 is provided with a broadband synthesizer that synthesizes the output signals of the respective Doherty synthesizers.
  • the first amplification unit is provided with a plurality of amplifier circuits operating in class AB or class B in parallel, and further, a synthesizer for synthesizing the output signals of these amplifier circuits.
  • the second amplification unit is provided with a plurality of amplification circuits operating in class C in parallel, and further, a synthesizer for synthesizing the output signals of these amplification circuits.
  • each first amplification unit, each second amplification unit, each Doherty combiner, and a wideband combiner are housed in different cases, and the Doherty combiner can be replaced.
  • the first amplification unit and the second amplification unit are arranged side by side in the vertical direction.
  • the two input connectors to which the RF signal is input are arranged in the vertical direction.
  • each of the first amplification unit and the second amplification unit includes one output connector.
  • the output connector of the first amplification unit arranged on the upper side is connected to the input connector on the upper side of the Doherty combiner, and the output connector of the second amplification unit arranged on the lower side is connected to the lower side of the Doherty combiner. Connected to input connector.
  • Patent Document 2 describes a solid-state shortwave band transmission system of several tens of kW class.
  • the solidified shortwave band transmission system described in Patent Document 2 includes a combining unit including a plurality of pre-synthesizers and one post-synthesizer.
  • Each pre-combiner is provided with a plurality of individually detachable power amplifiers.
  • Each front stage synthesizer combines the outputs of the plurality of power amplifiers, and the rear stage synthesizer combines the outputs of the plurality of front stage synthesizers.
  • Patent Document 3 describes a configuration in which a plurality of amplification units are arranged between a distributor and a combiner.
  • the amplification unit described in Patent Document 3 is a group of a plurality of (for example, eight) individual selection amplifiers as one unit. When adding individual selection amplifiers, they are added in units of amplification units.
  • Patent Document 4 describes a power combiner including a plurality of bandpass filters having different passbands and one or more circulators.
  • a power combiner described in Patent Document 4 connects a first bandpass filter and a second bandpass filter with a first circulator, and an nth (n is a natural number) circulator and an n + 2 bandpass filter. Are sequentially connected by an (n + 1) th circulator.
  • a broadcaster of a television broadcast uses a frequency band obtained by dividing a UHF (Ultra High Frequency) (470 to 862 MHz) and VHF (Very High Frequency) (170 to 230 MHz) by a certain bandwidth as a unit.
  • UHF Ultra High Frequency
  • VHF Very High Frequency
  • a broadcaster who uses the UHF band obtains permission to perform a broadcast business in units of frequency bands obtained by dividing the UHF band by a bandwidth of 8 MHz.
  • the bandwidth when dividing the UHF band may be 6 MHz or 7 MHz depending on the country.
  • a general power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17 is an integrated apparatus including a plurality of amplifier circuits 91, a plurality of front-stage synthesizers 92, and a rear-stage synthesizer 93.
  • FIG. 17 illustrates a case where six amplifier circuits 91 and two pre-combiners 92 are provided. Three amplifier circuits 91 are connected to each pre-stage synthesizer 92. Each amplifier circuit 91 amplifies the power of the input RF signal and outputs it to the pre-synthesizer 92.
  • Each pre-stage synthesizer 92 synthesizes the RF signals output from the three amplifier circuits 91 and outputs the synthesized signals to the post-stage synthesizer 93.
  • the post-stage synthesizer 93 synthesizes the RF signals output from the two pre-stage synthesizers 92 and outputs them to a device (not shown in FIG. 17) at the subsequent stage of the power amplifier 90.
  • the RF signal is a signal transmitted as a television signal.
  • the power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17 combines and outputs the RF signals output from the plurality of amplifier circuits 91, there is one output terminal 94 for the RF signal. Further, in the power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17, the pre-stage synthesizer 92 and the post-stage synthesizer 93 are arranged in the center, and the signal output terminals of the respective amplifier circuits 91 are respectively connected to the center side of the power amplifying apparatus 90 (the pre-stage synthesizer). Facing the instrument 92 side). Therefore, the direction of the signal output terminal of each amplifier circuit 91 is different from the direction of the output terminal 94 of the power amplifier 90.
  • Each amplifier circuit 91 amplifies the power of the broadband RF signal.
  • each amplifier circuit 91 is an amplifier circuit that can be used for the entire UHF band or the entire VHF band.
  • elements related to the synthesis of RF signals (particularly, the pre-stage synthesizer 92) synthesizes RF signals in a specific frequency band. That is, the element (particularly, the pre-stage synthesizer 92) related to signal synthesis in the power amplifying apparatus 90 synthesizes an RF signal in a frequency band for which the broadcaster is approved.
  • the manufacturer that manufactures the power amplifying device 90 manufactures the power amplifying device 90 for each broadcaster in accordance with the frequency band approved by the broadcaster.
  • the amplification circuit 91 amplifies the power of the wideband RF signal
  • the manufacturer does not depend on the broadcasting company for the elements (a set of the amplification circuits 91) related to the power amplification of the RF signal in the power amplification device 90. It is preferable to make it common and to be able to provide it to each broadcaster.
  • the broadcaster uses the power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17 for each frequency band that has been approved. Since the general power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17 is an integrated apparatus, when the amplifying circuit 91 fails, the entire power amplifying apparatus 90 is replaced.
  • the general power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17 is an integrated apparatus, and it is not possible to replace only a portion corresponding to an element related to power amplification.
  • the integrated power amplifying apparatus 90 shown in FIG. 17 cannot replace only the part corresponding to the element related to signal synthesis.
  • a part corresponding to the element related to power amplification of RF signals (a set of amplifier circuits 91) in the power amplifying apparatus 90 is shared, and an element related to power amplification (set of amplifier circuits 91) and an element related to signal synthesis are combined. If each of them can be manufactured separately, it is preferable for the manufacturer of the power amplifying apparatus and for the broadcaster who is approved for the broadcasting business for a plurality of types of frequency bands.
  • the output connector of the first amplification unit arranged on the upper side is connected to the input connector on the upper side of the Doherty combiner and arranged on the lower side.
  • the output connector of the second amplification unit is connected to the lower input connector of the Doherty combiner (see FIG. 5 of Patent Document 1).
  • the first amplification unit, the second amplification unit, the Doherty combiner, and the like described in Patent Document 1 are housed in the rack, but generally, the rear stage device is housed in the back of the rack.
  • the Doherty combiner is accommodated on the back side of the rack, and the first amplification unit and the second amplification unit are accommodated on the front side of the rack.
  • the Doherty combiner fails, the Doherty combiner cannot be taken out of the rack only by removing one of the upper first amplification unit and the lower second amplification unit from the Doherty combiner.
  • the Doherty synthesizer can be removed by simply removing one device.
  • the present invention can separate an element related to power amplification of an RF signal and an element related to synthesis of an RF signal, and can easily exchange elements related to synthesis of an RF signal, and the power amplification apparatus thereof It aims at providing a television signal transmission system provided with this.
  • a power amplifying device is provided in association with an amplification unit including at least one set of amplification circuits including a predetermined number of amplification circuits that amplify the power of an RF (Radio Frequency) signal.
  • a synthesizer including a synthesizer that synthesizes and outputs the RF signal output from the amplifier circuit to which the amplifier circuit belongs, and the amplifier unit includes an output connector for outputting the RF signal output from the amplifier circuit for each amplifier circuit.
  • Connectors are arranged in the horizontal direction, and the combining unit is provided with an input connector for each output connector to which the RF signal output from the output connector of the amplifying unit is input.
  • the input connectors are arranged in the horizontal direction and combined with the amplifying unit. Part can be attached and detached via the output connector and the input connector, and the surface of the combining part on which the input connector is provided fits within the dimension of the surface on which the output connector of the amplifying part is provided.
  • a television signal transmission system includes the power amplification device described above.
  • the element related to power amplification of the RF signal and the element related to synthesis of the RF signal can be separated, and the element related to synthesis of the RF signal can be easily exchanged.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a power amplification device according to a first embodiment of the present invention.
  • the power amplifying apparatus 10 of this embodiment includes an amplifying unit 1 and a combining unit 5.
  • FIG. 1 illustrates a state where the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are not connected.
  • the amplification unit 1 includes a plurality of amplification circuits 2.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing the arrangement position of the amplification circuit 2 in the amplification unit 1 when the power amplification device 10 is viewed from above. However, each amplification circuit 2 is housed in the casing of the amplification unit 1 and is not actually visible from the outside.
  • the amplifying unit 1 is provided with at least one set of amplifying circuits 2 including a predetermined number of amplifying circuits 2.
  • a case where a plurality of sets of amplifier circuits 2 are provided will be described.
  • FIG. 1 illustrates an example in which three amplifier circuits 2 are provided as one set, and two sets of amplifier circuits 2 are provided.
  • the number of amplifier circuits 2 provided in the amplifier 1 may be three or more.
  • Each amplifier circuit 2 amplifies the power of the input RF signal and outputs the RF signal after power amplification.
  • This RF signal is a signal transmitted as a television signal.
  • Each amplifier circuit 2 is realized by, for example, a FET (Field Effect Transistor).
  • FET Field Effect Transistor
  • the amplification unit 1 includes an output connector 3 for outputting the RF signal output from the amplification circuit 2 for each amplification circuit 2. Therefore, the amplification circuit 2 and the output connector 3 are in one-to-one correspondence.
  • Each output connector 3 is arranged so as to be aligned in the horizontal direction on the side surface 11 facing the synthesis unit 5 among the side surfaces of the amplification unit 1.
  • Each amplifier circuit 2 is arranged so that the signal output terminal of the amplifier circuit 2 faces the corresponding output connector 3.
  • Each output connector 3 is connected to the signal output terminal of the corresponding amplifier circuit 2 and outputs the RF signal output from the corresponding amplifier circuit 2 as it is. Therefore, when attention is paid to any one output connector 3, the output connector 3 outputs the RF signal output from the corresponding one amplification circuit 2 as it is. Therefore, the amplifier 1 does not include a circuit that synthesizes the RF signal output from the amplifier circuit 2.
  • the synthesizing unit 5 includes an input connector 6 to which the RF signal output from the output connector 3 is input for each output connector 3. Therefore, the output connector 3 of the amplifying unit 1 and the input connector 6 of the combining unit 5 correspond one-to-one. Therefore, it can be said that the amplifier circuit 2 and the input connector 6 also correspond one-to-one.
  • the input connectors 6 are arranged so as to be horizontally arranged on the side surface 51 facing the amplifying unit 1 among the side surfaces of the combining unit 5.
  • the output connectors 3 arranged horizontally in the amplifying unit 1 and the input connectors 6 arranged horizontally in the combining unit 5 are arranged so that the corresponding output connectors 3 and input connectors 6 are simultaneously connected to each other.
  • the output connectors 3 and the input connectors 6 are arranged so that the distance between the central axes of the adjacent output connectors 3 is equal to the distance between the central axes of the adjacent input connectors 6.
  • the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are detachable via the output connector 3 and the input connector 6.
  • the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are connected.
  • the amplification unit 1 and the combining unit 5 are connected by connecting the six output connectors 3 and the six input connectors 6 simultaneously.
  • Each input connector 6 is a floating connector.
