(57)【要約】【課題】  キャリア増幅器とピーク増幅器を有する増幅装置において、出力電力の状況に依らずピーク増幅器の破損検出ができる増幅装置および破損検出方法を提供する。【解決手段】  ドハティ増幅装置１は、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎと、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎと、入力信号をこれらに分配する分配器１３と、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎの出力信号とピーク増幅器１５１〜１５Ｎの出力信号を合成する合成器１６と、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流を検出する電流検出部２１と、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流に基づいてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損を検出する破損検出部２０と、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能な動作状態か判定する判定部１８と、電流検出が可能な動作状態でないとき、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を、電流検出が可能となる電圧に調整するゲート電圧調整部１９と、を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア増幅器と、
ピーク増幅器と、
入力信号を前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器に分配する分配器と、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号を合成する合成器と、
前記ピーク増幅器の電流を検出する電流検出部と、
前記ピーク増幅器の電流に基づいて前記ピーク増幅器の破損を検出する破損検出部と、
前記ピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態か判定する判定部と、
前記ピーク増幅器のゲート電圧を前記電流検出が可能となる電圧に調整するゲート電圧調整部と、
を有する増幅装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記増幅装置の出力電力に基づいて前記電流検出の可否を判定する、請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記合成器の出力に接続される方向性結合器と、
前記方向性結合器に接続され前記増幅装置の出力電力を検出する検波器と、
を有する請求項1又は２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記電流検出の可否判定に用いる閾値を保存する記憶部を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の増幅装置。
【請求項５】
入力される設定値に基づいて前記増幅装置の出力電力を設定する出力電力設定部を有し、
前記判定部は、前記設定値に基づいて前記電流検出の可否を判定する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の増幅装置。
【請求項６】
一定時間ごとにタイミング信号を出力するタイマを有し、
前記判定部は、前記タイマから前記タイミング信号を受け取ったとき前記電流検出の可否を判定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の増幅装置。
【請求項７】
キャリア増幅器とピーク増幅器を有する増幅装置の前記ピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態か判定する判定部と、
前記ピーク増幅器のゲート電圧を前記電流検出が可能となる電圧に調整するゲート電圧調整部と、
前記ピーク増幅器の電流を検出する電流検出部と、
前記ピーク増幅器の電流に基づいて前記ピーク増幅器の破損を検出する破損検出部と、
を有する破損検出装置。
【請求項８】
キャリア増幅器とピーク増幅器を有する増幅装置の前記ピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態か判定し、
前記ピーク増幅器のゲート電圧を前記電流検出が可能となる電圧に調整し、
前記ピーク増幅器の電流を検出し、
前記ピーク増幅器の電流に基づいて前記ピーク増幅器の破損を検出する、
破損検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅装置、破損検出装置および破損検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビ送信機や移動体通信機などに用いられる増幅装置は、電力の高効率化を目的として、キャリア増幅器とピーク増幅器から構成されるドハティ方式を採用するドハティ増幅装置が利用されている。ピーク増幅器は、入力信号が小さい場合には、オフ状態に近い増幅動作状態となり、ピーク増幅器に流れる電流は低下するため、電流の検出ができなくなる。ピーク増幅器の電流が検出できない場合には、ピーク増幅器が破損したとしても検出することができない。
【０００３】
このドハティ増幅装置のピーク増幅器の破損を検出する技術が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているドハティ増幅器は、入力信号のエンベロープのピーク成分を抽出し、抽出されたピーク成分の期間に上記ピーク増幅器へ一定のバイアス電圧を供給する方向性結合手段と、上記ピーク増幅手段を構成するデバイスに与えられる電圧や上記デバイスに流れる電流を監視する検出手段とを、有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７８４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示される構成では、低出力の状態が継続する期間は電流を検出することができない。したがってピーク増幅器の破損検出の可否はドハティ増幅装置の出力電力の状況により左右されてしまう。
【０００６】
［発明の目的］
本発明の目的は、キャリア増幅器とピーク増幅器を有する増幅装置において、出力電力の状況に依らずピーク増幅器の破損検出ができる増幅装置、破損検出装置および破損検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１側面による増幅装置は、キャリア増幅器と、ピーク増幅器と、入力信号を前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器に分配する分配器と、前記キャリア増幅器の出力信号と前記ピーク増幅器の出力信号を合成する合成器と、前記ピーク増幅器の電流を検出する電流検出部と、前記ピーク増幅器の電流に基づいて前記ピーク増幅器の破損を検出する破損検出部と、前記ピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態か判定する判定部と、前記ピーク増幅器のゲート電圧を前記電流検出が可能となる電圧に調整するゲート電圧調整部と、を有している。
