JP2000349565A - 電力増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望波の電力に対する歪電力の比を低減する
ことができない。 【解決手段】 単位増幅器３４，３５として、入力信号
の電力変化に対して相互に正負符号の異なる同値の利得
特性を有するものを用い、入力電力の変化に対して利得
変化が平坦化され、リニアライザを設けることなく損失
を低減すると共に、歪電力を低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力増幅装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１８は例えばマイクロ波半導体回路
「本城和彦著，日刊工業新聞社，１９９３年９月２４日
発行，１４０頁」に示された従来のバランス型増幅器を
示す構成図であり、図において、１は入力端子、２は一
端を接地した終端器、３は３ｄＢの分配比率を有し、入
力端子１からの入力信号を電力分配するブランチ型カッ
プラ、４，５は電力分配された入力信号を増幅する単位
増幅器、６は増幅された信号を電力合成するブランチ型
カップラ、７は一端を接地した終端器、８は出力端子で
ある。

【０００３】次に動作について説明する。ブランチ型カ
ップラ３は、入力端子１からの入力信号を３ｄＢの分配
比率で電力分配する。この時、終端器２は、入力信号の
ブランチ型カップラ３による反射信号を消去する。単位
増幅器４，５は、電力分配された入力信号をそれぞれ増
幅する。ブランチ型カップラ６は、それぞれ増幅された
信号を電力合成し、出力端子８に出力する。この時、終
端器７は、出力信号のブランチ型カップラ６による反射
信号を消去する。このような電力増幅装置においては、
所望波の電力が合成されると同時に、単位増幅器４，５
によって発生された歪電力も合成され、出力端子８から
出力される。

【０００４】図１９は例えば特開平５−２１８９２６号
公報に示された従来のテレビジョン中継放送機の電力増
幅装置を示す構成図であり、図において、１１は入力信
号をろ波するフィルタ、１２は受信変換器、１３は送信
変換器、１４は送信変換された信号を電力分配する分配
器、１５，１６は電力分配された入力信号を増幅する電
力増幅装置であり、電力増幅装置１５において、１５ａ
は入力信号を増幅する電力増幅器、１５ｂは自己調整型
フィードフォワード非線形歪補償回路である。１７は増
幅された信号を電力合成する合成器、１８は電力合成さ
れた信号をろ波して出力するフィルタである。

【０００５】次に動作について説明する。入力信号は、
フィルタ１１、受信変換器１２、および送信変換器１３
により、送信変換後に、分配器１４により分配される。
電力増幅装置１５，１６は、分配された信号を自己調整
型フィードフォワード非線形歪補償回路１５ｂによって
歪補償された電力増幅器１５ａで増幅する。合成器１７
は、増幅されたそれぞれの信号を電力合成して、さら
に、フィルタ１８は、電力合成された信号をろ波して出
力する。このような電力増幅装置においては、所望波の
電力が合成されると同時に、電力増幅装置１５，１６に
よって歪補償しきれずに残留した非線形歪も合成され、
出力される。

【０００６】図２０は例えば特開平４−４７８０４号公
報に示された従来の歪補償回路を示す構成図であり、図
において、２１は入力端子、２２は入力端子２１からの
マイクロ波信号を電力分配するハイブリッド、２３は非
線形性を補償するリニアライザ、２４，２５はハイブリ
ッド２２により電力分配され、一方がリニアライザ２３
を通じたマイクロ波信号を増幅する電力増幅器、２６は
電力増幅器２４，２５によって増幅されたマイクロ波信
号の歪成分を相殺するコンバイナ、２７は出力端子であ
る。

【０００７】次に動作について説明する。ハイブリッド
２２は、入力端子２１からのマイクロ波信号を２等分す
る。リニアライザ２３は、電力増幅器２４，２５の非線
形性を補償するものであり、電力増幅器２４は、ハイブ
リッド２２により電力分配され、さらにリニアライザ２
３を通じたマイクロ波信号を増幅する。また、電力増幅
器２５は、ハイブリッド２２により電力分配されたマイ
クロ波信号を増幅する。コンバイナ２６は、電力増幅器
２４，２５によって増幅されたマイクロ波信号を合成し
て出力端子２７から出力する。ここで、リニアライザ２
３を、そのリニアライザ２３から発生する歪補償用成分
のレベルを電力増幅器２４から発生される歪成分のレベ
ルより大きいレベルに調整しておく。この結果、電力増
幅器２４，２５の出力は過補償の形となり、この過補償
の成分と電力増幅器２４，２５本来の歪成分がコンバイ
ナ２６の出力部にて相殺される。このような電力増幅装
置においては、リニアライザ２３を設けなくてはならな
い。また、電力増幅器２４，２５のどちらか一方にのみ
にリニアライザ２３を設けるので、リニアライザ２３を
設けた経路とリニアライザ２３を設けていない経路との
間で大きな通過位相差が発生し、コンバイナ２６による
合成後に大きな損失が発生する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の電力増幅装置は
以上のように構成されているので、図１８および図１９
に示した装置では、同一特性を有する単位増幅器４，５
や自己調整型フィードフォワード非線形歪補償回路付き
電力増幅装置１５，１６の出力電力を合成しているた
め、増幅器で発生した歪電力も電力合成され、所望波の
電力に対する歪電力の比を低減することができない課題
があった。また、図２０に示した装置では、リニアライ
ザ２３を設けなくてはならず、構成が複雑になってしま
い、また、電力増幅器２４，２５のどちらか一方にのみ
にリニアライザ２３を設けるので、リニアライザ２３を
設けた経路とリニアライザ２３を設けていない経路との
間で大きな通過位相差が発生し、コンバイナ２６による
合成後に大きな損失が発生する。さらに、リニアライザ
２３を設けた電力増幅器２４と、リニアライザ２３を設
けない電力増幅器２５との出力振幅および微小信号の通
過位相に対する位相変化量が異なるため、コンバイナ２
６による合成後に大きな損失が発生するなどの課題があ
った。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、リニアライザを設けることなく、
損失を低減すると共に、歪電力を低減する電力増幅装置
を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電力増幅
装置は、１個以上の単位増幅器とその他の単位増幅器と
で入力信号の電力変化に対して相互に正負符号の異なる
利得特性を有し、電力分配手段によって分配された入力
信号を増幅する増幅手段と、それら増幅された信号を電
力合成する電力合成手段とを備えたものである。