  • the output connector 3 and the input connector 6 are coaxial connectors, and the RF signal output from the amplifier circuit 2 in a state where the output connector 3 and the input connector 6 are connected is passed through the output connector 3 and the input connector 6. Input to the combining unit 5.
  • the combining unit 5 combines the RF signals input from the input connectors 6 and outputs the combined RF signal from the output terminal 9.
  • the output end 9 is provided in the side surface on the opposite side to the side surface 51 in which the input connector 6 is arrange
  • FIG. 2 is a side view of the power amplifying apparatus 10.
  • FIG. 3 is a perspective view of the power amplifying apparatus 10.
  • FIG. 4 is a perspective view when the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are connected.
  • the same elements as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • the width of the side surface 51 of the combining unit 5 is equal to or smaller than the width of the side surface 11 of the amplifying unit 1.
  • the width of the side surface 11 of the amplifying unit 1 is W1
  • the width of the side surface 51 of the combining unit 5 is W2 (see FIGS. 1 and 3)
  • the height of the side surface 51 of the synthesis unit 5 is equal to or less than the height of the side surface 11 of the amplification unit 1. That is, when the height of the side surface 11 of the amplifying unit 1 is H1, and the height of the side surface 51 of the combining unit 5 is H2 (see FIGS. 2 and 3), H2 ⁇ H1. Accordingly, the side surface 51 of the combining unit 5 where the input connector 6 is disposed fits within the dimension of the side surface 11 of the amplification unit 1 where the output connector 3 is disposed.
  • the output connector 3 and the input connector 6 are arranged so that the side surface 51 does not protrude from the range of the side surface 11 in a state where the amplification unit 1 and the combining unit 5 are connected. As a result, as shown in FIG. 4, the side surface 51 does not protrude from the range of the side surface 11 in a state where the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are connected.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the synthesis unit 5.
  • FIG. 5 shows a state where the amplifying unit 1 and the combining unit 5 shown in FIG. 1 are connected.
  • the synthesizer 7 is provided in the synthesizer 5 in association with the set of amplifier circuits 2 provided in the amplifier 1.
  • the synthesizer 5 since there are a plurality of sets of amplifier circuits 2, the synthesizer 5 includes a plurality of synthesizers 7.
  • the synthesizer 5 is provided with two synthesizers 7.
  • the synthesizer 7 is connected to an input connector 6 corresponding to each amplifier circuit 2 belonging to the set corresponding to the synthesizer 7.
  • the input connector 6 corresponding to the amplifier circuit 2 is connected to the combiner 7 corresponding to the group to which the amplifier circuit 2 belongs (the group of the amplifier circuit 2).
  • the RF signal output from each amplifier circuit 2 belonging to the set corresponding to the combiner 7 is input to the combiner 7, and the combiner 7 combines the RF signal and outputs the combined RF signal.
  • the RF signal output from the three amplifier circuits 2 belonging to the set corresponding to the combiner 7 is input to the combiner 7.
  • the synthesizer 5 when the synthesizer 5 includes a plurality of synthesizers 7, the synthesizer 5 further includes one synthesizer 8.
  • the synthesizer 5 since the synthesizer 5 includes a plurality of synthesizers 7, the synthesizer 5 further includes one synthesizer 8.
  • the synthesizer 7 is referred to as a first synthesizer 7, and the synthesizer 8 is referred to as a second synthesizer 8.
  • the second combiner 8 combines the RF signals output from the first combiners 7 and outputs the combined RF signal from the output terminal 9.
  • the RF signal output from the output terminal 9 is sent to a subsequent device of the power amplification device 10.
  • each amplifier circuit 2 is an amplifier circuit that can be used for the entire UHF band or the entire VHF band.
  • the first synthesizer 7 is a synthesizer that can be used for an RF signal in a specific frequency band.
  • the first combiner 7 is a combiner in which the frequency band of the RF signal that can be combined is limited.
  • the first synthesizer 7 synthesizes an RF signal in a frequency band approved by a broadcaster of television broadcasting that uses the power amplifying device 10. As already described, the broadcaster obtains approval for the broadcast business in units of frequency bands obtained by dividing the UHF band and the VHF band by a certain bandwidth.
  • the first synthesizer 7 is designed so as to synthesize an RF signal in a frequency band approved by the broadcaster.
  • the Doherty combiner always outputs an RF signal output from a main amplifier (hereinafter referred to as a main amplifier) that performs an amplification operation of an RF signal, and an RF output from a peak amplifier (hereinafter referred to as a peak amplifier) that operates at the time of high power output. It is a combiner that combines signals.
  • a main amplifier hereinafter referred to as a main amplifier
  • a peak amplifier a peak amplifier
  • It is a combiner that combines signals.
  • each of the first combiners 7 shown in FIG. 5 is a Doherty combiner will be described as an example.
  • the Doherty combiner has a transmission line (for example, a copper plate) (not shown), and can adjust the frequency band of the RF signal that can be synthesized according to the length of the transmission line.
  • the frequency band of the RF signal that can be combined is adjusted according to the frequency band that the broadcaster using the power amplifying apparatus 10 has been approved for.
  • a set corresponding to the first synthesizer 7 (a set of the amplifier circuit 2) includes an amplifier circuit 2 corresponding to the main amplifier and an amplifier circuit corresponding to the peak amplifier. 2 is included.
  • an amplifier circuit corresponding to the main amplifier is denoted by reference numeral 2a
  • an amplifier circuit corresponding to the peak amplifier is denoted by reference numeral 2b.
  • one of the three amplifier circuits 2 included in one set is an amplifier circuit 2a corresponding to the main amplifier, and the other two are amplifiers corresponding to the peak amplifier. Circuit 2b.
  • Whether the amplifier circuit 2 is used as a main amplifier or a peak amplifier can be changed by setting the amplifier circuit 2. Specifically, it is possible to determine whether the amplifier circuit 2 is a main amplifier or a peak amplifier depending on how the bias voltage is applied to the amplifier circuit 2.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2a operated as a main amplifier so as to perform class AB or class B operation.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2b operated as a peak amplifier so as to perform a class C operation.
  • each first synthesizer 7 is set so that the RF signal output from one amplifier circuit 2a set to perform class AB or class B operation and class C operation 2 are set.
  • the RF signals output from the two amplifier circuits 2b are synthesized.
  • the second synthesizer 8 may be a synthesizer capable of synthesizing a broadband RF signal.
  • the second synthesizer 8 may be a synthesizer capable of synthesizing RF signals in the entire UHF band or the entire VHF band.
  • a 3 dB coupler may be used as the second synthesizer 8.
  • a Wilkinson synthesizer may be used as the second synthesizer 8.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing progress of the power amplifying apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention. However, it is assumed that the corresponding output connector 3 and input connector 6 are simultaneously connected to each other, and the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are in a connected state. It is assumed that the power amplifying apparatus 10 is in operation.
  • An RF signal is input to the one amplifier circuit 2a and the two amplifier circuits 2b forming the set.
  • the frequency band of this RF signal is within the frequency band approved by the broadcaster who uses the power amplifier 10.
  • the amplifier circuit 2a operates as a main amplifier
  • the amplifier circuit 2b operates as a peak amplifier
  • the amplifier circuits 2a and 2b output RF signals after power amplification to the first combiner 7 corresponding to the set.
  • Each pair of amplifier circuits 2 operates in the same manner (step S1).
  • step S1 the individual amplifier circuits 2 are connected to the first combiner 7 corresponding to the group to which the amplifier circuit 2 belongs via the output connector 3 and the input connector 6 connected thereto. Outputs an RF signal.
  • Each of the first combiners 7 combines the RF signals output from the one amplifier circuit 2a and the two amplifier circuits 2b belonging to the corresponding set, and outputs the combined RF signal to the second combiner 8. (Step S2).
  • the second combiner 8 combines the RF signals output from the first combiners 7 and outputs the combined RF signal from the output terminal 9 (step S3).
  • the RF signal output from the output terminal 9 is sent to a subsequent device of the power amplification device 10.
  • the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are detachable via the output connector 3 and the input connector 6. Therefore, it is possible to separate an element related to power amplification of the RF signal and an element related to synthesis of the RF signal. Specifically, the amplification unit 1 and the synthesis unit 5 can be separated.
  • the manufacturer that manufactures the power amplifying apparatus 10 can manufacture the amplifier 1 in common without depending on the broadcaster.
  • a broadcasting company receives a broadcasting business license for a plurality of types of frequency bands, and uses different power amplifiers 10 for each of the licensed frequency bands.
  • the amplification unit 1 of the power amplification device 10 is shared regardless of the frequency band. Therefore, if the broadcaster has a spare amplifying unit 1, no matter which power amplifying device 10 has a failure, the amplifying unit 1 in which the failure has occurred becomes a spare amplifying unit 1.
  • the power amplifying apparatus 10 can be quickly restored.
  • the broadcaster obtains approval for the broadcast business in units of frequency bands obtained by dividing the UHF band and the VHF band by a certain bandwidth.
  • the first synthesizer 7 is designed so as to synthesize an RF signal in a frequency band approved by the broadcaster.
  • the amplifier 1 does not include a circuit that synthesizes the RF signal output from the amplifier 2.
  • the first combiner 7 It is possible to synthesize an RF signal in a frequency band that is approved by the broadcaster. That is, the frequency bandwidth of the RF signal that can be synthesized by the first synthesizer 7 can be appropriately determined.
  • the amplification unit 1 does not include a circuit that synthesizes the RF signal output from the amplification circuit 2, and the output connector 3 outputs the RF signal output from the corresponding amplification circuit 2 as it is in the shortest time. Therefore, it is possible to suppress the passage loss in the amplification unit 1 and improve the power consumption efficiency.
  • a Doherty synthesizer as the first synthesizer 7, it is possible to improve the power consumption efficiency during RF signal power amplification.
  • a Doherty synthesizer by setting a plurality of amplifier circuits 2 that output RF signals to the Doherty synthesizer as main amplifiers and peak amplifiers, and using a Doherty synthesizer optimally adjusted at the frequency to be used, The power consumption efficiency at the time of power amplification of the RF signal can be improved. Furthermore, the power consumption efficiency at the time of power amplification is improved, so that low power consumption can be realized.
  • the power amplifying apparatus 10 is used while being accommodated in a rack.
  • the combining unit 5 is arranged behind the amplifying unit 1 in the rack.
  • the amplification unit 1 includes an output connector 3 arranged in the horizontal direction
  • the combining unit 5 includes an input connector 6 arranged in the horizontal direction. Then, by connecting each output connector 3 and each input connector 6, the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are connected. Furthermore, the side surface 51 of the combining unit 5 where the input connector 6 is disposed fits within the dimensions of the side surface 11 of the amplification unit 1 where the output connector 3 is disposed. Therefore, when the combining unit 5 breaks down, if the operator removes one amplification unit 1 connected to the combining unit 5, the combining unit 5 can be taken out. Can be replaced.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which a plurality of power amplifying devices 10 are arranged.
  • a plurality of power amplifying devices 10 are used, a plurality of power amplifying devices 10 are arranged in a plurality of stages in the vertical direction in a rack (not shown).
  • FIG. 7 illustrates a state where three power amplifying devices 10 are arranged in three stages in the vertical information. For example, it is assumed that the combining unit 5 of the second-stage power amplifying apparatus 10 has failed.
  • the operator can take out the failed combining unit 5 from the rack by taking out the amplifying unit 1 of the second-stage power amplifying apparatus 10 from the rack.
