(57)【要約】      （修正有）【課題】過大な放送信号を遮断して、増幅素子破壊を防止できる信号増幅回路を提供する。【解決手段】信号増幅回路５０を、増幅素子７１〜７４を４段接続してなるアンプ７と、ＣＰＵから調整制御端子６ａに入力された制御信号によって伝送信号の減衰量を調整してアンプ７に出力するＧＣ６と、ＣＰＵから切替制御端子４ｃに入力された制御信号によって入力端子４ａ１に入力された伝送信号をＧＣ６に通過させる通過接点４ａ２と通過させない非通過接点４ａ３との一方に切り替えるＲＦスイッチ４ａ（４）とから構成する。電源投入時及び任意時の信号増幅回路５０の初期化処理期間中において、ＧＣ６からアンプ７に出力される伝送信号の減衰量を最大となるように、調整制御端子６ａにプルダウン抵抗５ｄを接続し、ＲＦスイッチ４ａ（４）を非通過接点４ａ３に切り替わるように、切替制御端子４ｃにプルダウン抵抗５ｃを接続する。【選択図】図２
2004304603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送信号を増幅する増幅素子を多段に接続してなる増幅手段と、増幅手段から出力された伝送信号の出力レベルを予め規定した規定出力レベルに収束するように制御する自動レベル制御手段とを有し、
前記自動レベル制御手段から調整制御端子に入力された調整制御信号によって伝送信号の減衰量を調整して前記増幅手段に出力する利得調整手段を備えてなる信号増幅回路であって、
前記調整制御端子に前記調整制御信号の電位を固定する調整電位固定用回路を接続し、
電源投入時及び任意時における信号増幅回路の初期化処理開始後においては、
前記調整制御端子に接続した前記調整電位固定用回路によって、前記利得調整手段から前記増幅手段に出力される伝送信号の減衰量を、最大減衰値または、前記増幅手段の絶対定格値を超えない減衰値となるように調整し、
前記増幅手段に過大な伝送信号が入力されることを阻止して前記増幅素子の破壊を防止する破壊防止手段を備えてなる信号増幅回路。
【請求項２】
伝送信号を増幅する増幅素子を多段に接続してなる増幅手段と、増幅手段から出力された伝送信号の出力レベルを予め規定した規定出力レベルに収束するように制御する自動レベル制御手段とを有し、
前記自動レベル制御手段から切替制御端子に入力された切替制御信号によって入力端子に入力された伝送信号を前記増幅手段に通過させる通過接点と通過させない非通過接点との何れか一方に切り替える切替手段を備えてなる信号増幅回路であって、
前記切替制御端子に前記切替制御信号の電位を固定する切替電位固定用回路を接続し、
電源投入時及び任意時における信号増幅回路の初期化処理開始後においては、
前記切替制御端子に接続した前記切替電位固定用回路によって、伝送信号を前記増幅手段に通過させない非通過接点に切り替わるように切替手段を切り替え、
前記増幅手段に過大な伝送信号が入力されることを阻止して前記増幅素子の破壊を防止する破壊防止手段を備えてなる信号増幅回路。
【請求項３】
請求項１に記載の利得調整手段と、請求項２に記載の切替手段とを備えてなる信号増幅回路であって、
調整制御端子に接続した調整電位固定用回路によって、前記利得調整手段から増幅手段に出力される伝送信号の減衰量を、最大減衰値または、前記増幅手段の絶対定格値を超えない減衰値となるように調整し、
切替制御端子に接続した切替電位固定用回路によって、伝送信号を前記増幅手段に通過させない非通過接点に切り替わるように切替手段を切り替え、
増幅手段に過大な伝送信号が入力されることを阻止して増幅素子の破壊を防止する破壊防止手段を備えてなる信号増幅回路。
【請求項４】
信号増幅回路の初期化処理終了後、伝送信号の出力レベルを規定出力レベルに収束させる際には、
伝送信号の減衰量を、最大減衰値または、前記増幅手段の絶対定格値を超えない減衰値から徐々に減少させるように、自動レベル制御手段によって利得調整手段を制御し、伝送信号の出力レベルを非振動的に規定出力レベルに収束させる
請求項１または請求項３に記載の信号増幅回路。
【請求項５】
切替手段の非通過接点には、終端抵抗を接続する
請求項２または請求項３に記載の信号増幅回路。
【請求項６】
増幅手段には、バイアス電源が供給された後に、伝送信号が入力される
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の信号増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送信号等の高周波信号を増幅素子によって増幅する信号増幅回路に関し、特に過大な入力信号による増幅素子の破壊を防止するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、増幅素子を多段に接続してなる信号増幅回路において、過大入力信号に対する増幅素子の破壊防止手段が案出されている。例えば特許文献１に記載された高周波電力増幅器は、増幅素子として電界効果トランジスタを多段に組み込んでなり、各増幅素子のゲートバイアス回路に電圧制限素子としてツェナーダイオードを接続して構成されている。