【００１１】この発明に係る電力増幅装置は、１個以上
の単位増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の電力
変化に対して相互に正負符号の異なる位相特性を有し、
電力分配手段によって分配された入力信号を増幅する増
幅手段と、それら増幅された信号を電力合成する電力合
成手段とを備えたものである。

【００１２】この発明に係る電力増幅装置は、１個以上
の単位増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の電力
変化に対して相互に正負符号の異なる利得特性および位
相特性を有し、電力分配手段によって分配された入力信
号を増幅する増幅手段と、それら増幅された信号を電力
合成する電力合成手段とを備えたものである。

【００１３】この発明に係る電力増幅装置は、増幅手段
を、入力信号の電力増加に対して増加する利得特性を有
する利得制御回路と複数の単位増幅器とから構成したも
のである。

【００１４】この発明に係る電力増幅装置は、増幅手段
を、入力信号の電力増加に対して遅れ位相の位相特性を
有する位相制御回路と複数の単位増幅器とから構成した
ものである。

【００１５】この発明に係る電力増幅装置は、増幅手段
を、入力信号の電力増加に対して増加する利得特性およ
び遅れ位相の位相特性を有する利得位相制御回路と複数
の単位増幅器とから構成したものである。

【００１６】この発明に係る電力増幅装置は、電力合成
手段を、増幅手段によって増幅された信号に応じた電磁
波を空間に放射し、空間で電力合成を行う複数のアンテ
ナから構成したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による電
力増幅装置を示す構成図であり、図において、３１は入
力端子、３２は入力端子３１からの入力信号を電力分配
する電力分配器（電力分配手段）、３３は増幅手段であ
り、その増幅手段３３において、３４は入力信号の１ｄ
Ｂの電力増加に対して０．０５ｄＢの増加の利得特性を
有する単位増幅器、３５は入力信号の１ｄＢの電力増加
に対して０．０５ｄＢの減少の利得特性を有する単位増
幅器である。３６は単位増幅器３４，３５によって増幅
された信号を電力合成する電力合成器（電力合成手
段）、３７は出力端子である。

【００１８】次に動作について説明する。電力分配器３
２は、入力端子３１からの入力信号を電力分配する。増
幅手段３３において、単位増幅器３４は、入力信号の１
ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの増加の利得特性
を有し、電力分配された入力信号を増幅する。また、単
位増幅器３５は、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して
０．０５ｄＢの減少の利得特性を有し、電力分配された
入力信号を増幅する。電力合成器３６は、単位増幅器３
４，３５によって増幅された信号を電力合成し、出力端
子３７から出力する。

【００１９】図２はこの発明の実施の形態１による単位
増幅器の利得特性および位相特性を示す特性図であり、
図２（ａ）は単位増幅器３４の利得特性および位相特
性、図２（ｂ）は単位増幅器３５の利得特性および位相
特性を示したものである。図２から理解できるように、
単位増幅器３４，３５は、入力信号の電力変化に対して
相互に正負符号の異なる同値の利得特性を有し、単位増
幅器３４は、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．
０５ｄＢの増加の利得特性を有し、また、単位増幅器３
５は、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄ
Ｂの減少の利得特性を有するものである。ここで、電力
分配器３２、および電力合成器３６は、無損失の３ｄＢ
の比率の方向性結合器とする。図３はこの発明の実施の
形態１による入力端子の入力電力に対する出力端子の出
力電力の計算によって求められた利得特性および位相特
性を示す特性図であり、図３から理解できるように、入
力電力の１ｄＢの増加に対して利得変化が０．００２ｄ
Ｂ程度に平坦化され、歪が低減されていることがわか
る。

