(57)【要約】  本発明の電力増幅器は、キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器と、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とを合成した合成信号の送信出力をモニタする出力監視部と、前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタするキャリア側監視部と、前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタするピーク側監視部と、前記出力監視部、前記キャリア側監視部、および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する故障検出部と、を有する。
2014141539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器と、
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とを合成した合成信号の送信出力をモニタする出力監視部と、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタするキャリア側監視部と、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタするピーク側監視部と、
前記出力監視部、前記キャリア側監視部、および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する故障検出部と、を有する電力増幅器。
【請求項２】
前記故障検出部は、
前記出力監視部および前記キャリア側監視部のモニタ結果を基に、前記ピーク増幅器の故障を検出し、
前記出力監視部および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器の故障を検出する、請求項１に記載の電力増幅器。
【請求項３】
前記出力監視部は、前記合成信号の送信出力として電力レベルをモニタし、
前記故障検出部は、
前記出力監視部がモニタした前記合成信号の電力レベルが第１の出力閾値以下になり、かつ、前記キャリア側監視部がモニタした前記キャリア増幅器のドレイン電流がキャリア側電流閾値以上になった場合、前記ピーク増幅器が故障したと判断し、
前記出力監視部がモニタした前記合成信号の電力レベルが前記第１の出力閾値よりも小さな第２の出力閾値以下になり、かつ、前記ピーク側監視部がモニタした前記ピーク増幅器のドレイン電流がピーク側電流閾値以上になった場合、前記キャリア増幅器が故障したと判断する、請求項２に記載の電力増幅器。
【請求項４】
前記キャリア増幅器のバイアスを制御するキャリア側バイアス制御部と、
前記ピーク増幅器のバイアスを制御するピーク側バイアス制御部と、をさらに有し、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、前記キャリア側バイアス制御部および前記ピーク側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器のバイアスをそれぞれ制御して、故障していない増幅器に動作を継続させる、請求項１に記載の電力増幅器。
【請求項５】
前記故障検出部が前記ピーク増幅器の故障を検出した場合、前記ピーク側バイアス制御部は、前記ピーク増幅器へのバイアス供給を停止し、前記キャリア側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器のバイアス条件を維持して前記キャリア増幅器にＡＢ級またはＡ級動作を継続して行わせ、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器の故障を検出した場合、前記キャリア側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器へのバイアス供給を停止し、前記ピーク側バイアス制御部は、前記ピーク増幅器のバイアス条件を変更して、前記ピーク増幅器の動作をＡＢ級またはＡ級動作に変更する、請求項４に記載の電力増幅器。
【請求項６】
前記ドハティ増幅器に入力される信号を減衰させる可変アッテネータと、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、前記可変アッテネータにおける減衰量を増加させる減衰量制御部と、をさらに有する、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項７】
前記ドハティ増幅器に入力される信号に対して、歪補償係数を用いて歪補償を行う歪補償制御部と、