この高周波電力増幅器によれば、ゲートバイアス回路に過大ゲート電圧が印可された場合、その過大電流はツェナーダイオードを通してグラウンドに流れるため一定電圧となり、各増幅素子の素子破壊を防止することができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２４２１２８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、元来ツェナーダイオードは、その構造上、温度安定性が悪く、使用環境温度の変動と共にツェナー電圧が変化する特性を備えており、加えて、雑音発生の起因素子となることが知られている。従って、このツェナーダイオードを使用した破壊防止手段では、過大入力保護機能の動作点が変動するため、高周波電力増幅器の過大入力信号に対する信頼性を低下させ、さらに、直接接続されているツェナーダイオードから増幅素子のゲート端子に不要な雑音信号が重畳され易く、そのため増幅信号が劣化する問題点があった。
【０００５】
こうした問題に鑑み、本発明は、過大入力信号に対する増幅素子の破壊防止手段を備えた信号増幅回路に関し、その信頼性と増幅信号の品質を向上することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による信号増幅回路は、伝送信号を増幅する増幅素子を多段に接続してなる増幅手段と、増幅手段から出力された伝送信号の出力レベルを予め規定した規定出力レベルに収束するように制御する自動レベル制御手段とを有し、前記自動レベル制御手段から調整制御端子に入力された調整制御信号によって伝送信号の減衰量を調整して前記増幅手段に出力する利得調整手段を備えてなる信号増幅回路であって、前記調整制御端子に前記調整制御信号の電位を固定する調整電位固定用回路を接続し、電源投入時及び任意時における信号増幅回路の初期化処理開始後においては、前記調整制御端子に接続した前記調整電位固定用回路によって、前記利得調整手段から前記増幅手段に出力される伝送信号の減衰量を、最大減衰値または、前記増幅手段の絶対定格値を超えない減衰値となるように調整し、前記増幅手段に過大な伝送信号が入力されることを阻止して前記増幅素子の破壊を防止する破壊防止手段を備えて構成される。
【０００７】
請求項２の発明による信号増幅回路は、伝送信号を増幅する増幅素子を多段に接続してなる増幅手段と、増幅手段から出力された伝送信号の出力レベルを予め規定した規定出力レベルに収束するように制御する自動レベル制御手段とを有し、前記自動レベル制御手段から切替制御端子に入力された切替制御信号によって入力端子に入力された伝送信号を前記増幅手段に通過させる通過接点と通過させない非通過接点との何れか一方に切り替える切替手段を備えてなる信号増幅回路であって、前記切替制御端子に前記切替制御信号の電位を固定する切替電位固定用回路を接続し、電源投入時及び任意時における信号増幅回路の初期化処理開始後においては、前記切替制御端子に接続した前記切替電位固定用回路によって、伝送信号を前記増幅手段に通過させない非通過接点に切り替わるように切替手段を切り替え、前記増幅手段に過大な伝送信号が入力されることを阻止して前記増幅素子の破壊を防止する破壊防止手段を備えて構成される。
【０００８】
請求項３の発明による信号増幅回路は、請求項１に記載の利得調整手段と、請求項２に記載の切替手段とを備えてなる信号増幅回路であって、調整制御端子に接続した調整電位固定用回路によって、前記利得調整手段から増幅手段に出力される伝送信号の減衰量を、最大減衰値または、前記増幅手段の絶対定格値を超えない減衰値となるように調整し、切替制御端子に接続した切替電位固定用回路によって、伝送信号を前記増幅手段に通過させない非通過接点に切り替わるように切替手段を切り替え、増幅手段に過大な伝送信号が入力されることを阻止して増幅素子の破壊を防止する破壊防止手段を備えて構成される。
【０００９】
請求項４の発明による信号増幅回路は、信号増幅回路の初期化処理終了後、伝送信号の出力レベルを規定出力レベルに収束させる際には、伝送信号の減衰量を、最大減衰値または、前記増幅手段の絶対定格値を超えない減衰値から徐々に減少させるように、自動レベル制御手段によって利得調整手段を制御し、伝送信号の出力レベルを非振動的に規定出力レベルに収束させるように構成される。
【００１０】
請求項５の発明による信号増幅回路は、切替手段の非通過接点には、終端抵抗を接続するように構成される。
【００１１】
請求項６の発明による信号増幅回路は、増幅手段には、バイアス電源が供給された後に、伝送信号が入力されるように構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る信号増幅回路は、例えば、２００４年の春に放送開始予定の衛星を利用したモバイル放送システムにおいて、特に、衛星からの放送信号を再放射するギャップフィラー装置を構成する一要素として最適に使用されるものである。図１に示すように、ギャップフィラー装置６０は、衛星からの放送信号を受信する受信アンテナ５１、信号処理器５２、分配器５３、及び、信号増幅回路５０とアンテナ素子５４ａとによって一体形成された放送信号を再送信する送信アンテナ５４から構成されている。
