(57)【要約】【課題】２つの増幅器がそれぞれ出力する信号を合成すると共に増幅器の電力効率を高くすることが可能な合成器、およびそのような合成器を適用した装置を提供することを目的とする。【解決手段】第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される線状の第１線導体と、第２増幅器の出力端子に一方の端が接続される線状の第２線導体と、第１増幅器の出力端子に接続されない側の第１線導体の端と第２増幅器の出力端子に接続されない側の第２線導体の端との間に接続される先端導体と、第１線導体と第２線導体との間に接続される導電性部材と、を備え、第１増幅器が出力する信号と第２増幅器が出力する信号とを合成し、先端導体から出力する合成器であって、導電性部材が接続される位置が、第１増幅器および第２増幅器における電力損失に基づいて定められることを特徴とする。【選択図】図２
2008067247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を増幅する第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される線状の第１線導体と、
信号を増幅する第２増幅器の出力端子に一方の端が接続される線状の第２線導体と、
前記第１増幅器の出力端子に接続されない側の前記第１線導体の端と前記第２増幅器の出力端子に接続されない側の前記第２線導体の端との間に接続される先端導体と、
前記先端導体とは別に設けられ、前記第１線導体と前記第２線導体との間に接続される導電性部材と、
を備え、
前記第１増幅器が出力する信号と前記第２増幅器が出力する信号とを合成し、前記先端導体から出力する合成器であって、
前記導電性部材が接続される前記第１線導体上の位置および前記導電性部材が接続される前記第２線導体上の位置が、前記第１増幅器および前記第２増幅器における電力損失に基づいて定められることを特徴とする合成器。
【請求項２】
信号を増幅する第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される直線状の第１線導体と、
信号を増幅する第２増幅器の出力端子に一方の端が接続され、前記第１線導体と平行に配置される直線状の第２線導体と、
前記第１増幅器の出力端子に接続されない側の前記第１線導体の端と前記第２増幅器の出力端子に接続されない側の前記第２線導体の端との間に接続される先端導体と、
を備え、
前記第１増幅器が出力する信号と前記第２増幅器が出力する信号とを合成し、前記先端導体から出力する合成器であって、
前記第１線導体と前記第２線導体との間に前記先端導体とは異なる導電性部材が着脱可能であり、
前記導電性部材が接続される前記第１線導体上の位置および前記導電性部材が接続される前記第２線導体上の位置を調整することにより、前記第１増幅器および前記第２増幅器における電力損失を調整可能としたことを特徴とする合成器。
【請求項３】
信号を増幅する第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される直線状の第１線導体と、
信号を増幅する第２増幅器の出力端子に一方の端が接続され、前記第１線導体と平行に配置される直線状の第２線導体と、
前記第１増幅器の出力端子に接続されない側の前記第１線導体の端と前記第２増幅器の出力端子に接続されない側の前記第２線導体の端との間に接続される先端導体と、
を備え、
前記第１増幅器が出力する信号と前記第２増幅器が出力する信号とを合成し、前記先端導体から出力する合成器であって、
前記第１線導体と前記第２線導体との間に前記先端導体とは異なる切断可能な複数の導電性部材が接続され、
前記複数の導電性部材のうちのいずれかを切断することにより、前記第１増幅器および前記第２増幅器における電力損失を調整可能としたことを特徴とする合成器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の合成器であって、
前記先端導体および前記導電性部材とは別に設けられ、前記第１線導体と前記第２線導体との間に接続される導体を備えることを特徴とする合成器。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の合成器であって、
前記第１増幅器は、
１つの信号を分解することで得られる、振幅が一定である２つの位相変調信号のうちの一方を増幅し、
前記第２増幅器は、
当該２つの位相変調信号のうちの、前記第１増幅器が増幅する位相変調信号とは異なる他の位相変調信号を増幅することを特徴とする合成器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の合成器と、前記第１増幅器と、前記第２増幅器と、を備えることを特徴とする増幅合成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの増幅器がそれぞれ出力する信号を合成する合成器、およびそのような合成器を適用した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの信号を合成する合成器が広く用いられている。図８にそのような合成器を適用した増幅合成装置を示す。増幅合成装置は、増幅器Ｇ１、Ｇ２、および合成器Ｃを備えて構成される。増幅器Ｇ１およびＧ２は、入力された信号を増幅して合成器Ｃに出力する。合成器Ｃは、増幅器Ｇ１が出力した信号と増幅器Ｇ２が出力した信号とを合成して出力する。
【０００３】
【非特許文献１】Ｈ.Chireix,"High power outphasing modulation",Proc.IRE,vol 23,No.11,pp.1370-1392,Nov.1935.