  • the combining unit 5 can be easily replaced.
  • the one power amplifying device 10 When only one power amplifying device 10 is used, the one power amplifying device 10 is arranged in a rack (not shown). Even in this case, when the combining unit 5 fails, if the operator takes out the amplifying unit 1 of the power amplifying apparatus 10 from the rack, the failed combining unit 5 can also be taken out from the rack. Can be replaced.
  • Each input connector 6 is a floating connector. Therefore, even if the arrangement position of the output connector 3 of the amplifying unit 1 is slightly shifted, the corresponding output connector 3 and input connector 6 can be connected simultaneously.
  • one of the three amplifier circuits 2 included in one group is the amplifier circuit 2a corresponding to the main amplifier, and the other two are the amplifier circuits 2b corresponding to the peak amplifier. .
  • the three amplifier circuits 2 included in one set two may be the amplifier circuits 2a corresponding to the main amplifier, and the remaining one may be the amplifier circuit 2b corresponding to the peak amplifier.
  • the number of amplifier circuits 2 included in one set may be two.
  • the case where two amplifier circuits 2 are made into one set is demonstrated.
  • the case where the number of sets of the amplifier circuits 2 included in the amplifier unit 1 is two will be described as an example.
  • the amplifier circuit included in the amplifier unit 1 is described.
  • the number of sets of 2 may be 3 or more.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a power amplifying device when two amplifier circuits 2 are set as one set.
  • the same elements as those shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 5 and detailed description thereof is omitted.
  • each output connector 3 exists inside the corresponding input connector 6.
  • the number of output connectors 3 and input connectors 6 is four, which is different from the configuration illustrated in FIG.
  • the arrangement of the output connector 3 and the input connector 6 and the relationship between the side surface 11 of the amplification unit 1 where the output connector 3 is arranged and the side surface 51 of the synthesis unit 5 where the input connector 6 is arranged are described above. It is the same as the form.
  • the combining unit 5 includes a plurality of first combiners 7 and one second combiner 8.
  • the first combining unit 5 is provided with two first combiners 7.
  • the first synthesizer 7 receives the RF signals output from the two amplifier circuits 2 belonging to the set corresponding to the first synthesizer 7, and the first synthesizer 7 synthesizes the RF signals. Then, the synthesized RF signal is output to the second synthesizer 8.
  • the first synthesizer 7 is a synthesizer that can be used for an RF signal in a specific frequency band.
  • the first combiner 7 is a combiner in which the frequency band of the RF signal that can be combined is limited.
  • each first combiner 7 is a Doherty combiner will be described as an example.
  • the set corresponding to the first combiner 7 includes two amplifier circuits 2.
  • a Doherty synthesizer is used as the first synthesizer 7
  • one of the two amplifier circuits 2 belonging to one set may be used as a main amplifier, and the other may be used as a peak amplifier.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2a that operates as a main amplifier so as to perform class AB or B operation.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2b operated as a peak amplifier so as to perform a class C operation.
  • each first synthesizer 7 is set so that the RF signal output from one amplifier circuit 2a set to perform class AB or class B operation and class 1 operation is set.
  • the RF signals output from the two amplifier circuits 2b are synthesized.
  • each first synthesizer 7 may be a Wilkinson synthesizer.
  • a Wilkinson synthesizer is used as each first synthesizer 7, all the amplifier circuits 2 belonging to the individual groups are set so as to operate in class AB.
  • FIG. 8 it is assumed that two amplifier circuits 2 are set as one set, and a plurality of sets of amplifier circuits 2 are provided in the amplifier unit 1.
  • a Wilkinson combiner is provided in the combining unit 5 as the first combiner 7 corresponding to each set. In this case, it is only necessary to apply a bias voltage to each amplifier circuit 2 belonging to each group so as to perform a class AB operation.
  • the Doherty synthesizer when used as the first synthesizer 7, the power consumption efficiency during power amplification is higher than when the Wilkinson synthesizer is used as the first synthesizer 7. Therefore, it is more preferable to use a Doherty synthesizer as the first synthesizer 7.
  • FIG. The second embodiment of the present invention shows a case where one set of amplifying circuits 2 including a predetermined number of amplifying circuits 2 is provided in the amplifying unit 1.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a power amplification device according to the second embodiment of the present invention. The same elements as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those shown in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
  • the synthesizer 7 is provided in association with a set of amplifier circuits 2 provided in the amplifier section 1.
  • the synthesis unit 5 since one set of amplification circuits 2 including a predetermined number of amplification circuits 2 is provided in the amplification unit 1, the synthesis unit 5 includes one synthesizer 7 corresponding to the one set.
  • the second combiner 8 since the number of combiners 7 provided in the combining unit 5 is one, in the second embodiment, the second combiner 8 (see FIG. 5) is not provided in the combining unit 5.
  • the synthesizer 5 may include an isolator 15 in the subsequent stage of one synthesizer 7.
  • the amplification unit 1 includes one set including three amplification circuits 2. Accordingly, the number of output connectors 3 provided in the amplifying unit 1 and the number of input connectors 6 provided in the combining unit 5 are each three. However, the relationship between the arrangement of the output connector 3 and the input connector 6, the side surface 11 of the amplification unit 1 where the output connector 3 is arranged, and the side surface 51 of the synthesis unit 5 where the input connector 6 is arranged is as follows. This is the same as the embodiment.
  • the synthesizer 7 is, for example, a Doherty synthesizer.
  • a Doherty synthesizer When a Doherty synthesizer is used as the synthesizer 7, one of the three amplifier circuits 2 included in the set of amplifier circuits 2 is used as a main amplifier, and the remaining two are used as peak amplifiers.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2a operated as a main amplifier so as to perform class AB or class B operation.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2b operated as a peak amplifier so as to perform a class C operation.
  • the synthesizer 7 outputs the RF signal output from one amplifier circuit 2a set to perform class AB or class B operation and two amplifier circuits 2b set to perform class C operation. Is synthesized with the RF signal output from the.
  • the synthesizer 7 outputs the combined signal from the output terminal 9 via the isolator 15.
  • the output end 9 is provided on the side surface opposite to the side surface 51 on which the input connector 6 is disposed in the combining unit 5.
  • the RF signal output from the output terminal 9 is sent to a subsequent device of the power amplification device 10.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are connected in the second embodiment of the present invention. Similarly to the first embodiment, the corresponding output connector 3 and input connector 6 are simultaneously connected to each other, so that the amplifying unit 1 and the combining unit 5 are in a connected state. In the example shown in FIG. 10, as a result of connecting each output connector 3 and each input connector 6, each output connector 3 exists inside the corresponding input connector 6.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing progress of the power amplifying apparatus 10 according to the second embodiment of the present invention. However, as illustrated in FIG. 10, it is assumed that the amplification unit 1 and the combining unit 5 are in a connected state and the power amplification device 10 is in operation.
  • An RF signal is input to the one amplifier circuit 2a and the two amplifier circuits 2b forming the set.
  • the frequency band of this RF signal is within the frequency band approved by the broadcaster who uses the power amplifier 10.
  • the amplifier circuit 2a operates as a main amplifier
  • the amplifier circuit 2b operates as a peak amplifier
  • the amplifier circuits 2a and 2b output the RF signal after power amplification to the combiner 7 (step S11).
  • each amplifier circuit 2 outputs the RF signal after power amplification to the combiner 7 via the output connector 3 and the input connector 6 connected thereto.
  • the combiner 7 combines the RF signals output from the one amplifier circuit 2a and the two amplifier circuits 2b, and outputs the combined RF signal from the output terminal 9 via the isolator 15.
  • the RF signal output from the output terminal 9 is sent to a subsequent device of the power amplification device 10.
  • two of the three amplifier circuits 2 included in one set may be the amplifier circuit 2a corresponding to the main amplifier, and the other one may be the amplifier circuit 2b corresponding to the peak amplifier.
  • the configuration of the amplifier circuit 2 may include two amplifier circuits.
  • the combiner 7 is a Doherty combiner
  • one of the two amplifier circuits 2 may be used as a main amplifier and the other may be used as a peak amplifier.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2a that operates as a main amplifier so as to perform class AB or B operation.
  • a bias voltage may be applied to the amplifier circuit 2b operated as a peak amplifier so as to perform a class C operation.
  • the synthesizer 7 may be a Wilkinson synthesizer.
  • one amplification circuit 2 including two amplification circuits 2 is provided in one amplification unit 1.
  • the synthesizer 5 is provided with a Wilkinson synthesizer as one synthesizer 7 corresponding to the set. In this case, it suffices to apply a bias voltage to the two amplifier circuits 2 so as to perform a class AB operation.
  • the output connectors 3 arranged in the lateral direction may be arranged in a plurality of stages on the side surface 11 of the amplifying unit 1 where the output connectors 3 are arranged.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of the amplifying unit 1 in which the output connectors 3 arranged in the horizontal direction are arranged in two stages. In the example shown in FIG. 12, six output connectors 3 arranged in the lateral direction are arranged in two stages on the side surface 11 of the amplifying unit 1. The number of output connectors 3 arranged in each stage is common.
  • the amplifier 1 includes an amplifier circuit 2 (not shown in FIG.
  • the power amplifying apparatus 10 includes two combining units 5 including six input connectors 6 corresponding to the six output connectors 3, and the upper six units in which one combining unit 5 is arranged in the horizontal direction. And the other combining portion 5 may be connected to the six upper output connectors 3 arranged in the horizontal direction. At this time, the two combining units 5 may be combined into one housing.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a television signal transmission system according to the third embodiment of the present invention.
  • the television signal transmission system 20 illustrated in FIG. 13 includes a plurality of power amplification devices 10 including the amplification unit 1 and the synthesis unit 5.
  • the power amplifying apparatus 10 may be the power amplifying apparatus 10 described in the first embodiment or its modification, or may be the power amplifying apparatus 10 described in the second embodiment or its modification. Good.
  • each power amplification device 10 has the same configuration.
  • a case where the television signal transmission system 20 includes a plurality of the power amplification devices 10 described in the first embodiment will be described as an example.
  • the plurality of power amplifying devices 10 are arranged in a plurality of stages in the vertical direction in a rack (not shown).
  • the amplification unit 1 and the combining unit 5 are connected, and the output connector 3 exists inside the corresponding input connector 6.
  • the illustration of the amplifier circuit 2 in the amplifier unit 1 and the first combiner 7 and the second combiner 8 in the combiner unit 5 are omitted.
  • the television signal transmission system 20 further includes an exciter 21, a distributor 22, a power combiner 23, a filter unit 24, an antenna 25, and a controller 26.
  • the exciter 21 is connected to the distributor 22.
  • the exciter 21 generates an RF signal to be transmitted as a television signal and outputs it to the distributor 22.
  • This frequency band of the RF signal is a frequency band for which a broadcaster who uses the television signal transmission system 20 is approved.
  • the distributor 22 is connected to the amplification unit 1 of each power amplification device 10.
  • the individual amplifying units 1 and the distributors 22 are detachable.
  • each output connector of the duplexer 22 and each input connector of each power amplification device 10 may be connected by a coaxial cable.
  • the distributor 22 distributes the RF signal output from the exciter 21 to each amplification circuit 2 provided in the amplification unit 1 of each power amplification device 10.