【００１３】
信号増幅回路５０の入力端子には、衛星からの１２ＧＨｚ帯の放送信号を受信可能に構成された受信アンテナ５１が分配器５３を介して接続されている。ここで、分配器５３は、１台の受信アンテナに対して３台の送信アンテナを接続可能に放送信号を分配するよう３本の支線を備えている。また出力端子には、２．６ＧＨｚ帯の放送信号を放射可能に形成されたアンテナ素子５４ａが接続されている。
【００１４】
図２（ａ）は、本発明に係る信号増幅回路５０を内蔵した送信アンテナ５４のブロック図である。入力端子１には、分配器５３から放送信号（伝送信号）と駆動用電源が供給され、放送信号のみを通過させるコンデンサ２が接続されている。コンデンサ２の出力端には、放送信号を後段に通過させるか否かを切り替え可能に構成された切替手段としてのＲＦスイッチ４、放送信号の減衰量を調整出力制御可能に構成された利得調整手段としてのゲインコントローラ（以下「ＧＣ」とする）６、さらに放送信号用の増幅素子７１〜７４として電界効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」とする）を４段に接続してなる増幅手段としてのアンプ７、及び、高調波やスプリアス成分を除去するバンドパスフィルタ８が直列に接続されている。また、バンドパスフィルタ８の出力端とアンテナ素子５４ａに接続された出力端子１０との間には、アンテナ素子５４ａに出力される放送信号の進行波電力と反射波電力とを検出可能に構成されたカプラ９が設けられている。
【００１５】
さらに、入力端子１には、分配器５３から供給された電源成分のみを通過させるローパスフィルタ３を介して、電源線３ａによって制御部１５が接続されている。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、制御部１５は、アンテナ素子５４ａから放射される放送信号の出力レベルを予め規定した規定出力レベルに収束させ維持するように制御する自動レベル制御手段としての自動レベル制御回路（以下「ＡＬＣ回路」とする）１５ａと、分配器５３から供給された電源を電源線１９によって各回路に供給する電源部１５ｂとから構成されている。
【００１６】
ＲＦスイッチ４は、１入力２出力の切替回路を２つ内蔵してなり、切替制御端子４ｃに入力された切替制御信号によって動作するＲＦリレーを利用して、２つの切替回路４ａ，４ｂの切替動作を連動可能に構成されている。ＲＦスイッチ４の切替制御端子４ｃには、制御線１６を介してＡＬＣ回路１５ａのＣＰＵ２２が接続され、ＣＰＵ２２の切替制御信号によって入力端子に入力された放送信号をＧＣ６を介してアンプ７に通過させる通過接点と通過させない非通過接点との何れか一方に切り替え可能に構成されている。
【００１７】
一方の切替回路４ａの入力端子４ａ１はコンデンサ２に接続され、通過接点としての出力端子４ａ２はＧＣ６に、また非通過接点としての出力端子４ａ３は終端抵抗５ｂを介して基準電位となるＧＮＤに夫々接続されている。他方の切替回路４ｂの入力端子４ｂ１は、終端抵抗５ａを介してＧＮＤに接続され、出力端子４ｂ２は開放され、出力端子４ｂ３はＧＣ６に接続されている。また切替制御端子４ｃには、切替制御信号の電位を固定するための切替電位固定用回路として、他方端がＧＮＤに接続されたプルダウン抵抗５ｃが接続されている。
【００１８】
ここで、ＲＦスイッチ４としては、切替制御端子４ｃに電源電位の切替制御信号が入力された場合に、２つの切替回路４ａ，４ｂの連動によって、一方の切替回路４ａの入力端子４ａ１と出力端子４ａ２とが接続されるように切り替わると共に、他方の切替回路４ｂの入力端子４ｂ１と出力端子４ｂ２とが接続されるように切り替わるものが使用されている。またこのＲＦスイッチ４は、切替制御端子４ｃにＧＮＤ電位の切替制御信号が入力された場合に、入力端子４ａ１と出力端子４ａ３とが接続されるように切り替わると共に、入力端子４ｂ１と出力端子４ｂ３とが接続されるように切り替わる。
【００１９】
ＧＣ６は、ＣＰＵ２２から出力された調整制御信号を調整制御端子６ａに入力することによって、ＲＦスイッチ４の通過側接点を通過した放送信号の減衰量を調整し、後段のアンプ７に出力可能に構成されている。ここで、ＧＣ６には、調整制御端子６ａに入力される調整制御信号の電圧が最大電圧の場合に放送信号の減衰量が最小減衰値となり、同電圧が最小電圧の場合に減衰量が最大減衰値となる利得特性を備えるものが使用されている。
【００２０】
