(57)【要約】  故障を有する電力増幅器モジュールを補償することができる、ＲＦ高電力発生のための装置および方法を提示する。本発明は、ＲＦ高電力発生のための装置（１）および方法に関する。この装置は、複数のＲＦ入力側（３）と少なくとも１つのＲＦ出力側（４）とを備えている少なくとも１つの電力結合器（２）と、少なくとも２つの電力増幅器モジュール（５）とを含んでおり、少なくとも２つの電力増幅器モジュール（５）はそれぞれ、少なくとも１つの伝送線路（６）によって入力側（３）に電気的に接続されている。少なくとも１つのＲＦスイッチ（７）が、少なくとも１つのＲＦスイッチ（７）に電気的に接続されている複合負荷（８）を有している少なくとも１つの伝送線路に含まれている。
2017504272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ高電力発生のための装置（１）であって、
当該装置は、複数のＲＦ入力側（３）および少なくとも１つのＲＦ出力側（４）を備えている少なくとも１つの電力結合器（２）と、少なくとも２つの電力増幅器モジュール（５）とを含んでおり、当該少なくとも２つの電力増幅器モジュール（５）はそれぞれ、少なくとも１つの伝送線路（６）によって入力側（３）に電気的に接続されており、
前記少なくとも１つの伝送線路に少なくとも１つのＲＦスイッチ（７）が含まれている、ＲＦ高電力発生のための装置（１）において、
複合負荷（８）が、前記少なくとも１つのＲＦスイッチ（７）に電気的に接続されている、
ことを特徴とする、ＲＦ高電力発生のための装置（１）。
【請求項２】
前記複合負荷（８）は、特に５０ＯＨＭの範囲において予め定められている負荷である、かつ／または、前記複合負荷（８）は、一種の短絡回路に接続されている、かつ／または、前記複合負荷（８）は、一種の開回路に接続されている、請求項１記載の装置（１）。
【請求項３】
前記ＲＦスイッチ（７）は、外部からコントロールされるＲＦスイッチ（７）であり、特に、一種のＰＩＮダイオードまたは機械的なスイッチである、請求項１または２記載の装置（１）。
【請求項４】
電力増幅器モジュール（５’）の故障を検出するために、かつ／または、前記ＲＦスイッチ（７）をコントロールするためにコントロールユニットが含まれており、当該コントロールユニットは、特に、コンピュータおよび／またはマイクロコントローラユニットを含んでいる、請求項３記載の装置（１）。
【請求項５】
少なくとも１つの出力負荷（９）が含まれており、当該出力負荷（９）は、前記少なくとも１つの電力結合器（２）の前記少なくとも１つのＲＦ出力側（４）に電気的に接続されており、
前記出力負荷（９）は特に、少なくとも１つの出力伝送線路（６’）に含まれている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置（１）。
【請求項６】
特に、請求項１から５までのいずれか１項記載のＲＦ高電力発生のための装置（１）を用いた、ＲＦ高電力発生方法であって、当該方法は、第１のステップと第２のステップとを有しており、
前記第１のステップは、少なくとも１つの電力結合器（２）の入力側（３、３’）にそれぞれ電気的に接続されている少なくとも２つの電力増幅器モジュール（５、５’）のうちの少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）の故障を検出するステップであり、ここで、前記少なくとも２つの電力増幅器モジュール（５、５’）はそれぞれ、少なくとも１つのＲＦスイッチ（７、７’）を含んでいるそれぞれ少なくとも１つの伝送線路（６）によって、前記少なくとも１つの電力結合器（２）に電気的に接続されており、
前記第２のステップは、故障を有している前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）へ前記少なくとも１つの電力結合器（２）の入力側（３’）を電気的に接続せず、かつ、複合負荷（８）へ前記少なくとも１つの電力結合器（２）の入力側（３’）を電気的に接続するモードへ、故障を有している前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）の前記少なくとも１つのＲＦスイッチ（７’）を切り替えるステップである、
ことを特徴とするＲＦ高電力発生方法。
【請求項７】