  • the power combiner 23 is connected to the combining unit 5 of each power amplifying apparatus 10. Each combining unit 5 and the power combiner 23 are detachable.
  • the power combiner 23 combines the power of the RF signal output from the combining unit 5 of each power amplifying device 10 and then outputs the combined signal through the filter unit 24 and the antenna 25.
  • the filter unit 24 is a band-pass filter that passes only RF signals in a frequency band approved by a broadcaster who uses the television signal transmission system 20.
  • the controller 26 switches on / off the operation of the exciter 21 and monitors the state of each amplification unit 1.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of processing progress of the television signal transmission system 20.
  • the exciter 21 generates an RF signal and outputs it to the distributor 22 (step S21).
  • the distributor 22 distributes the RF signal output from the exciter 21 to each amplifier circuit 2 (not shown in FIG. 13) in each amplifier 1 (step S22).
  • step S22 The operation of the power amplifying apparatus 10 after step S22 is the same as the operation already described (in this example, steps S1 to S3 in the first embodiment), and description thereof is omitted here.
  • step S3 the power combiner 23 performs power combining on the RF signal output from the output terminal 9 by each combining unit 5, and then transmits it through the filter unit 24 and the antenna 25 (step S23).
  • the television signal transmission system 20 includes the power amplifying device 10 described in the first embodiment or its modification, or the power amplifying device 10 described in the second embodiment or its modification. Therefore, also in this embodiment, the same effect as the first embodiment and the second embodiment can be obtained.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of a television signal transmission system including one power amplifying device 10. The same elements as those shown in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
  • the distributor 22 and the power combiner 23 may not be provided (see FIG. 15). This is because it is not necessary to combine the power of the RF signals output from the plurality of combining units 5.
  • the combining unit 5 and the filter unit 24 are detachable.
  • a configuration in which the output connector of the combining unit 5 (the output terminal 9 described above) and the input connector of the filter unit 24 are connected by a coaxial feeder may be employed.
  • the amplifying unit 1 and the exciter 21 are detachable.
  • the output connector of the exciter 21 and the input connector of the amplifying unit 1 may be connected by a coaxial cable.
  • the combining unit 5 of the power amplifying apparatus 10 transmits the combined RF signal via the filter unit 24 and the antenna 25.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an outline of the power amplification device of the present invention.
  • a power amplifying apparatus 10 of the present invention is provided in association with an amplifier 1 including at least one set of amplifier circuits 2 including a predetermined number of amplifier circuits 2 that amplify the power of an RF signal, and And a synthesizer 5 including a synthesizer 7 that synthesizes and outputs the RF signal output from the amplifier circuit 2 to which it belongs.
  • the amplifying unit 1 includes an output connector 3 for outputting the RF signal output from the amplifier circuit 2 for each amplifier circuit.
  • the output connectors 3 are arranged in a horizontal direction.
  • the synthesizing unit 5 includes an input connector 6 to which the RF signal output from the output connector 3 of the amplifying unit 1 is input for each output connector 3.
  • the input connectors are arranged in a horizontal direction.
  • the amplifying unit 1 and the synthesizing unit 5 are detachable via the output connector 3 and the input connector 6.
  • the surface of the combining unit 5 on which the input connector is provided is within the dimensions of the surface of the amplification unit 1 on which the output connector is provided.
  • an element related to RF signal power amplification (amplifying unit 1) and an element related to RF signal synthesis (synthesis unit 5) can be separated, and an element related to RF signal synthesis (synthesis unit 5). Can be easily replaced.
  • An amplification unit including at least one set of amplification circuits including a predetermined number of amplification circuits that amplify the power of an RF (Radio Frequency) signal, an amplification circuit provided in association with the set, and belonging to the corresponding set
  • a synthesizer including a synthesizer that synthesizes and outputs the RF signal output from the amplifier
  • the amplifying unit includes an output connector for outputting the RF signal output from the amplifier circuit for each amplifier circuit, and the output connector Are arranged in a horizontal direction
  • the synthesis unit includes an input connector to which an RF signal output from the output connector of the amplification unit is input for each output connector, and the input connectors are arranged in a horizontal direction
  • the amplification unit and the synthesis unit are detachable via the output connector and the input connector, and the surface of the synthesis unit on which the input connector is provided is the output connector of the amplification unit.
  • Power amplifier characterized in that fit within the dimensions of the
  • the amplifying unit includes a plurality of sets of amplifying circuits including a predetermined number of amplifying circuits, and the synthesizing unit includes a plurality of synthesizers that synthesize and output the RF signals output from the amplifying circuits.
  • each amplifier circuit is an FET (Field Effect Transistor).
  • Each set of amplifier circuits includes three amplifier circuits, and one amplifier circuit among the three amplifier circuits is an amplifier circuit set to perform class AB or class B operation. The remaining two amplifier circuits are amplifier circuits set to perform class C operation, and the combiner in the combiner that combines and outputs the RF signals output from the amplifier circuits is a Doherty combiner.