ＧＣ６の調整制御端子６ａに入力される調整制御信号は、ＣＰＵ２２の利得制御情報をＤ／Ａコンバータ（以下「ＤＡＣ」とする）３５によって電圧信号に変換したものである。調整制御端子６ａは、制御線１７を介してＤＡＣ３５に接続されている。さらに調整制御端子６ａには、調整制御信号の電位を固定するための調整電位固定用回路として、他方端がＧＮＤに接続されたプルダウン抵抗５ｄが接続されている。尚、本信号増幅回路５０では、終端抵抗５ａ，５ｂの抵抗値として５０Ωが最適に用いられ、プルダウン抵抗５ｃ、５ｄの抵抗値として４．７ｋΩ等が用いられている。
【００２１】
アンプ７（図２（ｂ）参照）は、最前段及び最後段に整合回路７５及び整合回路７９を接続して前後段回路との整合をとり、増幅素子７１〜７４の隣り合うドレイン端子とゲート端子とを整合回路７６〜７８を介して接続することによって構成されている。また増幅素子７１〜７４の各ドレイン端子及び各ゲート端子はバイアス抵抗を介してバイアス線１８によって電源部１５ｂに接続されている。
【００２２】
カプラ９は、放送信号の進行波電力を検出して制御部１５に進行波電力波形を出力可能に形成された進行波電力検出回路１２と、放送信号の反射波電力を検出して制御部１５に反射波電力波形を出力可能に形成された反射波電力検出回路１４と接続され、出力レベル測定手段を構成している。また、カプラ９と進行波電力検出回路１２との間には、進行波電力検出回路１２に入力される進行波電力の入力レベルを所要値に調節する進行波用アッテネータ１１が設けられ、またカプラ９と反射波電力検出回路１４との間には、同様に反射波用アッテネータ１３が接続されている。
【００２３】
ＡＬＣ回路１５ａは、信号増幅回路５０の各種動作制御を行うＣＰＵ２２を備えてなり、これにアナログ電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ（以下「ＡＤＣ」とする）２３を介してマルチプレクサ２４が接続されている。マルチプレクサ２４には、検出線１２ａを介した進行波電力検出回路１２、検出線１４ａを介した反射波電力検出回路１４、電源部１５ｂの電圧値を検出するための検出線２７ａに接続された電圧センサ２７及び温度測定手段としての温度センサ２８等の信号検出用デバイスが接続されている。マルチプレクサ２４は、これら複数種類のうち選択した一つのデータのみをＣＰＵ２２に入力するように構成されている。
【００２４】
またＣＰＵ２２には、各種パラメータを格納するデータ用フラッシュメモリ２９、ＣＰＵ２２のプログラムを格納するプログラム用フラッシュメモリ３０が接続され、さらにプログラム実行中に使用される変数を格納するＳＲＡＭ３１が接続されている。その他、プログラムの書き込みや監視情報の表示などに使用されるシリアル通信ポート３２、ＣＰＵ２２に規定出力レベルを検出させる出力レベル設定スイッチ３３、機器の状態を外部に表示させるためのＬＥＤ３４が接続されている。またＣＰＵ２２は、電源部１５ｂからアンプ７に供給されるバイアス電源を供給及び停止制御するため、電源部１５ｂに制御線２０で接続されている。
【００２５】
ＣＰＵ２２は、出力レベル設定スイッチ３３の状態を検出して、予め規定された規定出力レベルを読み取り、その規定出力レベルデータと、ＡＤＣ２３で測定した進行波電力データ、すなわちアンプ７の出力レベルデータとを比較して、放送信号の出力レベルを規定出力レベルに収束させるように、ＧＣ６の調整制御信号の制御電圧を加減させ減衰量を調整する。
【００２６】
さらに信号増幅回路５０は、放送信号をアンプ７から規定出力レベルを一定に維持して安定出力する状態において、任意時に放送信号の出力状態を変更動作させる出力状態変更手段を備えている。すなわち出力状態変更手段は、規定出力レベルの放送信号を零レベルに強制的に出力調整する出力停止処理と、出力停止処理によって零レベルに出力調整された放送信号を規定出力レベルに復帰させて出力するように出力調整する出力復帰処理とを行うように構成され、出力停止処理によって生成された出力停止状態と、出力復帰処理によって生成された出力復帰状態との２つの出力状態を出力状態変更スイッチ３６によって変更可能に構成されている。この出力状態変更スイッチ３６は、ＣＰＵ２２に接続され、出力停止状態と出力復帰状態とを変更するための制御信号をＣＰＵ２２に出力可能に構成されている。
【００２７】
この出力状態変更手段は、例えばギャップフィラー装置６０において、その装置設置の際、認可されたレベル以上の出力レベルで放送信号が送信アンテナ５４から誤放射される事のないように、ギャップフィラー装置６０の設定作業や調整作業が完了するまでの間、放送信号の放射を停止させる場合や、装置設置後の保守管理作業の際、放送信号の出力レベルチェックを行う間、一時的に放送信号の放射を停止させる場合等に使用される。また出力状態変更スイッチ３６としては、例えばボタン部を押す毎にＯＮ−ＯＦＦが切り替わるプッシュ式２段切替型が使用される。
【００２８】
このような信号増幅回路５０の初期化処理（Ｓ１）の動作を図４のフローチャートを基に説明する。
