JP6651477B2 - Power amplification device and power amplification control method - Google Patents

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Description

本発明は、衛星通信システムの基地局における電力増幅装置および電力増幅制御方法に関する。   The present invention relates to a power amplification device and a power amplification control method in a base station of a satellite communication system.

衛星通信は広範なサービスエリアと災害に強い特徴を有しているため、地上回線の使用困難な洋上やデジタルディバイド地域、災害時の通信環境構築に広く利用されている。しかしながら、36,000ｋｍ上空の静止衛星を中継して通信するため、伝搬損失が非常に大きく地球局の性能の向上が求められる。特に、点在する各ユーザ端末からのデータを集約する基地局においては、扱う通信容量が大きく、大きな送信電力が必要となると共に、信頼性の確保や故障時の対応が求められる。   Since satellite communication has a wide service area and strong characteristics against disasters, it is widely used in the marine and digital divide areas where land lines are difficult to use, and in the construction of communication environments in the event of a disaster. However, since communication is performed by relaying a geostationary satellite over 36,000 km, the propagation loss is extremely large, and an improvement in the performance of the earth station is required. In particular, base stations that collect data from scattered user terminals require a large communication capacity, require large transmission power, and are required to ensure reliability and cope with failures.

大きな送信電力が求められる場合は、(a) 増幅装置単体の高出力化、(b) 増幅装置出力の電力合成のいずれかの対応が考えられる。(a) については日々性能が向上しているものの上限があり、(a) で対応できない場合、または、コスト的観点から、(b) の電力合成のアプローチを取る必要性がある。   When a large transmission power is required, one of the measures (a) increasing the power of the amplifier alone and (b) combining the power of the output of the amplifier is considered. As for (a), although the performance is improving every day, there is an upper limit. If it cannot be dealt with in (a) or from the viewpoint of cost, it is necessary to take the approach of power combining in (b).

図９は、電力合成による電力増幅装置の構成例を示す。
図９(1) は、増幅しようとする信号を分配手段５１を介して２つの増幅手段５２−１，５２−２に入力し、それぞれ増幅した信号を合成手段５３を介して合成して出力する構成である。図９(2) は、増幅しようとする信号を多段化した分配手段５１を介して４つの増幅手段５２−１〜５２−４に入力し、それぞれ増幅した信号を多段化した合成手段５３を介して合成して出力する構成である。分配手段５１および合成手段５３はハイブリッド回路を用いる構成が一般的である。 FIG. 9 shows a configuration example of a power amplifying device using power combining.
In FIG. 9A, a signal to be amplified is input to two amplifying units 52-1 and 52-2 via a distribution unit 51, and the amplified signals are combined and output via a combining unit 53. Configuration. FIG. 9 (2) shows a case where a signal to be amplified is input to four amplifying means 52-1 to 52-4 via a multi-stage distribution means 51, and the amplified signals are respectively provided via a multi-stage combining means 53. And output the result. The distribution unit 51 and the synthesis unit 53 generally have a configuration using a hybrid circuit.

また、信頼性向上の観点からは、増幅装置の故障に対応する必要がある。(a) の増幅装置単体の場合には、増幅装置の故障により出力が完全に零となるため、増幅装置の冗長構成が必要になる。   Further, from the viewpoint of improving reliability, it is necessary to cope with a failure of the amplifier. In the case of the amplifier alone shown in (a), since the output becomes completely zero due to the failure of the amplifier, a redundant configuration of the amplifier is required.

図１０は、冗長化した電力増幅装置の構成例を示す。
図１０において、切替手段５４，５５の間に増幅手段５２−１，５２−２を接続し、増幅手段の一方を現用系として、他方を予備系として冗長化した構成である。現用系としている一方の増幅手段が故障した場合には、切替手段５４，５５を現用系から予備系の増幅手段に切り替える。 FIG. 10 shows a configuration example of a redundant power amplifier.
In FIG. 10, amplifying means 52-1 and 52-2 are connected between switching means 54 and 55, and one of the amplifying means is made a working system and the other is made a redundant system as a standby system. If one of the amplifying means in the working system fails, the switching means 54 and 55 are switched from the working system to the amplifying means in the standby system.

なお、図９に示す電力合成のために複数の増幅手段を備える構成では、１つの増幅手段の故障により出力が完全に零にならないが、増幅手段の減少による利得低下と合成手段における損失により出力低下が生じる。例えば、図９(1) のように２つの増幅手段の出力を合成する構成において、一方の増幅手段の故障により出力電力が半減（３dB減）し、さらに合成時の振幅偏差に伴う合成手段の損失で３dB減となり、合計の出力低下は６dBとなる。詳しくは、図１１を参照して別途説明する。   In the configuration shown in FIG. 9 in which a plurality of amplifying means are provided for power combining, the output does not become completely zero due to the failure of one amplifying means. A drop occurs. For example, in a configuration in which the outputs of two amplifying means are combined as shown in FIG. 9A, the output power is reduced by half (3 dB) due to the failure of one of the amplifying means, and the combining means is accompanied by an amplitude deviation at the time of combining. The loss is reduced by 3 dB, and the total output reduction is 6 dB. Details will be described separately with reference to FIG.