前記出力監視部を内部に設け、前記出力監視部のモニタ結果を基に、前記歪補償制御部における前記歪補償係数を算出する歪補償演算部と、をさらに有する、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項８】
前記故障検出部が前記ピーク増幅器の故障を検出した場合、前記キャリア側バイアス制御部は、前記キャリア増幅器のゲート電圧を維持して前記キャリア増幅器にＡＢ級またはＡ級動作を継続して行わせると共に、前記キャリア増幅器のドレイン電圧を増加させ、
前記故障検出部が前記キャリア増幅器の故障を検出した場合、前記ピーク側バイアス制御部は、前記ピーク増幅器のゲート電圧を増加させて前記ピーク増幅器の動作をＡＢ級またはＡ級動作に変更すると共に、前記ピーク増幅器のドレイン電圧を増加させる、請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項９】
前記電力増幅器は、送受信装置の内部に設けられており、
前記故障検出部は、前記キャリア増幅器または前記ピーク増幅器のいずれかの故障を検出した場合、その旨を前記送受信装置内の上位装置へ報告する、請求項１から８のいずれか１項に記載の電力増幅器。
【請求項１０】
キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器を用いた電力増幅器による故障検出方法であって、
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とを合成した合成信号の送信出力をモニタし、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記合成信号の送信出力、前記キャリア増幅器のドレイン電流、および前記ピーク増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する、故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドハティ増幅器を用いた電力増幅器において、ドハティ増幅器の故障を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式のマルチキャリア通信を利用した無線通信システムでは、ピーク成分の大きな信号が送受信される。【０００３】
そのため、上記の無線通信システムを構成する送受信装置では、ピーク成分の大きな送信信号を、線形性を維持しつつ高効率に増幅するために、電力増幅器にドハティ増幅器を用いている。【０００４】
ドハティ増幅器は、ＡＢ級またはＡ級動作を行う増幅器が用いられるキャリア増幅器と、Ｃ級動作を行う増幅器が用いられるピーク増幅器と、の２種類の単位増幅器で構成される。【０００５】
ここで、一般的な電力増幅器には、故障の検出を行う故障検出機能と、故障検出時に電力増幅器を保護する保護機能と、が備えられている。【０００６】
しかし、ドハティ増幅器は、２種類の単位増幅器で構成されているため、一般的な電力増幅器で行われている故障検出を行った場合、一方の単位増幅器が故障すると、他方の単位増幅器が正常であったとしても、ドハティ増幅器全体が故障と判断されてしまう。【０００７】
そこで、最近は、ドハティ増幅器を構成するキャリア増幅器およびピーク増幅器ごとに、故障を検出する技術が提案されている（特許文献１〜３）。【０００８】
具体的には、特許文献１に記載の技術では、キャリア増幅器およびピーク増幅器のそれぞれの後段でかつ合成点前の各信号の電力レベルをモニタし、電力レベルが低下した単位増幅器を故障と判断する。【０００９】
なお、特許文献１に記載の技術では、予備の増幅器を設けており、ドハティ増幅器を構成するキャリア増幅器またはピーク増幅器のいずれかが故障すると、予備の増幅器を故障した増幅器と同じバイアス条件で動作させて運用を継続する。【００１０】
特許文献２，３に記載の技術では、キャリア増幅器およびピーク増幅器をそれぞれ構成する各ＦＥＴ（Field Effect Transistor）のゲート電圧をモニタし、ゲート電圧が低下した単位増幅器を故障と判断する。【００１１】
なお、特許文献３に記載の技術では、ピーク増幅器が故障した場合は電力レベルを下げて運用を継続し、キャリア増幅器が故障した場合は運用を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４５３９２２５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７８６７５号公報
【特許文献３】特開２０１２−４９８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、特許文献１〜３に記載の技術によれば、ドハティ増幅器を構成するキャリア増幅器およびピーク増幅器ごとに、故障を検出することが可能になる。【００１４】
