(57)【要約】【課題】電力合成時の損失を低減させるための移相調整が容易な電力合成型の電力増幅器を得る。【解決手段】移相器１２ａ及び１２ｂを、増幅器１１ａ及び１１ｂと電力合成器１３との間に配置し、合成対象の各信号が電力合成器１３の入力端子において互いに同相となるように移相器１２ａ及び１２ｂの移相量を相互に調整する。【選択図】  図１
2004215130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を所望のレベルに増幅する複数（ｎ）個の増幅器と、
これら複数（ｎ）個の増幅器の出力端子に対応して入力端子が接続された複数（ｎ）個の移相器と、
これら複数（ｎ）個の移相器の出力端子に対応して入力端子が接続され、前記複数（ｎ）個の移相器からの各信号が互いに同相になるように調整した出力信号を合成して出力する電力合成器と
を具備したことを特徴とする電力増幅器。
【請求項２】
入力信号を所望のレベルに増幅する複数（ｎ）個の増幅器と、
これら複数（ｎ）個の増幅器のうち、（ｎ−１）番目までの増幅器の出力端子に対応して入力端子が接続された（ｎ−１）個の移相器と、
これら（ｎ−１）個の移相器の出力端子及びｎ番目の増幅器の出力端子に対応して入力端子が接続され、前記（ｎ−１）個の移相器からの各信号及びｎ番目の増幅器からの信号が互いに同相になるように調整した出力信号を合成して出力する電力合成器と
を具備したことを特徴とする電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の増幅器により増幅した信号を合成して高出力を得る電力増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の衛星通信や移動通信等の通信装置においては、小型軽量化や信頼性等の面から、半導体増幅素子を用いた電力増幅器が広く使用されている。半導体増幅素子を用いた電力増幅器では、１つの素子で得られる出力電力は必ずしも高くない。このため、高い出力電力を必要とする場合には、入力信号を複数に分配し、それぞれの信号の位相を制御しつつ半導体増幅素子で電力増幅後、再びこれらを合成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような電力合成型の従来の電力増幅器の一例を、図３に示す。この電力増幅器３は、半導体増幅素子からなる２つの増幅器の出力を合成して高電力の出力信号を得る電力増幅器である。
【０００４】
図３において、移相器２１ａ及び２１ｂは、入力された信号の位相を調整しそれぞれ半導体増幅素子からなる増幅器２２ａ及び２２ｂに送出する。増幅器２２ａ及び２２ｂは、それぞれ移相器２１ａ及び２１ｂからの信号を所定のレベルまで増幅して電力合成器２３に送出する。そして、電力合成器２３において、これら増幅器２２ａ及び２２ｂにより増幅された信号を合成し、所望する高電力の出力信号を得る。
【０００５】
このように構成した電力増幅器においては、電力合成時の損失を生じさせないため、増幅器２２ａ及び２２ｂから電力合成器２３に送られてくる各信号の位相を揃えることが必要となる。このため、移相器２１ａ及び２１ｂを調整することによって各増幅器２２ａ及び２２ｂで増幅後の信号間に位相差をなくし、電力合成時の損失を低減していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９６８７０号公報（第５頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電力増幅器３においては、絶対位相を揃える電気的な調整が非常に難しく、かなりの時間を要する。また、増幅器２２ａ及び２２ｂは、電気的な特性、特に入出力信号の位相特性、及び周囲温度の変化による位相ドリフトの特性などについて個体差があり、必ずしも同一の特性を有していない。
【０００８】
一方、移相器２１ａ及び２１ｂはそれぞれ増幅器２２ａ及び２２ｂの前段に置かれ、増幅器２２ａ及び２２ｂの入力端での入力信号が互いに同相になるように、その移相量が調整される。このため、これらの増幅器２２ａ及び２２ｂ以降において発生する位相差の補正まで含めた位相調整ができず、上記した増幅器２２ａ及び２２ｂの個体差の補正も困難であった。この結果、電力合成器２３の入力端子における各信号の位相が必ずしも良好に揃わず、電力合成時に、損失を発生させる要因となっていた。
【０００９】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、電力合成時の損失を低減させるための移相調整が容易な電力合成型の電力増幅器を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の電力増幅器は、入力信号を所望のレベルに増幅する複数（ｎ）個の増幅器と、これら複数（ｎ）個の増幅器の出力端子に対応して入力端子が接続された複数（ｎ）個の移相器と、これら複数（ｎ）個の移相器の出力端子に対応して入力端子が接続され、前記複数（ｎ）個の移相器からの各信号が互いに同相になるように調整した出力信号を合成して出力する電力合成器とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明の電力増幅器は、入力信号を所望のレベルに増幅する複数（ｎ）個の増幅器と、これら複数（ｎ）個の増幅器のうち、（ｎ−１）番目までの増幅器の出力端子に対応して入力端子が接続された（ｎ−１）個の移相器と、これら（ｎ−１）個の移相器の出力端子及びｎ番目の増幅器の出力端子に対応して入力端子が接続され、前記（ｎ−１）個の移相器からの各信号及びｎ番目の増幅器からの信号が互いに同相になるように調整した出力信号を合成して出力する電力合成器とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、電力合成時の損失を低減させるための移相量の調整が容易な電力合成型の電力増幅器を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明による電力増幅器の第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る電力増幅器の第１の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態においては、増幅器の個数を２個（ｎ＝２）としている。
