JPH11274874A - High frequency power amplifier - Google Patents

High frequency power amplifier

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JPH11274874A
JPH11274874A JP10090717A JP9071798A JPH11274874A JP H11274874 A JPH11274874 A JP H11274874A JP 10090717 A JP10090717 A JP 10090717A JP 9071798 A JP9071798 A JP 9071798A JP H11274874 A JPH11274874 A JP H11274874A
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JP
Japan
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signal
frequency signal
power
frequency
level
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Application number
JP10090717A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiro Toyoshima
則博 豊嶋
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NEC Electronics Engineering Co Ltd
Original Assignee
NEC Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically correct gain and to specify a defective element even in the case of operating power amplifier element is parallel by controlling by a control signal generated based on an input difference attenuating the level of a high-frequency signal. SOLUTION: The high-frequency signal outputted from the coupling port of a directional coupler 2 is inputted to a wave detector 10 through an attenuator 9 adjusting its level. The detector 10 outputs an input level detecting signal S REF-DET based on the inputted high-frequency signal. The high-frequency signal outputted from the coupling port of a directional coupler 8 is inputted to a wave detector 12 through an attenuator 11 adjusting the level. The detector outputs an output level detecting signal S OUT-DET based on the inputted high frequency signal. The signal S REF-DET and the signal S OUT-DET are inputted to the control circuit 13 to generate a control signal V R-CONT controlling a variable attenuator 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波帯の
固体リニアアンプ等、複数の電力増幅素子を並列に接続
して用いる高周波電力増幅装置および高周波電力増幅装
置の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency power amplifying apparatus using a plurality of power amplifying elements connected in parallel, such as a microwave-band solid-state linear amplifier, and a control method of the high-frequency power amplifying apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年では、マイクロ波(一般に1[GH
z]〜100[GHz]程度の周波数の電磁波をいう)
帯の電力増幅の分野においても、半導体素子や半導体集
積回路が普及してきている。これに伴って、例えば長寿
命あるいは低ランニングコスト等の要件を備えた大電力
固体化リニア電力増幅装置の需要が高まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, microwaves (generally 1 [GH]
z] to 100 [GHz].
In the field of power amplification of a band, semiconductor elements and semiconductor integrated circuits have become widespread. Accordingly, there is an increasing demand for a high-power solid-state linear power amplifier having requirements such as a long life and a low running cost.

【0003】通常、マイクロ波帯の半導体増幅素子単体
での出力電力は数10[W]程度であり、放熱等による
周囲への影響を考慮すると、PA(電力増幅器)として
の出力電力は、100[W]程度、あるいはこれ以下が
現実的である。従って、電子管(いわゆる真空管素子)
並みの出力電力を得るためには、並列出力による電力合
成が必要となる。
Normally, the output power of a microwave band semiconductor amplifying element alone is on the order of several tens of watts, and the output power of a PA (power amplifier) is 100 when considering the influence of heat radiation on the surroundings. [W] or less is practical. Therefore, electron tubes (so-called vacuum tube elements)
In order to obtain an average output power, power combining by parallel output is necessary.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、半導体
によるマイクロ波帯大電力リニア固体化増幅装置では、
中電力のリニア電力増幅ユニットを並列に接続し、出力
電力を合成する必要がある。
As described above, in a microwave-based high-power linear solid-state amplifier using a semiconductor,
It is necessary to connect medium power linear power amplifier units in parallel and combine the output power.

【0005】このような並列出力を合成する場合、各増
幅ユニット毎にAGC(AutomaticGain Control:自
動利得制御)を施していると、個体のばらつきが影響
し、この送信系の利得補正精度が悪化してしまう。
In the case of combining such parallel outputs, if AGC (Automatic Gain Control: automatic gain control) is performed for each amplification unit, variations in individuals affect the accuracy of gain correction of the transmission system. Would.

【0006】また、複数の増幅ユニットの内の1台が故
障した場合、故障を検出することは可能であるが、この
場合には装置全体の利得が下がってしまい、システムダ
ウンとなる場合がある。さらに、各増幅ユニット毎に利
得補正回路を備えようとすると、補正回路が複数必要と
なり、故障率が高くなると同時に製造コストも高くなっ
てしまう。
When one of the plurality of amplifying units fails, it is possible to detect the failure. However, in this case, the gain of the entire apparatus is reduced and the system may be down. . Further, if a gain correction circuit is provided for each amplifying unit, a plurality of correction circuits are required, which increases the failure rate and increases the manufacturing cost.

【0007】半導体を使用した増幅器の場合、半導体の
特性等により利得が変動してしまうため、従来は各増幅
器毎にAGC回路あるいはALC(Automatic Level
Control:自動振幅制御)回路等の補正回路を設けてい
た。
In the case of an amplifier using a semiconductor, the gain fluctuates due to the characteristics of the semiconductor and the like. Therefore, conventionally, an AGC circuit or an ALC (Automatic Level) is provided for each amplifier.
Control circuit (automatic amplitude control) circuit and the like.

【0008】この従来のAGCでは、増幅器の利得が常
に一定となる様に、ノイズや別系統の信号源等を基準信
号として使用し、増幅器の利得が一定となるように制御
していた。
In this conventional AGC, noise or a signal source of another system is used as a reference signal so that the gain of the amplifier is always constant, and control is performed so that the gain of the amplifier is constant.

【0009】固体化電力増幅器に使用するマイクロ波電
力増幅用のトランジスタやFET(Field Effect Tr
ansistor:電界効果トランジスタ)の場合、ジャンクシ
ョン温度の変動により、一般的には0.02[dB/℃/
段]程度の利得変動が発生してしまう。
A transistor or FET (Field Effect Tr) for microwave power amplification used in a solid-state power amplifier.
In the case of an anistor (field-effect transistor), it is generally 0.02 [dB / ° C. /
[Stage]].

【0010】このため、半導体を使用したリニア動作の
電力増幅器では、温度変動に伴い利得の変動が発生す
る。そこでこの変動を補正するために、自動利得補正回
路が必要となる。
For this reason, in a power amplifier of a linear operation using a semiconductor, a change in gain occurs with a change in temperature. Therefore, an automatic gain correction circuit is required to correct this variation.

【0011】一方、ALC回路では基準信号は必要とし
ない。しかしながら、入力レベルを可変しても出力レベ
ルが一定となってしまうため、入力レベルの可変による
出力レベル制御が不可能である。
On the other hand, the ALC circuit does not require a reference signal. However, even if the input level is changed, the output level becomes constant, so that it is impossible to control the output level by changing the input level.

【0012】半導体デバイス開発の技術進歩により、デ
バイス単体の出力電力も増大している。しかし、従来か
ら使用している電子管を用いた送信機並みの大電力を得
るには、言うまでもなく複数の増幅器の並列出力による
電力合成が必要不可欠である。ところが、故障率やコス
ト低減を追求した場合、電力増幅器はできるだけ簡単な
構成とした方が有利である。
The output power of a single device has been increasing due to the technological progress of semiconductor device development. However, in order to obtain a large power equivalent to that of a transmitter using a conventionally used electron tube, it is indispensable to combine power by parallel output of a plurality of amplifiers. However, when pursuing a failure rate and cost reduction, it is advantageous to make the power amplifier as simple as possible.

【0013】複数の増幅器を並列動作させ、これに自動
利得制御を施した場合、自動利得制御により送信出力が
一定となるため、仮に1台の増幅器で故障が発生した場
合でも、出力電力の測定では電力増幅器の故障を判断す
ることができない。このため、故障診断に際しては、個
別に電力増幅器を動作させる必要がある。また、故障し
た状態で動作を続けると、連鎖故障の原因にもなる。
When a plurality of amplifiers are operated in parallel and automatic gain control is performed on them, the transmission output becomes constant by the automatic gain control. Therefore, even if a failure occurs in one amplifier, the output power is measured. Cannot determine the failure of the power amplifier. For this reason, when diagnosing a failure, it is necessary to individually operate the power amplifiers. Further, if the operation is continued in a state of failure, it may cause a chain failure.