しかし、特許文献１〜３に記載の技術はいずれも、故障した単位増幅器の特性変化のみで故障を検出するため、安定して故障検出を行うことが困難である。【００１５】
そのため、本発明の第１の課題は、ドハティ増幅器を用いた電力増幅器において、キャリア増幅器およびピーク増幅器ごとの故障検出を安定して行うことにある。【００１６】
また、特許文献３に記載の技術では、キャリア増幅器が故障した場合は運用を停止するため、ドハティ増幅器の運用を継続することができない。また、特許文献１に記載の技術では、キャリア増幅器またはピーク増幅器のいずれの故障時にも、ドハティ増幅器の運用を継続することができるものの、そのためには予備の増幅器が必要になる。【００１７】
そのため、本発明の第２の課題は、ドハティ増幅器を用いた電力増幅器において、キャリア増幅器またはピーク増幅器のいずれの故障時にも、予備の増幅器を設けることなく、ドハティ増幅器の運用を継続することにある。【００１８】
そこで、本発明の目的は、ドハティ増幅器を用いた電力増幅器において、上述した第１および第２の課題のいずれかを解決することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の電力増幅器は、
キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器と、
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とを合成した合成信号の送信出力をモニタする出力監視部と、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタするキャリア側監視部と、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタするピーク側監視部と、
前記出力監視部、前記キャリア側監視部、および前記ピーク側監視部のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する故障検出部と、を有する。【００２０】
本発明の故障検出方法は、
キャリア増幅器およびピーク増幅器を含むドハティ増幅器を用いた電力増幅器による故障検出方法であって、
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とを合成した合成信号の送信出力をモニタし、
前記キャリア増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記ピーク増幅器のドレイン電流をモニタし、
前記合成信号の送信出力、前記キャリア増幅器のドレイン電流、および前記ピーク増幅器のドレイン電流のモニタ結果を基に、前記キャリア増幅器および前記ピーク増幅器ごとの故障を検出する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ドハティ増幅器を用いた電力増幅器において、キャリア増幅器およびピーク増幅器ごとの故障検出を安定して行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の電力増幅器の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示した故障検出部による故障検出動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態の電力増幅器の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の電力増幅器の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の電力増幅器の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（１）第１の実施形態
図１を参照すると、本実施形態の電力増幅器は、電力分配器１１と、キャリア増幅器（ＣＡ：Carrier Amplifier）１２と、ピーク増幅器（ＰＡ：Peak Amplifier）１３と、１／４波長ディレイライン１４，１５と、インピーダンス変換器１６と、方向性結合器１７と、送信出力監視部１８と、バイアス監視部１９，２０と、故障検出部２１と、を有している。
【００２４】
なお、図１において、点線で囲んだ部分がドハティ増幅器１０に相当する。また、送信出力監視部１８は出力監視部の一例であり、バイアス監視部１９はキャリア側監視部の一例であり、バイアス監視部２０はピーク側監視部の一例である。
【００２５】
電力分配器１１は、入力端子ＩＮを介して入力された信号を、キャリア増幅器１２およびピーク増幅器１３に分配して出力する。
【００２６】
キャリア増幅器１２は、電力分配器１１で分配された一方の信号を常時増幅するもので、ＡＢ級またはＡ級動作を行う増幅器が用いられる。