【非特許文献２】Raab,F.,"Efficiency of Outphasing RF Power Amplifire System,"IEEE Trans.on Comm.,COM-33,(10),pp.1094-1099,Oct.1985.
【特許文献１】特開平０４−０９５４０９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４３６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
増幅器に供給した電源電力に対する増幅器が出力する信号の電力の比として定義される電力効率は、増幅器に接続される負荷回路のインピーダンスによって異なる。図８の増幅合成装置では、増幅器Ｇ１の電力効率およびＧ２の電力効率は、それぞれ増幅器Ｇ１の出力端子から合成器Ｃ側を見たインピーダンスおよび増幅器Ｇ２の出力端子から合成器Ｃ側を見たインピーダンスによって異なる。電力効率が低い場合、所定の電力の信号を出力するときに増幅器から発せられる熱が多くなるため、増幅器に取り付ける放熱器等を大きくする必要があり増幅合成装置が大型になるという問題が生ずる。また、増幅合成装置の電源電力を電池から供給する場合、電池の寿命が短くなるという問題が生ずる。
【０００５】
本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、２つの増幅器がそれぞれ出力する信号を合成すると共に増幅器の電力効率を高くすることが可能な合成器、およびそのような合成器を適用した装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、信号を増幅する第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される線状の第１線導体と、信号を増幅する第２増幅器の出力端子に一方の端が接続される線状の第２線導体と、前記第１増幅器の出力端子に接続されない側の前記第１線導体の端と前記第２増幅器の出力端子に接続されない側の前記第２線導体の端との間に接続される先端導体と、前記先端導体とは別に設けられ、前記第１線導体と前記第２線導体との間に接続される導電性部材と、を備え、前記第１増幅器が出力する信号と前記第２増幅器が出力する信号とを合成し、前記先端導体から出力する合成器であって、前記導電性部材が接続される前記第１線導体上の位置および前記導電性部材が接続される前記第２線導体上の位置が、前記第１増幅器および前記第２増幅器における電力損失に基づいて定められることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、信号を増幅する第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される直線状の第１線導体と、信号を増幅する第２増幅器の出力端子に一方の端が接続され、前記第１線導体と平行に配置される直線状の第２線導体と、前記第１増幅器の出力端子に接続されない側の前記第１線導体の端と前記第２増幅器の出力端子に接続されない側の前記第２線導体の端との間に接続される先端導体と、を備え、前記第１増幅器が出力する信号と前記第２増幅器が出力する信号とを合成し、前記先端導体から出力する合成器であって、前記第１線導体と前記第２線導体との間に前記先端導体とは異なる導電性部材が着脱可能であり、前記導電性部材が接続される前記第１線導体上の位置および前記導電性部材が接続される前記第２線導体上の位置を調整することにより、前記第１増幅器および前記第２増幅器における電力損失を調整可能としたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、信号を増幅する第１増幅器の出力端子に一方の端が接続される直線状の第１線導体と、信号を増幅する第２増幅器の出力端子に一方の端が接続され、前記第１線導体と平行に配置される直線状の第２線導体と、前記第１増幅器の出力端子に接続されない側の前記第１線導体の端と前記第２増幅器の出力端子に接続されない側の前記第２線導体の端との間に接続される先端導体と、を備え、前記第１増幅器が出力する信号と前記第２増幅器が出力する信号とを合成し、前記先端導体から出力する合成器であって、前記第１線導体と前記第２線導体との間に前記先端導体とは異なる切断可能な複数の導電性部材が接続され、前記複数の導電性部材のうちのいずれかを切断することにより、前記第１増幅器および前記第２増幅器における電力損失を調整可能としたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る合成器においては、前記先端導体および前記導電性部材とは別に設けられ、前記第１線導体と前記第２線導体との間に接続される導体を備えることが好適である。