【0014】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、電力増幅素子を並列動作させる場合にも、自
動利得補正が可能であり、また故障した素子を特定する
ことができる高周波電力増幅装置および高周波電力増幅
装置の制御方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made under such a background. Even when the power amplifying elements are operated in parallel, the automatic gain correction is possible and the high-frequency power capable of specifying the faulty element is provided. It is an object of the present invention to provide an amplifying device and a control method for a high-frequency power amplifying device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1に記載の発明にあっては、入力される
高周波信号の信号レベルを検出する入力信号レベル検出
手段と、前記入力信号レベル検出手段を通過した前記高
周波信号を所定のレベルまで減衰させる可変減衰手段
と、前記所定のレベルまで減衰した高周波信号を増幅す
る増幅手段と、前記増幅されて出力される高周波信号の
信号レベルを検出する出力信号レベル検出手段と、前記
入力される高周波信号の信号レベルと前記出力される高
周波信号の信号レベルとに基づいて前記可変減衰手段に
よる減衰量を制御する制御手段とを具備することを特徴
とする。また、請求項2に記載の発明にあっては、請求
項1に記載の高周波電力増幅装置では、前記制御手段は
前記可変減衰手段の減衰量を制御する減衰制御手段を有
し、前記減衰制御手段は、前記入力される高周波信号の
信号レベルと前記出力される高周波信号の信号レベルと
の差である入出力差を求める第1の差動増幅手段を有
し、前記入出力差に基づいて前記可変減衰手段の減衰量
を制御することを特徴とする。また、請求項3に記載の
発明にあっては、請求項1または請求項2の何れかに記
載の高周波電力増幅装置では、前記増幅手段は、前記所
定のレベルまで減衰した高周波信号を互いに同レベルに
等分する分配手段と、前記等分された高周波信号を各々
電力増幅する複数の電力増幅手段と、前記複数の電力増
幅手段の各々が出力する高周波信号を互いに等比率で合
成する合成手段とを具備することを特徴とする。また、
請求項4に記載の発明にあっては、請求項1ないし請求
項3の何れかに記載の高周波電力増幅装置では、前記入
力レベル検出手段は、前記入力される高周波信号の一部
を取り出す第1の方向性結合器と、前記取り出された高
周波信号を検波して前記入力される高周波信号の振幅に
応じた値の直流電圧を出力する第1の検波器とを具備す
ることを特徴とする。また、請求項5に記載の発明にあ
っては、請求項1ないし請求項3の何れかに記載の高周
波電力増幅装置では、前記出力レベル検出手段は、前記
出力される高周波信号の一部を取り出す第2の方向性結
合器と、前記取り出された高周波信号を検波して前記出
力される高周波信号の振幅に応じた値の直流電圧を出力
する第2の検波器とを具備することを特徴とする。ま
た、請求項6に記載の発明にあっては、請求項1ないし
請求項5の何れかに記載の高周波電力増幅装置では、前
記複数の電力増幅手段の各々は、前記電力増幅された高
周波信号の信号レベルを検出する増幅信号レベル検出手
段を具備し、前記制御手段は、前記増幅信号レベルに基
づいて対応する前記電力増幅手段に発生した異常を検出
する複数の異常検出手段を具備することを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明にあっては、請求項1ない
し請求項6の何れかに記載の高周波電力増幅装置では、
前記複数の異常検出手段の各々は、前記入力される高周
波信号の信号レベルと前記電力増幅された高周波信号の
信号レベルとの差である個別増幅度を求める第2の差動
増幅手段と、異常検出の基準値と前記個別増幅度とを比
較する比較手段とを具備することを特徴とする。また、
請求項8に記載の発明にあっては、請求項1ないし請求
項7の何れかに記載の高周波電力増幅装置では、前記複
数の異常検出手段の各々は、前記出力される高周波信号
の信号レベルと前記電力増幅された高周波信号の信号レ
ベルとの差である個別増幅度を求める第2の差動増幅手
段と、異常検出の基準値と前記個別増幅度とを比較する
比較手段とを具備することを特徴とする。また、請求項
9に記載の発明にあっては、請求項1ないし請求項8の
何れかに記載の高周波電力増幅装置では、前記複数の電
力増幅手段の各々は、前記分配された高周波信号を互い
に同レベルに等分岐する分岐手段と、前記等分岐された
高周波信号を各々電力増幅する複数の電力増幅素子と、
前記複数の電力増幅素子の各々が出力する高周波信号を
互いに等比率で合波する合波手段とを具備することを特
徴とする。また、請求項10に記載の発明にあっては、
請求項6ないし請求項9の何れかに記載の高周波電力増
幅装置では、前記増幅信号レベル検出手段は、前記電力
増幅された高周波信号の一部を取り出す第3の方向性結
合器と、前記取り出された高周波信号を検波して前記電
力増幅された高周波信号の振幅に応じた値の直流電圧を
出力する第3の検波器とを具備することを特徴とする。
また、請求項11に記載の発明にあっては、入力される
高周波信号の信号レベルと増幅されて出力される高周波
信号の信号レベルとの差である入出力差に基づいて、増
幅手段に入力される前記高周波信号を所定のレベルまで
減衰させる可変減衰手段による減衰量を制御して、全体
の利得一定に保持することを特徴とする。また、請求項
12に記載の発明にあっては、請求項11に記載の高周
波電力増幅装置の制御方法では、前記増幅手段を構成す
る複数の電力増幅手段の各々について、電力増幅された
高周波信号の信号レベルと前記入力される高周波信号の
信号レベルとの差である個別増幅度を求め、異常検出の
基準値と当該個別増幅度との比較結果に基づいて異常検
出信号を出力することを特徴とする。また、請求項13
に記載の発明にあっては、請求項11に記載の高周波電
力増幅装置の制御方法では、前記増幅手段を構成する複
数の電力増幅手段の各々について、電力増幅された高周
波信号の信号レベルと前記増幅されて出力される高周波
信号の信号レベルとの差である個別増幅度を求め、異常
検出の基準値と当該個別増幅度との比較結果に基づいて
異常検出信号を出力することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an input signal level detecting means for detecting a signal level of an input high-frequency signal; Variable attenuating means for attenuating the high-frequency signal passing through the signal level detecting means to a predetermined level; amplifying means for amplifying the high-frequency signal attenuated to the predetermined level; and a signal level of the amplified and output high-frequency signal Signal level detecting means for detecting the level of the input high-frequency signal and control means for controlling the amount of attenuation by the variable attenuating means based on the signal level of the input high-frequency signal and the signal level of the output high-frequency signal. It is characterized by. Also, in the invention according to claim 2, in the high-frequency power amplifier according to claim 1, the control means has attenuation control means for controlling an amount of attenuation of the variable attenuation means, and the attenuation control means The means has first differential amplifying means for obtaining an input / output difference that is a difference between the signal level of the input high-frequency signal and the signal level of the output high-frequency signal, and based on the input / output difference. The amount of attenuation of the variable attenuation means is controlled. Further, in the invention according to claim 3, in the high-frequency power amplifying device according to any one of claims 1 and 2, the amplifying unit makes the high-frequency signals attenuated to the predetermined level equal to each other. Distribution means for equally dividing the level, a plurality of power amplifying means for power-amplifying each of the equally divided high-frequency signals, and a synthesizing means for synthesizing high-frequency signals output from each of the plurality of power amplifying means at an equal ratio to each other And characterized in that: Also,
According to a fourth aspect of the present invention, in the high-frequency power amplifier according to any one of the first to third aspects, the input level detecting means extracts a part of the input high-frequency signal. 1 directional coupler, and a first detector that detects the extracted high-frequency signal and outputs a DC voltage having a value corresponding to the amplitude of the input high-frequency signal. . According to a fifth aspect of the present invention, in the high frequency power amplifying device according to any one of the first to third aspects, the output level detecting means converts a part of the output high frequency signal. A second directional coupler for extracting, and a second detector for detecting the extracted high-frequency signal and outputting a DC voltage having a value corresponding to the amplitude of the output high-frequency signal. And According to a sixth aspect of the present invention, in the high-frequency power amplifying device according to any one of the first to fifth aspects, each of the plurality of power amplifying units includes the power-amplified high-frequency signal. Amplifying signal level detecting means for detecting a signal level of the power amplification means, and the control means includes a plurality of abnormality detecting means for detecting an abnormality occurring in the corresponding power amplifying means based on the amplified signal level. Features.
Further, according to the invention described in claim 7, in the high-frequency power amplifier according to any one of claims 1 to 6,
Each of the plurality of abnormality detection units includes a second differential amplification unit that calculates an individual amplification degree that is a difference between a signal level of the input high-frequency signal and a signal level of the power-amplified high-frequency signal; A comparison means for comparing a reference value for detection with the individual amplification degree is provided. Also,
In the invention according to claim 8, in the high-frequency power amplifier according to any one of claims 1 to 7, each of the plurality of abnormality detection means includes a signal level of the output high-frequency signal. And a second differential amplifying means for calculating an individual amplification degree which is a difference between the signal level of the power-amplified high-frequency signal and a comparison means for comparing a reference value for abnormality detection with the individual amplification degree. It is characterized by the following. According to the ninth aspect of the present invention, in the high-frequency power amplifying device according to any one of the first to eighth aspects, each of the plurality of power amplifying units transmits the distributed high-frequency signal to Branching means for equally branching each other at the same level, a plurality of power amplifying elements for power-amplifying the equally branched high-frequency signals,
Multiplexing means for multiplexing high-frequency signals output from each of the plurality of power amplifying elements at an equal ratio to each other. In the invention according to claim 10,
10. The high-frequency power amplifying device according to claim 6, wherein the amplified signal level detection means includes a third directional coupler for extracting a part of the power-amplified high-frequency signal; A third detector for detecting the obtained high-frequency signal and outputting a DC voltage having a value corresponding to the amplitude of the power-amplified high-frequency signal.
According to the eleventh aspect, the input to the amplifying unit is performed based on an input / output difference which is a difference between the signal level of the input high-frequency signal and the signal level of the amplified high-frequency signal. The amount of attenuation by the variable attenuating means for attenuating the high-frequency signal to a predetermined level is controlled to maintain the overall gain constant. According to a twelfth aspect of the present invention, in the control method of the high-frequency power amplifying device according to the eleventh aspect, the power-amplified high-frequency signal is applied to each of the plurality of power amplifying units constituting the amplifying unit. And calculating an individual amplification factor which is a difference between the signal level of the input high-frequency signal and the signal level of the input high-frequency signal, and outputting an abnormality detection signal based on a comparison result between a reference value for abnormality detection and the individual amplification factor. And Claim 13
In the control method of the high-frequency power amplifying device according to the eleventh aspect, in each of the plurality of power amplifying units constituting the amplifying unit, the signal level of the power-amplified high-frequency signal and the Determining an individual amplification degree which is a difference between the signal level of the amplified and output high-frequency signal and outputting an abnormality detection signal based on a comparison result between the abnormality detection reference value and the individual amplification degree. .