【００２０】なお、上記実施の形態１では、単位増幅器
が２個の場合を示したが、単位増幅器が３個以上の場合
でも、利得変化が逆である単位増幅器を組み合わせるこ
とで同様の結果が得られる。また、上記実施の形態１で
は、電力分配器３２、および電力合成器３６に無損失の
３ｄＢの比率の方向性結合器を用いたが、ウィルキンソ
ン電力分配器、ウィルキンソン電力合成器などを用いて
も同様の結果が得られる。さらに、一般に、ＧａＡｓＦ
ＥＴやＭＯＳＦＥＴ、Ｓｉ−ＢＪＴ，ＨＢＴを用いた増
幅器は、入力電力の増加に対し、利得が減少する特性を
有することが多い。そこで、増幅器の負荷条件やバイア
ス条件などを調整することで、利得が増加する増幅器を
実現する。この際、上記特性を得るように調整を行うと
共に、微小信号における入力信号に対する通過位相を増
幅器間でそろえるように調整を行う。

【００２１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、単位増幅器３４，３５として、入力信号の電力変化
に対して相互に正負符号の異なる利得特性を有するもの
を用いたので、入力電力の変化に対して利得変化が平坦
化され、リニアライザを設けることなく損失を低減する
と共に、歪電力を低減することができる効果がある。

【００２２】実施の形態２．この実施の形態２は、図１
において、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．３
ｄｅｇの進み位相の位相特性を有する単位増幅器３４
と、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．３ｄｅｇ
の遅れ位相の位相特性を有する単位増幅器３５とを用い
たものである。その他の構成は、図１と同一であるので
重複する説明を省略する。

【００２３】次に動作について説明する。図４はこの発
明の実施の形態２による単位増幅器の利得特性および位
相特性を示す特性図であり、図４（ａ）は単位増幅器３
４の利得特性および位相特性、図４（ｂ）は単位増幅器
３５の利得特性および位相特性を示したものである。図
４から理解できるように、単位増幅器３４，３５は、入
力信号の電力変化に対して相互に正負符号の異なる同値
の位相特性を有し、単位増幅器３４は、入力信号の１ｄ
Ｂの電力増加に対して０．３ｄｅｇの進み位相の位相特
性を有し、また、単位増幅器３５は、入力信号の１ｄＢ
の電力増加に対して０．３ｄｅｇの遅れ位相の位相特性
を有するものである。ここで、電力分配器３２、および
電力合成器３６は、無損失の３ｄＢの比率の方向性結合
器とする。図５はこの発明の実施の形態２による入力端
子の入力電力に対する出力端子の出力電力の計算によっ
て求められた利得特性および位相特性を示す特性図であ
り、図５から理解できるように、入力電力の１ｄＢの増
加に対して位相変化がほぼ平坦化され、歪が低減されて
いることがわかる。

【００２４】なお、上記実施の形態２では、単位増幅器
が２個の場合を示したが、単位増幅器が３個以上の場合
でも、位相変化が逆である単位増幅器を組み合わせるこ
とで同様の結果が得られる。また、上記実施の形態２で
は、電力分配器３２、および電力合成器３６に無損失の
３ｄＢの比率の方向性結合器を用いたが、ウィルキンソ
ン電力分配器、ウィルキンソン電力合成器などを用いて
も同様の結果が得られる。さらに、一般に、ＧａＡｓＦ
ＥＴやＭＯＳＦＥＴ、Ｓｉ−ＢＪＴ，ＨＢＴを用いた増
幅器は、入力電力の増加に対し、位相が進む特性を有す
ることが多い。そこで、増幅器の負荷条件やバイアス条
件などを調整することで、位相が遅れる増幅器を実現す
る。この際、上記特性を得るように調整を行うと共に、
微小信号における入力信号に対する通過位相を増幅器間
でそろえるように調整を行う。さらに、上記実施の形態
２では、単位増幅器３４，３５の利得特性を図４
（ａ），（ｂ）に示したように両方０ｄＢとしたが、単
位増幅器３４，３５の利得特性は、互いに異なるもので
あっても良い。

【００２５】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、単位増幅器３４，３５として、入力信号の電力変化
に対して相互に正負符号の異なる同値の位相特性を有す
るものを用いたので、入力電力の変化に対して位相変化
が平坦化され、リニアライザを設けることなく損失を低
減すると共に、歪電力を低減することができる効果があ
る。

【００２６】実施の形態３．この実施の形態３は、図１
において、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．０
５ｄＢの減少の利得特性、および０．３ｄｅｇの進み位
相の位相特性を有する単位増幅器３４と、入力信号の１
ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの増加の利得特
性、および０．３ｄｅｇの遅れ位相の位相特性を有する
単位増幅器３５とを用いたものである。その他の構成
は、図１と同一であるので重複する説明を省略する。