【０００８】
本発明の１側面による破損検出装置は、増幅装置のピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態か判定する判定部と、前記ピーク増幅器のゲート電圧を前記電流検出が可能となる電圧に調整するゲート電圧調整部と、前記ピーク増幅器の電流を検出する電流検出部と、前記ピーク増幅器の電流に基づいて前記ピーク増幅器の破損を検出する破損検出部と、を有している。
【０００９】
本発明の１側面による破損検出方法は、増幅装置のピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態か判定し、前記ピーク増幅器のゲート電圧を前記電流検出が可能となる電圧に調整し、前記ピーク増幅器の電流を検出し、前記ピーク増幅器の電流に基づいて前記ピーク増幅器の破損を検出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によればキャリア増幅器とピーク増幅器を有する増幅装置において、出力電力の状況に依らずピーク増幅器の破損検出ができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１のピーク増幅器の電流特性の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、第５の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、第６の実施形態の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。第１の実施形態の構成について図１を用いて詳細に説明する。
【００１３】
ドハティ増幅装置１は、入力端子１１と、出力端子１２と、分配器１３と、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎ（Ｎは１以上の整数）と、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎ（Ｎは１以上の整数）と、合成器１６と、破損検出装置１７を備える。入力端子１１には、増幅する信号が入力される。入力端子１１は、入力信号を複数の信号に分配する分配器１３に接続されている。出力端子１２からは、増幅された信号が出力される。分配器１３は、入力信号を増幅するキャリア増幅器１４１〜１４Ｎとピーク増幅器１５１〜１５Ｎに接続されている。キャリア増幅器１４１〜１４ＮはＡ級またはＡＢ級の増幅器として動作し、一方、ピーク増幅器１５１〜１５ＮはＢ級またはＣ級の増幅器として動作する。キャリア増幅器１４１〜１４Ｎは入力信号のエンベロープの低いレベルを増幅し高いレベルは出力飽和する。ピーク増幅器１５１〜１５Ｎはレベルの高い部分を主に増幅する。すなわちピーク増幅器１５１〜１５Ｎは、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎでは出力が飽和してしまうような振幅（ピーク成分）の入力信号を増幅する。キャリア増幅器１４１〜１４Ｎとピーク増幅器１５１〜１５Ｎは、合成器１６に接続されている。合成器１６は、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎ（Ｎは１以上の整数）とピーク増幅器１５１〜１５Ｎによって増幅された信号を合成する。合成器１６は、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎの出力信号とピーク増幅器１５１〜１５Ｎの出力信号の位相差が９０°となるよう少なくとも一方の出力信号の位相を調整して合成する。合成器１６は、出力端子１２と破損検出装置１７に接続され、出力端子１２と破損検出装置１７に合成した信号を出力する。なお破損検出装置１７に、入力される信号を出力端子１２に出力するとともに入力される信号の電力に対応した信号も出力する図示しない方向性結合器を含み、合成器１６はその方向性結合器に接続されてもよい。
【００１４】
破損検出装置１７は、判定部１８と、ゲート電圧調整部１９と、破損検出部２０と、電流検出部２１を備えている。判定部１８には合成器１６によって合成された信号が入力され、判定部１８はドハティ増幅装置１の出力電力を検出る。なお判定部１８は所定の期間、例えば１秒間のドハティ増幅装置１の出力電力の平均値を検出してもよい。破損検出装置１７は例えば上記の方向性結合器からの信号に基づいてドハティ増幅装置の出力電力を検出する図示しない検波器を備え、判定部１８は検波器から出力電力の値を取得してもよい。判定部１８は、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を調整するゲート電圧調整部１９とピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損検出を行う破損検出部２０に接続されている。判定部１８は破損検出部２０に破損検出を指示する破損検出指示信号を出力する。判定部１８はピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態か判定する。ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態でないと判定した場合には、破損検出指示信号を停止し、ゲート電圧調整部１９にピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を上昇させ、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能な動作状態とした後、破損検出指示信号を出力する。
【００１５】
ゲート電圧調整部１９は、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎに接続され、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を調整する。破損検出部２０は、電流を検出する電流検出部２１に接続されている。電流検出部２１は、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎとピーク増幅器１５１〜１５Ｎに接続され、キャリア増幅器１４１〜１４Ｎとピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流を検出する。破損検出部２０は、判定部１８から破損検出指示信号が出力されているときピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損検出を行う。
【００１６】
［動作の説明］
次に図１のドハティ増幅装置１の動作の概要を、図面を用いて説明する。図２は、図１のピーク増幅器の電流特性の一例を示す図である。ピーク増幅器１５１〜１５Ｎは、図２に示すようにゲート電圧により電流が流れ始める出力電力が変わり、ドハティ増幅装置１の出力電力が増えるほど流れる電流が大きくなる。例えば図２に示すように、ゲート電圧が１．５Ｖの場合、ドハティ増幅装置１の出力電力が１００Ｗを超えると、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎに電流が流れるようになる。またゲート電圧が１．０Ｖの場合は、ドハティ増幅装置１の出力電力が２００Ｗを超えるとピーク増幅器１５１〜１５Ｎに電流が流れ始めるようになる。またゲート電圧が０．５Ｖの場合は、ドハティ増幅装置１の出力電力が３００Ｗを超えるとピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流が流れ始めるようになる。