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
ついて説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかか
る高周波電力増幅装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、例えば70[W]リニア電力増幅ユニ
ットを20台並列に接続して出力電力を合成する、2
[GHz]帯の1[kW]出力衛星通信用送信機に適用
した例である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a high-frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention.
In the present embodiment, for example, 20 70 [W] linear power amplification units are connected in parallel to synthesize output power.
This is an example applied to a 1 GHz output satellite communication transmitter in the [GHz] band.

【0017】図1において、1は入力された0.05[m
W]の高周波信号を約300[mW]まで増幅するプリ
アンプである。2は、プリアンプ1によって増幅された
信号の一部を取り出する方向性結合器である。
In FIG. 1, 1 is the input 0.05 [m].
W] is amplified to about 300 [mW]. A directional coupler 2 extracts a part of the signal amplified by the preamplifier 1.

【0018】3は、制御電圧VR-CONTに基づいて減衰量
を可変させ、装置全体の利得を制御する電圧制御型の可
変減衰器である。4は、電力を20本の出力端子に等分
配する分配器である。5-1、5-2・・・5-19、5-20
は、分配器4によって分配された高周波信号を各々増幅
するPA(PA5-n)である。
Reference numeral 3 denotes a voltage-controlled variable attenuator that varies the amount of attenuation based on the control voltage VR-CONT and controls the gain of the entire device. Reference numeral 4 denotes a distributor for equally distributing electric power to 20 output terminals. 5-1、5-2 ... 5-19、5-20
Is a PA (PA5-n) for amplifying each of the high-frequency signals distributed by the distributor 4.

【0019】6は、各PA5-1、PA5-2・・・PA5
-19、PA5-20の出力を合成する合成器である。7は、
合成器6の出力から、高調波成分等送信時に不要輻射成
分となる信号成分を除去するBPF(Band Pass Fil
ter:帯域通過濾波器)である。そして8は、出力電力の
一部を取り出す方向性結合器である。
6 is PA5-1, PA5-2... PA5
-19, a synthesizer for synthesizing the outputs of PA5-20. 7 is
A BPF (Band Pass Fil) that removes, from the output of the combiner 6, signal components that become unnecessary radiation components during transmission, such as harmonic components.
ter: band-pass filter). Reference numeral 8 denotes a directional coupler for extracting a part of the output power.

【0020】方向性結合器2の結合ポートから出力され
る高周波信号は、レベルを調整する減衰器9を介して検
波器10に入力される。この検波器10は、入力された
高周波信号に基づいて、入力レベル検出信号SREF-DET
を出力する。
The high-frequency signal output from the coupling port of the directional coupler 2 is input to the detector 10 via the attenuator 9 for adjusting the level. The detector 10 receives the input level detection signal SREF-DET based on the input high-frequency signal.
Is output.

【0021】方向性結合器8の結合ポートから出力され
る高周波信号は、レベルを調整する減衰器11を介して
検波器12に入力される。この検波器12は、入力され
た高周波信号に基づいて、出力レベル検出信号SOUT-DE
Tを出力する。
The high-frequency signal output from the coupling port of the directional coupler 8 is input to the detector 12 via the attenuator 11 for adjusting the level. The detector 12 outputs an output level detection signal SOUT-DE based on the input high-frequency signal.
Output T.

【0022】制御回路13には、上述の入力レベル検出
信号SREF-DETと出力レベル検出信号SOUT-DETとが入力
され、この制御回路13が可変減衰器3を制御する制御
信号VR-CONTを生成する。
The control circuit 13 receives the input level detection signal SREF-DET and the output level detection signal SOUT-DET described above, and the control circuit 13 generates a control signal VR-CONT for controlling the variable attenuator 3. I do.

【0023】図2は、各PA5-nの詳細な構成を示す接
続図である。図2において、21〜23は互いに直列に
接続され、入力された高周波信号を増幅する高周波増幅
素子である。この高周波増幅素子21に入力された3
[mW]の高周波信号は、12[W]まで増幅されて高
周波増幅素子23から出力される。24は、電力を4本
の出力端子に等分配する分配器である。25〜28は、
分配器24によって分配された高周波信号を各々増幅す
る電力増幅素子である。
FIG. 2 is a connection diagram showing a detailed configuration of each PA 5-n. In FIG. 2, reference numerals 21 to 23 denote high frequency amplifying elements which are connected in series with each other and amplify an input high frequency signal. 3 input to the high-frequency amplifier 21
The high-frequency signal of [mW] is amplified to 12 [W] and output from the high-frequency amplification element 23. Reference numeral 24 denotes a distributor for equally distributing electric power to four output terminals. 25-28
These are power amplifying elements that amplify the high-frequency signals distributed by the distributor 24, respectively.

【0024】29は、各電力増幅素子25〜28の出力
を合成する合成器である。30は、合成器29によって
合成された出力電力の一部を取り出す方向性結合器であ
る。この方向性結合器30の結合ポートから出力される
高周波信号は、レベルを調整する減衰器31を介して検
波器32に入力される。
Reference numeral 29 denotes a combiner for combining the outputs of the power amplification elements 25 to 28. Reference numeral 30 denotes a directional coupler for extracting a part of the output power combined by the combiner 29. The high-frequency signal output from the coupling port of the directional coupler 30 is input to the detector 32 via the attenuator 31 for adjusting the level.