【００１０】
また、本発明に係る合成器においては、前記第１増幅器は、１つの信号を分解することで得られる、振幅が一定である２つの位相変調信号のうちの一方を増幅し、前記第２増幅器は、当該２つの位相変調信号のうちの、前記第１増幅器が増幅する位相変調信号とは異なる他の位相変調信号を増幅することが好適である。
【００１１】
また、本発明に係る合成器と、前記第１増幅器と、前記第２増幅器と、を備えることで増幅合成装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２つの増幅器がそれぞれ出力する信号を合成すると共に、増幅器の電力効率を高くすることが可能な合成器を実現することができる。また、そのような合成器を適用することにより、電力効率の高い増幅合成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に本発明の第１の実施形態に係る増幅合成装置１００の斜視図を示す。また、図２に増幅合成装置１００を上から見た図を示す。増幅合成装置１００は、第１増幅器１０、第２増幅器１２、第１線路導体１４、第２線路導体１６、先端部導体１８、合成出力端子２０、基板２２、および線間導体２４を備えて構成される。増幅合成装置１００は、２つの信号をそれぞれ増幅し、増幅された当該２つの信号を合成する装置であり、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率を線間導体２４の位置を変化させることによって調整可能とする。以下では、増幅合成装置１００によって処理が施される信号については、接地導体板２２ｇの電位を基準とした信号の電圧を以て説明する。
【００１４】
基板２２は、接地導体板２２ｇ、誘電体基板２２ｄ、およびスルーホールＴＨ１およびＴＨ２を備える。接地導体板２２ｇは増幅合成装置１００の基準となる電位を有する。誘電体基板２２ｄは接地導体板２２ｇの一方の面に接合される。誘電体基板２２ｄの接地導体板２２ｇが接合されていない側の面は電気回路を配置する回路配置面とされ、第１増幅器１０、第２増幅器１２、第１線路導体１４、第２線路導体１６、先端部導体１８、合成出力端子２０、および線間導体２４が配置される。誘電体基板２２ｄは損失の少ないテフロン（登録商標）、デュロイド（登録商標）、ジュンフロン（登録商標）、等の樹脂で形成することが好適である。第１線路導体１４、第２線路導体１６、先端部導体１８、および合成出力端子２０は、回路配置面に接合された金属板をエッチング処理することで配置することが好適である。スルーホールＴＨ１およびＴＨ２は筒形状の導体によって形成され、誘電体基板２２ｄを回路配置面から接地導体板２２ｇ側へと貫通し、回路配置面側に配置された電気回路を接地導体板２２ｇに接続する接地端子として用いられる。
【００１５】
第１増幅器１０は、入力端子１０ｉ、出力端子１０ｔ、および接地端子１０ｇを備える。第２増幅器１２は、入力端子１２ｉ、出力端子１２ｔ、および接地端子１２ｇを備える。第１増幅器１０および第２増幅器１２は、これらの出力端子が所定の距離を隔てるよう配置される。接地端子１０ｇおよび接地端子１２ｇは、それぞれスルーホールＴＨ１およびＴＨ２に接続される。第１増幅器１０および第２増幅器１２としては、利得が等しいものを適用することが好適である。
【００１６】
第１線路導体１４および第２線路導体１６は帯状に形成される。第１線路導体１４および第２線路導体１６は同一の形状を有し、所定の距離を隔てて平行に配置される。第１線路導体１４の一方の端および第２線路導体１６の一方の端は、それぞれ第１増幅器１０の出力端子１０ｔおよび第２増幅器１２の出力端子１２ｔに接続される。