【００２７】次に動作について説明する。図６はこの発
明の実施の形態３による単位増幅器の利得特性および位
相特性を示す特性図であり、図６（ａ）は単位増幅器３
４の利得特性および位相特性、図６（ｂ）は単位増幅器
３５の利得特性および位相特性を示したものである。図
６から理解できるように、単位増幅器３４，３５は、入
力信号の電力変化に対して相互に正負符号の異なる同値
の利得特性および位相特性を有し、単位増幅器３４は、
入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの減
少の利得特性、および０．３ｄｅｇの進み位相の位相特
性を有し、また、単位増幅器３５は、入力信号の１ｄＢ
の電力増加に対して０．０５ｄＢの増加の利得特性、お
よび０．３ｄｅｇの遅れ位相の位相特性を有するもので
ある。ここで、電力分配器３２、および電力合成器３６
は、無損失の３ｄＢの比率の方向性結合器とする。図７
はこの発明の実施の形態３による入力端子の入力電力に
対する出力端子の出力電力の計算によって求められた利
得特性および位相特性を示す特性図であり、図７から理
解できるように、入力電力の１ｄＢの増加に対して利得
変化は０．０１ｄＢ程度に、位相変化は０．１５ｄｅｇ
程度に平坦化され、歪が低減されていることがわかる。

【００２８】なお、上記実施の形態３では、単位増幅器
が２個の場合を示したが、単位増幅器が３個以上の場合
でも、利得変化および位相変化が逆である単位増幅器を
組み合わせることで同様の結果が得られる。また、上記
実施の形態３では、電力分配器３２、および電力合成器
３６に無損失の３ｄＢの比率の方向性結合器を用いた
が、ウィルキンソン電力分配器、ウィルキンソン電力合
成器などを用いても同様の結果が得られる。さらに、一
般に、ＧａＡｓＦＥＴやＭＯＳＦＥＴ、Ｓｉ−ＢＪＴ，
ＨＢＴを用いた増幅器は、入力電力の増加に対し、利得
が減少し位相が進む特性を有することが多い。そこで、
増幅器の負荷条件やバイアス条件などを調整すること
で、利得が増加し位相が遅れる増幅器を実現する。この
際、上記特性を得るように調整を行うと共に、微小信号
における入力信号に対する通過位相を増幅器間でそろえ
るように調整を行う。

【００２９】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、単位増幅器３４，３５として、入力信号の電力変化
に対して相互に正負符号の異なる同値の利得特性および
位相特性を有するものを用いたので、入力電力の変化に
対して利得変化および位相変化が平坦化され、リニアラ
イザを設けることなく損失を低減すると共に、歪電力を
低減することができる効果がある。

【００３０】実施の形態４．図８はこの発明の実施の形
態４による電力増幅装置を示す構成図であり、図におい
て、３８，３９は電力合成器３６に代えて設けられたも
のであり、単位増幅器３４，３５によって増幅された信
号に応じた電磁波を空間に放射し、空間で電力合成を行
う指向性アンテナ（アンテナ）である。その他の構成
は、図１と同一であるので重複する説明を省略する。

【００３１】次に動作について説明する。単位増幅器３
４，３５は、実施の形態１に示したように、入力信号の
１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの増加および減
少の利得特性を有し、電力分配された入力信号を増幅す
る。指向性アンテナ３８，３９は、単位増幅器３４，３
５によって増幅された信号に応じた電磁波を空間に放射
し、空間で電力合成を行う。図９はこの発明の実施の形
態４による入力端子の入力電力に対する出力端子の出力
電力の計算によって求められた利得特性および位相特性
を示す特性図であり、図９では伝搬損失、送受信アンテ
ナ利得などを考慮し、２つの送信アンテナ端における電
力の和を計算した。図９から理解できるように、入力電
力の１ｄＢの増加に対して利得変化は０．００２ｄＢ程
度に平坦化され、歪が低減されていることがわかる。

【００３２】また、単位増幅器３４，３５を、実施の形
態２に示したように、入力信号の１ｄＢの電力増加に対
して０．３ｄｅｇの進みおよび遅れの位相特性を有し、
電力分配された入力信号を増幅するようにし、指向性ア
ンテナ３８，３９によって、単位増幅器３４，３５によ
り増幅された信号に応じた電磁波を空間に放射し、空間
で電力合成を行うようにしても良い。図１０はこの発明
の実施の形態４による入力端子の入力電力に対する出力
端子の出力電力の計算によって求められた利得特性およ
び位相特性を示す特性図であり、図１０では伝搬損失、
送受信アンテナ利得などを考慮し、２つの送信アンテナ
端における電力の和を計算した。図１０から理解できる
ように、入力電力の１ｄＢの増加に対して位相変化はほ
ぼ平坦化され、歪が低減されていることがわかる。