故障を有している前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）の前記電力Ｐｋは、動作している残りの電力増幅器モジュール（５）によって補償され、結果として、出力負荷（９）へ向かう、前記電力結合器（２）の前記ＲＦ出力側（４）からの電力Ｐは、特に、前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）が故障する前の電力Ｐと等しくなる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、特にコンピュータ、マイクロコントローラユニットによってコントロールされる自動化された方法である、かつ／または、手動による方法である、請求項６または７記載の方法。
【請求項９】
前記第２のステップの前に、故障を有する前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）に電気的に接続されていた、前記少なくとも１つの電力結合器（２）の前記入力側（３’）が、前記第２のステップ後には、所定のインピーダンスに接続され、
それによって、前記電力結合器（２）の入力側から、動作している電力増幅器モジュール（５）へ反射される電力Ｐｋｒを低減する、または、阻止する、かつ／または、故障を有する前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）から前記動作している電力増幅器モジュール（５）へ戻される電力Ｐｋｃを阻止する、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
故障を有する前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）の前記少なくとも１つのＲＦスイッチ（７’）を、前記電力結合器（２）の前記入力側（３’）に前記モジュール（５’）を電気的に接続しないモードへ切り替えることによって、かつ／または、
故障を有する前記少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）の前記少なくとも１つのＲＦスイッチ（７’）を、特に予め定められる複合負荷（８）に電気的に接続するモードへ切り替えることによって、
動作している複数の電力増幅器モジュール（５）および故障している少なくとも１つの電力増幅器モジュール（５’）を備え、電力結合器（２）を備えた前記ＲＦ高電力発生のための装置（１）内での電力のクロストークおよび／または不整合を最小化する、かつ／または、阻止する、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ高電力発生のための装置および方法に関する。ここでこの装置は、複数のＲＦ入力側と少なくとも１つのＲＦ出力側とを備えた少なくとも１つの電力結合器と、少なくとも２つの電力増幅器モジュールとを含んでいる。これらの電力増幅器モジュールはそれぞれ、少なくとも１つの伝送線路によって入力側に電気的に接続されている。少なくとも１つのＲＦスイッチが、少なくとも１つの伝送線路に含まれている。
【０００２】
高周波ＲＦ電力および／またはマイクロ波電力は、適切な発電機によって生成される。高電力用途向けのＲＦ発電機は、管、例えば、クライストロン、誘導出力管またはマグネトロンをベースにしている。択一的に、ソリッドステート技術、特にトランジスタ技術が、ＲＦ発電機に使用される。ソリッドステートＲＦ発電機によって、小さいサイズおよび高い効率を有する、信頼できるＲＦ電力生成が可能になる。トランジスタ技術の欠点は、５００ＭＨｚの周波数で１．５ｋＷ以下の電力出力範囲にある、トランジスタチップあたりの低いＲＦ電力出力である。比較のために、管技術に対する例としてのクライストロンでは、数メガワットまでのＲＦ電力出力が可能である。
【０００３】
例えば、トランジスタをベースにしたＲＦ発電機で大量の電力を生成するためには、多数のＲＦ発電機が必要である。例えば、プッシュプルまたは均衡した一種のトポロジーをベースにした、１つの電力増幅器ＰＡ内でのトランジスタ群は、システムの複雑性を高め、故障のリスクを高めることがある。トランジスタが１つ故障すると、デバイス全体が交換されなければならない。択一的な方法は、共通の、特に１つの電力結合器とともに、多数の電力増幅器モジュールを使用することである。
【０００４】