  • the power amplification device according to any one of supplementary notes 1 to 6.
  • Each set of amplifier circuits includes two amplifier circuits, and one of the two amplifier circuits is an amplifier circuit set to perform class AB or class B operation.
  • the remaining one amplifying circuit is an amplifying circuit set to perform a class C operation, and the synthesizer in the synthesizing unit that synthesizes and outputs the RF signal output from the amplifying circuit is a Doherty synthesizer.
  • the power amplification device according to any one of supplementary notes 1 to 6.
  • a television signal transmission system including the power amplification device according to any one of supplementary note 1 to supplementary note 8.
  • the present invention is preferably applied to a television signal transmission system and a power amplification device provided in the television signal transmission system.

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Abstract

　増幅部１は、増幅回路２が出力したＲＦ信号を出力するための出力コネクタ３を増幅回路毎に備える。その出力コネクタ３は、水平方向に並ぶように配置される。合成部５は、増幅部１の出力コネクタ３から出力されたＲＦ信号が入力される入力コネクタ６を、出力コネクタ３毎に備える。その入力コネクタは、水平方向に並ぶように配置される。増幅部１と合成部５とは、出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して着脱可能である。合成部５の入力コネクタが設けられた面は、増幅部１の出力コネクタが設けられた面の寸法内に収まっている。

Description

電力増幅装置およびテレビジョン信号送信システム
　本発明は、ＲＦ（Radio Frequency ）信号の電力を増幅する電力増幅装置、および、そのような電力増幅装置を備えるテレビジョン信号送信システムに関する。
　特許文献１には、ＲＦ信号の電力増幅に用いられる電力増幅器が記載されている。特許文献１に記載された電力増幅器には、第１増幅ユニットと第２増幅ユニットとの組が複数組設けられ、各組に対してドハティ合成器が設けられている。さらに、特許文献１に記載された電力増幅器には、各ドハティ合成器の出力信号を合成する広帯域合成器が設けられている。第１増幅ユニットには、ＡＢ級またはＢ級で動作する複数の増幅回路が並列に設けられ、さらに、それらの増幅回路の出力信号を合成する合成器が設けられている。第２増幅ユニットには、Ｃ級で動作する複数の増幅回路が並列に設けられ、さらに、それらの増幅回路の出力信号を合成する合成器が設けられている。特許文献１に記載された電力増幅器では、各第１増幅ユニット、各第２増幅ユニット、各ドハティ合成器、および広帯域合成器がそれぞれ異なる筐体に収納されていて、ドハティ合成器を交換できる。
　特許文献１に記載された電力増幅器では、特許文献１の図５に示されているように、第１増幅ユニットおよび第２増幅ユニットは上下方向に並べて配置される。そして、第１増幅ユニットおよび第２増幅ユニットの組に対応するドハティ合成器では、ＲＦ信号が入力される２つの入力コネクタが縦方向に並ぶように配置されている。また、第１増幅ユニットおよび第２増幅ユニットは、それぞれ１つの出力コネクタを備えている。そして、上側に配置される第１増幅ユニットの出力コネクタが、ドハティ合成器の上側の入力コネクタに接続され、下側に配置される第２増幅ユニットの出力コネクタが、ドハティ合成器の下側の入力コネクタに接続される。
　特許文献２には、数１０ｋＷクラスの固体化短波帯送信システムが記載されている。特許文献２に記載の固体化短波帯送信システムは、複数の前段合成器と１つの後段合成器とを含む合成部を備える。また、各前段合成器には、個別に着脱可能な複数の電力増幅器が設けられている。各前段合成器は、複数の電力増幅器の出力を合成し、後段合成器は、複数の前段合成器の出力を合成する。
　特許文献３には、分配器と合成器との間に複数の増幅ユニットを配置した構成が記載されている。特許文献３に記載された増幅ユニットは、複数個（例えば８個）の個別選択増幅器を１つのユニットとしてまとめたものであり、個別選択増幅器を追加する場合、増幅ユニット単位で追加される。
　特許文献４には、互いに異なる通過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、１つまたは複数のサーキュレータとを有する電力合成装置が記載されている。特許文献４に記載の電力合成装置は、第１の帯域通過フィルタと第２の帯域通過フィルタとを第１のサーキュレータで接続させ、第ｎ（ｎは自然数）のサーキュレータと第ｎ＋２の帯域通過フィルタとを第ｎ＋１のサーキュレータで順次接続させる構成となっている。
　また、テレビジョン放送の放送事業者は、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯域（４７０～８６２ＭＨｚ）やＶＨＦ（Very High Frequency ）帯域（１７０～２３０ＭＨｚ）を一定の帯域幅で分割した周波数帯域を単位として、テレビジョン信号を送信して放送事業を行う認可を得る。例えば、ＵＨＦ帯域を使用する放送事業者は、ＵＨＦ帯域を８ＭＨｚの帯域幅で分割した周波数帯域を単位として、放送事業を行う認可を得る。なお、国によりＵＨＦ帯域を分割するときの帯域幅を６ＭＨｚや７ＭＨｚとする場合もある。
国際公開第ＷＯ２０１４／１５５５１２号 特開平１１－４１１１７号公報 特開平９－２００１０５号公報 特開２００４－１４０４４５号公報
　また、テレビジョン信号送信システムに用いられる一般的な電力増幅装置の構成例として、図１７に示す構成が考えられる。図１７に示す一般的な電力増幅装置９０は、複数の増幅回路９１と、複数の前段合成器９２と、後段合成器９３とを備える一体型の装置である。図１７では、６個の増幅回路９１と、２つの前段合成器９２が設けられている場合を例示している。各前段合成器９２にはそれぞれ３つの増幅回路９１が接続されている。各増幅回路９１は、入力されるＲＦ信号の電力を増幅し、前段合成器９２に出力する。各前段合成器９２はそれぞれ、３つの増幅回路９１が出力したＲＦ信号を合成し、後段合成器９３に出力する。後段合成器９３は、２つの前段合成器９２が出力したＲＦ信号を合成し、電力増幅装置９０の後段の装置（図１７において図示略）に出力する。なお、上記のＲＦ信号は、テレビジョン信号として送信される信号である。
　図１７に示す電力増幅装置９０は、複数の増幅回路９１から出力されるＲＦ信号を合成して出力するので、ＲＦ信号の出力端９４は１つである。また、図１７に示す電力増幅装置９０では、前段合成器９２および後段合成器９３が中央に配置されていて、各増幅回路９１の信号出力端はそれぞれ、電力増幅装置９０の中央側（前段合成器９２側）を向いている。従って、各増幅回路９１の信号出力端の向きと、電力増幅装置９０の出力端９４の向きとは異なっている。
　各増幅回路９１は、広帯域のＲＦ信号の電力を増幅する。例えば、各増幅回路９１は、ＵＨＦ帯域全域、または、ＶＨＦ帯域全域に対して使用可能な増幅回路である。一方、電力増幅装置９０において、ＲＦ信号の合成に関する要素（特に、前段合成器９２）は、特定の周波数帯域のＲＦ信号を合成する。すなわち、電力増幅装置９０内の信号合成に関する要素（特に、前段合成器９２）は、放送事業者が認可を受けている周波数帯域のＲＦ信号を合成する。
　電力増幅装置９０を製造する製造業者は、放送事業者が認可を受けている周波数帯域に合わせて、放送事業者毎に電力増幅装置９０を製造する。しかし、増幅回路９１は、広帯域のＲＦ信号の電力を増幅するので、製造業者にとっては、電力増幅装置９０のうちＲＦ信号の電力増幅に関する要素（増幅回路９１の集合）を放送事業者に依らずに共通化して製造し、各放送事業者に提供できるようにすることが好ましい。
　また、放送事業者が、複数種類の周波数帯域に関して放送事業の認可を受ける場合もある。この場合、放送事業者は、認可を受けている周波数帯域毎に、図１７に示す電力増幅装置９０を使用する。図１７に示す一般的な電力増幅装置９０は一体型の装置であるので、増幅回路９１が故障した場合、電力増幅装置９０全体を交換することになる。電力増幅装置９０のうちＲＦ信号の電力増幅に関する要素（増幅回路９１の集合）が放送事業者に依らずに共通化され、信号合成に関する要素から分離できると仮定した場合、複数種類の電力増幅装置９０のうち、どの電力増幅装置９０の増幅回路９１が故障しても、電力増幅に関する要素に該当する部分のみを交換すればよい。しかし、図１７に示す一般的な電力増幅装置９０は一体型の装置であり、電力増幅に関する要素に該当する部分のみを交換することはできない。
　さらに、信号合成に関する要素が故障した場合であっても、図１７に示す一体型の電力増幅装置９０では、信号合成に関する要素に該当する部分のみを交換することはできない。
　従って、電力増幅装置９０のうちＲＦ信号の電力増幅に関する要素（増幅回路９１の集合）に該当する部分を共通化して、電力増幅に関する要素（増幅回路９１の集合）と、信号合成に関する要素とをそれぞれ別々に製造することができれば、電力増幅装置の製造業者にとっても、複数種類の周波数帯域に関して放送事業の認可を受けている放送事業者にとっても好ましい。
　また、前述のように、特許文献１に記載された電力増幅器では、上側に配置される第１増幅ユニットの出力コネクタが、ドハティ合成器の上側の入力コネクタに接続され、下側に配置される第２増幅ユニットの出力コネクタが、ドハティ合成器の下側の入力コネクタに接続される（特許文献１の図５を参照）。特許文献１に記載の第１増幅ユニット、第２増幅ユニット、ドハティ合成器等は、ラックに収容されることになるが、一般的に後段側の装置がラックの奥側に収容されるので、ドハティ合成器がラックの奥側に収容され、第１増幅ユニットおよび第２増幅ユニットがラックの手前側に収容されることになる。すると、ドハティ合成器が故障した場合、上段の第１増幅ユニットと下段の第２増幅ユニットの一方だけをドハティ合成器から取り外しただけでは、ドハティ合成器をラックから取り出すことができない。ドハティ合成器をラックから取り出すためには、第１増幅ユニットおよび第２増幅ユニットの両方をドハティ合成器から取り外す必要がある。故障したドハティ合成器を容易に交換できるようにするためには、１つの装置を取り外しただけで、ドハティ合成器を取り出せることが好ましい。
　そこで、本発明は、ＲＦ信号の電力増幅に関する要素と、ＲＦ信号の合成に関する要素とを分離させることができ、ＲＦ信号の合成に関する要素を容易に交換できる電力増幅装置、および、その電力増幅装置を備えるテレビジョン信号送信システムを提供することを目的とする。
　本発明による電力増幅装置は、ＲＦ（Radio Frequency ）信号の電力を増幅する増幅回路を所定数含む増幅回路の組を少なくとも１組含む増幅部と、組に対応付けて設けられ、対応する組に属する増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成器を含む合成部とを備え、増幅部が、増幅回路が出力したＲＦ信号を出力するための出力コネクタを増幅回路毎に備え、出力コネクタが、水平方向に並び、合成部が、増幅部の出力コネクタから出力されたＲＦ信号が入力される入力コネクタを、出力コネクタ毎に備え、入力コネクタが、水平方向に並び、増幅部と合成部とが、出力コネクタおよび入力コネクタを介して着脱可能であり、合成部の入力コネクタが設けられた面が、増幅部の出力コネクタが設けられた面の寸法内に収まることを特徴とする。
　また、本発明によるテレビジョン信号送信システムは、上記の電力増幅装置を備える。
　本発明によれば、ＲＦ信号の電力増幅に関する要素と、ＲＦ信号の合成に関する要素とを分離させることができ、ＲＦ信号の合成に関する要素を容易に交換できる。
本発明の第１の実施形態の電力増幅装置の例を示す模式図である。 電力増幅装置の側面図である。 電力増幅装置の斜視図である。 増幅部と合成部とを接続させた場合の斜視図である。 合成部の構成例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の電力増幅装置の処理経過の例を示すフローチャートである。 複数の電力増幅装置が配置される状態を示す模式図である。 ２つの増幅回路２を１組とした場合の電力増幅装置の例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態の電力増幅装置の例を示す模式図である。 増幅部と合成部とを接続させた状態を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態の電力増幅装置の処理経過の例を示すフローチャートである。 横方向に並ぶ出力コネクタ３が２段に渡って配置されている増幅部の例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態のテレビジョン信号送信システムの構成例を示すブロック図である。 テレビジョン信号送信システムの処理経過の例を示すフローチャートである。 電力増幅装置を１台備えるテレビジョン信号送信システムの例を示すブロック図である。 本発明の電力増幅装置の概要を示すブロック図である。 一般的な電力増幅装置の構成例を示す模式図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