【００３３】さらに、単位増幅器３４，３５を、実施の
形態３に示したように、入力信号の１ｄＢの電力増加に
対して０．０５ｄＢの増加および減少の利得特性を有す
ると共に、０．３ｄｅｇの遅れおよび進みの位相特性を
有し、電力分配された入力信号を増幅するようにし、指
向性アンテナ３８，３９によって、単位増幅器３４，３
５により増幅された信号に応じた電磁波を空間に放射
し、空間で電力合成を行うようにしても良い。図１１は
この発明の実施の形態４による入力端子の入力電力に対
する出力端子の出力電力の計算によって求められた利得
特性および位相特性を示す特性図であり、図１１では伝
搬損失、送受信アンテナ利得などを考慮し、２つの送信
アンテナ端における電力の和を計算した。図１１から理
解できるように、入力電力の１ｄＢの増加に対して利得
変化は０．０１ｄＢ程度に、位相変化は０．１５ｄｅｇ
程度に平坦化され、歪が低減されていることがわかる。

【００３４】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、電力合成器３６に代えて、単位増幅器３４，３５に
よって増幅された信号に応じた電磁波を空間に放射し、
空間で電力合成を行う指向性アンテナ３８，３９を用い
たので、電力合成器３６による損失をなくすことができ
る効果がある。

【００３５】実施の形態５．図１２はこの発明の実施の
形態５による電力増幅装置を示す構成図であり、図にお
いて、４０は増幅手段であり、その増幅手段４０におい
て、４１は電力分配された信号の利得を制御する利得制
御回路である。４２は電力分配された信号を分岐する方
向性結合器、４３は分岐された信号を検波する検波回
路、４４はその検波された信号に応じて可変減衰器４５
を制御する制御回路である。その他の構成は、図１と同
一であるので重複する説明を省略する。

【００３６】次に動作について説明する。増幅手段４０
において、電力分配された一方の信号は、利得制御回路
４１に入力され、方向性結合器４２は、電力分配された
信号を分岐して、検波回路４３は、分岐された信号を検
波する。また、制御回路４４は、その検波された信号に
応じて可変減衰器４５を制御する。単位増幅器３４は、
入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの増
加の利得特性を有し、電力分配された入力信号を増幅す
る。また、単位増幅器３５は、入力信号の１ｄＢの電力
増加に対して０．０５ｄＢの減少の利得特性を有し、電
力分配された入力信号を増幅する。電力合成器３６は、
単位増幅器３４，３５によって増幅された信号を電力合
成し、出力端子３７から出力する。

【００３７】一般に、ＢＪＴやＦＥＴを用いた増幅器は
入力電力の増加に対し、利得が減少する特性を有する。
そこで、入力電力が増加するに従い可変減衰器４５の減
衰量を減少するように制御された利得制御回路４１と、
単位増幅器３４を組み合わせて使用することで、入力電
力の増加に対し利得が増加する特性を有する増幅器を得
る。このようにして得られた利得が増加する特性を有す
る増幅器と、利得が減少する単位増幅器３５からなる増
幅器とを組み合わせて使用することで、実施の形態１に
示すように、利得特性を平坦化することができる。この
際、微小信号における入力信号に対する通過位相を単位
増幅器３５と、および利得制御回路４１を通じた単位増
幅器３４との間でそろえるようにする。なお、上記実施
の形態５では、一方の単位増幅器３４に対してのみ利得
制御を行ったが、複数の単位増幅器に対して利得制御を
行っても良い。

【００３８】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、単位増幅器３４に利得制御回路４１を組み合わせて
使用することにより、入力電力の増加に対し利得が増加
する特性を有する増幅器を得ることができ、入力電力の
増加に対し利得が減少する特性を有する単位増幅器３５
との組み合わせによって、精度良く利得特性を平坦化す
ることができ、歪電力を有効に低減することができる効
果がある。

【００３９】実施の形態６．図１３はこの発明の実施の
形態６による電力増幅装置を示す構成図であり、図にお
いて、５０は増幅手段であり、その増幅手段５０におい
て、５１は電力分配された信号の位相を制御する位相制
御回路である。５２は電力分配された信号を分岐する方
向性結合器、５３は分岐された信号を検波する検波回
路、５４はその検波された信号に応じて移相器５５を制
御する制御回路である。その他の構成は、図１と同一で
あるので重複する説明を省略する。

【００４０】次に動作について説明する。増幅手段５０
において、電力分配された一方の信号は、位相制御回路
５１に入力され、方向性結合器５２は、電力分配された
信号を分岐して、検波回路５３は、分岐された信号を検
波する。また、制御回路５４は、その検波された信号に
応じて移相器５５を制御する。単位増幅器３４は、入力
信号の１ｄＢの電力増加に対して０．３ｄｅｇの進み位
相の位相特性を有し、電力分配された入力信号を増幅す
る。また、単位増幅器３５は、入力信号の１ｄＢの電力
増加に対して０．３ｄｅｇの遅れ位相の位相特性を有
し、電力分配された入力信号を増幅する。電力合成器３
６は、単位増幅器３４，３５によって増幅された信号を
電力合成し、出力端子３７から出力する。