モジュール様式の装置では、伝送線路を介して共通の電力結合器に接続されている複数の電力増幅器モジュールからのＲＦ電力が電力結合器内に集められ、高いＲＦ電力になる。例えば、同軸ケーブルおよび／またはストリップラインが伝送線路として使用される。電力結合器に提供される電力増幅器モジュールの出力電力は、高い効率を提供するために、調整および最適化される。各電力増幅器モジュールへの電力結合器の入力側からの電力の反射が少ないこと、および、ある電力増幅器モジュールから他の増幅器モジュールへの電力伝送、いわゆるクロストークが少ないことが保証される。
【０００５】
例えば、段階的なＲＦ出力電力調整のための所望のシャットダウンが原因で、かつ／または、例えば過熱またはトランジスタの故障による電力増幅器モジュールの欠陥／故障が原因で、１つまたは複数の電力増幅器モジュールが作動しなくなった場合、この１つまたは複数のモジュールはＲＦ電力をそれ以上生成せず、各電力結合器の入力側で、このモジュールの任意の値の出力インピーダンスが生成される。このシステムは、バランスを失い、クロストーク並びに不整合、つまり、電力結合器の入力側から反射されるＲＦ電力の増大が結果として生じ得る。依然として適切に機能している電力増幅器モジュールからのＲＦ出力電力全体の大部分が、電力結合器を介して、欠陥を有するモジュールに伝送されてしまう恐れがある。これは、ＲＦ電力コンシューマーによって使用され得る出力負荷での総ＲＦ電力を低減させる。電力結合器システムの総合効率が低減される。
【０００６】
従来技術から公知の可能な解決策は、入力ポートの間に、例えば、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ型電力結合器の間に大きな絶縁を有する電力結合器を用いることである。１つまたは複数の電力増幅器モジュールが故障した場合、ビルトインタイプの絶縁レジスタは、残りの電力増幅器モジュールからの電力を大量に浪費してしまう。この種の電力結合器ではクロストークは低減されるが、絶縁レジスタ内での出力電力浪費によって、電力結合総合効率も低減されてしまう。
【０００７】
従来技術から公知の他の可能な解決策は、ＲＦ電力増幅器モジュールの各出力側で個々にコントロールされるサーキュレーターを使用することである。１つの電力増幅器モジュールが故障した場合、反射された電力およびクロス供給された電力が、各サーキュレーターに接続されている疑似負荷において浪費されるだろう。電力結合システムの、結果として生じる総電力効率は低減されてしまう。なぜなら、電力結合器に対する、負荷下流側で得られる電力が低減するからである。
【０００８】
本発明の課題は、特に１つまたは複数の電力増幅器モジュールが故障した場合に高い総合効率を有する、１つの電力結合器と、電気的に結合されている複数の電力増幅器モジュールとを有する、ＲＦ高電力発生のための、容易に使用できかつコスト的に効果の高い装置および方法を提供することである。本発明の別の課題は、１つまたは複数の電力増幅器モジュールが故障した場合にも、クロストークと、電力結合器の入力側からの電力反射とを低減させることである。
【０００９】
上述した課題は、請求項１に記載された、ＲＦ高電力発生のための装置によって、および、特に上述の装置を用いた、請求項６に記載された、ＲＦ高電力発生のための方法によって解決される。
【００１０】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。独立請求項の特徴は相互に組み合わせ可能であり、かつ、従属請求項の特徴と組み合わせ可能であり、かつ、従属請求項の特徴は相互に組み合わせ可能である。
【００１１】
ＲＦ高電力発生のための装置は、複数のＲＦ入力側と、少なくとも１つのＲＦ出力側とを備えた少なくとも１つの電力結合器と、少なくとも２つの電力増幅器モジュールとを含んでいる。ここで各電力増幅器モジュールは、少なくとも１つの伝送線路によって入力側に電気的に接続されている。少なくとも１つのＲＦスイッチが少なくとも１つの伝送線路に含まれており、複合負荷が、この少なくとも１つのＲＦスイッチに電気的に接続されている。
【００１２】
複合負荷が電気的に接続されている少なくとも１つのＲＦスイッチを使用することによって、例えば、少なくとも１つの電力増幅器モジュールが故障している場合に、装置のバランスが保たれる。１つのモジュールが機能していない場合、例えば欠陥を有している場合、各ＲＦスイッチが、このモジュールを電力結合器と電気的に接続している状態から、電力結合器の各入力側を複合負荷と接続している状態へと切り替えられる。入力側でこの複合負荷は、電力結合器の各入力側で特定のインピーダンス値を提供し、残りの、まだ機能している電力増幅器モジュールと、電力結合器の出力側での出力負荷との間の整合が取れている状態に電力結合器を戻すように調整が行われる。有用な電力が浪費されてしまうことはなく、例えば、電力増幅器モジュールが故障する前の状態と比べて、電力結合総合効率は変わらない。例えば、欠陥を有する電力増幅器モジュールからの電力の欠乏を、適切に機能している電力増幅器モジュールからのＲＦ出力電力を増大させることによって補うことができる。