【００１５】
この電力増幅器１は、増幅器１１ａ及び１１ｂ、移相器１２ａ及び１２ｂ、並びに電力合成器１３から構成されている。増幅器１１ａ及び１１ｂは例えばＦＥＴ等の半導体増幅素子を用いて構成され、入力信号を所望のレベルまで増幅してそれぞれ移相器１２ａ及び１２ｂに送出する。移相器１２ａ及び１２ｂは増幅器１１ａ及び１１ｂからの信号に対してそれぞれ指定された移相量分、信号の位相を変化させて電力合成器１３に送出する。そして、各移相器からの信号は電力合成器１３にて合成され、高電力の出力信号を得ている。
【００１６】
上記の電力増幅器１においては、まず、同一の入力信号が増幅器１１ａ及び１１ｂに供給されるとそれぞれの増幅器１１ａ及び１１ｂは入力信号を所望のレベルまで増幅する。このとき、増幅器の個体差及び実装時の伝送線路長の差や温度変化の差などにより、増幅器１１ａ及び１１ｂの出力信号間に位相差を生じたまま、それぞれ後段にある移相器１２ａ及び１２ｂに送出される。移相器１２ａ及び１２ｂではこれらの信号を受け取り、前段までに生じた信号間の位相差を解消して電力合成器１３の複数の入力端子において各信号が互いに同相になるように、各移相器を通過する信号の位相が調整される。そして、良好に位相調整された各移相器１２ａ及び１２ｂからの信号が電力合成器１３において合成され、所望の高出力電力を得ている。
【００１７】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態においては、移相器１２ａ及び１２ｂを、増幅器１１ａ及び１１ｂと電力合成器１３との間に配置し、合成対象の各信号、すなわち移相器１２ａ及び１２ｂから送出された信号が電力合成器１３の入力端子において互いに同相となるように、移相器１２ａ及び１２ｂの移相量を調整している。これにより、複数の増幅器１１ａ及び１１ｂの個体差及び実装方法など、移相器１２ａ及び１２ｂより前段に起因する信号間の位相差の補正を容易に実施することができ、電力合成時の損失を容易に低減することができる。
【００１８】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明による電力増幅器の第２の実施の形態について、図２を参照して説明する。
【００１９】
図２は、本発明に係る電力増幅器の第２の実施の形態を示すブロック図である。このブロック図において、図１の第１の実施の形態を示すブロック図と同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施の形態においても、増幅器の個数は２個（ｎ＝２）としているが、第１の実施の形態と異なる点は、移相器の個数を１個（ｎ−１＝１）として構成した点である。
【００２０】
この電力増幅器２は、増幅器１１ａ及び１１ｂ、移相器１２ａ、並びに電力合成器１３から構成されている。そしてその動作は、まず、増幅器１１ａ及び１１ｂに同一の入力信号が供給されると、それぞれの増幅器１１ａ及び１１ｂは入力信号を所望のレベルまで増幅する。このときに、増幅器の個体差及び実装時の伝送線路長の差や温度変化の差などにより、増幅器１１ａ及び１１ｂの出力信号間に位相差を生じたまま、それぞれ後段の移相器１２ａ及び信号合成器１３に送出される。
【００２１】
ここで、前記位相差を解消するため、電力合成器１３の複数の入力端子において、移相器１２ａから送出された信号の位相が増幅器１１ｂから送出された信号と同相になるように、移相器１２ａの移相量が調整される。そして、良好に位相調整された移相器１２ａからの信号及び増幅器１１ｂからの信号が電力合成器１３において合成され、所望の高出力電力を得ている。
【００２２】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態においては、移相器１２ａを増幅器１１ａと電力合成器１３との間に配置し、合成対象の各信号、すなわち移相器１２ａから送出された信号及び増幅器１１ｂから送出された信号が電力合成器１３の入力端子において同相となるように移相器１２ａの移相量を調整している。これにより、複数の増幅器１１ａ及び１１ｂの個体差及び実装方法などに起因する信号間の位相差の補正を容易に実施することができ、電力合成時の損失を容易に低減することができる。
【００２３】
また、増幅器１１ｂからの出力信号は、移相器を通過させることなく直接電力合成器１３に送出されている。これにより、移相器の個数を減らすことができるとともに、移相器１２ａの移相量の調整は、増幅器１１ｂからの出力信号の電力合成器１３の入力端子における位相を基準にして容易に実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、電力合成時の損失を低減させるための移相量の調整が容易な電力合成型の電力増幅器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力増幅器の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】本発明に係る電力増幅器の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図３】従来の電力増幅器の一例を示すブロック図。
【符号の説明】
１、２  電力増幅器
１１、２２  増幅器
１２、２１  移相器
１３、２３  電力合成器
【図１】
2004215130.tif 000003
【図２】
2004215130.tif 000004
【図３】
2004215130.tif 000005