【００４１】一般に、ＢＪＴやＦＥＴを用いた増幅器は
入力電力の増加に対し、位相が進む特性を有する。そこ
で、入力電力が増加するに従い移相器５５により位相が
遅れるように制御された位相制御回路５１と、単位増幅
器３４を組み合わせて使用することで、入力電力の増加
に対し位相が遅れる特性を有する増幅器を得る。このよ
うにして得られた位相が遅れる特性を有する増幅器と、
位相が進む単位増幅器３５からなる増幅器とを組み合わ
せて使用することで、実施の形態１に示すように、位相
特性を平坦化することができる。この際、微小信号にお
ける入力信号に対する通過位相を単位増幅器３５と、お
よび位相制御回路５１を通じた単位増幅器３４との間で
そろえるようにする。なお、上記実施の形態６では、一
方の単位増幅器３４に対してのみ位相制御を行ったが、
複数の単位増幅器に対して位相制御を行っても良い。

【００４２】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、単位増幅器３４に位相制御回路５１を組み合わせて
使用することにより、入力電力の増加に対し位相が遅れ
る特性を有する増幅器を得ることができ、入力電力の増
加に対し位相が進む特性を有する単位増幅器３５との組
み合わせによって、精度良く位相特性を平坦化すること
ができ、歪電力を有効に低減することができる効果があ
る。

【００４３】実施の形態７．図１４はこの発明の実施の
形態７による電力増幅装置を示す構成図であり、図にお
いて、６０は増幅手段であり、その増幅手段６０におい
て、６１は電力分配された信号の利得および位相を制御
する利得位相制御回路であり、６２は電力分配された信
号を分岐する方向性結合器、６３は分岐された信号を検
波する検波回路、６４はその検波された信号に応じて可
変減衰器６５および移相器６６を制御する制御回路であ
る。その他の構成は、図１と同一であるので重複する説
明を省略する。

【００４４】次に動作について説明する。増幅手段６０
において、電力分配された一方の信号は、利得位相制御
回路６１に入力され、方向性結合器６２は、電力分配さ
れた信号を分岐して、検波回路６３は、分岐された信号
を検波する。また、制御回路６４は、その検波された信
号に応じて可変減衰器６５および移相器６６を制御す
る。単位増幅器３４は、入力信号の１ｄＢの電力増加に
対して０．０５ｄＢの減少の利得特性、および０．３ｄ
ｅｇの進み位相の位相特性を有し、電力分配された入力
信号を増幅する。また、単位増幅器３５は、入力信号の
１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの増加の利得特
性、および０．３ｄｅｇの遅れ位相の位相特性を有し、
電力分配された入力信号を増幅する。電力合成器３６
は、単位増幅器３４，３５によって増幅された信号を電
力合成し、出力端子３７から出力する。

【００４５】一般に、ＢＪＴやＦＥＴを用いた増幅器は
入力電力の増加に対し、利得が減少し位相が進む特性を
有する。そこで、入力電力が増加するに従い可変減衰器
６５の減衰量を減少するように制御され、移相器６６に
より位相が遅れるように制御された利得位相制御回路６
１と、単位増幅器３４を組み合わせて使用することで、
入力電力の増加に対し利得が増加し位相が遅れる特性を
有する増幅器を得る。このようにして得られた利得が増
加し位相が遅れる特性を有する増幅器と、利得が減少し
位相が進む単位増幅器３５からなる増幅器とを組み合わ
せて使用することで、実施の形態１に示すように、利得
特性および位相特性を平坦化することができる。この
際、微小信号における入力信号に対する通過位相を単位
増幅器３５と、および利得位相制御回路６１を通じた単
位増幅器３４との間でそろえるようにする。なお、上記
実施の形態６では、一方の単位増幅器３４に対してのみ
利得位相制御を行ったが、複数の単位増幅器に対して利
得位相制御を行っても良い。

【００４６】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、単位増幅器３４に利得位相制御回路６１を組み合わ
せて使用することにより、入力電力の増加に対し利得が
増加し位相が遅れる特性を有する増幅器を得ることがで
き、入力電力の増加に対し利得が減少し位相が進む特性
を有する単位増幅器３５との組み合わせによって、精度
良く利得特性および位相特性を平坦化することができ、
歪電力を有効に低減することができる効果がある。

【００４７】実施の形態８．図１５から図１７はこの発
明の実施の形態８による電力増幅装置を示す構成図であ
り、図において、３８，３９は電力合成器３６に代えて
設けられたものであり、単位増幅器３４，３５によって
増幅された信号に応じた電磁波を空間に放射し、空間で
電力合成を行う指向性アンテナ（アンテナ）である。そ
の他の構成は、図１２から図１４と同一であるので重複
する説明を省略する。

【００４８】次に動作について説明する。図１５におい
て、単位増幅器３４，３５は、実施の形態５に示したよ
うに、入力信号の１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄ
Ｂの増加および減少の利得特性を有し、電力分配された
入力信号を増幅する。指向性アンテナ３８，３９は、単
位増幅器３４，３５によって増幅された信号に応じた電
磁波を空間に放射し、空間で電力合成を行う。したがっ
て、入力電力の増加に対して利得変化は平坦化され、歪
を低減することができると共に、電力合成器３６による
損失をなくすことができる。