【0025】この検波器32は、入力された高周波信号
に基づいて、電圧信号SDET0を出力する。33は、直流
増幅器を形成するオペアンプであり、電圧信号SDET0を
10倍に増幅する。このオペアンプ33によって形成さ
れる直流増幅器の出力は、電圧信号SDET-nとして制御
回路13に供給される。なお、図1に示すPA5-1、P
A5-2・・・PA5-19、PA5-20は全て、このPA5
-nと同一の構成である。
The detector 32 outputs a voltage signal SDET0 based on the input high-frequency signal. An operational amplifier 33 forms a DC amplifier and amplifies the voltage signal SDET0 ten times. The output of the DC amplifier formed by the operational amplifier 33 is supplied to the control circuit 13 as a voltage signal SDET-n. In addition, PA5-1, P shown in FIG.
A5-2 ... PA5-19 and PA5-20 are all PA5
This has the same configuration as -n.

【0026】図3は、制御回路13の詳細な構成を示す
接続図である。図3において41は、入力レベル検出信
号SREF-DETを約10倍に増幅する直流増幅器を形成す
るオペアンプである。
FIG. 3 is a connection diagram showing a detailed configuration of the control circuit 13. In FIG. 3, reference numeral 41 denotes an operational amplifier that forms a DC amplifier that amplifies the input level detection signal SREF-DET by about 10 times.

【0027】また42は、出力レベル検出信号SOUT-DET
を10倍に増幅する直流増幅器を形成するオペアンプ4
2である。そして43は、オペアンプ41が形成する直
流増幅器の出力とオペアンプ42が形成する直流増幅器
の出力との差分を増幅するオペアンプである。
Reference numeral 42 denotes an output level detection signal SOUT-DET.
Operational amplifier 4 to form a DC amplifier that amplifies the signal 10 times
2. An operational amplifier 43 amplifies the difference between the output of the DC amplifier formed by the operational amplifier 41 and the output of the DC amplifier formed by the operational amplifier 42.

【0028】そしてオペアンプ44は、オペアンプ43
が出力する差動レベルΔVと、可変減衰器3の基準減衰
量を決定するオフセット電圧とを加算し、制御電圧VR-
CONTを出力する。
The operational amplifier 44 includes an operational amplifier 43
, And the offset voltage that determines the reference attenuation of the variable attenuator 3 is added to the control voltage VR−
Output CONT.

【0029】PA5-1、PA5-2・・・PA5-19、P
A5-20(PA5-n、図1ならびに図2参照)が各々出
力する電圧信号SDET-1、SDET-2・・・SDET-19、SDE
T-20(SDET-n)は、各々対応する異常検出部50-nが有
するオペアンプ51の入力端の一方に入力される。
PA5-1, PA5-2 ... PA5-19, P
A5-20 (PA5-n, see FIGS. 1 and 2) output voltage signals SDET-1, SDET-2 ... SDET-19, SDE, respectively.
T-20 (SDET-n) is input to one of the input terminals of the operational amplifier 51 included in the corresponding abnormality detection unit 50-n.

【0030】各異常検出部50-nが有するオペアンプ5
1の入力端の他方には、オペアンプ41を介して入力レ
ベル検出信号SREF-DETが入力される。これにより各オ
ペアンプ51は、差分電圧ΔV-nを出力する。
The operational amplifier 5 included in each abnormality detection unit 50-n
The input level detection signal SREF-DET is input to the other of the input terminals 1 through the operational amplifier 41. Thereby, each operational amplifier 51 outputs the differential voltage ΔV-n.

【0031】各異常検出部50-nが有するコンパレータ
52の入力端の一方には、オペアンプ51の出力端が接
続され、コンパレータ52の入力端の他方には、基準電
圧が接続されている。
The output terminal of the operational amplifier 51 is connected to one of the input terminals of the comparator 52 of each of the abnormality detectors 50-n, and the reference voltage is connected to the other of the input terminals of the comparator 52.

【0032】即ちコンパレータ52は、差分信号ΔV-n
と基準電圧とを比較し、この比較結果を各々異常検出信
号SALM-1、SALM-2・・・SALM-19、SALM-20(SALM-
n)として出力する。なお異常検出部50-nは、PA5-
nと同数であるが、同一構成のものが複数設けられるの
で、ここでは図示ならびに説明は省略する。
That is, the comparator 52 outputs the difference signal ΔV-n
And the reference voltage, and compares the comparison results with the abnormality detection signals SALM-1, SALM-2,..., SALM-19, SALM-20 (SALM-
Output as n). Note that the abnormality detection unit 50-n uses the PA5-
Although the number is the same as n, a plurality of components having the same configuration are provided, so that illustration and description are omitted here.

【0033】本実施の形態では、図1に示す方向性結合
器2から方向性結合器8までの間で利得補正が行われ
る。方向性結合器2によって取り出された高周波信号
は、減衰器9を介して検波器10に入力され、検波器1
0はこれに応じた入力レベル検出信号SREF-DETを出力
する。
In the present embodiment, gain correction is performed between the directional coupler 2 and the directional coupler 8 shown in FIG. The high-frequency signal extracted by the directional coupler 2 is input to the detector 10 via the attenuator 9,
0 outputs the corresponding input level detection signal SREF-DET.

【0034】また方向性結合器8によって取り出された
高周波信号は、減衰器11を介して検波器12に入力さ
れ、検波器12はこれに応じた出力レベル検出信号SOU
T-DETを出力する。
The high-frequency signal extracted by the directional coupler 8 is input to a detector 12 via an attenuator 11, and the detector 12 outputs a corresponding output level detection signal SOU.
Outputs T-DET.

【0035】減衰器9の減衰量と減衰器11の減衰量、
および各PA5-nが有する減衰器31の減衰量とは、本
実施の形態の規定利得時に、検波器10と検波器12、
そして検波器32とに同レベルの高周波信号が入力され
るように予め設定しておく。
The amount of attenuation of the attenuator 9 and the amount of attenuation of the attenuator 11,
The amount of attenuation of the attenuator 31 included in each PA 5-n means the detector 10 and the detector 12,
Then, it is set in advance so that the same high-frequency signal is input to the detector 32.

【0036】本実施の形態に高周波信号が入力された場
合、方向性結合器2によって取り出された高周波信号は
減衰器9を介して検波器10に入力される。検波器10
はこれに応じた入力レベル検出信号SREF-DETを出力
し、この入力レベル検出信号SREF-DETは制御回路13
に入力される。
When a high-frequency signal is input to the present embodiment, the high-frequency signal extracted by the directional coupler 2 is input to the detector 10 via the attenuator 9. Detector 10
Outputs a corresponding input level detection signal SREF-DET, and this input level detection signal SREF-DET
Is input to

【0037】方向性結合器2を通過した高周波信号は分
配器4によって分配された後、PA5-1、PA5-2・・
・PA5-19、PA5-20(PA5-n)によって増幅され
る。これら増幅された高周波信号は、再び合成器6によ
って合成され、BPF7よって不要成分が除去された
後、方向性結合器8を介して出力される。
The high-frequency signal that has passed through the directional coupler 2 is distributed by the distributor 4 and then PA5-1, PA5-2,.
-It is amplified by PA5-19 and PA5-20 (PA5-n). These amplified high-frequency signals are combined again by the combiner 6, and unnecessary components are removed by the BPF 7, and then output via the directional coupler 8.

【0038】方向性結合器8によって取り出された高周
波信号は、減衰器11を介して検波器12に入力され
る。検波器12は、これに応じた出力レベル検出信号SO
UT-DETを出力し、この出力レベル検出信号SOUT-DETは
制御回路13に入力される。
The high-frequency signal extracted by the directional coupler 8 is input to the detector 12 via the attenuator 11. The detector 12 outputs an output level detection signal So corresponding to this.
UT-DET is output, and the output level detection signal SOUT-DET is input to the control circuit 13.

【0039】制御回路13に入力された入力レベル検出
信号SREF-DETと、出力レベル検出信号SOUT-DETとは、各
々オペアンプ41あるいはオペアンプ42によって増幅
された後、オペアンプ43の入力端の各々に入力され
る。
The input level detection signal SREF-DET and the output level detection signal SOUT-DET input to the control circuit 13 are amplified by the operational amplifier 41 or 42, respectively, and then input to each of the input terminals of the operational amplifier 43. Is done.