【００１７】
図２のような電流特性の場合、ゲート電圧が１．０Ｖの場合でドハティ増幅装置１の出力電力が２００Ｗを下回った場合は、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流を検出できない。このため、破損検出部２０はピーク増幅器１５１〜１５Ｎが破損していても破損を検出することができない。
【００１８】
本実施形態の構成によれば、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態でないと判断したとき、ゲート電圧調整部１９にピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を１．５Ｖまで上昇させ、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能な動作状態とする。このような制御を行うことで、破損検出部２０が電流値にてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損検出ができるようになる。
【００１９】
図３は、図１のドハティ増幅装置１の動作を示すフローチャートである。まず判定部１８は、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態であるか判定する。判定部１８は、例えばドハティ増幅装置１の出力電力を検出し、ゲート電圧調整部１９からピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を取得し、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流特性をもとに、出力電力とゲート電圧に基づいてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態であるか判定する。判定部１８は、例えばピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能となる出力電力の閾値を保持し、出力電力が閾値より大きければピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態であり、閾値以下であれば電流検出が可能な動作状態でないと判定する（ステップＳ１）。
【００２０】
判定部１８は、ピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態でないと判定したとき、ゲート電圧調整部１９に、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を特定の電圧値まで上昇させるようゲート電圧調整を指示する。特定の電圧値とは、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎが正常である場合に、増幅装置の出力電力に応じて定まる電圧値であり、所定の電流値、例えば０Ａ以上の電流がピーク増幅器１５１〜１５Ｎに流れる電圧値である。図２の例では、出力電力が１００Ｗの場合は１．５Ｖとし、出力電力が２００Ｗの場合は、１．０Ｖとし、出力電力が３００Ｗの場合は０．５Ｖとしてよい。ゲート電圧調整部１９は、判定部１８からのゲート電圧調整指示に基づき、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流が検出可能となる電圧にピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を調整する（ステップＳ２）。
【００２１】
ステップＳ１においてピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態であると判定されたとき、電流検出部２１はピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流を検出する。具体的には判定部１８は、ステップＳ１においてピーク増幅器の電流検出が可能な動作状態であると判定したときは、破損検出部２０に破損検出指示信号を出力する。一方、判定部１８はステップＳ１において電流検出が可能な動作状態でないと判定した場合には、ステップＳ２においてピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧が、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流が検出可能となる電圧に上昇した後に、破損検出部２０に破損検出指示信号を出力する。破損検出部２０は、破損検出指示信号が出力されると電流検出部２１にピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流の検出を指示する。電流検出部２１は破損検出部２０からの指示に基づきピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流を検出する（ステップＳ３）。
【００２２】
そして破損検出部２０は、電流検出部２１で検出されたピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流値に基づいてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損を検出する。具体的には電流検出部２１で検出されたピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流値が予め設定された閾値以下ならピーク増幅器１５１〜１５Ｎが破損していると判定し、予め設定された閾値より大きければピーク増幅器１５１〜１５Ｎが破損していないと判定する（ステップＳ４）。
【００２３】
なお破損検出部２０は、判定部１８がピーク増幅器の動作状態が、電流検出が可能な動作状態でないと判定して破損検出許可信号を停止すると、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損検出を停止する。ピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧が、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流が検出可能な電圧であり、判定部１８が破損検出許可信号を出力しているとき、破損検出部２０はピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損判定を行う。
【００２４】
［効果の説明］