実施形態１．
　図１は、本発明の第１の実施形態の電力増幅装置の例を示す模式図である。本実施形態の電力増幅装置１０は、増幅部１と、合成部５とを備える。図１では、増幅部１および合成部５が接続されていない状態を例示している。
　増幅部１は、複数の増幅回路２を備える。なお、図１は上面図であり、上方から電力増幅装置１０を見た場合における増幅部１内の増幅回路２の配置位置を模式的に示している。ただし、各増幅回路２は、増幅部１の筐体に収められていて、実際には外部から目視できない。
　増幅部１には、増幅回路２を所定数含む増幅回路２の組が少なくとも１組設けられている。第１の実施形態では、増幅回路２の組が複数設けられている場合を説明する。図１では、３つの増幅回路２を１組として、増幅回路２の組が２組設けられている場合を例示している。増幅部１に設けられる増幅回路２の組の数は３組以上であってもよい。
　各増幅回路２は、入力されたＲＦ信号の電力を増幅し、電力増幅後のＲＦ信号を出力する。このＲＦ信号は、テレビジョン信号として送信される信号である。
　また、各増幅回路２は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor ）によって実現される。以下、各増幅回路２がＦＥＴによって実現される場合を例にして説明する。
　増幅部１は、増幅回路２が出力したＲＦ信号を出力するための出力コネクタ３を、増幅回路２毎に備えている。よって、増幅回路２と出力コネクタ３とは一対一に対応している。各出力コネクタ３は、増幅部１の側面のうち、合成部５に対向する側面１１上で水平方向に並ぶように配置されている。個々の増幅回路２は、増幅回路２の信号出力端が、対応する出力コネクタ３の方向を向くように配置されている。そして、各出力コネクタ３は、対応する増幅回路２の信号出力端に接続されていて、対応する増幅回路２が出力するＲＦ信号をそのまま出力する。従って、任意の１つの出力コネクタ３に着目した場合、その出力コネクタ３は、対応する１つの増幅回路２が出力するＲＦ信号をそのまま出力する。よって、増幅部１には、増幅回路２が出力したＲＦ信号を合成する回路は含まれない。
　また、合成部５は、出力コネクタ３から出力されたＲＦ信号が入力される入力コネクタ６を、出力コネクタ３毎に備えている。よって、増幅部１の出力コネクタ３と、合成部５の入力コネクタ６とは、一対一に対応している。従って、増幅回路２と入力コネクタ６も一対一に対応していると言うことができる。各入力コネクタ６は、合成部５の側面のうち、増幅部１に対向する側面５１上で水平に並ぶように配置されている。
　増幅部１において水平に並ぶ各出力コネクタ３、および合成部５において水平に並ぶ各入力コネクタ６は、対応している出力コネクタ３と入力コネクタ６同士がそれぞれ同時に接続されるように配置される。例えば、隣り合う出力コネクタ３の中心軸間の間隔と、隣り合う入力コネクタ６の中心軸間の間隔とが等しくなるように、各出力コネクタ３および各入力コネクタ６が配置される。
　従って、増幅部１と合成部５とは、出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して着脱可能である。対応している出力コネクタ３と入力コネクタ６同士がそれぞれ同時に接続させることにより、増幅部１および合成部５は接続状態になる。図１に示す例では、６個の出力コネクタ３と６個の入力コネクタ６とを同時に接続させることで、増幅部１および合成部５は接続状態になる。
　なお、各入力コネクタ６は、フローティングコネクタである。
　出力コネクタ３および入力コネクタ６は、同軸コネクタであり、出力コネクタ３および入力コネクタ６が接続されている状態で、増幅回路２が出力したＲＦ信号は、出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して、合成部５に入力される。合成部５は、各入力コネクタ６から入力されたＲＦ信号を合成し、合成後のＲＦ信号を出力端９から出力する。なお、出力端９は、合成部５において、入力コネクタ６が配置される側面５１とは反対側の側面に設けられる。合成部５の構成については、後述する。
　次に、出力コネクタ３が配置される増幅部１の側面１１と、入力コネクタ６が配置される合成部５の側面５１との関係について説明する。図２は、電力増幅装置１０の側面図である。また、図３は、電力増幅装置１０の斜視図である。図４は、増幅部１と合成部５とを接続させた場合の斜視図である。なお、図１に示す要素と同一の要素については、図１と同一の符号を付す。合成部５の側面５１の幅の広さは、増幅部１の側面１１の幅の広さ以下である。すなわち、増幅部１の側面１１の幅の広さをＷ１とし、合成部５の側面５１の幅の広さをＷ２とした場合（図１、図３参照）、Ｗ２≦Ｗ１である。さらに、合成部５の側面５１の高さは、増幅部１の側面１１の高さ以下である。すなわち、増幅部１の側面１１の高さをＨ１とし、合成部５の側面５１の高さをＨ２とした場合（図２、図３参照）、Ｈ２≦Ｈ１である。従って、入力コネクタ６が配置される合成部５の側面５１は、出力コネクタ３が配置される増幅部１の側面１１の寸法内に収まる。また、増幅部１と合成部５とを接続させた状態で側面５１が側面１１の範囲からはみ出さないように、出力コネクタ３および入力コネクタ６は配置される。この結果、図４に示すように、増幅部１と合成部５とを接続させた状態で側面５１は、側面１１の範囲からはみ出さない。
　図５は、合成部５の構成例を示す模式図である。図５では、図１に示す増幅部１と合成部５とを接続させた状態を示している。なお、図５に示す例では、各出力コネクタ３と各入力コネクタ６とを接続させた結果、個々の出力コネクタ３は対応する入力コネクタ６の内部に存在している。合成器７は、増幅部１に設けられた増幅回路２の組に対応付けて合成部５に設けられる。第１の実施形態では、増幅回路２の組が複数存在するので、合成部５は、複数の合成器７を備える。図５に示す例では、増幅部１において、３つの増幅回路２を１組として、増幅回路２の組が２組設けられているので、合成部５には２つの合成器７が設けられる。
　合成器７は、その合成器７に対応する組に属する各増幅回路２に対応する入力コネクタ６に接続されている。換言すれば、増幅回路２に対応する入力コネクタ６は、その増幅回路２が属している組（増幅回路２の組）に対応する合成器７に接続されている。そして、合成器７には、その合成器７に対応する組に属する各増幅回路２から出力されたＲＦ信号が入力され、合成器７は、そのＲＦ信号合成し、合成後のＲＦ信号を出力する。本例では、合成器７には、その合成器７に対応する組に属する３つの増幅回路２から出力されたＲＦ信号が入力される。
　本発明では、合成部５が、複数の合成器７を備える場合、合成部５は、さらに１つの合成器８を備える。第１の実施形態では、合成部５は、複数の合成器７を備えるので、さらに１つの合成器８も備える。以下、合成器７と合成器８とを区別するために、合成器７を第１の合成器７と記し、合成器８を第２の合成器８と記す。第２の合成器８は、各第１の合成器７から出力されたＲＦ信号を合成し、合成後のＲＦ信号を出力端９から出力する。出力端９から出力されたＲＦ信号は、電力増幅装置１０の後段の装置に送られる。
　各増幅回路２が増幅可能なＲＦ信号の周波数帯域は、広帯域である。例えば、各増幅回路２は、ＵＨＦ帯域全域、または、ＶＨＦ帯域全域に対して使用可能な増幅回路である。
　一方、第１の合成器７は、特定の周波数帯域のＲＦ信号に対して使用可能な合成器である。換言すれば、第１の合成器７は、合成可能なＲＦ信号の周波数帯域が限定されている合成器である。第１の合成器７は、電力増幅装置１０を使用するテレビジョン放送の放送事業者が認可を受けている周波数帯域のＲＦ信号を合成する。既に説明したように、放送事業者は、ＵＨＦ帯域やＶＨＦ帯域を一定の帯域幅で分割した周波数帯域を単位として、放送事業の認可を得る。第１の合成器７は、放送事業者が認可を受けている周波数帯域のＲＦ信号を合成できるように設計されている。
　第１の合成器７として、例えば、ドハティ合成器を用いればよい。ドハティ合成器は、常にＲＦ信号の増幅動作を行うメイン増幅器（以下、メインアンプという。）が出力するＲＦ信号と、高電力出力時に動作するピーク増幅器（以下、ピークアンプという。）が出力するＲＦ信号とを合成する合成器である。以下、図５に示す各第１の合成器７がいずれもドハティ合成器である場合を例にして説明する。
　ドハティ合成器は、伝送線路（例えば銅板）（図示略）を有し、その伝送線路の長さによって、合成可能なＲＦ信号の周波数帯域を調整することができる。第１の合成器７の製造時に、合成可能なＲＦ信号の周波数帯域が、電力増幅装置１０を使用する放送事業者が認可を受けている周波数帯域に応じて調整されている。
　第１の合成器７としてドハティ合成器を用いる場合、第１の合成器７に対応する組（増幅回路２の組）は、メインアンプに該当する増幅回路２と、ピークアンプに該当する増幅回路２とを含む。以下、メインアンプに該当する増幅回路を符号２ａで表し、ピークアンプに該当する増幅回路を符号２ｂで表す。図１から図５に示す電力増幅装置１０では、１つの組に含まれる３つの増幅回路２のうち、１つがメインアンプに該当する増幅回路２ａであり、残りの２つがピークアンプに該当する増幅回路２ｂである。
　増幅回路２をメインアンプとして用いるか、ピークアンプとして用いるかは、増幅回路２に対する設定により変更することができる。具体的には、増幅回路２に対するバイアス電圧のかけ方によって、増幅回路２をメインアンプにするか、ピークアンプにするかを定めることができる。
　メインアンプとして動作させる増幅回路２ａに対しては、ＡＢ級またＢ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　ピークアンプとして動作させる増幅回路２ｂに対しては、Ｃ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　この結果、各第１の合成器７は、ＡＢ級またＢ級の動作をするように設定された１つの増幅回路２ａが出力したＲＦ信号と、Ｃ級の動作をするように設定された２つの増幅回路２ｂが出力したＲＦ信号とを合成する。
　第２の合成器８は、広帯域のＲＦ信号を合成可能な合成器でよい。例えば、第２の合成器８は、ＵＨＦ帯域全域、または、ＶＨＦ帯域全域のＲＦ信号を合成可能な合成器でよい。例えば、第２の合成器８として、３ｄＢカプラを用いてもよい。
　また、第２の合成器８として、ウィルキンソン合成器を用いてもよい。
　次に、電力増幅装置１０の処理経過について説明する。図６は、本発明の第１の実施形態の電力増幅装置１０の処理経過の例を示すフローチャートである。ただし、対応している出力コネクタ３と入力コネクタ６同士がそれぞれ同時に接続されていて、増幅部１と合成部５とが接続状態になっているものとする。そして、電力増幅装置１０が運用されている状態であるものとする。
　組をなす１つの増幅回路２ａおよび２つの増幅回路２ｂには、ＲＦ信号が入力される。このＲＦ信号の周波数帯域は、電力増幅装置１０を使用する放送事業者が認可を受けている周波数帯域に収まっている。増幅回路２ａはメインアンプとして動作し、増幅回路２ｂはピークアンプとして動作し、増幅回路２ａ，２ｂは電力増幅後のＲＦ信号を、その組に対応する第１の合成器７に出力する。増幅回路２の各組は、それぞれ同様に動作する（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１において、個々の増幅回路２は、接続されている出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して、増幅回路２が属している組に対応する第１の合成器７に電力増幅後のＲＦ信号を出力する。
　個々の第１の合成器７は、対応する組に属する１つの増幅回路２ａおよび２つの増幅回路２ｂから出力されたＲＦ信号を合成し、合成後のＲＦ信号を第２の合成器８に出力する（ステップＳ２）。
　第２の合成器８は、各第１の合成器７から出力されたＲＦ信号を合成し、合成後のＲＦ信号を出力端９から出力する（ステップＳ３）。出力端９から出力されたＲＦ信号は、電力増幅装置１０の後段の装置に送られる。
　本実施形態よれば、増幅部１と合成部５とは、出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して着脱可能である。従って、ＲＦ信号の電力増幅に関する要素と、ＲＦ信号の合成に関する要素とを分離させることができる。具体的には、増幅部１および合成部５を分離させることができる。
　従って、電力増幅装置１０を製造する製造業者にとっては、放送事業者に依らずに増幅部１を共通化して製造することができる。
　また、放送事業者が、複数種類の周波数帯域に関して放送事業の認可を受け、認可を受けた周波数帯域毎にそれぞれ異なる電力増幅装置１０を使用するとする。電力増幅装置１０のうち増幅部１は、周波数帯域に依らずに共通化されている。従って、放送事業者は、予備の増幅部１を有していれば、どの電力増幅装置１０の増幅部１に故障が生じたとしても、故障が生じた増幅部１を予備の増幅部１に交換することができ、迅速に電力増幅装置１０を復旧させることができる。
　また、前述のように、放送事業者は、ＵＨＦ帯域やＶＨＦ帯域を一定の帯域幅で分割した周波数帯域を単位として、放送事業の認可を得る。第１の合成器７は、放送事業者が認可を受けている周波数帯域のＲＦ信号を合成できるように設計されている。本発明によれば、増幅部１内には、増幅回路２が出力したＲＦ信号を合成する回路は含まれず、増幅部１と合成部５とを接続させた場合、第１の合成器７で、放送事業者が認可を受けている周波数帯域のＲＦ信号を合成することができる。すなわち、第１の合成器７が合成可能なＲＦ信号の周波数帯域幅を適切に定めることができる。