【0040】これによりオペアンプ43は、予め設定し
た規定利得との差である差動レベルΔVを出力する。ま
たこの差動レベルΔVは、オペアンプ44によってオフ
セット電圧と加算され、制御電圧VR-CONTとして出力さ
れる。この制御電圧VR-CONTによって、可変減衰器3の
減衰量を制御する。
As a result, the operational amplifier 43 outputs a differential level ΔV which is a difference from a predetermined gain. This differential level ΔV is added to the offset voltage by the operational amplifier 44 and output as the control voltage VR-CONT. The attenuation of the variable attenuator 3 is controlled by the control voltage VR-CONT.

【0041】規定利得設定時と同じ条件で有るとすれ
ば、差動レベルΔVは0となり、制御電圧VR-CONTは基
準レベル設定時の値と同一となる。このため、可変減衰
器3の減衰量も変化しない。(規定利得の時、差動レベ
ルΔVは0となる。)
Assuming that the same condition is satisfied when the prescribed gain is set, the differential level ΔV becomes 0, and the control voltage VR-CONT becomes the same as the value when the reference level is set. Therefore, the attenuation of the variable attenuator 3 does not change. (At the specified gain, the differential level ΔV is 0.)

【0042】これに対して、温度変化等により装置全体
の利得が低下した場合、差動レベルΔVは正電位とな
る。従って、制御電圧VR-CONTの値を上げて可変減衰器
3の減衰量を減らす方向に変化させる。この動作は、差
動レベルΔVが0になるまで継続する。
On the other hand, when the gain of the entire device decreases due to a temperature change or the like, the differential level ΔV becomes a positive potential. Therefore, the value of the control voltage VR-CONT is increased to decrease the amount of attenuation of the variable attenuator 3. This operation continues until the differential level ΔV becomes zero.

【0043】また、装置全体の利得が上昇した場合、差
動レベルΔVは負電位となる。従って、制御電圧VR-CO
NTの値を下げて可変減衰器3の減衰量を増やす方向に変
化させる。この動作も、差動レベルΔVが0になるまで
継続する。
When the gain of the entire device increases, the differential level ΔV becomes a negative potential. Therefore, the control voltage VR-CO
The value of NT is lowered to change the amount of attenuation of the variable attenuator 3 to increase. This operation is continued until the differential level ΔV becomes zero.

【0044】高周波信号が入力されている間はこのよう
な動作が随時実施され、これによって差動レベルΔVが
常に0となるように制御電圧VR-CONTを継続して制御す
る。このため、装置全体の利得は常に規定値に保たれ
る。
While the high-frequency signal is being input, such an operation is performed as needed, whereby the control voltage VR-CONT is continuously controlled so that the differential level ΔV is always zero. For this reason, the gain of the entire apparatus is always kept at a specified value.

【0045】PA5-1、PA5-2・・・PA5-19、P
A5-20(PA5-n)の何れかが故障した場合について
も、上述のように利得が低下した時と同様な動きによ
り、装置全体の利得を確保することが可能である。
PA5-1, PA5-2 ... PA5-19, P
Even in the case where one of the A5-20 (PA5-n) fails, it is possible to secure the gain of the entire apparatus by the same operation as when the gain is reduced as described above.

【0046】PA5-1、PA5-2・・・PA5-19、P
A5-20(PA5-n)の各々の出力側には、方向性結合
器8と減衰器11、そして検波器12とからなる回路と
同等な回路が設けられている内蔵されている。
PA5-1, PA5-2 ... PA5-19, P
On the output side of each A5-20 (PA5-n), a circuit equivalent to a circuit including the directional coupler 8, the attenuator 11, and the detector 12 is provided.

【0047】そこで、各PA5-1、PA5-2・・・PA
5-19、PA5-20から出力される各々電圧信号SDET-
1、SDET-2・・・SDET-19、SDET-20を制御回路13に
入力し、オペアンプ51によって、入力レベル検出信号
SREF-DET信号とで差動増幅することで、差分電圧ΔV-
nが得られる。この差分電圧ΔV-nは、正常状態では0
となるが、異常状態では正電位となる。
Therefore, each of PA5-1, PA5-2... PA
5-19, each voltage signal SDET- output from PA5-20
1, SDET-2... SDET-19 and SDET-20 are input to the control circuit 13 and are differentially amplified by an operational amplifier 51 with an input level detection signal SREF-DET signal to obtain a differential voltage ΔV−
n is obtained. This difference voltage ΔV-n is 0 in a normal state.
However, in an abnormal state, the potential becomes positive.

【0048】差分電圧ΔV-nは、これと予め設定された
基準電圧とを比較するコンパレータ52に入力される。
差分電圧ΔV-nが基準電圧を越えた場合、コンパレータ
52はこれに対応するPA5-nに異常が発生したと判断
し、異常検出信号SALM-nを“H(ハイレベル)”にす
る。
The difference voltage ΔV-n is input to a comparator 52 which compares the difference voltage ΔV-n with a preset reference voltage.
If the difference voltage ΔV-n exceeds the reference voltage, the comparator 52 determines that an abnormality has occurred in the corresponding PA 5-n, and sets the abnormality detection signal SALM-n to “H (high level)”.

【0049】一方、差分電圧ΔV-nが基準電圧以下の場
合、コンパレータ52は対応するPA5-nが正常である
と判断し、異常検出信号SALM-nを“L(ローレベル)”
のままとする。このように、PA5-nと同数が出力され
る異常検出信号SALM-nを常時監視することで、異常と
なったPA5-nを瞬時に検知することができる。
On the other hand, when the difference voltage ΔV-n is equal to or lower than the reference voltage, the comparator 52 determines that the corresponding PA 5-n is normal, and sets the abnormality detection signal SALM-n to “L (low level)”.
Leave as is. As described above, by constantly monitoring the abnormality detection signals SALM-n output as many as the number of PA5-n, the abnormal PA5-n can be instantaneously detected.

【0050】なお上述の実施の形態では、PAを20台
使用した構成を例に挙げて説明したが、さらにPAの数
を増やして出力電力を増大させる場合にも、特に構成を
変更することなく対応可能である。
In the above embodiment, the configuration using 20 PAs has been described as an example. However, even when the output power is increased by further increasing the number of PAs, the configuration is not changed. Available.

【0051】さらに、上述の実施の形態のように高周波
電力増幅装置の入力信号レベルを基準に各PAの故障を
監視しているが、高周波電力増幅装置の出力信号レベル
を基準に各PAを監視するものであっても同様の効果が
得られる。また本発明は、大電力リニア増幅器に限定さ
れず、低電力や中電力の増幅器の並列動作や、単体動作
の場合にも適用可能である。
Further, although the failure of each PA is monitored on the basis of the input signal level of the high-frequency power amplifier as in the above embodiment, each PA is monitored on the basis of the output signal level of the high-frequency power amplifier. A similar effect can be obtained even if the same is performed. Further, the present invention is not limited to the high power linear amplifier, but is also applicable to the case of low-power or medium-power amplifiers in parallel operation or single operation.