【００２７】
ピーク増幅器１３は、電力分配器１１で分配された他方の信号のうち所定レベル以上の信号のみを増幅するもので、Ｃ級動作を行う増幅器が用いられる。
【００２８】
１／４波長ディレイライン１４は、電力分配器１１によりピーク増幅器１３側に分配された他方の信号を遅延させる。これにより、ピーク増幅器１３側には、キャリア増幅器１２側に出力された信号よりも位相が遅れた信号が出力される。
【００２９】
１／４波長ディレイライン１５は、キャリア増幅器１２の出力信号を遅延させる。これにより、１／４波長ディレイライン１４による位相遅れを補償することができ、キャリア増幅器１２の出力信号とピーク増幅器１３の出力信号とを同相で合成することができる。
【００３０】
インピーダンス変換器１６は、キャリア増幅器１２およびピーク増幅器１３の出力インピーダンスを、ドハティ増幅器１０の出力インピーダンスに整合させる。
【００３１】
方向性結合器１７は、キャリア増幅器１２の出力信号とピーク増幅器１３の出力信号とがインピーダンス変換器１６にて合成された合成信号であって、出力端子ＯＵＴから送信される合成信号の一部を分岐して帰還させる。
【００３２】
送信出力監視部１８は、方向性結合器１７により帰還させられた合成信号の送信出力をモニタする。
【００３３】
バイアス監視部１９は、キャリア増幅器１２を構成するＦＥＴのドレイン電流をモニタする。
【００３４】
バイアス監視部２０は、ピーク増幅器１３を構成するＦＥＴのドレイン電流をモニタする。
【００３５】
故障検出部２１は、送信出力監視部１８およびバイアス監視部１９，２０のモニタ結果を基に、キャリア増幅器１２およびピーク増幅器１３ごとの故障を検出する。
【００３６】
ここで、入力信号のピーク成分を主に増幅するピーク増幅器１３が故障した場合、ドハティ増幅器１０内ではＡ級またはＡＢ級動作を行うキャリア増幅器１２のみが動作していることになる。この場合、ピーク成分の増幅ができず歪み特性は劣化する。しかし、電力増幅の主たるキャリア増幅器１２が正常なために増幅度の低下は少なく、キャリア増幅器１２への負荷も微増のためキャリア増幅器１２の消費電流の増加も少ない。
【００３７】
一方、電力増幅の主たるキャリア増幅器１２が故障した場合、ドハティ増幅器１０内ではＣ級動作を行うピーク増幅器１３のみが動作していることになる。この場合、電力増幅の主たるキャリア増幅器１２が故障しているので増幅度は大幅に低下する。また、Ｃ級動作を行うピーク増幅器１３への負荷が増加するため、ピーク増幅器１３の消費電流が大幅に増加し、歪み特性も大きく劣化する。
【００３８】
本実施形態は、ピーク増幅器１３が故障した場合とキャリア増幅器１２が故障した場合のそれぞれの上述した特徴を利用して、故障検出部２１が故障検出を行う。
【００３９】
以下、本発明の特徴部分である故障検出部２１による故障検出動作について図２を参照して説明する。なお、以下では、送信出力監視部１８は、合成信号の送信出力として平均電力の電力レベルをモニタするものとし、また、出力閾値Ｂ＜出力閾値Ａであるものとする。
【００４０】
図２を参照すると、まず、故障検出部２１は、送信出力監視部１８を通じて合成信号の電力レベルをモニタする（ステップＳ１）。
【００４１】
次に、故障検出部２１は、合成信号の電力レベルが出力閾値Ａ以下に低下したか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００４２】
ステップＳ２において、合成信号の電力レベルが出力閾値Ａ以下に低下した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、故障検出部２１は、合成信号の電力レベルが出力閾値Ｂ以下に低下したか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００４３】
ステップＳ３において、合成信号の電力レベルが出力閾値Ｂまでは低下していない場合、すなわち、電力レベルが出力閾値Ａ以下であるが出力閾値Ｂよりも大きい場合（ステップＳ３のＮＯ）、故障検出部２１は、バイアス監視部１９を通じてキャリア増幅器１２を構成するＦＥＴのドレイン電流をモニタする（ステップＳ４）。
【００４４】
次に、故障検出部２１は、キャリア増幅器１２を構成するＦＥＴのドレイン電流がキャリア側電流閾値以上に増加したか否かを判断する（ステップＳ５）。
【００４５】
ステップＳ５において、キャリア増幅器１２を構成するＦＥＴのドレイン電流がキャリア側電流閾値以上に増加した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、故障検出部２１は、ピーク増幅器１３が故障したと判断する（ステップＳ６）。
【００４６】