【００１７】
先端部導体１８は、出力端子１０ｔに接続されていない側の第１線路導体１４の端と出力端子１２ｔに接続されていない側の第２線路導体１６の端との間に接続される。合成出力端子２０は先端部導体１８に接続される。合成出力端子２０と接地導体板２２ｇとの間には、増幅合成装置１００に対する負荷回路（図示せず）が接続される。
【００１８】
第１線路導体１４および第２線路導体１６のそれぞれの長さおよび幅は、出力端子１０ｔから出力される信号および出力端子１２ｔから出力される信号にそれぞれ含まれる、互いに大きさが等しくかつ同極性の関係にある同極性成分に対するインピーダンス整合条件が成立するよう定められる。
【００１９】
線間導体２４は棒状の導体によって形成され、第１線路導体１４と第２線路導体１６との間の距離よりもわずかに長い長さを有する。線間導体２４は、第１線路導体１４と第２線路導体１６との間に着脱可能であり、かつ、取り付けたときには取り付け部との電気的接続が実現される半田付け等の工法で取り付けられる。
【００２０】
線間導体２４は、後述する方法によって、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率が最大となる位置に設けられる。
【００２１】
次に、増幅合成装置１００が２つの信号Ｐ１およびＰ２を増幅し、増幅された信号Ｐ１およびＰ２を合成する処理について説明する。入力端子１０ｉと接地導体板２２ｇとの間には信号Ｐ１が入力される。第１増幅器１０は、信号Ｐ１を増幅し信号ＡＰ１として出力端子１０ｔに出力する。入力端子１２ｉと接地導体板２２ｇとの間には信号Ｐ２が入力される。第２増幅器１２は、信号Ｐ２を増幅し信号ＡＰ２として出力端子１２ｔに出力する。
【００２２】
信号を合成する処理について説明するため、信号ＡＰ１およびＡＰ２のそれぞれの成分について説明する。信号ＡＰ１は逆極性成分Ｉｖ１と同極性成分Ｃｍ１とから構成され、信号ＡＰ２は逆極性成分Ｉｖ２と同極性成分Ｃｍ２とから構成される。逆極性成分Ｉｖ１およびＩｖ２は、それぞれ信号ＡＰ１およびＡＰ２に含まれる、互いに大きさが等しくかつ逆極性の関係にある成分であり、同極性成分Ｃｍ１およびＣｍ２は、それぞれ信号ＡＰ１およびＡＰ２に含まれる、互いに大きさが等しくかつ同極性の関係にある成分である。
【００２３】
図３に、信号ＡＰ１が逆極性成分Ｉｖ１と同極性成分Ｃｍ１とから構成される様子、および信号ＡＰ２が逆極性成分Ｉｖ２と同極性成分Ｃｍ２とから構成される様子をベクトルを以て示す。図３のＲ−Ｉ平面は、信号の位相角の基準となる方向をＲ軸の正方向としＲ軸に垂直な方向をＩ軸とする。
【００２４】
同極性成分Ｃｍ１およびＣｍ２は、長さおよび方向が等しいの２つのベクトルＣｍ１およびＣｍ２によってそれぞれ表される。同極性成分Ｃｍ１およびＣｍ２は、原点Ｏを始点とし、ベクトルＡＰ１の終点とベクトルＡＰ２の終点とを結ぶ線分の中点を終点とする。逆極性成分Ｉｖ１およびＩｖ２は、長さが等しく互いのなす角が１８０°である２つのベクトルＩｖ１およびＩｖ２によってそれぞれ表される。ベクトルＩｖ１はベクトルＣｍ１の終点を始点としベクトルＡＰ１の終点を終点とする。ベクトルＩｖ２はベクトルＣｍ２の終点を始点としベクトルＡＰ２の終点を終点とする。信号ＡＰ１はベクトルＣｍ１およびベクトルＩｖ１の合成ベクトルによって表され、信号ＡＰ２はベクトルＣｍ２およびベクトルＩｖ２の合成ベクトルによって表される。
【００２５】
信号ＡＰ１は第１線路導体１４によって、線間導体２４が接続される第１線路導体１４上の点Ｊ１に伝送される。信号ＡＰ２は第２線路導体１６によって、線間導体２４が接続される第２線路導体１６上の点Ｊ２に伝送される。
【００２６】
点Ｊ１に伝送された信号ＡＰ１に含まれる逆極性成分Ｉｖ１および点Ｊ２に伝送された信号ＡＰ２に含まれる逆極性成分Ｉｖ２は、線間導体２４によって点Ｊ１と点Ｊ２との間がほぼ零のインピーダンスを以て接続されているため、それぞれ第１増幅器１０および第２増幅器１２の側へ反射する。
【００２７】