【0052】上述の実施の形態では、電圧制御型の可変
減衰器を使用しているが、電流制御型の可変減衰器やデ
ィジタル制御型の可変減衰器等を用いたものであって
も、本発明の適用範囲であることは、言うまでもない。
そして本発明は、電子管を並列動作させて電力を合成す
る増幅器や、マイクロ波帯以外の周波数の増幅器にも適
用可能である。
In the above embodiment, a voltage-controlled variable attenuator is used. However, even if a current-controlled variable attenuator or a digitally-controlled variable attenuator is used, the present invention is not limited to this. It goes without saying that it is within the scope of the invention.
The present invention is also applicable to an amplifier that synthesizes power by operating electron tubes in parallel and an amplifier having a frequency other than the microwave band.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、入力される高周波信号の信号レベルと増幅されて出
力される高周波信号の信号レベルとの差である入出力差
に基づいて、増幅手段に入力される高周波信号を所定の
レベルまで減衰させる可変減衰手段による減衰量を制御
して、全体の利得一定に保持する。また、増幅手段を構
成する複数の電力増幅手段の各々について、電力増幅さ
れた高周波信号の信号レベルと入力される高周波信号の
信号レベルとの差である個別増幅度を求め、異常検出の
基準値と個別増幅度との比較結果に基づいて異常検出信
号を出力する。あるいは、増幅手段を構成する複数の電
力増幅手段の各々について、電力増幅された高周波信号
の信号レベルと増幅されて出力される高周波信号の信号
レベルとの差である個別増幅度を求め、異常検出の基準
値と個別増幅度との比較結果に基づいて異常検出信号を
出力するので、電力増幅素子を並列動作させる場合に
も、自動利得補正が可能であり、また故障した素子を特
定することができる高周波電力増幅装置および高周波電
力増幅装置の制御方法が実現可能であるという効果が得
られる。
As described above, according to the present invention, the amplification based on the input / output difference which is the difference between the signal level of the input high frequency signal and the signal level of the amplified high frequency signal is output. The amount of attenuation by the variable attenuating means for attenuating the high-frequency signal input to the means to a predetermined level is controlled so as to keep the overall gain constant. Further, for each of the plurality of power amplifying units constituting the amplifying unit, an individual amplification degree which is a difference between a signal level of the power-amplified high-frequency signal and a signal level of the input high-frequency signal is obtained, and a reference value for abnormality detection is obtained. And outputs an abnormality detection signal based on the result of comparison between the signal and the individual amplification degree. Alternatively, for each of the plurality of power amplifying units constituting the amplifying unit, an individual amplification degree, which is a difference between the signal level of the power-amplified high-frequency signal and the signal level of the amplified and output high-frequency signal, is determined, and abnormality detection is performed. Since the abnormality detection signal is output based on the comparison result between the reference value and the individual amplification degree, the automatic gain correction is possible even when the power amplification elements are operated in parallel, and the faulty element can be identified. An effect is obtained that a high-frequency power amplifier and a control method of the high-frequency power amplifier that can be realized can be realized.

【0054】即ち本発明によれば、校正用信号源が不要
になるとともに、個々のPAの利得ばらつきを無視する
ことができ、利得補正の精度が向上する。これととも
に、1台のPAが故障した場合でもAGCが追従するた
め、装置全体の利得は保証され、システムダウンを回避
すること(FAIL SAFE:フェイルセイフ)が可能
になる。
That is, according to the present invention, the calibration signal source becomes unnecessary, and the gain variation of each PA can be neglected, thereby improving the accuracy of gain correction. In addition, since the AGC follows even if one PA fails, the gain of the entire apparatus is guaranteed, and it is possible to avoid the system down (FAIL SAFE: failsafe).

【0055】本発明では、個々のPAに利得補正機能を
必要としないため、一般的なPAの並列合成のように少
ない部品点数でシステム構築が可能となり、コストの低
減と故障率の低減を図ることができる。
According to the present invention, since a gain correction function is not required for each PA, a system can be constructed with a small number of components as in the case of a general parallel combination of PAs, thereby reducing the cost and the failure rate. be able to.

【0056】また異常検出回路により、リニア増幅する
複数のPAの中から、異常となったPAを瞬時に検出で
きるため、故障PAを特定する診断時間を削減できると
ともに、異常PAによる他への連鎖故障を防ぐことがで
きる。即ちPAが故障した場合も、故障したPAを除く
他のPAで増幅動作をし、装置全体の利得を確保するこ
とができる。
Further, since the abnormal PA can be instantaneously detected from the plurality of PAs to be linearly amplified by the abnormality detecting circuit, the diagnosis time for identifying the faulty PA can be reduced, and the abnormal PA can be linked to the others. Failure can be prevented. In other words, even when a PA fails, an amplification operation can be performed in another PA except for the failed PA, and the gain of the entire apparatus can be secured.

【0057】また、入力レベルを可変して出力電力変化
させるリニア動作時においても、故障したPAを特定す
ることができる。さらに、温度変動に伴う検波特性も相
殺され、利得の保証範囲も広がるので、利得の補正精度
も向上する。
Further, even during the linear operation in which the output power is changed by changing the input level, the faulty PA can be specified. Further, the detection characteristics due to the temperature fluctuation are canceled out, and the guaranteed range of the gain is expanded, so that the gain correction accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施の形態にかかる高周波電力増
幅装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a high-frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施の形態における各PA5-nの詳細な構
成を示す接続図である。
FIG. 2 is a connection diagram showing a detailed configuration of each PA 5-n in the embodiment.

【図3】 同実施の形態における制御回路13の詳細な
構成を示す接続図である。
FIG. 3 is a connection diagram illustrating a detailed configuration of a control circuit 13 according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 プリアンプ 2 方向性結合器(第1の方向性結合器) 3 可変減衰器(可変減衰手段) 4 分配器(分配手段) 5-1〜5-20、5-n PA(電力増幅手段) 6 合成器(合成手段) 7 BPF 8 方向性結合器(第2の方向性結合器) 9 減衰器 10 検波器(第1の検波器) 11 減衰器 12 検波器(第2の検波器) 13 制御回路(制御手段) 21〜23 電力増幅素子 24 分配器(分岐手段) 25〜28 電力増幅素子(電力増幅素子) 29 合成器(合波手段) 30 方向性結合器(第3の方向性結合器) 31 減衰器 32 検波器(第3の検波器) 33 オペアンプ 40 AGC部(減衰制御手段) 41、42 オペアンプ 43 オペアンプ(第1の差動増幅手段) 44 オペアンプ 50-n 異常検出部(異常検出手段) 51 オペアンプ(第2の差動増幅手段) 52 コンパレータ(比較手段) SALM-1〜SALM-20、SALM-n 異常検出信号 SDET0 電圧信号 SDET-1〜SDET-20、SDET-n 電圧信号 SREF-DET 入力レベル検出信号 SOUT-DET 出力レベル検出信号 REFERENCE SIGNS LIST 1 preamplifier 2 directional coupler (first directional coupler) 3 variable attenuator (variable attenuation unit) 4 distributor (distribution unit) 5-1 to 5-20, 5-n PA (power amplification unit) 6 Synthesizer (synthesis means) 7 BPF 8 Directional coupler (second directional coupler) 9 Attenuator 10 Detector (first detector) 11 Attenuator 12 Detector (second detector) 13 Control Circuit (control means) 21 to 23 power amplifying element 24 distributor (branching means) 25 to 28 power amplifying element (power amplifying element) 29 combiner (combining means) 30 directional coupler (third directional coupler) 31 attenuator 32 detector (third detector) 33 operational amplifier 40 AGC section (attenuation control means) 41, 42 operational amplifier 43 operational amplifier (first differential amplifying means) 44 operational amplifier 50-n abnormality detector (abnormality detection) Means) 51 Operational amplifier (second Differential amplification means) 52 Comparator (comparing means) SALM-1 to SALM-20, SALM-n abnormality detection signal SDET0 voltage signal SDET-1 to SDET-20, SDET-n voltage signal SREF-DET input level detection signal SOUT- DET output level detection signal

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年3月15日[Submission date] March 15, 1999

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 高周波電力増幅装置 [Title of the Invention] High frequency power amplifier

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0001[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波帯の
固体リニアアンプ等、複数の電力増幅素子を並列に接続
して用いる高周波電力増幅装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to a solid-state linear amplifier such as a microwave band, about the high-frequency power amplifier device used by connecting a plurality of power amplifier elements in parallel.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0014】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、電力増幅素子を並列動作させる場合にも、自
動利得補正が可能であり、また故障した素子を特定する
ことができる高周波電力増幅装置を提供することを目的
としている。
The present invention has been made under such a background. Even when the power amplifying elements are operated in parallel, the automatic gain correction is possible and the high-frequency power capable of specifying the faulty element is provided. It is intended to provide an amplification device .