分配器５３からの電源投入直後から電源投入によるＣＰＵ２２のリセット動作の終了までの間、或いは、任意時のリセット動作の開始から終了までの間において、ＣＰＵ２２は自立制御不能状態となる。従って、ＲＦスイッチ４の制御端子４ｃには、不定状態の制御信号が入力されることになる。しかし、ＲＦスイッチ４の切替制御端子４ｃはプルダウン抵抗５ｃによってＧＮＤに接続されている（ＲＦスイッチをＯＦＦに設定）ため、放送信号を通過させない非通過接点に切替動作を確定させている。この時ＲＦスイッチ４は、入力端子４ａ１を放送信号を通過させない非通過接点４ａ３に接続し、入力端子４ｂ１を出力端子４ｂ３に接続する。よって、前段の分配器５３の出力端子は終端抵抗５ｂを介してＧＮＤに強制的に接続され、ＧＣ６の入力端子は終端抵抗５ａを介してＧＮＤに強制的に接続される（Ｓ１−１）。
【００２９】
同様に、上述の期間中、ＧＣ６の調整制御端子６ａには、不定状態の調整制御信号が入力されることになる。しかし、ＧＣ６の調整制御端子６ａはプルダウン抵抗５ｄによってＧＮＤに接続されているため、調整制御端子６ａには最小電圧が印加されるように確定されている。よって、ＧＣ６の減衰量は最大減衰値となる初期値に設定される（Ｓ１−２）。この初期値の状態では、ＧＣ６の出力端に表われる放送信号は十分に減衰し、後段のアンプ７に各増幅素子の絶対定格値よりも過大な放送信号が入力されることはない。
【００３０】
リセット動作終了後、プログラム用フラッシュメモリ３０に格納されていた初期化プログラムが実行され、ＣＰＵ２２は自立制御可能状態になり、ＣＰＵ２２によって各回路の設定項目は初期状態に設定処理される。この時のＲＦスイッチ４の切替状態は、入力端子４ａ１が放送信号を通過させない非通過接点４ａ３に接続された状態である。よって、ＲＦスイッチ４は、放送信号を通過させないように、ＣＰＵ２２によって入力端子４ａ１と非通過接点４ａ３との接続が維持されるように制御され、初期状態に設定処理される（Ｓ１−３）。
【００３１】
また他の制御端子についても初期状態となるように設定処理を行う。例えば電源ＯＮ直後はＬＥＤ３４の点灯状態が不定なので一旦すべて消灯させたり、出力状態変更手段の出力状態変更機能を無効状態に設定する等の設定処理を実行する。また、バイアス電源の供給及び停止を制御する制御信号をＣＰＵ２２から制御線２０を介して電源部１５ｂに出力し、電源部１５ｂから増幅素子７１〜７４に一定値のバイアス電源を供給する。増幅素子７１〜７４のバイアス電源が安定するまでに時間が掛かる場合は、必要時間のウェイト処理を入れる（Ｓ１−３）。全ての初期設定を実行して初期化処理が終了される。
【００３２】
初期化処理終了後、ＡＬＣ回路１５ａの制御プログラムが実行され、放送信号の出力レベルを規定出力レベル付近まで立ち上げる過渡処理（以下、「ＡＬＣ過渡処理」とする）、その後、放送信号を規定出力レベルに安定して維持させる定常処理（以下、「ＡＬＣ定常処理」とする）が行われる。
【００３３】
ＡＬＣ過渡処理（Ｓ２）の動作を図５のフローチャートを基に説明する。
先ず、ＣＰＵ２２によって、ＲＦスイッチ４の入力端子４ａ１と通過接点４ａ２とが接続され、同時に入力端子４ｂ１と出力端子４ｂ２とが接続されるようにＲＦスイッチ４が切替制御される（ＲＦスイッチをＯＮに設定）。この切替制御によって、分配器５３のの終端処理が解除されて、放送信号が本信号増幅回路５０に入力され、放送信号が最適な送信レベルで出力端子の終端処理が解除されて、放送信号はＧＣ６を介してアンプ７に通過可能となる（Ｓ２−１）。この時、アンプ７には、一定値のバイアス電圧がすでに供給されており、安定状態で動作している。
【００３４】
そして、アンプ７の増幅素子７１のゲート端子に、ＧＣ６で減衰量が調整された放送信号が入力される。ただし、このＡＬＣ過渡処理の開始直後では、ＧＣ６の調整制御端子６ａに接続された調整電位固定用回路によってＧＣ６の減衰量は最大減衰値に設定されており、ＧＣ６の出力端には、放送信号は表われていない。従って、アンプ７から出力された放送信号の出力レベルは零レベルになっている。ＧＣ６の減衰量を調整制御して放送信号の出力レベルを規定出力レベル付近まで立ち上げるためのＧＣ立上げ処理（Ｓ３）が行われる。
【００３５】
ＧＣ立上げ処理（Ｓ３）の動作を図６のフローチャートを基に説明する。
先ず、出力レベル設定スイッチ３３から状態検出した規定出力レベルデータをＣＰＵ２２のレジスタにセットする（Ｓ３−１）。アンプ７の出力端に接続されたカプラ９を介しＡＤＣ２３で取得した進行波電力データ（アンプ７の現在の出力レベルデータ）をＣＰＵ２２のレジスタにセットする（Ｓ３−２）。そしてＣＰＵ２２によって規定出力レベルデータと進行波電力データの差分を算出する（Ｓ３−３）。
【００３６】
ＡＬＣ過渡処理期間中、放送信号の出力レベルは規定出力レベルに一致していない状態であり、差分は零でないので、規定出力レベルデータと進行波電力データとを比較して大小関係を調べる（Ｓ３−４）。進行波電力データは規定出力レベルデータよりも小さい状態であるため、ＣＰＵ２２は出力レベルを増大させる方向、すなわちＧＣ６の減衰量を変化量ｄＱだけ減らす方向にＧＣ６の調整制御信号の制御電圧を調整する（Ｓ３−５）。
【００３７】
