JPS6231209A - 電力増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は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、信頬性の向上を図った電
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、増幅器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って一
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゛に入った所定量の電力
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
ものにとっては、使用することが不可能である。

〔問題点を解決するだ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
って、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、本発明の詳細な説明するブロック図であり、
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１ｏ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、多端子ウィルキンソン方式、９０’ハイブリツド
力プラ方式、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、３　ｄＢ９０°バイブリフトカ
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ップラインの上面
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Ａであり、カップルは上面と下面
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。従って、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
電力増幅装置の人力と出力は位相が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、人出力インピ
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、９０６ハイプリソトカプラ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によっ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ア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っては、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って、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って高出力を得るのは、−
ｉ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ブランチライン力
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
たマイクロストリップラインまたは、ストリップライン
で構成され、長さｌは中心周波数の波長λの２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ＯｄＢｍは、端子■、■
に一３ｄＢが生じ、端子間では、位相差が９０°ある。

第５図は、ウィ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
トリップライン、またはストリップラインとアイソレー
ションの抵抗で構成され、長さｌは中心周波数λの波長
Ａ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人出力に分配器と、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っ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、本発明の一実施例の原理を示すブロック図、
第２図は、本発明の具体的な一実施例を示すブロック図
、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ック図である。 符号の説明 ５−・・−−−−−一分配器　　　６−・−−−−−・
−電力増幅器８　−−−−−−−一・−結合器　　　９
−・−−−−ｍ−制御部１０−・−・−・・−切換部 １１−−・−・・・−９０°ハイブリツトカプラ特　許
　出　願　人　　東洋通信機株式会社代理人　弁理士　
　　松　原　　伸　　之代理人　弁理士　　　村　　木
　清　　司代理人　弁理士　　　平　　１）　忠　雄代
理人　弁理士　　　上　　島　　淳　−第１図 第３図 （ｃｌ） 第４図（イ］ 第４図（０） 第５図 第６図（イノ 第θ図ｃ口）

Claims (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結合器
   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、前記複数の電力増幅手段の作動を個別に制御
   して前記電力結合器の単一の出力端子から出力される電
   力量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする電力
   増幅装置。