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1に記載の発明にあっては、(a)入力
端に設けられ、入力される高周波信号の信号レベルを検
出する入力信号レベル検出手段と、(b)前記入力信号
レベル検出手段を通過した前記高周波信号を所定のレベ
ルまで減衰させる1つの可変減衰手段と、(c)前記可
変減衰手段によって前記所定のレベルまで減衰した高周
波信号を互いに同レベルに等分する分配手段と、各々が
前記等分された高周波信号を電力増幅するとともに当該
電力増幅された高周波信号の信号レベルを検出する増幅
信号レベル検出手段を有する複数の電力増幅手段と、前
記複数の電力増幅手段の各々が出力する高周波信号を互
いに等比率で合成する合成手段とから構成され前記所定
のレベルまで減衰した高周波信号を増幅する増幅手段
と、(d)出力端に設けられ、前記増幅されて出力され
る高周波信号の信号レベルを検出する出力信号レベル検
出手段と、(e)前記入力される高周波信号の信号レベ
ルと前記出力される高周波信号の信号レベルとの差であ
る入出力差を求める第1の差動増幅手段から構成される
減衰制御手段と、各々に設けられた異常検出のための所
定の基準値と前記増幅信号レベルとを比較することで対
応する前記電力増幅手段に発生した異常を検出して各々
個別に異常検出信号を出力する複数の異常検出手段とを
有し、前記複数の電力増幅手段の各々に分配される前記
高周波信号のレベルを減衰させる前記可変減衰手段を当
該入力差に基づいて生成される制御信号によって制御す
る制御手段とを具備し、前記減衰制御手段は、前記入出
力差に基づいて前記可変減衰手段による減衰量を連続的
に制御することで全体の利得を一定に保持し、前記異常
が発生した電力増幅手段と並列に動作する他の前記電力
増幅手段への異常の波及を抑制して増幅動作を継続する
ことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems ] To solve the above-mentioned problems.
Therefore, in the invention described in claim 1, (a) inputting
At the end to detect the signal level of the input high-frequency signal.
Output signal level detecting means for outputting, and (b) the input signal
The high-frequency signal passed through the level detecting means is converted to a predetermined level.
A variable attenuating means for attenuating to a maximum
High frequency attenuated to the predetermined level by the variable attenuation means
Distribution means for equally dividing wave signals into equal levels,
Power-amplifying the equally divided high-frequency signal and
Amplification that detects the signal level of a power-amplified high-frequency signal
A plurality of power amplifying means having signal level detecting means;
The high-frequency signals output from each of the plurality of power amplifying means are exchanged.
And synthesizing means for synthesizing at an equal ratio.
Amplifying means for amplifying high-frequency signals attenuated to the level of
(D) provided at an output terminal, wherein the amplified and output
Output signal level detection to detect the signal level of the high-frequency signal
Output means; and (e) a signal level of the input high-frequency signal.
And the signal level of the output high-frequency signal.
Composed of first differential amplifying means for determining an input / output difference
Attenuation control means and a place provided for each abnormality detection
By comparing a fixed reference value with the amplified signal level,
Detects an abnormality that has occurred in the corresponding power amplification means and
A plurality of abnormality detection means that individually output abnormality detection signals
Having said power distribution means distributed to each of said plurality of power amplifying means
The variable attenuating means for attenuating the level of the high-frequency signal is applied.
Control is performed by a control signal generated based on the input difference.
Control means, and the attenuation control means includes
The amount of attenuation by the variable attenuation means is continuously adjusted based on the force difference.
To keep the overall gain constant,
The other power operating in parallel with the power amplifying means in which the
Suppress abnormalities to the amplification means and continue amplification operation
It is characterized by the following.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0046[Correction target item name] 0046

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0046】PA5-1、PA5-2・・・PA5-19、P
A5-20(PA5-n)の各々の出力側には、方向性結合
器8と減衰器11、そして検波器12とからなる回路と
同等な回路が設けられている
PA5-1, PA5-2 ... PA5-19, P
A circuit equivalent to a circuit including the directional coupler 8, the attenuator 11, and the detector 12 is provided on each output side of the A5-20 (PA5-n).

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0053[Correction target item name] 0053