ＧＣ立上げ処理は、上記（Ｓ３−１）〜（Ｓ３−５）の処理を一巡として、規定出力レベルデータに定数Ａ（＝１−ｅ−１＝０．６３）を掛けた中間出力レベルデータと出力レベルデータとが一致するまでｎ（＝１，２・・）回繰り返し行われる。この時、出力レベルの時間的変化は、ＧＣ立上げ処理のｎ回の実行時間Ｔと定数Ａとで傾きが決定される一次関数線として描くことができる。このＧＣ立上げ処理によって、放送信号の出力レベルは、立ち上がり規定出力レベルを超えること無く零レベルから中間出力レベルまで非振動的に上昇する。ＡＬＣ過渡処理は、ＧＣ立上げ処理の終了と共に終了する。
【００３８】
ＡＬＣ過渡処理（Ｓ２）の終了後、ＡＬＣ定常処理（Ｓ４）（図示略）が行われ、このＡＬＣ定常処理によってＡＬＣ回路１５ａは、放送信号の出力レベルをＡＬＣ過渡処理（ＧＣ立上げ処理）終了時の出力レベル値、すなわち中間出力レベルからさらに上昇させ、規定出力レベルに収束するようにＧＣ６を制御し、規定出力レベルに一致するよう維持する。そして、信号増幅回路５０の初期化処理で無効状態に設定されていた出力状態変更手段の機能を有効状態に設定する。
【００３９】
出力状態変更手段の出力停止処理（Ｓ５）の動作を図７のフローチャートを基に説明する。
ＡＬＣ定常処理期間中に、出力状態変更スイッチ３６を一回押下操作し、放送信号の出力停止処理プログラムの実行をＣＰＵ２２に割り込み要求する（Ｓ５−１）。出力停止処理プログラムをフラッシュメモリ３０から呼び出し実行する（Ｓ５−２）。ＧＣ６の調整制御端子６ａに入力されている調整制御信号の制御電圧を最小電圧に減少させ、ＧＣ６の減衰量を最大減衰値に設定する（Ｓ５−３）。よって、アンプ７から出力される放送信号の出力レベルは零レベルに設定される。
【００４０】
ＣＰＵ２２によって切替制御信号をＲＦスイッチ４の切替制御端子４ａに出力し、入力端子４ａ１を非通過接点４ａ３に、また入力端子４ｂ１を出力端子４ｂ３に接続するように切り替える（ＲＦスイッチをＯＦＦに設定）（Ｓ５−４）。この時、分配器５３の出力端子は終端抵抗５ｂを介してＧＮＤに接続され、ＧＣ６の入力端子は終端抵抗５ａを介してＧＮＤに接続される。よって分配器５３の出力端子の電位はＧＮＤ電位に固定され放送信号はＧＣ６に入力されず、またＧＣ６の入力端子はＧＮＤ電位に固定され、放送信号はアンプ７に入力されない。バイアス電源の供給停止信号をＣＰＵ２２から電源部１５ｂに出力し、アンプ７へのバイアス電源の供給を停止する（Ｓ５−５）。以上の手順で信号増幅器５０の出力停止状態が生成され、出力停止処理を終了する。
【００４１】
この出力停止処理（Ｓ５）によれば、信号増幅回路５０の前段回路、すなわち分配器５３とのアイソレーションを大きくすることができる。よって、放送信号の出力停止処理時において、前段回路から漏れた放送信号やノイズの入力を遮断でき、これらの不要な信号をアンテナ５４から放射させないようにできる。
【００４２】
また、出力状態変更手段の出力復帰処理（Ｓ６）の動作を図８のフローチャートを基に説明する。
出力停止処理期間中に、出力状態変更スイッチ３６を一回押下操作し、放送信号の出力復帰処理プログラムの実行をＣＰＵ２２に割り込み要求する（Ｓ６−１）。ＣＰＵ２２は出力復帰処理プログラムをフラッシュメモリ３０から呼び出し実行する（Ｓ６−２）。また、バイアス電源の供給開始信号をＣＰＵ２２から電源部１５ｂに出力し、電源部１５ｂから増幅素子７１〜７４に一定値のバイアス電源を供給する（Ｓ６−３）。増幅素子７１〜７４のバイアス電源が安定するまでに時間が掛かる場合は、必要時間のウェイト処理を入れて安定状態で動作させる。
【００４３】
ＣＰＵ２２によってＲＦスイッチ４の入力端子４ａ１と通過接点４ａ２とが接続され、同時に入力端子４ｂ１と出力端子４ｂ２とが接続されるようにＲＦスイッチ４が切替制御される（ＲＦスイッチ４をＯＮに設定）。この切替制御によって、分配器５３の出力端子の終端処理が解除されて、分配器５３から出力された放送信号はＧＣ６を介してアンプ７に通過可能となる（Ｓ６−４）。
【００４４】
アンプ７の増幅素子７１のゲート端子に、ＧＣ６で減衰量が調整された放送信号が入力される。ただし、この出力復帰処理の開始直後では、ＣＰＵ２２によってＧＣ６の減衰量は最大減衰値に設定されており、ＧＣ６の出力端には、放送信号は表われていない。従って、アンプ７から出力された放送信号の出力レベルは零レベルになっている。ＧＣ６の減衰量を調整制御して放送信号の出力レベルを規定出力レベル付近まで立ち上げるための前記ＧＣ立上げ処理が行われる。以上の手順で信号増幅器５０の出力復帰状態が生成され、出力復帰処理は、ＧＣ立上げ処理の終了と共に終了する。
【００４５】
出力復帰処理（Ｓ６）の終了後、前記ＡＬＣ定常処理（Ｓ４）が行われ、放送信号の出力レベルは、ＧＣ６の制御によって規定出力レベルに収束すると共に一致するよう維持される。
【００４６】