　増幅部１には、増幅回路２が出力したＲＦ信号を合成する回路は含まれず、出力コネクタ３は、対応する増幅回路２が出力するＲＦ信号を最短でそのまま出力する。従って、増幅部１内における通過ロスを抑え、消費電力効率を向上させることができる。
　また、第１の合成器７としてドハティ合成器を用いることで、ＲＦ信号の電力増幅時の消費電力効率を向上させることができる。ドハティ合成器を用いる場合、ドハティ合成器にＲＦ信号を出力する複数の増幅回路２をメインアンプやピークアンプに設定し、使用する周波数にて最適に調整されたドハティ合成器を使用することにより、ＲＦ信号の電力増幅時の消費電力効率を向上させることができる。さらに、電力増幅時の消費電力効率が向上することで、低消費電力化を実現することができる。
　また、電力増幅装置１０は、ラックに収容されて使用される。既に説明したように、一般的に後段側の装置がラックの奥側に収容されるので、ラック内において、合成部５は増幅部１よりも奥側に配置される。本発明では、増幅部１が横方向に並ぶ出力コネクタ３を備え、合成部５が横方向に並ぶ入力コネクタ６を備える。そして、各出力コネクタ３と各入力コネクタ６とを接続させることにより、増幅部１および合成部５は接続状態になる。さらに、入力コネクタ６が配置される合成部５の側面５１は、出力コネクタ３が配置される増幅部１の側面１１の寸法内に収まる。従って、合成部５が故障した際には、作業者は、その合成部５に接続されている１台の増幅部１を取り外せば、その合成部５も取り出すことができ、合成部５を容易に交換することができる。
　電力増幅装置１０は、後述の第３の実施形態で説明するテレビジョン信号送信システムに適用される。このとき、１台の電力増幅装置１０のみが使用されてもよく、複数の電力増幅装置１０が使用されてもよい。図７は、複数の電力増幅装置１０が配置される状態を示す模式図である。複数台の電力増幅装置１０が使用される場合、ラック（図示略）内において、複数の電力増幅装置１０が上下方向に複数段に渡って配置される。図７では、３台の電力増幅装置１０が上下情報に３段に渡って配置されている状態を例示している。例えば、上から２段目の電力増幅装置１０の合成部５が故障したとする。この場合、作業者は、上から２段目の電力増幅装置１０の増幅部１をラックから取り出すことで、故障した合成部５もラックから取り出すことができる。このように、故障した合成部５を交換する際に、複数の増幅部１を取り出す必要がなく、合成部５を容易に交換することができる。
　なお、１台の電力増幅装置１０のみが使用される場合には、ラック（図示略）に、その１台の電力増幅装置１０が配置される。その場合にも、合成部５が故障したときには、作業者は、その電力増幅装置１０の増幅部１をラックから取り出せば、故障した合成部５もラックから取り出すことができ、合成部５を容易に交換することができる。
　また、各入力コネクタ６は、フローティングコネクタである。そのため、増幅部１の出力コネクタ３の配置位置に若干のずれがあったとしても、対応している出力コネクタ３と入力コネクタ６同士をそれぞれ同時に接続させることができる。
　次に、本実施形態の変形例について説明する。
　上記の説明では、１つの組に含まれる３つの増幅回路２のうち、１つがメインアンプに該当する増幅回路２ａであり、残りの２つがピークアンプに該当する増幅回路２ｂである場合を示した。１つの組に含まれる３つの増幅回路２のうち、２つがメインアンプに該当する増幅回路２ａであり、残りの１つがピークアンプに該当する増幅回路２ｂであってもよい。
　また、１つの組に含まれる増幅回路２の数が２個であってもよい。以下、２つの増幅回路２を１組とする場合について説明する。また、以下の説明では、上記の実施形態と同様に、増幅部１に含まれる増幅回路２の組の数が２組である場合を例にして説明するが、増幅部１に含まれる増幅回路２の組の数は３組以上であってもよい。
　図８は、２つの増幅回路２を１組とした場合の電力増幅装置の例を示す模式図である。図１ないし図５に示す要素と同一の要素については、図１ないし図５と同一の符号を付し詳細な説明を省略する。なお、図８に示す例では、各出力コネクタ３と各入力コネクタ６とを接続させた結果、個々の出力コネクタ３は対応する入力コネクタ６の内部に存在している。
　図８に例示する構成では、２つの増幅回路２を１組としているため、出力コネクタ３および入力コネクタ６の数はそれぞれ４個であり、図１に例示する構成と異なる。しかし、出力コネクタ３および入力コネクタ６の配置や、出力コネクタ３が配置される増幅部１の側面１１と、入力コネクタ６が配置される合成部５の側面５１との関係については、上記の実施形態と同様である。
　図８に例示する構成においても、図５に示す場合と同様に、合成部５は、複数の第１の合成器７と、１つの第２の合成器８とを備える。図８に示す例では、２つの増幅回路２を１組として、増幅回路２の組が２組設けられているので、合成部５には第１の合成器７が２つ設けられる。第１の合成器７には、その第１の合成器７に対応する組に属する２つの増幅回路２から出力されたＲＦ信号が入力され、第１の合成器７は、そのＲＦ信号を合成し、合成後のＲＦ信号を第２の合成器８に出力する。
　第１の合成器７は、特定の周波数帯域のＲＦ信号に対して使用可能な合成器である。換言すれば、第１の合成器７は、合成可能なＲＦ信号の周波数帯域が限定されている合成器である。ここでは、各第１の合成器７がいずれもドハティ合成器である場合を例にして説明する。
　図８に示す例において、第１の合成器７に対応する組（増幅回路２の組）が２つの増幅回路２を含んでいる。第１の合成器７としてドハティ合成器を用いる場合、１つの組に属する２つの増幅回路２のうち、一方をメインアンプとして用い、他方をピークアンプとして用いればよい。メインアンプとして動作させる増幅回路２ａに対しては、ＡＢ級またはＢの動作をするようにバイアス電圧をかければよい。また、ピークアンプとして動作させる増幅回路２ｂに対しては、Ｃ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　この結果、各第１の合成器７は、ＡＢ級またはＢ級の動作をするように設定された１つの増幅回路２ａが出力したＲＦ信号と、Ｃ級の動作をするように設定された１つの増幅回路２ｂが出力したＲＦ信号とを合成する。
　図８に例示する構成の電力増幅装置１０の処理経過は、既に説明したステップＳ１～Ｓ３と同様であり、説明を省略する。
　図８に示すように２つの増幅回路２を１組とした場合においても、３つの増幅回路２を１組とした場合と同様の効果が得られる。
　また、各第１の合成器７はウィルキンソン合成器であってもよい。各第１の合成器７としてウィルキンソン合成器を用いる場合、個々の組に属する各増幅回路２は全て、ＡＢ級の動作をするように設定される。例えば、図８に示すように、２つの増幅回路２を１組として、増幅回路２の組が複数組、増幅部１に設けられているとする。また、その個々の組に対応する第１の合成器７としてウィルキンソン合成器が合成部５に設けられているとする。この場合、個々の組に属する各増幅回路２に対してそれぞれ、ＡＢ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　ただし、第１の合成器７としてドハティ合成器を用いる場合の方が、第１の合成器７としてウィルキンソン合成器を用いる場合よりも電力増幅時の消費電力効率が高い。従って、第１の合成器７としてドハティ合成器を用いることがより好ましい。
実施形態２．
　本発明の第２の実施形態では、増幅回路２を所定数含む増幅回路２の組が増幅部１に１組設けられている場合を示す。図９は、本発明の第２の実施形態の電力増幅装置の例を示す模式図である。第１の実施形態で示した要素と同様の要素については、第１の実施形態で示した符号と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
　本発明において、合成器７は、増幅部１に設けられた増幅回路２の組に対応付けて設けられる。第２の実施形態では、増幅回路２を所定数含む増幅回路２の組が増幅部１に１組設けられるので、合成部５は、その１組に対応する１つの合成器７を備える。また、合成部５に設けられる合成器７の数は１つであるで、第２の実施形態では、合成部５に第２の合成器８（図５参照）は設けられない。一般に、ＦＥＴの出力側から見たリターンロス特性は良くなく全反射となる。従って、その出力側から見たリターンロス特性を改善するために、合成部５は、１つの合成器７の後段にアイソレータ１５を備えていてもよい。
　図９に示す例では、増幅部１は、３つの増幅回路２を含む組を１組備える。従って、増幅部１に設けられる出力コネクタ３および合成部５に設けられる入力コネクタ６の数はそれぞれ３個である。しかし、出力コネクタ３および入力コネクタ６の配置や、出力コネクタ３が配置される増幅部１の側面１１と、入力コネクタ６が配置される合成部５の側面５１との関係については、第１の実施形態と同様である。
　合成器７は、例えば、ドハティ合成器である。合成器７としてドハティ合成器を用いる場合、増幅回路２の組に含まれる３つの増幅回路２のうち、１つをメインアンプとして用い、残りの２つをピークアンプとして用いる。メインアンプとして動作させる増幅回路２ａに対しては、ＡＢ級またＢ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。ピークアンプとして動作させる増幅回路２ｂに対しては、Ｃ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　この結果、合成器７は、ＡＢ級またＢ級の動作をするように設定された１つの増幅回路２ａが出力したＲＦ信号と、Ｃ級の動作をするように設定された２つの増幅回路２ｂが出力したＲＦ信号とを合成する。合成器７は、合成後の信号を、アイソレータ１５を介して出力端９から出力する。第１の実施形態と同様に、出力端９は、合成部５において、入力コネクタ６が配置される側面５１とは反対側の側面に設けられる。出力端９から出力されたＲＦ信号は、電力増幅装置１０の後段の装置に送られる。
　図１０は、本発明の第２の実施形態において、増幅部１と合成部５とを接続させた状態を示す模式図である。第１の実施形態と同様に、対応している出力コネクタ３と入力コネクタ６同士がそれぞれ同時に接続させることで、増幅部１および合成部５は接続状態となる。図１０に示す例では、各出力コネクタ３と各入力コネクタ６とを接続させた結果、個々の出力コネクタ３は対応する入力コネクタ６の内部に存在している。
　次に、電力増幅装置１０の処理経過について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態の電力増幅装置１０の処理経過の例を示すフローチャートである。ただし、図１０に示すように、増幅部１と合成部５とが接続状態になっていて、電力増幅装置１０が運用されている状態であるものとする。
　組をなす１つの増幅回路２ａおよび２つの増幅回路２ｂには、ＲＦ信号が入力される。このＲＦ信号の周波数帯域は、電力増幅装置１０を使用する放送事業者が認可を受けている周波数帯域に収まっている。増幅回路２ａはメインアンプとして動作し、増幅回路２ｂはピークアンプとして動作し、増幅回路２ａ，２ｂは電力増幅後のＲＦ信号を、合成器７に出力する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、個々の増幅回路２は、接続されている出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して、合成器７に電力増幅後のＲＦ信号を出力する。
　合成器７は、１つの増幅回路２ａおよび２つの増幅回路２ｂから出力されたＲＦ信号を合成し、合成後のＲＦ信号を、アイソレータ１５を介して出力端９から出力する。出力端９から出力されたＲＦ信号は、電力増幅装置１０の後段の装置に送られる。
　第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
　また、第１の実施形態で説明した種々の変形例は、第２の実施形態にも適用される。
　例えば、１つの組に含まれる３つの増幅回路２のうち、２つがメインアンプに該当する増幅回路２ａであり、残りの１つがピークアンプに該当する増幅回路２ｂであってもよい。
　また、例えば、増幅回路２の組が、２つの増幅回路を含む構成であってもよい。合成器７がドハティ合成器である場合、２つの増幅回路２のうち、一方をメインアンプとして用い、他方をピークアンプとして用いればよい。メインアンプとして動作させる増幅回路２ａに対しては、ＡＢ級またはＢの動作をするようにバイアス電圧をかければよい。また、ピークアンプとして動作させる増幅回路２ｂに対しては、Ｃ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　また、例えば、合成器７がウィルキンソン合成器であってもよい。例えば、２つの増幅回路２を含む増幅回路２の組が１つ増幅部１に設けられているとする。また、合成部５には、その組に対応する１つの合成器７としてウィルキンソン合成器が設けられているとする。この場合、その２つの増幅回路２に対してそれぞれ、ＡＢ級の動作をするようにバイアス電圧をかければよい。
　第１の実施形態および第２の実施形態において、出力コネクタ３が配置される増幅部１の側面１１には、横方向に並ぶ出力コネクタ３が、複数段に渡って配置されていてもよい。図１２は、横方向に並ぶ出力コネクタ３が２段に渡って配置されている増幅部１の例を示す説明図である。図１２に示す例では、増幅部１の側面１１において、横方向に６個に並ぶ出力コネクタ３が２段に渡って配置されている。各段に並ぶ出力コネクタ３の数は共通である。また、増幅部１には、横方向に並んでいる上段の６個の出力コネクタ３に対応する増幅回路２（図１２において図示略）と、横方向に並んでいる下段の６個の出力コネクタ３に対応する増幅回路２（図１２において図示略）がそれぞれ設けられている。この場合、電力増幅装置１０は、６個の出力コネクタ３に対応する６個の入力コネクタ６を備える合成部５を２台備え、一方の合成部５を横方向に並んでいる上段の６個の出力コネクタ３に接続させ、もう一方の合成部５を横方向に並んでいる上段の６個の出力コネクタ３に接続させればよい。なお、このとき、２台の合成部５を１つの筐体にまとめてもよい。