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、入力される高周波信号の信号レベルと増幅されて出
力される高周波信号の信号レベルとの差である入出力差
に基づいて、増幅手段に入力される高周波信号を所定の
レベルまで減衰させる可変減衰手段による減衰量を制御
して、全体の利得一定に保持する。また、増幅手段を構
成する複数の電力増幅手段の各々について、電力増幅さ
れた高周波信号の信号レベルと入力される高周波信号の
信号レベルとの差である個別増幅度を求め、異常検出の
基準値と個別増幅度との比較結果に基づいて異常検出信
号を出力する。あるいは、増幅手段を構成する複数の電
力増幅手段の各々について、電力増幅された高周波信号
の信号レベルと増幅されて出力される高周波信号の信号
レベルとの差である個別増幅度を求め、異常検出の基準
値と個別増幅度との比較結果に基づいて異常検出信号を
出力するので、電力増幅素子を並列動作させる場合に
も、自動利得補正が可能であり、また故障した素子を特
定することができる高周波電力増幅装置が実現可能であ
るという効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the amplification based on the input / output difference which is the difference between the signal level of the input high frequency signal and the signal level of the amplified high frequency signal is output. The amount of attenuation by the variable attenuating means for attenuating the high-frequency signal input to the means to a predetermined level is controlled so as to keep the overall gain constant. Further, for each of the plurality of power amplifying units constituting the amplifying unit, an individual amplification degree which is a difference between a signal level of the power-amplified high-frequency signal and a signal level of the input high-frequency signal is obtained, and a reference value for abnormality detection is obtained. And outputs an abnormality detection signal based on the result of comparison between the signal and the individual amplification degree. Alternatively, for each of the plurality of power amplifying units constituting the amplifying unit, an individual amplification degree, which is a difference between the signal level of the power-amplified high-frequency signal and the signal level of the amplified and output high-frequency signal, is determined, and abnormality detection is performed. Since the abnormality detection signal is output based on the comparison result between the reference value and the individual amplification degree, the automatic gain correction is possible even when the power amplification elements are operated in parallel, and the faulty element can be identified. An effect is obtained that a high-frequency power amplifier that can be realized can be realized.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力される高周波信号の信号レベルを検
出する入力信号レベル検出手段と、 前記入力信号レベル検出手段を通過した前記高周波信号
を所定のレベルまで減衰させる可変減衰手段(3)と、 前記所定のレベルまで減衰した高周波信号を増幅する増
幅手段と、 前記増幅されて出力される高周波信号の信号レベルを検
出する出力信号レベル検出手段と、 前記入力される高周波信号の信号レベルと前記出力され
る高周波信号の信号レベルとに基づいて前記可変減衰手
段による減衰量を制御する制御手段(13)とを具備す
ることを特徴とする高周波電力増幅装置。
An input signal level detector for detecting a signal level of an input high-frequency signal; a variable attenuator for attenuating the high-frequency signal passing through the input signal level detector to a predetermined level; Amplification means for amplifying the high-frequency signal attenuated to the predetermined level; output signal level detection means for detecting the signal level of the amplified and output high-frequency signal; signal level of the input high-frequency signal and the output Control means (13) for controlling the amount of attenuation by the variable attenuation means based on the signal level of the high-frequency signal to be applied.
【請求項2】 前記制御手段は前記可変減衰手段の減衰
量を制御する減衰制御手段(40)を有し、 前記減衰制御手段は、 前記入力される高周波信号の信号レベルと前記出力され
る高周波信号の信号レベルとの差である入出力差を求め
る第1の差動増幅手段(43)を有し、 前記入出力差に基づいて前記可変減衰手段の減衰量を制
御することを特徴とする請求項1に記載の高周波電力増
幅装置。
2. The control means includes an attenuation control means (40) for controlling an amount of attenuation of the variable attenuation means, wherein the attenuation control means comprises: a signal level of the input high-frequency signal; A first differential amplifying unit for obtaining an input / output difference which is a difference from a signal level of the signal; and controlling an attenuation amount of the variable attenuating unit based on the input / output difference. The high-frequency power amplifier according to claim 1.
【請求項3】 前記増幅手段は、 前記所定のレベルまで減衰した高周波信号を互いに同レ
ベルに等分する分配手段(4)と、 前記等分された高周波信号を各々電力増幅する複数の電
力増幅手段(5-1〜5-20、5-n)と、 前記複数の電力増幅手段の各々が出力する高周波信号を
互いに等比率で合成する合成手段(6)とを具備するこ
とを特徴とする請求項1または請求項2の何れかに記載
の高周波電力増幅装置。
3. The distribution means (4) for equally dividing the high-frequency signal attenuated to the predetermined level into equal levels, and a plurality of power amplifiers each for power-amplifying the equally divided high-frequency signal. Means (5-1 to 5-20, 5-n); and synthesizing means (6) for synthesizing high-frequency signals output from each of the plurality of power amplifying means at an equal ratio to each other. The high-frequency power amplifier according to claim 1.
【請求項4】 前記入力レベル検出手段は、 前記入力される高周波信号の一部を取り出す第1の方向
性結合器(2)と、 前記取り出された高周波信号を検波して前記入力される
高周波信号の振幅に応じた値の直流電圧を出力する第1
の検波器(10)とを具備することを特徴とする請求項
1ないし請求項3の何れかに記載の高周波電力増幅装
置。
4. The input level detecting means includes: a first directional coupler (2) for extracting a part of the input high-frequency signal; and detecting the extracted high-frequency signal to detect the input high-frequency signal. A first method of outputting a DC voltage having a value corresponding to the amplitude of a signal
The high frequency power amplifier according to any one of claims 1 to 3, further comprising a detector (10).
【請求項5】 前記出力レベル検出手段は、 前記出力される高周波信号の一部を取り出す第2の方向
性結合器(8)と、 前記取り出された高周波信号を検波して前記出力される
高周波信号の振幅に応じた値の直流電圧を出力する第2
の検波器(12)とを具備することを特徴とする請求項
1ないし請求項3の何れかに記載の高周波電力増幅装
置。
5. The output level detecting means includes: a second directional coupler (8) for extracting a part of the output high-frequency signal; and detecting the extracted high-frequency signal to output the high-frequency signal. A second output of a DC voltage having a value corresponding to the signal amplitude
The high frequency power amplifier according to any one of claims 1 to 3, further comprising a detector (12).
【請求項6】 前記複数の電力増幅手段の各々は、 前記電力増幅された高周波信号の信号レベルを検出する
増幅信号レベル検出手段を具備し、 前記制御手段は、 前記増幅信号レベルに基づいて対応する前記電力増幅手
段に発生した異常を検出する複数の異常検出手段(50
-n)を具備することを特徴とする請求項1ないし請求項
5の何れかに記載の高周波電力増幅装置。
6. Each of the plurality of power amplifying means includes an amplified signal level detecting means for detecting a signal level of the power-amplified high-frequency signal, and the control means responds based on the amplified signal level. A plurality of abnormality detecting means (50) for detecting abnormality occurring in the power amplifying means.
The high-frequency power amplifier according to any one of claims 1 to 5, further comprising -n).
【請求項7】 前記複数の異常検出手段の各々は、 前記入力される高周波信号の信号レベルと前記電力増幅
された高周波信号の信号レベルとの差である個別増幅度
を求める第2の差動増幅手段(51)と、 異常検出の基準値と前記個別増幅度とを比較する比較手
段(52)とを具備することを特徴とする請求項1ない
し請求項6の何れかに記載の高周波電力増幅装置。
7. Each of the plurality of abnormality detection means includes a second differential for obtaining an individual amplification degree which is a difference between a signal level of the input high-frequency signal and a signal level of the power-amplified high-frequency signal. The high-frequency power according to any one of claims 1 to 6, further comprising an amplifying means (51), and a comparing means (52) for comparing a reference value for abnormality detection with the individual amplification degree. Amplifying device.
【請求項8】 前記複数の異常検出手段の各々は、 前記出力される高周波信号の信号レベルと前記電力増幅
された高周波信号の信号レベルとの差である個別増幅度
を求める第2の差動増幅手段と、 異常検出の基準値と前記個別増幅度とを比較する比較手
段とを具備することを特徴とする請求項1ないし請求項
7の何れかに記載の高周波電力増幅装置。
8. Each of the plurality of abnormality detection means includes a second differential for obtaining an individual amplification degree which is a difference between a signal level of the output high-frequency signal and a signal level of the power-amplified high-frequency signal. The high-frequency power amplifier according to any one of claims 1 to 7, further comprising an amplifier, and a comparator configured to compare a reference value for abnormality detection with the individual amplification degree.
【請求項9】 前記複数の電力増幅手段の各々は、 前記分配された高周波信号を互いに同レベルに等分岐す
る分岐手段(24)と、 前記等分岐された高周波信号を各々電力増幅する複数の
電力増幅素子(25〜28)と、 前記複数の電力増幅素子の各々が出力する高周波信号を
互いに等比率で合波する合波手段(29)とを具備する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8の何れかに記
載の高周波電力増幅装置。
9. Each of the plurality of power amplifying means includes: a branching means (24) for equally dividing the distributed high-frequency signal to the same level; and a plurality of power amplifying means for respectively power-amplifying the equally branched high-frequency signal. The power amplification device (25-28), and multiplexing means (29) for multiplexing high frequency signals output from each of the plurality of power amplification devices at an equal ratio to each other. The high-frequency power amplifier according to claim 8.
【請求項10】 前記増幅信号レベル検出手段は、 前記電力増幅された高周波信号の一部を取り出す第3の
方向性結合器(30)と、 前記取り出された高周波信号を検波して前記電力増幅さ
れた高周波信号の振幅に応じた値の直流電圧を出力する
第3の検波器(32)とを具備することを特徴とする請
求項6ないし請求項9の何れかに記載の高周波電力増幅
装置。
10. The amplified signal level detecting means includes: a third directional coupler (30) for extracting a part of the power-amplified high-frequency signal; and detecting the extracted high-frequency signal to perform the power amplification. The high-frequency power amplifier according to any one of claims 6 to 9, further comprising a third detector (32) that outputs a DC voltage having a value corresponding to the amplitude of the obtained high-frequency signal. .
【請求項11】 入力される高周波信号の信号レベルと
増幅されて出力される高周波信号の信号レベルとの差で
ある入出力差に基づいて、増幅手段に入力される前記高
周波信号を所定のレベルまで減衰させる可変減衰手段に
よる減衰量を制御して、全体の利得を一定に保持するこ
とを特徴とする高周波電力増幅装置の制御方法。
11. The high-frequency signal input to the amplifying means is set to a predetermined level based on an input / output difference which is a difference between the signal level of the input high-frequency signal and the signal level of the amplified high-frequency signal. A method for controlling a high-frequency power amplifying device, characterized in that the amount of attenuation by a variable attenuating means for attenuating the total gain is controlled to keep the overall gain constant.
【請求項12】 前記増幅手段を構成する複数の電力増
幅手段の各々について、電力増幅された高周波信号の信
号レベルと前記入力される高周波信号の信号レベルとの
差である個別増幅度を求め、異常検出の基準値と当該個
別増幅度との比較結果に基づいて異常検出信号を出力す
ることを特徴とする請求項11に記載の高周波電力増幅
装置の制御方法。
12. For each of a plurality of power amplifying means constituting the amplifying means, an individual amplification degree, which is a difference between a signal level of a power-amplified high-frequency signal and a signal level of the input high-frequency signal, is obtained. The control method for a high-frequency power amplifier according to claim 11, wherein an abnormality detection signal is output based on a comparison result between a reference value for abnormality detection and the individual amplification degree.
【請求項13】 前記増幅手段を構成する複数の電力増
幅手段の各々について、電力増幅された高周波信号の信
号レベルと前記増幅されて出力される高周波信号の信号
レベルとの差である個別増幅度を求め、異常検出の基準
値と当該個別増幅度との比較結果に基づいて異常検出信
号を出力することを特徴とする請求項11に記載の高周
波電力増幅装置の制御方法。
13. An individual amplification degree which is a difference between a signal level of a power-amplified high-frequency signal and a signal level of the amplified and output high-frequency signal for each of a plurality of power amplifying means constituting the amplifying means. 12. The method according to claim 11, wherein an abnormality detection signal is output based on a comparison result between a reference value for abnormality detection and the individual amplification degree.
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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