一方、ステップＳ３において、合成信号の電力レベルが出力閾値Ｂ以下に低下した場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、故障検出部２１は、バイアス監視部２０を通じてピーク増幅器１３を構成するＦＥＴのドレイン電流をモニタする（ステップＳ７）。
【００４７】
次に、故障検出部２１は、ピーク増幅器１３を構成するＦＥＴのドレイン電流がピーク側電流閾値以上に増加したか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００４８】
ステップＳ８において、ピーク増幅器１３を構成するＦＥＴのドレイン電流がピーク側電流閾値以上に増加した場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、故障検出部２１は、キャリア増幅器１２が故障したと判断する（ステップＳ９）。
【００４９】
上述したように本実施形態においては、故障検出部２１は、キャリア増幅器１２の出力信号とピーク増幅器１３の出力信号とを合成した合成信号の送信出力、キャリア増幅器１２のドレイン電流、およびピーク増幅器１３のドレイン電流を基に、キャリア増幅器１２およびピーク増幅器１３ごとの故障を検出する。
【００５０】
すなわち、本実施形態においては、故障検出部２１は、故障した単位増幅器の特性変化のみではなく、合成信号の送信出力、キャリア増幅器１２のドレイン電流、およびピーク増幅器１３のドレイン電流を基に、一方の単位増幅器の故障による、正常動作中の他方の単位増幅器の負荷増加を検出する。そのため、キャリア増幅器１２およびピーク増幅器１３ごとの故障検出を安定して行うことができるという効果が得られる。
【００５１】
具体的には、故障検出部２１は、合成信号の送信出力とキャリア増幅器１２のドレイン電流とを基に、ピーク増幅器１３の故障を検出し、また、合成信号の送信出力とピーク増幅器１３のドレイン電流とを基に、キャリア増幅器１２の故障を検出する。
（２）第２の実施形態
図３を参照すると、本実施形態の電力増幅器は、図１に示した第１の実施形態の構成に対して、バイアス制御部２２，２３を追加している。
【００５２】
なお、図３において、バイアス制御部２２はキャリア側バイアス制御部の一例であり、バイアス制御部２３はピーク側バイアス制御部の一例である。
【００５３】
バイアス制御部２２は、故障検出部２１の検出結果を基に、キャリア増幅器１２のバイアスを制御する。
【００５４】
バイアス制御部２３は、故障検出部２１の検出結果を基に、ピーク増幅器１３のバイアスを制御する。
【００５５】
以下、本実施形態の電力増幅器の動作について説明する。なお、以下では、送信出力監視部１８は、合成信号の送信出力として平均電力の電力レベルをモニタするものとし、また、出力閾値Ｂ＜出力閾値Ａであるものとする。
（Ａ）ピーク増幅器１３が故障した場合
まず、ピーク増幅器１３が故障した場合の動作について説明する。
（Ａ−１）送信出力監視部１８が、合成信号の電力レベルが出力閾値Ａ以下に低下（正常動作時よりも小幅（３ｄｂ未満）に低下）したことをモニタし、かつ、バイアス監視部１９が、キャリア増幅器１２を構成するＦＥＴのドレイン電流がキャリア側電流閾値以上に増加したことをモニタしたとする。この場合、故障検出部２１は、ピーク増幅器１３の故障により、合成信号の電力レベルが低下しキャリア増幅器１２のドレイン電流が増加したと判断し、ピーク増幅器１３が故障したことをバイアス制御部２２，２３に通知する。
（Ａ−２）すると、バイアス制御部２３は、ピーク増幅器１３へのバイアス供給を停止する。具体的には、バイアス制御部２３は、ピーク増幅器１３への電源供給自体を停止するか、ピーク増幅器１３を構成するＦＥＴへのゲート電圧の供給を停止する。
（Ａ−３）また、バイアス制御部２２は、キャリア増幅器１２のバイアス条件として、ＡＢ級またはＡ級動作を行うバイアス条件を維持する。具体的には、バイアス制御部２２は、キャリア増幅器１２を構成するＦＥＴへのゲート電圧を維持して、キャリア増幅器１２にＡ級またはＡＢ級動作を継続して行わせるようにする。
【００５６】
このように、本実施形態においては、ピーク増幅器１３が故障した場合、故障したピーク増幅器１３へのバイアス供給を停止し、故障していないキャリア増幅器１２のバイアス条件をＡＢ級またはＡ級動作を行うバイアス条件に維持し、ドハティ増幅器１０を単体の増幅器として用いて運用を継続する。
（Ｂ）キャリア増幅器１２が故障した場合
次に、キャリア増幅器１２が故障した場合の動作について説明する。
（Ｂ−１）送信出力監視部１８が、合成信号の電力レベルが出力閾値Ｂ以下（正常動作時よりも大幅（３ｄｂ以上。キャリア増幅器１２の利得程度）に低下）したことをモニタし、かつ、バイアス監視部１９が、ピーク増幅器１３を構成するＦＥＴのドレイン電流がピーク側電流閾値以上に増加したことをモニタしたとする。この場合、故障検出部２１は、キャリア増幅器１２の故障により、合成信号の電力レベルが低下しピーク増幅器１３のドレイン電流が増加したと判断し、キャリア増幅器１２が故障したことをバイアス制御部２２，２３に通知する。