このような本発明に係る信号増幅回路５０によれば、調整制御端子６ａに調整制御信号の電位を固定するようにプルダウン抵抗５ｄを介してＧＮＤを接続し、初期化処理開始後においては、ＧＣ６の減衰量を最大減衰値となるように調整する破壊防止手段を備えたので、万一ＧＣ６に過大放送信号が入力された場合でも、後段のアンプ７に入力される放送信号は十分に減衰し、増幅素子７１〜７４の夫々の絶対定格値を超えるおそれはない。よって従来のようなツェナーダイオードを使用することなく、過大な放送信号を確実に遮断して素子破壊を防止でき、信号増幅回路５０の信頼性を向上できると共に、従来に比較して雑音等の不要信号の発生を抑えて増幅信号の品質を向上できる。
【００４７】
また、切替制御端子４ｃに切替制御信号の電位を固定するプルダウン抵抗５ｃを接続し、初期化処理開始後においては、放送信号をアンプ７に通過させない非通過接点４ａ３に切り替わるように切替手段を切り替える破壊防止手段を備えたので、万一ＲＦスイッチ４に過大放送信号が入力された場合でも、後段のアンプ７に放送信号が入力されることはなく、増幅素子７１〜７４の夫々の絶対定格値を超えるおそれはない。よって従来のようなツェナーダイオードを使用することなく、過大な放送信号を確実に遮断して素子破壊を防止でき、信号増幅回路５０の信頼性を向上できると共に、従来に比較して雑音等の不要信号の発生を抑えて増幅信号の品質を向上できる。
【００４８】
さらに、ＲＦスイッチ４とＧＣ６とを同時に設け、前述と同様に、プルダウン抵抗５ｃを接続することによってＲＦスイッチ４を非通過接点４ａ３に切り替え、プルダウン抵抗５ｄを接続することによってＧＣ６の減衰量を最大減衰値となるように調整すれば、アンプ７に過大入力信号が入力することをより確実に防止でき、信号増幅回路５０の信頼性をさらに向上できる。
【００４９】
また、ＡＬＣ回路１５ａによって放送信号の出力レベルを非振動的に規定出力レベルに収束させるので、一瞬でも規定出力レベルよりも高いレベルで放送信号を出力しないようにでき、増幅素子７１への過大入力信号の入力を防止できる。
【００５０】
さらに、ＣＰＵ２２のリセット動作終了後、アンプ７の増幅素子７１〜７４にバイアス電源を供給した後に、増幅素子７１に放送信号を入力するので、増幅素子７１〜７４の破壊を防止することが可能となる。
【００５１】
また、予めプルダウン抵抗５ｃをＲＦスイッチ４の制御端子４ｃに接続したので、電源投入時等のＣＰＵ２２のリセット期間中、ＣＰＵ２２が制御不能状態であっても、放送信号を後段回路に通過しない非通過接点４ａ３側に切り替えて確定させることができ、例えば非通過接点４ａ３に切替確定し、非通過接点４ａ３を終端抵抗５ｂによって終端処理しておけば、信号増幅回路５０の前段回路から信号が入力された場合であっても、アイソレーションを高めて非通過接点４ａ３からの不要な放送信号の入力を防止でき、隣接するパターンや部品に対するノイズの入力を遮断することが可能となり、アンテナ素子５４ａからの不要信号の放射を防止できる。
【００５２】
さらに、出力状態変更手段を設けたので、初期化処理後、任意時に放送信号の出力状態を変更でき、例えば、放送信号の出力状態を出力停止状態に変更して、設定調整作業や保守管理作業を行えば、その際に設定操作ミス等による過大出力レベルの放送信号を誤って後段に出力することを防止できる。
【００５３】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
（１）本発明は、モバイル放送システムのギャップフィラー装置に限らず、他の衛星通信システムや無線ＬＡＮ等の送信アンテナに使用できる。
（２）本発明は、送信アンテナに限らず、ＣＡＴＶ等の有線通信システムの信号出力装置にも使用できる。
（３）本発明は、放送信号に限らず、信号増幅が必要となる他の伝送信号の増幅に使用できる。
【００５４】
（４）増幅手段は、増幅素子を４段に接続して構成するだけでなく、２段、３段、５段等の他段に接続して構成しても良い。
（５）増幅素子７１〜７４は、ＦＥＴに限らず、ヘテロ接合を利用したバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）を使用しても良い。
（６）ＧＣ６は、調整制御端子６ａの印加制御電圧が最大の時に、減衰量が最大減衰値となる特性を備えるものを使用することもできる。その場合、プルダウン抵抗５ｄに替えて、調整制御端子６ａにプルアップ抵抗によってプルアップ処理を施す。
【００５５】
（７）ＲＦスイッチ４は、切替制御端子４ｃの印加制御電圧が回路電源と等しい時に、放送信号を通過させない非通過接点に切り替わるものを用いても良い。その場合、プルダウン抵抗５ｃに替えて、切替制御端子４ｃにプルアップ抵抗を用いてプルアップ処理を施す。
（８）ＲＦスイッチ４は、２回路内蔵に限らず、放送信号の入力端子４ａ１と、終端抵抗５ｂに接続された非通過接点４ａ３と、ＧＣ６に接続された通過接点４ａ２とからなる回路のみを内蔵するもので構成しても良い。
【００５６】
（９）ＡＬＣ過渡処理のＧＣ立上げ処理で用いた定数Ａは、０．６３を用いることが望ましいが、これに限らず、放送信号の出力レベルが規定出力レベルを超えないものであれば、他の数値を用いても良い。