【００４９】また、図１６において、単位増幅器３４，
３５を、実施の形態６に示したように、入力信号の１ｄ
Ｂの電力増加に対して０．３ｄｅｇの進みおよび遅れの
位相特性を有し、電力分配された入力信号を増幅するよ
うにし、指向性アンテナ３８，３９によって、単位増幅
器３４，３５により増幅された信号に応じた電磁波を空
間に放射し、空間で電力合成を行うようにしても良い。
したがって、入力電力の増加に対して位相変化は平坦化
され、歪を低減することができると共に、電力合成器３
６による損失をなくすことができる。

【００５０】さらに、図１７において、単位増幅器３
４，３５を、実施の形態７に示したように、入力信号の
１ｄＢの電力増加に対して０．０５ｄＢの増加および減
少の利得特性を有すると共に、０．３ｄｅｇの遅れおよ
び進みの位相特性を有し、電力分配された入力信号を増
幅するようにし、指向性アンテナ３８，３９によって、
単位増幅器３４，３５により増幅された信号に応じた電
磁波を空間に放射し、空間で電力合成を行うようにして
も良い。したがって、入力電力の増加に対して利得変化
および位相変化は平坦化され、歪を低減することができ
ると共に、電力合成器３６による損失をなくすことがで
きる。

【００５１】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、電力合成器３６に代えて、単位増幅器３４，３５に
よって増幅された信号に応じた電磁波を空間に放射し、
空間で電力合成を行う指向性アンテナ３８，３９を用い
たので、電力合成器３６による損失をなくすことができ
る効果がある。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、１個
以上の単位増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の
電力変化に対して相互に正負符号の異なる利得特性を有
し、電力分配手段によって分配された入力信号を増幅す
る増幅手段と、それら増幅された信号を電力合成する電
力合成手段とを備えるように構成したので、入力電力の
変化に対して利得変化が平坦化され、リニアライザを設
けることなく損失を低減すると共に、歪電力を低減する
ことができる効果が得られる。

【００５３】また、この発明によれば、１個以上の単位
増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の電力変化に
対して相互に正負符号の異なる位相特性を有し、電力分
配手段によって分配された入力信号を増幅する増幅手段
と、それら増幅された信号を電力合成する電力合成手段
とを備えるように構成したので、入力電力の変化に対し
て位相変化が平坦化され、リニアライザを設けることな
く損失を低減すると共に、歪電力を低減することができ
る効果が得られる。

【００５４】さらに、この発明によれば、１個以上の単
位増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の電力変化
に対して相互に正負符号の異なる利得特性および位相特
性を有し、電力分配手段によって分配された入力信号を
増幅する増幅手段と、それら増幅された信号を電力合成
する電力合成手段とを備えるように構成したので、入力
電力の変化に対して利得変化および位相変化が平坦化さ
れ、リニアライザを設けることなく損失を低減すると共
に、歪電力を低減することができる効果が得られる。

【００５５】さらに、この発明によれば、増幅手段を、
入力信号の電力増加に対して増加する利得特性を有する
利得制御回路と複数の単位増幅器とから構成したので、
入力信号の電力増加に対して利得が増加する特性を有す
る増幅器を得ることができ、入力信号の電力増加に対し
て利得が減少する特性を有する単位増幅器との組み合わ
せによって、精度良く利得特性を平坦化することがで
き、歪電力を有効に低減することができる効果が得られ
る。

【００５６】さらに、この発明によれば、増幅手段を、
入力信号の電力増加に対して遅れ位相の位相特性を有す
る位相制御回路と複数の単位増幅器とから構成したの
で、入力信号の電力増加に対して位相が遅れる特性を有
する増幅器を得ることができ、入力信号の電力増加に対
して位相が進む特性を有する単位増幅器との組み合わせ
によって、精度良く位相特性を平坦化することができ、
歪電力を有効に低減することができる効果が得られる。

【００５７】さらに、この発明によれば、増幅手段を、
入力信号の電力増加に対して増加する利得特性および遅
れ位相の位相特性を有する利得位相制御回路と複数の単
位増幅器とから構成したので、入力信号の電力増加に対
して利得が増加し位相が遅れる特性を有する増幅器を得
ることができ、入力信号の電力増加に対して利得が減少
し位相が進む特性を有する単位増幅器との組み合わせに
よって、精度良く利得特性および位相特性を平坦化する
ことができ、歪電力を有効に低減することができる効果
が得られる。

【００５８】さらに、この発明によれば、電力合成手段
を、増幅手段によって増幅された信号に応じた電磁波を
空間に放射し、空間で電力合成を行う複数のアンテナか
ら構成したので、電力合成器による損失をなくすことが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による電力増幅装置
を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による単位増幅器の
利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による入力端子の入
力電力に対する出力端子の出力電力の計算によって求め
られた利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による単位増幅器の
利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による入力端子の入
力電力に対する出力端子の出力電力の計算によって求め
られた利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による単位増幅器の
利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図７】 この発明の実施の形態３による入力端子の入
力電力に対する出力端子の出力電力の計算によって求め
られた利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図８】 この発明の実施の形態４による電力増幅装置
を示す構成図である。