以上説明したように、本実施形態によれば、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態が、電流検出が可能な動作状態でないとき、ゲート電圧調整部１９がピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を上昇させ電流検出が可能な電圧に調整する。この構成により例えば増幅装置の出力電力が低い状態が長期間継続した場合でも必要なときにゲート電圧を上昇させてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損を検出できる。したがって本実施形態によれば出力電力の状況に依らずピーク増幅器１５１〜１５Ｎの破損検出ができる。
【００２５】
［他の実施形態の説明］
次に第２の実施形態について説明する。図４は第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図４の第２の実施形態のドハティ増幅装置２は、図１と異なり、破損検出装置２２が、方向性結合器２３と検波器２４を備えており、合成器１６が、破損検出装置２２の方向性結合器２３に接続され、方向性結合器２３は、出力端子１２と検波器２４に接続される。方向性結合器２３は、合成器１６から出力端子１２の方向に向かう出力信号の電力に対応した信号を検波器２４に出力する。検波器２４は、方向性結合器２３から出力される電力に対応した信号に基づいてドハティ増幅装置２の出力電力の大きさを検出する。検波器２４は、判定部１８に接続され、検波器２４で検出されたドハティ増幅装置２の出力電力に基づいて判定部１８はピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出の可否を判定する。このような構成の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００２６】
次に第３の実施形態について説明する。図５は第３の実施形態の構成を示すブロック図である。図５の第３の実施形態のドハティ増幅装置３は、図１と異なり、破損検出装置２５が、方向性結合器２３と検波器２４を持たず、外部装置からの出力電力制御信号が入力される出力電力制御端子２６及び出力電力設定部２７を備える。出力電力設定部２７は判定部１８に接続されている。出力電力設定部２７は出力電力制御端子２６から入力されるドハティ増幅装置３の出力電力の設定値を満たすようドハティ増幅装置３の各部の動作を設定するとともに判定部１８に出力電力の設定値を通知する。判定部１８は、通知された出力電力の設定値に基づいてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出の可否を判定する。このような構成の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００２７】
次に第４の実施形態について説明する。図６は第４の実施形態の構成を示すブロック図である。図６の第４の実施形態のドハティ増幅装置４は、図１と異なり、破損検出装置２８がピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出の可否判定に用いる閾値を保存する記憶部２９を備える。記憶部２９は、判定部１８に接続されており、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧値に対応させてピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能となる出力電力を示す、出力電力の閾値を保存している。例えば、記憶部２９は、図２のピーク増幅器の電流特性の例では、ゲート電圧１．５Ｖに対応させて出力電力の閾値１００Ｗを保存し、ゲート電圧１．０Ｖに対応させて出力電力の閾値２００Ｗを保存し、ゲート電圧０．５Ｖに対応させて出力電力の閾値３００Ｗを保存する。判定部１８は、ゲート電圧調整部１９からピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧値を取得し、そのゲート電圧値に対応する出力電力の閾値を記憶部２９から読み出し、その値とドハティ増幅装置４の出力電力と比較して電流検出の可否を判定する。このような構成の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００２８】
次に第５の実施形態について説明する。図７は第５の実施形態の構成を示すブロック図である。図７の第５の実施形態のドハティ増幅装置５は、図１と異なり、破損検出装置３０がタイマ３１を備える。タイマ３１は、判定部１８に接続されている。タイマ３１は時間を計測しており、一定時間ごとに判定部１８にタイミング信号を送る。判定部１８は、タイマ３１からタイミング信号を受け取った時点でピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態を判定し、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能な動作状態でない場合には、ゲート電圧調整部１９にピーク増幅器１５１〜１５Ｎのゲート電圧を上昇させる。このような構成の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００２９】
次に第６の実施形態について説明する。図８は第６の実施形態の構成を示すブロック図である。図８の第６の実施形態のドハティ増幅装置６は、図１と異なり、破損検出装置３２はタイミング制御端子３３を備える。タイミング制御端子３３は、判定部１８に接続されている。タイミング制御端子３３に外部装置から入力されるタイミング信号が判定部１８に送られる。判定部１８は、タイミング制御端子３３からタイミング信号が入力された時点でピーク増幅器１５１〜１５Ｎの動作状態を判定し、ピーク増幅器１５１〜１５Ｎの電流検出が可能な動作状態でない場合には、ゲート電圧調整部１９にピーク増幅器のゲート電圧を上昇させる。このような構成の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【００３０】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００３１】
例えば上記実施形態は、キャリア増幅器の出力信号とピーク増幅器の信号の位相差を９０°に調整して合成させるドハティ増幅装置の例について説明したが、これに限らず、キャリア増幅器の出力信号とピーク増幅器の出力信号を合成する増幅装置であればよい。
【符号の説明】
【００３２】
１、２、３、４、５、６    ドハティ増幅装置
１１    入力端子
１２    出力端子
１３    分配器
１４１〜１４Ｎ    キャリア増幅器
１５１〜１５Ｎ    ピーク増幅器
１６    合成器
１７、２２、２５、２８、３０、３２    破損検出装置
１８    判定部
１９    ゲート電圧調整部
２０    破損検出部
２１    電流検出部
２３    方向性結合器
２４    検波器
２６    出力電力制御端子
２７    出力電力設定部
２９    記憶部
３１    タイマ
３３    タイミング制御端子
【図１】
2019054435.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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【図７】
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【図８】
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