一方、点Ｊ１に伝送された信号ＡＰ１に含まれる同極性成分Ｃｍ１および点Ｊ２に伝送された信号ＡＰ２に含まれる同極性成分Ｃｍ２は、線間導体２４の両端に同電位で現れるため線間導体２４の存在によって影響を受けない。そのため、点Ｊ１に伝送された同極性成分Ｃｍ１は、第１線路導体１４によって先端部導体１８まで伝送され、点Ｊ２に伝送された同極性成分Ｃｍ２は、第２線路導体１６によって先端部導体１８まで伝送される。
【００２８】
先端部導体１８は同極性成分Ｃｍ１と同極性成分Ｃｍ２とを合成し、出力信号Ｏｕｔとして合成出力端子２０から負荷回路に出力する。
【００２９】
増幅合成装置１００は、このような処理によって、信号Ｐ１およびＰ２をそれぞれ増幅し、増幅された信号ＡＰ１およびＡＰ２を合成して出力信号Ｏｕｔとして負荷回路に出力する。第１線路導体１４および第２線路導体１６のそれぞれの長さおよび幅は、同極性成分Ｃｍ１およびＣｍ２に対する所定のインピーダンス整合条件が成立するよう決定されているため、負荷回路との間のインピーダンス不整合による出力信号Ｏｕｔの伝送特性の劣化は微少である。また、逆極性成分Ｉｖ１およびＩｖ２は、それぞれ点Ｊ１および点Ｊ２において、それぞれ第１増幅器１０および第２増幅器１２の側へ反射するため、出力信号Ｏｕｔへの寄与は微少である。
【００３０】
次に、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率を調整する方法について説明する。一般に、増幅器では、出力端子から入出力される電流に基づいて損失が発生する。したがって、増幅合成装置１００では、出力端子１０ｔに流れる電流の値および出力端子１２ｔに流れる電流の値を調整することで、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率を大きくすることができる。この際、出力端子１０ｔに流れる電流および出力端子１２ｔに流れる電流の成分のうち、出力信号Ｏｕｔへの影響が微少である逆極性成分についてのみ調整を行うこととすれば、増幅合成装置１００の信号伝送特性に与える影響を微少なものとすることができる。
【００３１】
逆極性成分Ｉｖ１およびＩｖ２の値は、出力端子１０ｔに接続される側の第１線路導体１４の端と出力端子１２ｔに接続される側の第２線路導体１６の端との間の、先端部導体１８の側を見たインピーダンスを変化させることによって調整することができる。このような、逆極性成分に対する第１増幅器１０および第２増幅器１２の負荷インピーダンスは、線間導体２４を接続する位置を変化させることによって変化させることができる。
【００３２】
そこで、増幅合成装置１００では、線間導体２４を接続する位置を変化させることで、逆極性成分に対する負荷インピーダンスを変化させ電力効率を調整する。具体的には、所定の負荷回路を接続し所定の信号Ｐ１およびＰ２を入力した状態において、第１増幅器１０および第２増幅器１２に供給される電源電力Ｐｉと、負荷回路に供給される出力信号Ｏｕｔの電力Ｐｏを測定する。そして、電源電力Ｐｉに対する出力信号Ｏｕｔの電力Ｐｏの比として求まる電力効率が最大となるよう線間導体２４を接続する位置を調整する。
【００３３】
このように線間導体２４を接続する位置を決定した場合、出力端子１０ｔから点Ｊ１までの距離および出力端子１２ｔから点Ｊ２までの距離は、逆極性成分の波長のおよそ４分の１の奇数倍の長さとなる。
【００３４】
増幅合成装置１００では、第１線路導体１４と第２線路導体１６は平行に配置されているため、線間導体２４を設ける位置の調整を半田付け等による取り外しおよび取り付けによって容易に行うことができる。また、第１増幅器１０および第２増幅器１２を大量生産した場合、第１増幅器１０の電気的特性および第２増幅器１２の電気的特性は、製品ごとにばらつきが生じる。増幅合成装置１００によれば、このような電気的特性のばらつきがあっても、第１増幅器１０および第２増幅器１２を基板２２に取り付けた後に、電力効率を製品ごとに個別に調整することができる。
【００３５】