【図９】 この発明の実施の形態４による入力端子の入
力電力に対する出力端子の出力電力の計算によって求め
られた利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４による入力端子の
入力電力に対する出力端子の出力電力の計算によって求
められた利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４による入力端子の
入力電力に対する出力端子の出力電力の計算によって求
められた利得特性および位相特性を示す特性図である。

【図１２】 この発明の実施の形態５による電力増幅装
置を示す構成図である。

【図１３】 この発明の実施の形態６による電力増幅装
置を示す構成図である。

【図１４】 この発明の実施の形態７による電力増幅装
置を示す構成図である。

【図１５】 この発明の実施の形態８による電力増幅装
置を示す構成図である。

【図１６】 この発明の実施の形態８による電力増幅装
置を示す構成図である。

【図１７】 この発明の実施の形態８による電力増幅装
置を示す構成図である。

【図１８】 従来のバランス型増幅器を示す構成図であ
る。

【図１９】 従来のテレビジョン中継放送機の電力増幅
装置を示す構成図である。

【図２０】 従来の歪補償回路を示す構成図である。

【符号の説明】

３２ 電力分配器（電力分配手段）、３３，４０，５
０，６０ 増幅手段、３４，３５ 単位増幅器、３６
電力合成器（電力合成手段）、３８，３９ 指向性アン
テナ（アンテナ）、４１ 利得制御回路、５１ 位相制
御回路、６１ 利得位相制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 正敏 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 森 一富 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J069 AA01 AA41 CA21 CA36 CA64 FA15 FA19 KA00 KA16 KA23 KA41 KA53 KA55 KA68 KC06 KC07 MA14 SA14 TA01 TA02 5J090 AA01 AA41 CA21 CA36 CA64 FA15 FA19 GN02 GN07 HN08 KA00 KA16 KA23 KA41 KA53 KA55 KA68 MA14 SA14 TA01 TA02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号を電力分配する電力分配手段
   と、複数の単位増幅器からなり１個以上の単位増幅器と
   その他の単位増幅器とで入力信号の電力変化に対して相
   互に正負符号の異なる利得特性を有し、上記電力分配手
   段によって分配された入力信号を増幅する増幅手段と、
   上記増幅手段によって増幅された信号を電力合成する電
   力合成手段とを備えた電力増幅装置。
2. 【請求項２】 入力信号を電力分配する電力分配手段
   と、複数の単位増幅器からなり１個以上の単位増幅器と
   その他の単位増幅器とで入力信号の電力変化に対して相
   互に正負符号の異なる位相特性を有し、上記電力分配手
   段によって分配された入力信号を増幅する増幅手段と、
   上記増幅手段によって増幅された信号を電力合成する電
   力合成手段とを備えた電力増幅装置。
3. 【請求項３】 入力信号を電力分配する電力分配手段
   と、複数の単位増幅器からなり１個以上の単位増幅器と
   その他の単位増幅器とで入力信号の電力変化に対して相
   互に正負符号の異なる利得特性および位相特性を有し、
   上記電力分配手段によって分配された入力信号を増幅す
   る増幅手段と、上記増幅手段によって増幅された信号を
   電力合成する電力合成手段とを備えた電力増幅装置。
4. 【請求項４】 増幅手段は、入力信号の電力増加に対し
   て増加する利得特性を有する利得制御回路と複数の単位
   増幅器とからなり、利得制御回路および１個以上の単位
   増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の電力変化に
   対して相互に正負符号の異なる利得特性を有し、電力分
   配手段によって分配された入力信号を増幅することを特
   徴とする請求項１記載の電力増幅装置。
5. 【請求項５】 増幅手段は、入力信号の電力増加に対し
   て遅れ位相の位相特性を有する位相制御回路と複数の単
   位増幅器とからなり、位相制御回路および１個以上の単
   位増幅器とその他の単位増幅器とで入力信号の電力変化
   に対して相互に正負符号の異なる位相特性を有し、電力
   分配手段によって分配された入力信号を増幅することを
   特徴とする請求項２記載の電力増幅装置。
6. 【請求項６】 増幅手段は、入力信号の電力増加に対し
   て増加する利得特性および遅れ位相の位相特性を有する
   利得位相制御回路と複数の単位増幅器とからなり、利得
   位相制御回路および１個以上の単位増幅器とその他の単
   位増幅器とで入力信号の電力変化に対して相互に正負符
   号の異なる利得特性および位相特性を有し、電力分配手
   段によって分配された入力信号を増幅することを特徴と
   する請求項３記載の電力増幅装置。
7. 【請求項７】 電力合成手段は、増幅手段によって増幅
   された信号に応じた電磁波を空間に放射し、空間で電力
   合成を行う複数のアンテナからなることを特徴とする請
   求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の電力増
   幅装置。