（Ｂ−２）すると、バイアス制御部２２は、キャリア増幅器１２のバイアス供給を停止する。具体的には、バイアス制御部２２は、キャリア増幅器１２への電源供給自体を停止するか、キャリア増幅器１２を構成するＦＥＴへのゲート電圧の供給を停止する。
（Ｂ−３）また、バイアス制御部２３は、ピーク増幅器１３のバイアス条件を、Ｃ級動作を行うバイアス条件からＡ級またはＡＢ級動作を行うバイアス条件に変更する。具体的には、バイアス制御部２３は、ピーク増幅器１３を構成するＦＥＴへのゲート電圧を増加させて、ピーク増幅器１３の動作をＣ級動作からＡ級またはＡＢ級動作に変更する。
【００５７】
このように、本実施形態においては、キャリア増幅器１２が故障した場合、故障したキャリア増幅器１２へのバイアス供給を停止し、故障していないピーク増幅器１３のバイアス条件をＡＢ級またはＡ級動作を行うバイアス条件に変更し、ドハティ増幅器１０を単体の増幅器として用いて運用を継続する。
【００５８】
上述したように本実施形態においては、ピーク増幅器１３が故障した場合、バイアス制御部２３は、故障したピーク増幅器１３へのバイアス供給を停止し、バイアス制御部２２は、故障していないキャリア増幅器１２のＡＢ級またはＡ級動作を行うバイアス条件を維持する。また、キャリア増幅器１２が故障した場合、バイアス制御部２２は、故障したキャリア増幅器１２へのバイアス供給を停止し、バイアス制御部２３は、故障していないピーク増幅器１３のバイアス条件をＡＢ級またはＡ級動作を行うバイアス条件に変更する。
【００５９】
すなわち、本実施形態においては、キャリア増幅器１２またはピーク増幅器１３のいずれかが故障した場合、故障した単位増幅器へのバイアス供給を停止し、故障していない単位増幅器にＡＢ級またはＡ級動作を行わせることで、ドハティ増幅器１０を単体の増幅器として用いて運用を継続する。そのため、電力増幅を継続できるという効果が得られる。
【００６０】
その他の効果は第１の実施形態と同様である。
（３）第３の実施形態
第２の実施形態の電力増幅器は、キャリア増幅器１２またはピーク増幅器１３のいずれかが故障した場合、故障していない単位増幅器にＡＢ級またはＡ級動作を行わせて、ドハティ増幅器１０を単体の増幅器として用いて運用を継続する。
【００６１】
ただし、ドハティ増幅器１０がＡＢ級またはＡ級の単体の増幅器として動作する場合も、ドハティ増幅器１０への入力レベルは、正常動作時と変わらない状態が維持される。
【００６２】
しかし、ドハティ増幅器１０が一方の単位増幅器だけでＡＢ級またはＡ級動作を行うと、正常動作時のドハティ増幅器１０よりも飽和出力が低下する。そのため、正常動作時と同じ入力レベルでドハティ増幅器１０に信号が入力されると、歪特性が劣化し、不要輻射の原因となり、ドハティ増幅器１０の実用化が困難になる場合がある。
【００６３】
そこで、本実施形態は、第２の実施形態の構成に対して、歪特性の劣化を回避するための構成を追加している。
【００６４】
図４を参照すると、本実施形態の電力増幅器は、図３に示した第２の実施形態の構成に対して、可変アッテネータ（ＶＡＴＴ：Variable Attenuator）２４と、減衰量制御部２５と、を追加している。
【００６５】
可変アッテネータ２４は、ドハティ増幅器１０の前段に設けられており、入力端子ＩＮを介してドハティ増幅器１０に入力される信号を減衰させる。
【００６６】
減衰量制御部２５は、故障検出部２１の検出結果を基に、可変アッテネータ２４における減衰量を制御する。具体的には、減衰量制御部２５は、故障検出部２１がキャリア増幅器１２またはピーク増幅器１３のいずれかの故障を検出した場合、可変アッテネータ２４における減衰量を増加させる。
【００６７】
上述したように本実施形態においては、キャリア増幅器１２またはピーク増幅器１３のいずれかが故障すると、可変アッテネータ２４における減衰量を増加させる。
【００６８】
これにより、ドハティ増幅器１０に入力される信号の入力レベルが低下するため、歪特性の劣化を回避することができるという効果が得られる。
【００６９】
その他の効果は第２の実施形態と同様である。
（４）第４の実施形態
本実施形態は、第２の実施形態の構成に対して、歪特性の劣化を回避するための構成として、第３の実施形態とは異なる構成を追加したものである。
【００７０】
図５を参照すると、本実施形態の電力増幅器は、図３に示した第２の実施形態の構成に対して、歪補償制御部２６と、Ｄ／Ａコンバータ（Digital to Analog converter）２７と、Ａ／Ｄコンバータ（Analog to Digital converter）２８と、歪補償演算部２９と、を追加している。なお、送信出力監視部１８は、歪補償演算部２９の内部に設けられている。
