JPH0562845B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力増幅装置に係り、特に、高周波電
力を複数の出力に分配し、各分岐路に設けた増幅
器を個別に制御して通過した電力を結合させるこ
とによりインピーダンス整合性を低下させず、且
つ、信頼性の向上を図つた電力増幅装置に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば、航空機に搭載されるトランスポンダ、
或いはこれらに対向する地上レーダー送信機にお
いては、探査対象航空機との距離に応じて送信電
力を頻繁に増減することが行われる。

従来、送信電力の制御装置として、第６図イ，
ロに示すものがある。

第６図イは、入力側Ａから高周波信号を増幅さ
せる増幅器１と、増幅機１の出力端に接続され、
増幅器１の出力を減衰させる可変減衰器２と、可
変減衰器２の減衰量を制御する制御部３により構
成される。

以上の構成において、入力した電力は増幅器に
よつて一旦増幅された後、可変減衰器２で所望の
量に減衰されてＢ側に出力される。

第６図ロは、高周波信号を増幅する増幅器１′
と、増幅器１′の電源電圧を増減する可変電源４
とから構成される。

以上の構成において、増幅器１′に入つた所定
量の電力は、可変電源４による電圧調整により増
幅器１′における飽和レベルを変化させて所望の
出力電力を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の第６図イに示す電力制御
装置では、一旦、最大電力にまで増幅したものを
減衰器により無駄に消費するため、損失が大き
く、不経済であるばかりでなく、放熱を行わなけ
ればならないため、装置の大型化を招来するとい
う欠点がある。

また、第６図ロに示す電力量制御装置では、増
幅器の電源電圧を変化させるので、入力インピー
ダンスが変化するため、インピーダンス不整合に
よる動作不安定、或いは、不要波の発生を伴うと
いう欠点がある。特に航空機用トランスポンダの
ように厳しい規格を要求されるものにとつては、
使用することが不可能である。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、エ
ネルギー損失、装置の大型化を招かずにインピー
ダンス整合性の向上を図り、装置に対する信頼性
を高めるため、複数の電力増幅器の入出力に分配
器と、結合器とを配置し、前記複数の電力増幅器
において、所要数を選択的に駆動することによつ
て、所望の合成電力を得る電力増幅装置を提供す
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明による電力増幅装置の一実施例を
添付図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明の原理を説明するブロツク図
であり、入力した高周波電力Pinを複数に分配す
る分配器５と、分配器５の出力端が、その入力端
に接続されているｎ個の電力増幅器６と、ｎ個の
電力増幅器６の出力端は、その入力端に接続され
ている結合器８と、ｎ個の電力増幅器６への電力
Vecの印加をON、OFFする切換部１０と、切換
部１０の作動を制御する制御部９とから構成され
る。

分配器５と結合器８には、互いに入力結線を逆
にした例えば、多端子ウイルキンソン方式、90゜
ハイブリツドカプラ方式、或いはブランチライン
カプラ方式のものを使用する。

第２図は、利得10dBの電力増幅器６を４個用
い、分配器５と結合器８に、第３図イ，ロに示す
90゜ハイブリツドカプラ１１を夫々３個接続して
構成したものである。

第３図イ，ロは、3dB90゜ハイブリツドカプラ
の例で、第３図イは、その構造を示し、テフロン
の基盤１２にプリントされたストリツプラインの
上面パターン１３ａと、下面パターン１３ｂを上
下の金属グランド１４の面ではさんで形成されて
いる。長さｌは、中心周波数の波長λの1/4であ
り、カツプルは上面と下面のパターン間で行い、
立体的に小型である。第３図ロは、電力分配にお
ける信号の流れの等価回路を示し、端子に印加
された電圧は、挿入損失がない場合には端子，
の夫々に入力端子の半分（＝−3dB）が互いに
位相差は90゜ずれた出力が生ずる。従つて、分配
器５と、結合器８においては、これらの位相差を
考慮して互いに逆になるように組合わせることが
必要であり、本電力増幅装置の入力と出力は位相
が180゜ずれたものとなる。