【００１３】
スイッチボックス等のコンポーネントは、サーキュレーターの使用と比べてより安価であり、これらの寸法はより小さく、使用しやすい場合がある。システム全体に故障が無い状態において、スイッチに提供される電力量が、サーキュレーター、または、Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ型電力結合器と比べてより多くなり得る。段階的なＲＦ出力電力調整のために少なくとも１つの電力増幅器モジュールをスイッチオフする場合、装置の効率は低減しない。同様のことが、電力増幅器モジュールの故障のケースに当てはまる。
【００１４】
本発明の装置は、容易に使用できかつコスト的に効果が高く、かつ、１つまたは複数の電力増幅器モジュールが故障した場合にも、かつ／または、１つまたは複数の電力増幅器モジュールが段階的なＲＦ電力調整のためにスイッチオフされた場合にも、高い総合効率を保持する。１つまたは複数の電力増幅器モジュールが故障した場合にも、クロストークと電力結合器の入力側からの電力反射とがそれぞれ抑圧され、低減される。
【００１５】
この装置の複合負荷は予め定められる負荷であってよい。これは特に、５０ＯＨＭの範囲にある、かつ／または、一種の短絡回路に接続される、すなわち接地される、かつ／または、一種の開回路に接続される、すなわち接地されない。
【００１６】
予め定められるこの複合負荷を、ある範囲において、例えば、各電力増幅器モジュールの故障またはスイッチオフの後に、装置のバランスを取るように定めることができる。複合値は、電力結合器に電気的に接続されている、動作している電力増幅器モジュールを整合させるために、ある範囲において選択されるべきである。
【００１７】
ＲＦスイッチは、外部からコントロールされるＲＦスイッチであってよい。これは特に、一種のＰＩＮダイオードおよび／または機械的なスイッチであってよい。コントロールユニットが、電力増幅器モジュールの故障を検出するために、かつ／または、ＲＦスイッチをコントロールするために含まれていてよい。電力増幅器モジュールの故障が検出されると、各スイッチはこのコントロールユニットによって、欠陥を有している電力増幅器モジュールを電力結合器の各入力側に電気的に接続する位置から、電力結合器の各入力側を各複合負荷に電気的に接続する位置へと切り替えられる。このコントロールユニットは、コンピュータおよび／またはマイクロコントローラユニットを含み得る。
【００１８】
少なくとも１つの出力負荷が含まれていてよく、少なくとも１つの電力結合器の少なくとも１つのＲＦ出力側に電気的に接続されていてよい。これは特に、少なくとも１つの出力伝送線路に含まれていてよい。とりわけ、医療機器等のコンシューマー、分析機器または他のＲＦ高電力コンシューマーが電気的に接続されていてよい。
【００１９】
特に上述した装置を用いたＲＦ高電力発生のための方法は、第１のステップと第２のステップを有している。
・第１のステップは、少なくとも１つの電力結合器の入力側にそれぞれ電気的に接続されている少なくとも２つの電力増幅器モジュールのうちの少なくとも１つの電力増幅器モジュールの故障を検出するステップであり、ここでこの少なくとも２つの電力増幅器モジュールはそれぞれ、少なくとも１つのＲＦスイッチを含んでいる少なくとも１つの伝送線路によって少なくとも１つの電力結合器に電気的に接続されている
・第２のステップは、少なくとも１つの電力結合器の入力側を、故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールに電気的に接続せず、かつ、少なくとも１つの電力結合器の入力側を複合負荷に電気的に接続するモードへ、故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールの少なくとも１つのＲＦスイッチを切り替えるステップである。
【００２０】