【００７１】
歪補償制御部２６は、入力端子ＩＮを介して入力されるデジタル信号（デジタルベースバンド信号）に対し、歪補償演算部２９により算出された歪補償係数（後述）を用いて、複素乗算による歪補償演算を行うことで、ドハティ増幅器１０に入力される信号に対する歪補償を行う。
【００７２】
Ｄ／Ａコンバータ２７は、歪補償制御部２６により歪補償されたデジタル信号をアナログ信号にＤ／Ａ変換し、このアナログ信号をドハティ増幅器１０に入力する。
【００７３】
Ａ／Ｄコンバータ２８は、方向性結合器１７により帰還させられた合成信号をアナログ信号からデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。
【００７４】
歪補償演算部２９は、Ａ／Ｄコンバータ２８により変換されたデジタル信号に基づいて、歪補償係数を算出する。このとき、歪補償演算部２９は、送信出力監視部１８がモニタした合成信号をサンプリングする。
【００７５】
なお、歪補償演算部２９による歪補償係数の算出方法や、歪補償制御部２６による歪補償方法は、公知の方法を利用できるため、詳細な説明を省略する。
【００７６】
上述したように本実施形態においては、歪補償制御部２６および歪補償演算部２９を設けて、ドハティ増幅器１０に入力される信号に対して歪補償を行うため、歪特性の劣化を回避することができるという効果が得られる。
【００７７】
また、本実施形態においては、歪補償演算部２９内部に送信出力監視部１８を設けているため、故障検出のためのモニタと歪補償係数の算出のためのモニタとして、送信出力監視部１８を併用することができるという効果が得られる。
【００７８】
その他の効果は第２の実施形態と同様である。
【００７９】
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、本発明の範囲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。
【００８０】
例えば、第３および第４の実施形態においては、歪特性の劣化を回避するための構成を追加しているが、本発明はこれに限定されない。本発明においては、例えば、構成の追加は行わず、故障していない単位増幅器のバイアス条件を変更することで、歪特性の劣化を回避しても良い。具体的には、故障していない単位増幅器のドレイン電圧を増加させることで、飽和出力を増加させ、それにより、歪特性の劣化を回避しても良い。
【００８１】
また、第１〜第４の実施形態においては、送信出力監視部１８は、合成信号の送信出力として電力レベルをモニタしたが、本発明は、これに限定されない。例えば、第４の実施形態のように歪補償を行う構成の場合、送信出力監視部１８は、合成信号の送信出力として、ＡＣＬＲ（Adjacent Channel Leakage Ratio：隣接チャネル漏洩電力比)、ＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio：ピーク電力対平均電力比）、エンベロープなどの歪み特性の劣化をモニタし、このモニタ結果を基に故障検出部２１が故障を検出しても良い。例えば、ＡＣＬＲの場合、故障検出部２１は、ＡＣＬＲが閾値Ａ以下に低下したか否かでピーク増幅器１３の故障を検出し、ＡＣＬＲが閾値Ｂ（Ａ＞Ｂ）以下に低下したか否かでキャリア増幅器１２の故障を検出する。
【００８２】
また、本発明においては、電力分配器１１におけるキャリア増幅器１２およびピーク増幅器１３への電力分配比率は、対称だけでなく非対称としても良い。
【００８３】
また、本発明においては、送受信装置として高利得を必要とする場合は、ドハティ増幅器１０の前後に別途増幅器を設けても良い。
【００８４】
また、本発明においては、ドハティ増幅器１０の動作帯域は、単一帯域でも良いし、複数帯域でも良い。
【００８５】
また、本発明においては、故障検出部２１は、キャリア増幅器１２またはピーク増幅器１３のいずれかの故障を検出した際に、送受信装置内の上位装置（例えば、送受信装置全体を制御する制御装置）への故障報告を行っても良い。
【００８６】
なお、本発明においては、例えば、可変アッテネータ２４における減衰量を増加させるとは、減衰量を所定の量まで増加させるか、その時点の減衰量から所定の増加量分だけ増加させることを意味する。なお、ＦＥＴのゲート電圧やドレイン電圧を増加させることについても、これと同様の意味である。
【００８７】
本出願は、２０１３年３月１４日に出願された日本出願特願２０１３−５１８８９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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