また、非特許文献１に記載されている方式では、合成すべき信号を入力する２つの入力端子間のアイソレーションが小さい合成器によって、２つの増幅器が出力する信号を合成する。そして、増幅器と合成器との間の伝送線路の長さを調整することで当該２つの増幅器のそれぞれから出力される逆極性成分に対する瞬時的な負荷インピーダンスを開放値に近い値とし、当該２つの増幅器における電力効率を向上させている。しかし、数百ＭＨｚを超えるマイクロ波周波数帯域より高い周波数帯域においては、増幅器、合成器等を構成する部品の電気的特性のばらつきが大きくなるため、非特許文献１に記載されているような構成によって電力効率の高い増幅合成器を実現することは困難である。さらに、このような高周波帯域においては、同極性成分に対する電気的特性と逆極性成分に対する電気的特性との間の相違が顕著になり、増幅器と合成器との間の伝送線路の長さを決定することが困難となる。
【００３６】
本実施形態に係る増幅合成装置１００によれば、増幅する信号の周波数が高く、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電気特性のばらつきが大きい場合であっても容易に電力効率を向上させることができる。また、同極性成分に対する電気的特性と逆極性成分に対する電気的特性との間の相違が大きい場合であっても、同極性成分に対して影響を及ぼすことなく逆極性成分に対してのみ特性を調整することができるため、容易に電力効率を向上させることができる。
【００３７】
次に、第２の実施形態に係る増幅合成装置１０２について説明する。図４に増幅合成装置１０２の構成を示す。増幅合成装置１０２は、第１増幅器１０、第２増幅器１２、第１線路導体１４、第２線路導体１６、先端部導体１８、合成出力端子２０、基板２２、線間導体２４、および追加線間導体２６を備えて構成される。図２の増幅合成装置１００と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。増幅合成装置１０２は、増幅合成装置１００が処理する信号の周波数よりも高い周波数の信号を処理する場合に好適である。
【００３８】
増幅合成装置１０２は、出力端子１０ｔと点Ｊ１との間の第１線路導体１４上の点Ｑ１と出力端子１２ｔと点Ｊ２との間の第２線路導体１６上の点Ｑ２との間に、追加線間導体２６を設けたものである。追加線間導体２６は、点Ｑ１から出力端子１０ｔまでの距離と、点Ｑ２から出力端子１２ｔまでの距離とが等しくなるよう配置される。その距離は、逆極性成分の波長のおよそ４分の１となるよう決定することが好適である。
【００３９】
追加線間導体２６は、点Ｑ１および点Ｑ２に伝送された信号の周波数が高い場合、その両端間のインピーダンスは零とはならず当該信号の周波数に従った値を示す。
【００４０】
第１増幅器１０から出力された信号ＡＰ１は第１線路導体１４によって点Ｑ１に伝送される。第２増幅器１２から出力された信号ＡＰ２は第２線路導体１６によって点Ｑ２に伝送される。
【００４１】
信号ＡＰ１に含まれる逆極性成分Ｉｖ１および信号ＡＰ２に含まれる逆極性成分Ｉｖ２は、零でないインピーダンスを有する追加線間導体２６が点Ｑ１と点Ｑ２との間に接続されているため、一部がそれぞれ逆極性成分ＲＩｖ１およびＲＩｖ２としてそれぞれ第１増幅器１０および第２増幅器１２の側へ反射し、一部がそれぞれ逆極性成分ＰＩｖ１およびＰＩｖ２として線間導体２４の側へ透過する。
【００４２】
逆極性成分ＲＩｖ１およびＲＩｖ２は、一部を追加線間導体２６から線間導体２４の側へ透過させつつそれぞれ第１増幅器１０と追加線間導体２６との間および第２増幅器１２と追加線間導体２６との間を多重反射し、逆極性成分ＰＩｖ１およびＰＩｖ２は、一部を追加線間導体２６からそれぞれ第１増幅器１０および第２増幅器１２の側へ透過させつつ追加線間導体２６と線間導体２４との間を多重反射する。
【００４３】
一方、同極性成分Ｃｍ１およびＣｍ２は、追加線間導体２６の両端および線間導体２４の両端に同電位で現れるため、これらの導体の存在によって影響を受けない。したがって、同極性成分Ｃｍ１およびＣｍ２は先端部導体１８まで伝送され、先端部導体１８において合成され、出力信号Ｏｕｔとして合成出力端子２０から負荷回路に出力される。
【００４４】