故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールの電力Ｐｋを、動作している残りの電力増幅器モジュールによって補償することができ、結果として、特に、少なくとも１つの電力増幅器モジュールが故障する前の電力Ｐに等しい、出力負荷への電力結合器のＲＦ出力側からの電力Ｐが得られる。電力結合効率を、電力増幅器モジュールが故障する前と同様に維持することができる。欠陥を有しているモジュールをスイッチオフすることによって、および、予め定められる複合負荷を電力結合器の各入力側に接続することよって電力は失われず、装置のバランスが取られ、動作している、残りの電力増幅器モジュールから反射される電力による電力損失が阻止される。
【００２１】
この方法は、特に、コンピュータおよび／またはマイクロコントローラユニットによってコントロールされる自動化された方法であってよい。択一的に、これが、手動による方法、例えば、故障検出後の、手による切り替えであってよい。手動による方法と自動化された方法との組み合わせも可能である。これは例えば、自動故障検出と手動切り替えとの組み合わせである。
【００２２】
第２のステップの前に、故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールに電気的に接続されていた少なくとも１つの電力結合器の入力側に、所定のインピーダンスが第２のステップ後に接続されてよい。これは、動作している電力増幅器モジュールに反射される電力結合器の入力側からの電力Ｐｋｒを低減させるまたは阻止する、かつ／または、動作している電力増幅器モジュールへ戻される、故障を有する少なくとも１つの電力増幅器モジュールからの電力Ｐｋｃを阻止する。
【００２３】
動作している電力増幅器モジュールと、故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールとを伴う電力結合器を有する装置内での電力のクロストークおよび／または不整合を、次のことによって最小化する、かつ／または、阻止することができる。すなわち、故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールの少なくとも１つのＲＦスイッチを、このモジュールを電力結合器の入力側に電気的に接続していないモードに切り替えることによって、かつ／または、故障を有している少なくとも１つの電力増幅器モジュールの少なくとも１つのＲＦスイッチを、特に、予め定められる複合負荷に電気的に接続しているモードに切り替えることによって、最小化する、かつ／または、阻止することができる。
【００２４】
本発明のＲＦ高電力発生のための上述した方法に関連した利点は、ＲＦ高電力発生のための装置に関連して上述した利点と類似しており、また、その逆も言える。
【００２５】
本発明をさらに、以降で、添付図面に示された実施形態を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術から公知の、Ｎ個の、動作している電力増幅器モジュール５を有する電力結合器２の装置１の図
【図２】欠陥を有している電力増幅器５’を有する、従来技術から公知の、図１に示された装置１の図
【図３】少なくとも１つの電力増幅器モジュール５’のスイッチオフおよび／または故障の後に、装置１のバランスを取るための、電力増幅器モジュール５と電力結合器２との間に配置されている複合負荷８にそれぞれ接続されているＲＦスイッチ７を有する、本発明の装置１の図
【００２７】
図１には、従来技術から公知の、Ｎ個の、動作している電力増幅器モジュール５を伴う電力結合器２の装置１が示されている。これらの電力増幅器モジュール５はそれぞれ、入力伝送線路６を介して、電力結合器２の入力側３に接続されている。出力負荷９は、電力結合器２のＲＦ出力側４に電気的に接続されている出力伝送線路６’に含まれている。
【００２８】
通常の状況、すなわち、全ての電力増幅器モジュール５が適切に動作しており、どの電力増幅器モジュールも欠陥を有していない状況では、電力結合器２は、全てのＮ個の電力増幅器モジュール５によって入力側３で駆動される。電力結合器２は、Ｎ個の全電力増幅器モジュール５の出力電力Ｐ１を結合する。ここでｉ＝１、２、３、・・・Ｎである。これは出力負荷９へＲＦ電力
Ｐ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋・・・＋ＰＮ
