(57)【要約】      （修正有）【課題】アンテナ負荷変動や広帯域の周波数を増幅する電力増幅回路に対して性能の良い方向性結合器を提供する。【解決手段】アンテナ４の負荷変動や広帯域な増幅周波数に対して方向性結合器３の方向性が良くなるように方向性結合器３の終端抵抗Ｒ１に並列に可変容量ダイオードＶＤ１を入れて、あらかじめ増幅する全周波数で整合を取ったときの情報を不揮発性メモリ８に記憶しておき、運用時にはこの情報を使用して方向性結合器３の整合を取り、方向性結合器３の方向性を改善してＡＰＣ特性を改善する。【選択図】図１
2011250354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を増幅する回路において、電力の進行波検出のための方向性結合器を有し、前記方向性結合器には整合用抵抗を有し、前記整合用抵抗にコンデンサを介して並列に接続して方向性結合器の整合を図るための可変容量ダイオードを有し、前記可変容量ダイオードに電圧を印加するためのデジタルアナログ変換回路を有し、前記デジタルアナログ変換回路に情報を渡すための不揮発性メモリテーブルを有し、前記不揮発性メモリテーブルにはあらかじめ測定した増幅周波数情報と前記デジタルアナログ変換回路に渡す情報が記憶され、前記電力増幅回路からの増幅周波数情報により前記不揮発メモリテーブルに記憶されている情報を前記デジタルアナログ変換回路に送付して、前記デジタルアナログ変換回路が、前記可変容量ダイオードの容量を調整することを特徴とする進行波検出方向性結合器。
【請求項２】
電力を増幅する回路において、電力の反射波検出のための方向性結合器を有し、前記方向性結合器には整合用抵抗を有し、前記整合用抵抗にコンデンサを介して並列に接続して方向性結合器の整合を図るための可変容量ダイオードを有し、前記可変容量ダイオードに電圧を印加するためのデジタルアナログ変換回路を有し、前記デジタルアナログ変換回路に情報を渡すための不揮発性メモリテーブルを有し、前記不揮発性メモリテーブルにはあらかじめ測定した増幅周波数情報と前記デジタルアナログ変換回路に渡す情報が記憶され、前記電力増幅回路からの増幅周波数情報により前記不揮発メモリテーブルに記憶されている情報を前記デジタルアナログ変換回路に送付して、前記デジタルアナログ変換回路が、前記可変容量ダイオードの容量を調整することを特徴とする反射波検出方向性結合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信電力増幅回路の出力部に使用される方向性結合器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は図４に示すように、電力増幅器2の出力部には自動電力制御回路1（以降ＡＰＣと称す）のための方向性結合器３が接続されている。また、アンテナ４からの反射波Ｐ２を軽減して、方向性結合器３の特性を良くするためのアイソレータ９が挿入されていた。
【０００３】
しかし、このアイソレータ９は高価なのでコストダウンのためには、図５に示すようにアイソレータ９を省く必要がある。アイソレータ９を省くとアンテナ４の負荷変動や電力増幅器の増幅周波数帯域が広くなると方向性結合器３の特性が悪くなりＡＰＣ特性が悪くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来例にあっては、アンテナ４の負荷変動や電力増幅器２の増幅周波数帯域が広くなると方向性結合器３の特性が悪くなりＡＰＣ特性が悪くなってしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電力を増幅する回路において、電力の進行波検出のための方向性結合器を有し、前記方向性結合器には整合用抵抗を有し、前記整合用抵抗にコンデンサを介して並列に接続して方向性結合器の整合を図るための可変容量ダイオードを有し、前記可変容量ダイオードに電圧を印加するためのデジタルアナログ変換回路を有し、前記デジタルアナログ変換回路に情報を渡すための不揮発性メモリテーブルを有し、前記不揮発性メモリテーブルにはあらかじめ測定した増幅周波数情報と前記デジタルアナログ変換回路に渡す情報が記憶され、前記電力増幅回路からの増幅周波数情報により前記不揮発メモリテーブルに記憶されている情報を前記デジタルアナログ変換回路に送付して、前記デジタルアナログ変換回路が、前記可変容量ダイオードの容量を調整することを特徴とする。