線間導体２４は、増幅合成装置１００で線間導体２４の位置を決定する方法と同様の方法によって、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率が最大となる位置に設けることができる。点Ｑ１から出力端子１０ｔまでの距離および点Ｑ２から出力端子１２ｔまでの距離を逆極性成分の波長のおよそ４分の１としたとき、当該方法によって線間導体２４の位置を決定した場合、点Ｑ１と点Ｊ１との間の距離および点Ｑ２と点Ｊ２との間の距離は、逆極性成分の波長のおよそ半分の距離となる。
【００４５】
第１線路導体１４および第２線路導体１６のうち追加線間導体２６が接続されている位置より第１増幅器１０および第２増幅器１２側の部分、および追加線間導体２６は、出力端子１０ｔと出力端子１２ｔとの間に接続される共振回路として作用させることができる。さらに、第１線路導体１４および第２線路導体１６のうち追加線間導体２６および線間導体２４によって挟まれる部分、および線間導体２４は、追加線間導体２６の両端に接続される第２の共振回路として作用させることができる。
【００４６】
このような構成によれば、逆極性成分に対する負荷インピーダンスについての第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率を向上させるための条件を、共振回路として作用する複数の回路の結合共振現象によって広い周波数帯域にわたって具備させることができる。これによって、広い周波数帯域にわたって第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率を向上させることができる。
【００４７】
増幅合成装置１００では、線間導体２４を、その取り外しおよび取り付けによりその位置を変化させるものとした。このような構成の他、線間導体２４を配置する代わりに複数の切断可能導体を所定の間隔で配置した増幅合成装置１００Ａを構成することも可能である。切断可能導体は工具で切断することが可能な導体である。図５に増幅合成装置１００Ａの構成を示す。図２に示す増幅合成装置１００と同一の構成部については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
図５では、５本の切断可能導体２８−１〜２８−５を設けた例について示している。第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率の調整に際しては、まず、切断可能導体２８−１〜２８−５の総てが切断されていない状態で電力効率を測定し、測定された電力効率が所定値以上でない場合には切断可能導体２８−１を切断する。そして、再度電力効率を測定し、測定された電力効率が所定値以上でない場合には、切断可能導体２８−２を切断し電力効率を測定する。このように、切断可能導体２８−１，２８−２・・・の順に切断可能導体を切断すると共に電力効率を測定し、電力効率が所定値以上となったところで調整作業を終了する。このような構成は、所定値以上の電力効率が得られる線間導体の位置が、切断可能導体２８−１〜２８−５が設けられる間隔程度のばらつきを以て明らかである場合に好適である。なお、ここでは、増幅合成装置１００における線間導体２４の代わりに複数の切断可能導体を設けたものについて示したが、増幅合成装置１０２についてもこのような構成を適用することができる。
【００４９】
次に、本発明の実施形態に係る増幅合成装置１００、１００Ａ、または１０２の応用例について説明する。図６に増幅システム１０４の構成を示す。増幅システム１０４は、信号分解部３０、増幅合成装置１００を備えて構成される。増幅システム１０４では、増幅合成装置１００に代えて増幅合成装置１０２または１００Ａを適用することができる。
【００５０】
信号分解部３０は、変調が施された入力信号Ｉｎを、それぞれの振幅が一定であり互いに大きさが等しい２つの位相変調信号に分解し、信号Ｐ１およびＰ２として増幅合成装置１００に出力する。図７に入力信号Ｉｎを分解する様子をベクトルを以て示す。図７のｘ−ｙ平面は、入力信号Ｉｎを表すベクトルの方向をｘ軸の正方向とし、入力信号Ｉｎを表すベクトルの方向と垂直な方向をｙ軸とする。また、ｘ−ｙ平面の原点Ｏを始点とするベクトルとｘ軸とのなす角は、当該ベクトルを表す信号と入力信号Ｉｎとの間の位相差を示す。
【００５１】