を提供する。全ての電力増幅器モジュール５の出力インピーダンスは、所定の値に調整されており、典型的に例えば、各電力増幅器モジュール５は、５０Ｏｈｍに合わせられており、装置１のバランスは保たれている。電力増幅器モジュール５に接続されている電力結合器２の各入力側３から反射される電力は低いはずであり、すなわち、全ての入力側３に対して、最小化されているはずであり、ある１つの電力増幅器モジュール５から他の全ての電力増幅器モジュール５への電力伝送、いわゆるクロストークは少ないはずであり、すなわち、最小化されているはずである。この状況では装置１は、バランスが取れているとされる。
【００２９】
図２には、従来技術から公知の、図１に示されている装置１が示されているが、装置１はここでは、バランスが取れていない状態であり、１つの電力増幅器モジュール５’が欠陥を有しているまたはスイッチオフされている。例えば、段階的なＲＦ出力電力Ｐの調整のために所望の電力増幅器モジュール５’がシャットダウンされていることが原因で、または、欠陥、過熱、電力増幅器モジュール５’がトランジスタをベースにしているケースにおけるトランジスタの損傷または他のエラーが原因で、幾つかのまたは少なくとも１つの電力増幅器モジュール５’が動作していない場合に、この動作していない電力増幅器モジュール５’は、ＲＦ電力Ｐｋを生成しない。動作していない電力増幅器モジュール５’、例えば、故障を有している電力増幅器モジュール５’の出力インピーダンスは未知であり、ここでは電力結合器２の各入力側３に任意の複合値が加えられている。
【００３０】
この結果、電力結合器の入力側から反射されるＲＦ電力、すなわち、不整合が増大し、電力増幅器モジュール５間のクロストークが増大し、通常のように機能している電力増幅器モジュールによって提供される総ＲＦ出力電力の大部分が、電力結合器２を介して、欠陥を有している、または、スイッチオフされている電力増幅器モジュール５’に伝送されてしまう恐れがある。見やすくするために、詳細に図示されていない、装置１に接続されているコンシューマーによって使用される、出力負荷９に伝送されるＲＦ電力Ｐが低減される。装置１の総合効率は、図１に記載されている状況と比べて低下している。
【００３１】
図２に示されている実施形態では、番号ｋを有する、１つの電力増幅器モジュール５’が欠陥を有している状況が示されている。これは単なる例であり、１つよりも多くの電力増幅器モジュール５’が故障していてもよい。または、これ／これらが、電力結合器２の出力電力Ｐの段階的な調整のためにスイッチオフされている場合がある。電力増幅器モジュール５の個数はＮ個である。ＲＦ電力Ｐ１ｒは、電力結合器２の各入力側３から反射された各ＲＦ電力であり、ここでｉ＝１、２、３、・・・、Ｎであり、かつ、ｉ≠ｋである。電力Ｐｉｃは、クロストークの結果として、電力結合器２から動作している電力増幅器モジュール５へと向かう、付加的に戻ってきたＲＦ電力である。Ｐｋは、電力結合器２を介して、動作している電力増幅器モジュール５から、欠陥を有している、または、スイッチオフされている電力増幅器モジュール５’へと伝送されるＲＦ電力である。
【００３２】
電力増幅器モジュール５から出力負荷９へと伝送されるＲＦ電力は、
Ｐ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋・・・Ｐｋ−１＋Ｐｋ＋１＋・・・＋ＰＮ）−（Ｐ１ｒ＋Ｐ１ｃ＋Ｐ２ｒ＋Ｐ２ｃ＋Ｐ３ｒ＋Ｐ３ｃ＋・・・＋ＰＮｒ＋ＰＮｃ＋Ｐｋ）であり、これは、欠陥を有している、または、スイッチオフされている電力増幅器モジュール５’の未知の出力インピーダンスの値に依存して、零まで低減され得る。反射された、および、クロス供給された電力は、適切に動作している電力増幅器モジュール５の損傷、および／または、スイッチオフされている電力増幅器モジュール５’の損傷または損傷している電力増幅器モジュール５’のさらなる損傷の原因になり得る。
【００３３】
損傷を阻止するため、および、電力結合総合効率を保持するため、本発明の課題は、Ｐｉｒ、Ｐ１ｃおよびＰｋの値を、装置１の動作を保持し、持続させるために、特に最低限まで低減させることである。
【００３４】
図３には、本発明の装置１が示されている。ここではＲＦスイッチ７はそれぞれ、複合負荷８に接続されている。これは、少なくとも１つの電力増幅器モジュール５’のスイッチオフおよび／または故障の後に、装置１のバランスを取るためである。欠陥を有しているまたはスイッチオフされている電力増幅器モジュール５’を、伝送線路６を介して、電力結合器２の各入力側３に電気的に接続している位置から、予め定められる複合負荷８を、電力結合器２の各入力側３に電気的に接続している位置へ、ＲＦスイッチ７を切り替えることによって、Ｐｉｒ、ＰｌｃおよびＰｋの値が、特に最低限まで低減される。
【００３５】