【０００７】
電力を増幅する回路において、電力の反射波検出のための方向性結合器を有し、前記方向性結合器には整合用抵抗を有し、前記整合用抵抗にコンデンサを介して並列に接続して方向性結合器の整合を図るための可変容量ダイオードを有し、前記可変容量ダイオードに電圧を印加するためのデジタルアナログ変換回路を有し、前記デジタルアナログ変換回路に情報を渡すための不揮発性メモリテーブルを有し、前記不揮発性メモリテーブルにはあらかじめ測定した増幅周波数情報と前記デジタルアナログ変換回路に渡す情報が記憶され、前記電力増幅回路からの増幅周波数情報により前記不揮発メモリテーブルに記憶されている情報を前記デジタルアナログ変換回路に送付して、前記デジタルアナログ変換回路が、前記可変容量ダイオードの容量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高価なアイソレータを使用することなくアンテナ負荷変動や広帯域の周波数を増幅する電力増幅回路に対して性能の良い方向性結合器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の系統図（進行波検出）
【図２】スミスチャート図
【図３】方向性結合器の終端容量対アイソレーション
【図４】従来の系統図（アイソレータ有り）
【図５】従来の系統図（アイソレータなし）
【図６】本発明の他の例の系統図（反射波検出）
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の実施例を示す系統図である。図1は方向性結合器３で進行波Ｐを検出するとＡＰＣ１を制御して電力増幅器２の出力を制御する場合の実施例である。図１の系統図に付した番号は図４および図５で付した従来の系統図と同じ機能をする場合は同一の番号としてある。
方向性結合器３の結合度は図１の式１−１、アイソレーションは式１−２、方向性は式１−３で表される。方向性結合器３の性能をよくするためにはアンテナ４の負荷変動や電力増幅器２の増幅周波数に対して方向性結合器３を整合させてアンテナ４からの反射波Ｐ２に対する式１−２に示すアイソレーションを良くすることである。
【００１１】
このアイソレーションを良くするための実験例を図３に示す。図３の（１）の方向性結合器に示すように方向性結合器の終端抵抗Ｒに並列に終端容量C２を付けて整合を図ることにより改善する。終端抵抗Ｒを４７Ωとしたときに、図３の（2）が方向性結合器の終端容量対方向性のグラフ例である。このグラフ例の場合、終端容量Ｃ２が１ｐＦの場合に方向性が最良になることを示している。
【００１２】
図３の（３）は方向性結合器の終端容量Ｃ２対結合度、アイソレーション、方向性の特性実験例である。図３（3）の表の右欄の方向性の値は図３（２）のグラフと同じである。
【００１３】
図２は方向性結合器の整合状態を説明するためのスミスチャート図である。図２（１）は方向性結合器の回路図である。図２の（２）のスミスチャート図は図２の（３）に示す周波数による終端容量Ｃ２の場合の整合実験例である。周波数により終端容量Ｃ２を変えることによる方向性結合器が整合することがわかる。
【００１４】
従って、図１に示すように、方向性結合器３の終端抵抗Ｒ１と並列に終端容量Ｃ１を介して可変容量ダイオードVD１を接続して、アンテナ４の負荷状況や電力増幅器２の増幅周波数に対して方向性結合器３の方向性が最良になるように可変容量ダイオードVD１を制御すれば良いことになる。
【００１５】
次にこの制御に使用するためのデータの取得方法について記載する。データ取得は実際に使用する図１に示す増幅器の回路を使用して実験室で評価器を使用して測定する。図１の回路において可変容量ダイオードＶＤ１に印加する電圧を変化させて方向性が良くなる電圧を測定する。この測定を増幅する全周波数で行う。