（１０）ＧＣ立上げ処理の出力レベルの時間的変化は、一次関数線に限らず、規定出力レベルを超えることなく非振動的に収束するものであれば、指数関数等の他の関数曲線に沿うように変化するものであっても良い。
（１１）ＧＣ立上げ処理の変化量ｄＱには、一種類のものを用いるだけでなく、ＧＣ立上げ処理の前半、例えば出力レベルが零レベルから規定出力レベルの６０％に変化するまでの間では変化量ｄＱ１を用い、同後半、例えば規定出力レベルの６０％から中間出力レベルまでの間では別の変化量ｄＱ２を用いることもできる。こうすれば、変化量ｄＱ１を変化量ｄＱ２よりも小さい値にすることによって、ＧＣ立上げ処理実行後、零レベルからの立ち上がりを急峻に変化させることが可能となり、放送信号の出力レベルを規定出力レベルに短時間で収束させることができる。
【００５７】
（１２）調整電位固定用回路及び切替電位固定用回路は、抵抗素子に限らず、電位を固定するものであれば良い。
（１３）ＧＣ６の調整電位固定用回路によって、アンプ７に出力される伝送信号の減衰量を、最大減衰値に調整するだけでなく、例えば各段の増幅素子７１〜７４の絶対定格値を超えない減衰値となるように調整しても良い。この場合でも、同様に素子破壊を防止でき、信号増幅回路５０の信頼性を向上できる。
【００５８】
（１４）信号増幅回路５０は、アンテナ素子５４ａと別体に設けて送信アンテナ５４を構成しても良い。
（１５）バンドパスフィルタ８は、出力端子１０の直前段に設けても良い。
（１６）進行波電力検出回路１２、反射波電力検出回路１４、電圧センサ２７、温度センサ２８について夫々にＡＤＣ２３を接続すれば、マルチプレクサ２４を取り除くことも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至請求項３の発明によれば、従来のようなツェナーダイオードを使用した場合に比較して、雑音等の不要信号の発生を抑えて増幅信号の品質を向上できる。また請求項１または請求項３によれば、調整電位固定用回路によって過大な放送信号を減衰させて素子破壊を防止でき、信号増幅回路５０の信頼性を向上できる。また請求項２または請求項３によれば、切替電位固定用回路によって過大な放送信号を遮断して素子破壊を防止でき、信号増幅回路５０の信頼性を向上できる。
【００６０】
請求項４の発明によれば、伝送信号の出力レベルを、一瞬でも規定出力レベルよりも高いレベルを出力しないようにでき、増幅素子への過大入力信号の入力を防止できる。
【００６１】
請求項５の発明によれば、切替手段の非通過接点に終端抵抗を接続したので、アイソレーションを高めて非通過接点からの不要な伝送信号の入力を防止でき、隣接するパターンや部品に対するノイズの入力を遮断することが可能となる。
【００６２】
請求項６の発明によれば、増幅手段の増幅素子には、バイアス電源が供給された後に、伝送信号が入力されるので、増幅素子の破壊防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号増幅回路を備えたギャップフィラー装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る信号増幅回路を備えた送信アンテナの一例を示す、（ａ）はブロック図、（ｂ）は増幅手段の簡略化した回路図である。
【図３】本発明に係る信号増幅回路を示す、（ａ）はＡＬＣ回路のブロック図、（ｂ）は電源部のブロック図である。
【図４】本発明に係る信号増幅回路の初期化処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る信号増幅回路のＡＬＣ過渡処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る信号増幅回路のＧＣ立上げ処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る信号増幅回路の出力停止処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る信号増幅回路の出力復帰処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４・・切替手段としてのＲＦスイッチ、４ａ１・・入力端子、４ａ２・・通過接点、４ａ３・・非通過接点、４ｃ・・切替制御端子、５ａ，５ｂ・・終端抵抗、５ｃ・・切替電位固定用回路としてのプルダウン抵抗、５ｄ・・調整電位固定用回路としてのプルダウン抵抗、６・・利得調整手段としてのＧＣ、６ａ・・調整制御端子、７・・増幅手段としてのアンプ、１５ａ・・自動レベル制御手段としてのＡＬＣ回路、２２・・ＣＰＵ、３３・・出力レベル設定スイッチ、５０・・信号増幅回路、５４・・送信アンテナ、５４ａ・・アンテナ素子、７１〜７４・・増幅素子。
【図１】
2004304603.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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