図３に示されている装置１は、図２の装置と同じであるが、ここでは、ＲＦスイッチ７がそれぞれ、複合負荷８に接続されている。この複合負荷８は、付加的に、各入力伝送線路６に含まれている。全ての電力増幅器モジュール５が、図１の状況のように、特に故障なく動作する限り、全てのスイッチは、各電力増幅器モジュール５を、入力伝送線路６を介して、電力結合器２の各入力側３に電気的に接続する位置にある。この状況は、見やすくするために、図３に示されていない。１つまたは複数の電力増幅器モジュール５’が故障している場合、または、他の理由から、スイッチオフされなければならない場合、各電力増幅器モジュール５’のスイッチ７’は、予め定められる複合負荷８を電力結合器２の各入力側３に電気的に接続し、各電力増幅器モジュール５’を電力結合器２から電気的に接続解除する位置に切り替えられる。この結果、電力結合器２の入力側３での所定のインピーダンス値が、装置１をマッチングモードにする。ここでは、所定のインピーダンス値を有する予め定められる複合負荷８によって、電気的に電力結合器２に接続されている、動作している残りの電力増幅器モジュール５が整合され、出力負荷９とバランスが取れる。複合負荷８の正しい値が選択されている場合には、Ｐｉｒ、ＰｉｃおよびＰｋの値は、特に、最低限まで、および／または零まで低減される。複合負荷８の典型的な値は、５０Ｏｈｍの範囲にある。
【００３６】
切り替え後に、出力負荷９で結果として生じる総電力は、
Ｐ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋・・・Ｐｋ−１＋Ｐｋ＋１＋・・・＋ＰＮ）
である。
【００３７】
欠陥を有している電力増幅器モジュールまたはスイッチオフされている電力増幅器モジュールが無いモードで使用される電力は浪費されず、電力結合総合効率は、それぞれ一定のまま保持される。電力増幅器モジュール５’によって、故障前またはスイッチオフ前に提供されたＲＦ電力の損失は、適切に動作しており、依然として電力結合器２に電気的に接続されている残りの電力増幅器５のＲＦ出力電力の増大によって補填される。
【００３８】
ＲＦスイッチは、例えば、ＰＩＮダイオードまたはリレーから成る、または、ＰＩＮダイオードまたはリレーを含んでいる。見やすくするために図３には示されていないが、各スイッチ８での矢印によって示されているコントロールユニットが、電力増幅器モジュール５’の故障を検出するために含まれていてよい。このコントロールユニットは、ＲＦスイッチ７をコントロールし、切り替えをトリガすることができる。コントロールユニットは、例えばコンピュータおよび／またはマイクロコントローラユニットであってよい、または、例えばコンピュータおよび／またはマイクロコントローラユニットを含んでいてよい。
【００３９】
択一的に、コントロールユニットが故障を検出するが、スイッチは相応に手動で切り替えられる。さらなる選択肢は、故障の検出と切り替えとが手動で行われることである。
【００４０】
例えばスイッチボックスの形態の、ＰＩＮダイオードまたはリレーを含んでいるスイッチは、サーキュレーターと比べて、より安価である。スイッチボックスの寸法は、サーキュレーターの寸法よりも小さいことがあり、この結果、本発明の装置１はコンパクトになる。本発明の装置１によって提供される電力が、スイッチボックスの代わりにサーキュレーターを含んでいる装置と比べて、または、一種のＷｉｌｋｉｎｓｏｎ型電力結合器である装置と比べて、より高い場合がある。本発明の装置１が、電力結合効率を失うことなく、段階的なＲＦ出力電力調整等のために、ＲＦ電力増幅器モジュール５’をスイッチオフするのに使用されてよい。
【００４１】
上述した、本発明の実施形態の各特徴を相互に、かつ／または、従来技術から公知の実施形態と組み合わせることができる。例えば１つよりも多くの電力増幅器モジュール５’がスイッチオフされていてもよい、かつ／または、欠陥を有していてもよい。この装置１は、１つよりも多くの電力結合器２を含むことができる。とりわけ、出力負荷９は、医療機器、または、装置１によって提供されるＲＦ高電力を使用する、他の電気的な受容部、特にコンシューマーであってよい。
【図１】
2017504272.tif 000003
【図２】
2017504272.tif 000004
【図３】
2017504272.tif 000005
【国際調査報告】
2017504272.tif 000006
2017504272.tif 000007
2017504272.tif 000008