ある時刻ｔ１において入力信号Ｉｎが図７のベクトルＩｎ（ｔ１）で表されるとき、信号Ｐ１およびＰ２は、絶対値がＲであり互いにｘ軸について線対称なベクトルＰ１（ｔ１）およびＰ２（ｔ１）でそれぞれ表される。また、時刻ｔ２において入力信号ＩｎがベクトルＩｎ（ｔ２）で表されるとき、位相変調信号Ｐ１およびＰ２は、絶対値がＲであり互いにｘ軸について線対称なベクトルＰ１（ｔ２）およびＰ２（ｔ２）でそれぞれ表される。
【００５２】
このように入力信号Ｉｎを２つ位相変調信号に分解する場合、入力信号Ｉｎの大きさが０から２Ｒの範囲で変化するとき、信号Ｐ１を示すベクトル軌跡は原点Ｏを中心とする半径Ｒの円ＣＯのうち第１象限に属する部分を描き、信号Ｐ２を示すベクトル軌跡は円ＣＯのうち第４象限に属する部分を描く。
【００５３】
信号分解部３０は、このような処理によって、ＢＰＳＫ変調方式、ＱＰＳＫ変調方式、ＱＡＭ変調方式等、大きさの振れ幅が変動する変調方式で変調が施された入力信号Ｉｎを振幅が等しい２つの位相変調信号に分解することができる。
【００５４】
増幅システム１０４では、第１増幅器１０および第２増幅器１２は、第１増幅器１０および第２増幅器１２が出力することのできる最大の値に出力信号が到達する状態である飽和状態となるよう設計する。
【００５５】
増幅合成装置１００は、信号分解部３０が出力する信号Ｐ１およびＰ２を増幅し、増幅された信号Ｐ１およびＰ２を合成して出力信号Ｏｕｔとして出力する。
【００５６】
増幅システム１０４は、このような構成および処理によって、入力信号Ｉｎの大きさを増大させた出力信号Ｏｕｔを負荷回路に出力する。
【００５７】
線間導体２４の位置は、信号分解部３０が出力する信号Ｐ１およびＰ２がそれぞれ第１増幅器１０および第２増幅器１２に入力されているという条件の下、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率が最大になるよう決定する。
【００５８】
一般に、増幅器は、飽和状態に至らしめた使用での電力効率が高い。本応用例に係る第１増幅器１０および第２増幅器１２は、第１増幅器１０および第２増幅器１２が飽和状態となるよう設計されるため、第１増幅器１０および第２増幅器１２の電力効率を向上させることができる。また、一般に、増幅器が飽和状態に至った場合には出力信号に波形歪みが生じるが、それぞれ第１増幅器１０および第２増幅器１２に入力される信号Ｐ１およびＰ２は振幅が一定の位相変調信号であるため、波形歪みが生じることによってこれらの信号が有する情報に与える影響は微少である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態に係る増幅合成装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る増幅合成装置を示す図である。
【図３】信号ＡＰ１が逆極性成分Ｉｖ１と同極性成分Ｃｍ１とから構成される様子、および信号ＡＰ２が逆極性成分Ｉｖ２と同極性成分Ｃｍ２とから構成される様子をベクトルを以て示した図である。
【図４】第２の実施形態に係る増幅合成装置を示す図である。
【図５】切断可能導体を所定の間隔で配置した増幅合成装置を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る増幅合成装置を応用した増幅システムを示す図である。
【図７】入力信号を分解する様子をベクトルを以て示す図である。
【図８】増幅合成装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  第１増幅器、１０ｉ，１２ｉ  入力端子、１０ｔ，１２ｔ  出力端子、１０ｇ，１２ｇ  接地端子、１２  第２増幅器、１４  第１線路導体、１６  第２線路導体、１８  先端部導体、２０  合成出力端子、２２  基板、２２ｄ  誘電体基板、２２ｇ  接地導体板、２４  線間導体、２６  追加線間導体、２８−１〜２８−５  切断可能導体、３０  信号分解部、１００，１００Ａ，１０２  増幅合成装置、１０４  増幅システム。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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