【００１６】
次に、上記測定で得られた電圧をデジタルアナログ変換回路（以降、ＤＡＣと称す）７から出力するために、増幅する全周波数に対する入力条件値を出す。この増幅する周波数に対する入力条件値を実際に使用する増幅器の回路の不揮発性メモリテーブルに書き込む。
【００１７】
実際の運用にあたっては増幅周波数情報１０を入手して増幅周波数に該当するデータを不揮発性メモリテーブル８からＤＡＣ７に送付してＤＡＣ７が可変容量ダイオードＶＤ１を制御することにより全増幅周波数に対して整合することができ方向性の良い方向性結合器を得ることができる。
【００１８】
図６は本発明の他の実施例を示す系統図である。図６は方向性結合器６３で反射波Ｐ２を検出してＡＰＣ１を制御してアンテナ負荷変動が大きくなった場合、電力増幅器2の出力を止めて電力増幅器２を保護する場合の実施例である。方向性結合器６３の結合度は図６の式６−１、アイソレーションは式６−２、方向性は式６−３で表される。方向性結合器６３の性能をよくするためにはアンテナ４の負荷変動や電力増幅器２の増幅周波数に対して方向性結合器６３を整合させて増幅器からの進行波Ｐに対する式6-２に示すアイソレーションを良くすることである。
【００１９】
このアイソレーションを良くするための実験例を図３に示す。図３は進行波検出の方向性結合器の場合であるが反射波検出の場合も同様である。図３の内容は図１で説明したので説明を割愛する。
【００２０】
図２は方向性結合器の整合状態を説明するためのスミスチャート図である。図２は進行波検出の方向性結合器の場合であるが反射波検出の場合も同様である。図２の内容は図１で説明したので説明を割愛する。
【００２１】
従って、進行波検出の方向性結合器と同様、図６に示すように、反射波検出の方向性結合器６３の終端抵抗Ｒ６と並列に終端容量Ｃ６を介して可変容量ダイオードVD６を接続して、アンテナ４負荷状況や電力増幅器２の増幅周波数に対して方向性結合器６３の方向性が最良になるように可変容量ダイオードVD６を制御すれば良いことになる。
【００２２】
次にこの制御に使用するためのデータの取得方法について記載する。データ取得は実際に使用する図６に示す増幅器の回路を使用して実験室で評価器を使用して測定する。図６の回路において可変容量ダイオードＶＤ６に印加する電圧を変化させて方向性が良くなる電圧を測定する。この測定を増幅する全周波数で行う。
【００２３】
次に、上記測定で得られた電圧をＤＡＣ７から出力するためのＤＡＣ７の入力条件値を出す。増幅する全周波数に対する入力条件値を出す。この増幅する周波数に対する入力条件値を実際に使用する増幅器の回路の不揮発性メモリテーブルに書き込む。
む。
【００２４】
実際の運用にあたっては増幅周波数情報１０を入手して増幅周波数に該当するデータを不揮発性メモリテーブル８からＤＡＣ７に送付してＤＡＣ７が可変容量ダイオードＶＤ６を制御することにより全増幅周波数に対して整合することができ方向性の良い方向性結合器を得ることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１    ＡＰＣ（自動電力制御回路）
２    電力増幅器
３  ６３    方向性結合器
４    アンテナ
５    ＡＰＣ制御演算処理部
６    ＡＤＣ（アナログデジタル変換回路）
７    ＤＡＣ（デジタルアナログ変換回路）
８    不揮発性メモリテーブル
９    アイソレータ
１０    増幅周波数情報
Ｃ１  Ｃ２  Ｃ６    コンデンサ（終端容量）
Ｌ1  Ｌ６    コイル（高周波阻止用）
Ｒ  Ｒ1  Ｒ６    整合用抵抗（終端抵抗）
ＶＤ1  ＶＤ6    可変容量ダイオード
Ｐ    進行波
Ｐ１  Ｐ６1    進行波結合
Ｐ２    反射波
Ｐ３  Ｐ６３    反射波結合
【図１】
2011250354.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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