実施形態３．
　次に、本発明の第３の実施形態として、テレビジョン信号送信システムについて説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態のテレビジョン信号送信システムの構成例を示すブロック図である。図１３に例示するテレビジョン信号送信システム２０は、増幅部１と合成部５とを含む電力増幅装置１０を複数台備える。電力増幅装置１０は、第１の実施形態またはその変形例で説明した電力増幅装置１０であってもよく、あるいは、第２の実施形態またはその変形例で説明した電力増幅装置１０であってもよい。ただし、個々の電力増幅装置１０は同様の構成である。以下に示す説明では、テレビジョン信号送信システム２０が第１の実施形態で説明した電力増幅装置１０を複数台備えている場合を例にして説明する。
　複数の電力増幅装置１０は、ラック（図示略）内において、上下方向に複数段に渡って配置される。なお、図１３では、増幅部１と合成部５とが接続されていて、出力コネクタ３は対応する入力コネクタ６の内部に存在している。また、図１３では、増幅部１内の増幅回路２や、合成部５内の第１の合成器７および第２の合成器８の図示を省略している。
　テレビジョン信号送信システム２０は、さらに、エキサイタ２１と、分配器２２と、電力合成器２３と、フィルタ部２４と、アンテナ２５と、コントローラ２６とを備える。
　エキサイタ２１は、分配器２２に接続されている。エキサイタ２１は、テレビジョン信号として送信されるＲＦ信号を発生させ、分配器２２に出力する。このＲＦ信号の周波数帯域は、テレビジョン信号送信システム２０を使用する放送事業者が認可を受けている周波数帯域である。
　分配器２２は、各電力増幅装置１０の増幅部１に接続されている。個々の増幅部１と分配器２２とは、着脱可能である。例えば、分波器２２の各出力コネクタと各電力増幅装置１０（より具体的には各増幅部１）の各入力コネクタとがそれぞれ同軸ケーブルで接続される構成でもよい。
　分配器２２は、エキサイタ２１から出力されたＲＦ信号を、各電力増幅装置１０の増幅部１に設けられた各増幅回路２に分配する。
　電力合成器２３は、各電力増幅装置１０の合成部５に接続されている。個々の合成部５と電力合成器２３とは、着脱可能である。
　電力合成器２３は、各電力増幅装置１０の合成部５から出力されたＲＦ信号を電力合成した後、フィルタ部２４およびアンテナ２５を介して出力する。
　フィルタ部２４は、テレビジョン信号送信システム２０を使用する放送事業者が認可を受けている周波数帯域のＲＦ信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。
　コントローラ２６は、エキサイタ２１の動作のオン、オフを切り替えたり、各増幅部１の状態を監視したりする。
　次に、テレビジョン信号送信システム２０の処理経過について説明する。図１４は、テレビジョン信号送信システム２０の処理経過の例を示すフローチャートである。
　エキサイタ２１は、ＲＦ信号を発生させ、分配器２２に出力する（ステップＳ２１）。
　次に、分配器２２は、エキサイタ２１から出力されたＲＦ信号を、各増幅部１内の各増幅回路２（図１３において図示略）に分配する（ステップＳ２２）。
　ステップＳ２２の後の電力増幅装置１０の動作は、既に説明した動作（本例では、第１の実施形態におけるステップＳ１～Ｓ３）と同様であり、ここでは説明を省略する。
　ステップＳ３の後、電力合成器２３は、各合成部５が出力端９から出力したＲＦ信号を電力合成した後、フィルタ部２４およびアンテナ２５を介して送信する（ステップＳ２３）。
　本実施形態のテレビジョン信号送信システム２０は、第１の実施形態やその変形例で説明した電力増幅装置１０、または第２の実施形態やその変形例で説明した電力増幅装置１０を備える。従って、本実施形態においても、第１の実施形態や第２の実施形態と同様の効果が得られる。
　また、テレビジョン信号送信システム２０は、電力増幅装置１０を１台備える構成であってもよい。図１５は、電力増幅装置１０を１台備えるテレビジョン信号送信システムの例を示すブロック図である。図１３に示す要素と同一の要素に関しては、図１３と同一の符号を付し説明を省略する。
　テレビジョン信号送信システム２０が備える電力増幅装置１０の台数が１台である場合、分配器２２および電力合成器２３は設けられていなくてよい（図１５参照）。これは、複数の合成部５から出力されたＲＦ信号を電力合成する必要がないためである。
　図１５に示す構成において、合成部５とフィルタ部２４とは、着脱可能である。例えば、合成部５の出力コネクタ（前述の出力端９）とフィルタ部２４の入力コネクタとが同軸フィーダで接続される構成でもよい。また、増幅部１とエキサイタ２１とは、着脱可能である。例えば、エキサイタ２１の出力コネクタと、増幅部１の入力コネクタとが同軸ケーブルで接続される構成でもよい。
　図１５に示す構成では、電力増幅装置１０の合成部５は、合成後のＲＦ信号を、フィルタ部２４およびアンテナ２５を介して送信する。
　次に、本発明の概要について説明する。図１６は、本発明の電力増幅装置の概要を示すブロック図である。本発明の電力増幅装置１０は、ＲＦ信号の電力を増幅する増幅回路２を所定数含む増幅回路２の組を少なくとも１組含む増幅部１と、組に対応付けて設けられ、対応する組に属する増幅回路２が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成器７を含む合成部５とを備える。
　増幅部１は、増幅回路２が出力したＲＦ信号を出力するための出力コネクタ３を増幅回路毎に備える。その出力コネクタ３は、水平方向に並ぶように配置される。
　合成部５は、増幅部１の出力コネクタ３から出力されたＲＦ信号が入力される入力コネクタ６を、出力コネクタ３毎に備える。その入力コネクタは、水平方向に並ぶように配置される。
　増幅部１と合成部５とは、出力コネクタ３および入力コネクタ６を介して着脱可能である。
　合成部５の入力コネクタが設けられた面は、増幅部１の出力コネクタが設けられた面の寸法内に収まっている。
　そのような構成により、ＲＦ信号の電力増幅に関する要素（増幅部１）と、ＲＦ信号の合成に関する要素（合成部５）とを分離させることができ、ＲＦ信号の合成に関する要素（合成部５）を容易に交換できる。
　上記の実施形態は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下に限定されるわけではない。
（付記１）ＲＦ（Radio Frequency ）信号の電力を増幅する増幅回路を所定数含む増幅回路の組を少なくとも１組含む増幅部と、前記組に対応付けて設けられ、対応する組に属する増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成器を含む合成部とを備え、前記増幅部は、増幅回路が出力したＲＦ信号を出力するための出力コネクタを増幅回路毎に備え、前記出力コネクタは、水平方向に並び、前記合成部は、前記増幅部の前記出力コネクタから出力されたＲＦ信号が入力される入力コネクタを、前記出力コネクタ毎に備え、前記入力コネクタは、水平方向に並び、前記増幅部と前記合成部とは、前記出力コネクタおよび前記入力コネクタを介して着脱可能であり、前記合成部の入力コネクタが設けられた面は、前記増幅部の出力コネクタが設けられた面の寸法内に収まることを特徴とする電力増幅装置。
（付記２）増幅部は、増幅回路を所定数含む増幅回路の組を複数組含み、合成部は、増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成器を複数含むとともに、前記合成器が出力するＲＦ信号を合成する第２の合成器を含む付記１に記載の電力増幅装置。
（付記３）各入力コネクタは、フローティングコネクタである付記１または付記２に記載の電力増幅装置。
（付記４）各出力コネクタはそれぞれ、対応する増幅回路が出力するＲＦ信号をそのまま出力する付記１から付記３のうちのいずれかに記載の電力増幅装置。
（付記５）各増幅回路は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）である付記１から付記４のうちのいずれかに記載の電力増幅装置。
（付記６）増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成部内の合成器は、ドハティ合成器である付記１から付記５のうちのいずれかに記載の電力増幅装置。
（付記７）増幅回路の各組は、３つの増幅回路を含み、当該３つの増幅回路のうち、１つの増幅回路は、ＡＢ級またはＢ級の動作をするように設定された増幅回路であり、残りの２つの増幅回路は、Ｃ級の動作をするように設定された増幅回路であり、増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成部内の合成器は、ドハティ合成器である付記１から付記６のうちのいずれかに記載の電力増幅装置。
（付記８）増幅回路の各組は、２つの増幅回路を含み、当該２つの増幅回路のうち、１つの増幅回路は、ＡＢ級またはＢ級の動作をするように設定された増幅回路であり、残りの１つの増幅回路は、Ｃ級の動作をするように設定された増幅回路であり、増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成部内の合成器は、ドハティ合成器である付記１から付記６のうちのいずれかに記載の電力増幅装置。
（付記９）付記１から付記８のうちのいずれかに記載の電力増幅装置を備えるテレビジョン信号送信システム。
産業上の利用の可能性
　本発明は、テレビジョン信号送信システムや、テレビジョン信号送信システムに設けられる電力増幅装置に好適に適用される。
　１　増幅部
　２　増幅回路
　３　出力コネクタ
　５　合成部
　６　入力コネクタ
　７　合成器（第１の合成器）
　８　第２の合成器
　１０　電力増幅装置
　２０　テレビジョン信号送信システム
　２１　エキサイタ
　２２　分配器
　２３　電力合成器
　２４　フィルタ部
　２５　アンテナ
　２６　コントローラ

Claims (9)

  1. 　ＲＦ（Radio Frequency ）信号の電力を増幅する増幅回路を所定数含む増幅回路の組を少なくとも１組含む増幅部と、
    　前記組に対応付けて設けられ、対応する組に属する増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成器を含む合成部とを備え、
    　前記増幅部は、増幅回路が出力したＲＦ信号を出力するための出力コネクタを増幅回路毎に備え、
    　前記出力コネクタは、水平方向に並び、
    　前記合成部は、前記増幅部の前記出力コネクタから出力されたＲＦ信号が入力される入力コネクタを、前記出力コネクタ毎に備え、
    　前記入力コネクタは、水平方向に並び、
    　前記増幅部と前記合成部とは、前記出力コネクタおよび前記入力コネクタを介して着脱可能であり、
    　前記合成部の入力コネクタが設けられた面は、前記増幅部の出力コネクタが設けられた面の寸法内に収まる
    　ことを特徴とする電力増幅装置。
  2. 　増幅部は、増幅回路を所定数含む増幅回路の組を複数組含み、
    　合成部は、増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成器を複数含むとともに、前記合成器が出力するＲＦ信号を合成する第２の合成器を含む
    　請求項１に記載の電力増幅装置。
  3. 　各入力コネクタは、フローティングコネクタである
    　請求項１または請求項２に記載の電力増幅装置。
  4. 　各出力コネクタはそれぞれ、対応する増幅回路が出力するＲＦ信号をそのまま出力する
    　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  5. 　各増幅回路は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）である
    　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  6. 　増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成部内の合成器は、ドハティ合成器である
    　請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  7. 　増幅回路の各組は、３つの増幅回路を含み、当該３つの増幅回路のうち、１つの増幅回路は、ＡＢ級またはＢ級の動作をするように設定された増幅回路であり、残りの２つの増幅回路は、Ｃ級の動作をするように設定された増幅回路であり、
    　増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成部内の合成器は、ドハティ合成器である
    　請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  8. 　増幅回路の各組は、２つの増幅回路を含み、当該２つの増幅回路のうち、１つの増幅回路は、ＡＢ級またはＢ級の動作をするように設定された増幅回路であり、残りの１つの増幅回路は、Ｃ級の動作をするように設定された増幅回路であり、
    　増幅回路が出力するＲＦ信号を合成して出力する合成部内の合成器は、ドハティ合成器である
    　請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の電力増幅装置。
  9. 　請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の電力増幅装置を備えるテレビジョン信号送信システム。
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