以上の構成において、その動作を説明する。分
配器５に入力する高周波電力Pinは、入出力イン
ピーダンスを満たしつつ、ｎ個に電力配分され
（第２図の場合は、90゜ハイブリツドカプラ１１に
より４個に電力配分される）、夫々電力増幅器６
に入力すると、夫々所要の電力増幅を施された
後、同様にインピーダンス整合のもとに結合器８
によつて一つの電力に合成される。

この時、制御部９により制御された切換部１０
により、電力増幅器６の電源を任意に選択して供
給すれば、１つに合成した電力量を任意に制御す
ることができる。すなわち、複数個の電力増幅器
のうちから所要のものに電力を供給すれば、複数
個全てに電力を供給する場合に比べて段階的に、
小さな合成電力量となり、選択する個数を任意に
設定することによつて所望の電力にまで減少する
ことができる。

以上の実施例では、使用する電力増幅器の利得
を同一のものとしたが、本発明の実施にあたつて
は、これに限定する必要はなく、大小各種のもの
を組合わせて構成すれば、更に細かく出力レベル
のコントロールが可能となる。

また、電力増幅器の制御方法も電源の断接だけ
ではなく、電源電圧値を変化させる手段を併せて
設けても良く、こうすれば無段階調節に近いコン
トロールを行うことができる。

上記のような方法によつて、出力電力量の制御
を行えば、分配器及び結合器が設けられているた
めに、これらの間に位置する電力増幅器自身のイ
ンピーダンス変動が、直接外部装置に及ぼす影響
が少ない。

更に、複数個の電力増幅器を備えるものである
ため、電力増幅器の数個に破損等のトラブルが生
じたとしても、残りのもので、これを補い得るか
ら、特に航空機等の高い信頼性を要求されるもの
に最適である。

また、１つの電力増幅器によつて高出力を得る
のは、一般にむづかしく、且つ高価であるが、本
発明の如く構成すれば、比較的小出力のもので充
分であり、経済的である。

上記した実施例においては、分配器及び結合器
に90゜ハイブリツドカプラを用いたが、これに限
らず、例えば、第４図、第５図に示すような3dB
ブランチラインカプラウイルキンソン方式を用い
ても良い。第４図イは、その構造を示し、基板
（図示せず）にプリントされたマイクロストリツ
プラインまたは、ストリツプラインで構成され、
長さｌは中心周波数の波長λの1/4である。第４
図ロは、電力分配における等価回路を示し、レベ
ル端子′に印加された電力0dBmは、端子′，
に−3dBが生じ、端子間では、位相差が90゜あ
る。

第５図は、ウイルキンソン方式の入力端子の構
成を示す。構造は基板（図示せず）にプリントさ
れたマイクロストリツプライン、またはストリツ
プラインとアイソレーシヨンの抵抗で構成され、
長さｌは中心周波数λの波長1/4である。位相は、
同位相である。

〔発明の効果〕

以上、説明した通り、本発明による電力増幅装
置によれば、複数の電力増幅器の入出力に分配器
と、結合器とを配置し、前記複数の電力増幅器に
おいて所要数を選択的に駆動することによつて所
望の合成電力を得るため、エネルギー損失装置の
大型化を招かずに、インピーダンス整合性の向上
を図り、装置に対する信頼性を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、未発明の一実施例の原理を示すブロ
ツク図、第２図は、本発明の具体的な一実施例を
示すブロツク図、第３図イ，ロ、第４図イ，ロ、
第５図は分配器および結合器の例を示す説明図、
第６図イ，ロは、従来の電力増幅装置を示すブロ
ツク図である。 符号の説明 ５……分配器、６……電力増幅
器、８……結合器、９……制御部、１０……切換
部、１１……90゜ハイブリツドカプラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一の入力端子と複数の出力端子を有する電
   力分配器と、複数の入力端子と単一の出力端子を
   有する電力分配器と、前記電力分配器の複数の出
   力端子と前記電力結合器の複数の入力端子間にそ
   れぞれ接続された複数の電力増幅手段と、前記複
   数の電力手段の各々に供給する直流電源電力を選
   択的にオン・オフする切り替え手段とを備えるこ
   とによつて、前記電力結合器の単一の出力端子か
   ら出力される電力量を段階的に制御するように構
   成したことを特徴とする電力増幅装置。 ２ 前記複数の電力増幅手段のいくつかの増幅度
   が互いに異なることを特徴とする特許請求の範囲
   １項記載の電力増幅装置。