特許文献１では、２つの増幅手段の出力を合成する合成手段において、一方の増幅手段が故障した場合に、他方の増幅手段の出力信号を損失なく出力する構成が開示されている。これにより、合成手段における３dBの損失は回避されるが、故障した増幅手段による３dBの利得低下は残る。   Patent Document 1 discloses a configuration in which, in a combining unit that combines outputs of two amplifying units, when one of the amplifying units fails, the output signal of the other amplifying unit is output without loss. This avoids a 3 dB loss in the combining means, but leaves a 3 dB gain reduction due to the failed amplifying means.

特許５９９４８２３号公報Japanese Patent No. 5994823

ところで、増幅手段には、線形増幅可能な許容入力レベルの上限値（以下、最大許容入力値という）Ｐmax があり、この最大許容入力値Ｐmax に対する入力信号電力Ｐinの差が増幅手段のマージンとなる。図１２に示す増幅手段の特性例では、最大許容入力値Ｐmax が−31dBm であり、入力信号電力ＰinがＰmax （−31dBm ）以下で使用可能領域となり、入力信号電力ＰinがＰmax ／２（−34dBm ）以下のときは、増幅手段のマージンが３dB以上となる。また、入力信号電力ＰinがＰmax／２〜Ｐmax（−34dBm 〜−31dBm ）のときは３dB〜０dBのマージンとなる。   By the way, the amplifying means has an upper limit value (hereinafter, referred to as a maximum allowable input value) Pmax of an allowable input level that can be linearly amplified. . In the characteristic example of the amplifying means shown in FIG. 12, the maximum allowable input value Pmax is -31 dBm, the input signal power Pin is equal to or less than Pmax (-31 dBm), and the input signal power becomes a usable region, and the input signal power Pin becomes Pmax / 2 (-34 dBm). In the following cases, the margin of the amplifying means is 3 dB or more. When the input signal power Pin is Pmax / 2 to Pmax (-34 dBm to -31 dBm), the margin is 3 dB to 0 dB.

図９(1) と同じ図１１(1) の構成において、入力信号電力ＰinがＰmax 以下のときに、分配手段５１で等分配して２つの増幅手段５２−１，５２−２にＰin／２が入力し、それぞれ増幅出力のＰout ／２が合成手段５３で等合成して出力信号電力Ｐout となる。このとき、各増幅手段の入力Ｐin／２はＰmax ／２以下であって３dB以上のマージンがあるので、入力信号電力Ｐinを２Ｐin（＝２Ｐmax ）まで増大させることが可能である。すなわち、本構成は入力信号電力Ｐinが２Ｐmax 以下、図１２の特性例では−28dBm 以下であれば使用可能である。   In the configuration of FIG. 11A, which is the same as that of FIG. 9A, when the input signal power Pin is equal to or less than Pmax, the distribution means 51 distributes the signal equally to the two amplification means 52-1 and 52-2. , And Pout / 2 of the amplified outputs are equally combined by the combining means 53 to become the output signal power Pout. At this time, since the input Pin / 2 of each amplifying means is equal to or less than Pmax / 2 and has a margin of 3 dB or more, it is possible to increase the input signal power Pin to 2Pin (= 2Pmax). That is, the present configuration can be used if the input signal power Pin is 2Pmax or less, and in the characteristic example of FIG. 12, it is -28dBm or less.

一方、図１１(2) に示すように、入力信号電力ＰinがＰmax 以下のときに、一方の増幅手段５２−２が故障した場合に、分配手段５１で等分配して正常な他方の増幅手段５２−１にＰin／２が入力し、増幅出力のＰout ／２のみが合成手段５３に入力するので、増幅利得が半減するとともに、合成手段５３における損失（−３dB）があって出力信号電力はＰout ／４となり、６dBの利得減少となる。   On the other hand, as shown in FIG. 11 (2), when the input signal power Pin is equal to or less than Pmax and one of the amplifying means 52-2 fails, the distribution means 51 equally distributes the signal to another normal amplifying means. Since Pin / 2 is input to 52-1 and only Pout / 2 of the amplified output is input to the synthesizing means 53, the amplification gain is halved, and the loss (-3 dB) in the synthesizing means 53 causes the output signal power to decrease. Pout / 4, resulting in a 6 dB gain reduction.

このとき、増幅手段５２−１の入力Ｐin／２はＰmax ／２以下であって３dB以上のマージンがあるので、図１１(3) に示すように、入力信号電力Ｐinを２Ｐin（＝２Ｐmax ）に増大し、増幅手段５２−１の入力をＰin／２からＰin（＝Ｐmax ）に増大すれば、増幅出力はＰout となり、合成手段５３における損失（−３dB）は避けられないものの出力信号電力はＰout ／２となる。   At this time, since the input Pin / 2 of the amplifying means 52-1 is equal to or less than Pmax / 2 and has a margin of 3 dB or more, the input signal power Pin is reduced to 2Pin (= 2Pmax) as shown in FIG. If the input of the amplification means 52-1 increases from Pin / 2 to Pin (= Pmax), the amplification output becomes Pout, and although the loss (-3 dB) in the synthesis means 53 cannot be avoided, the output signal power is Pout. / 2.

しかし、入力信号電力２Ｐinに対して出力信号電力Ｐout ／２であるので、６dBの利得減少は変わらない。すなわち、図１１(3) の構成において、増幅手段の入力を３dBのマージンに応じてＰin／２からＰinに増大するために、分配手段５１の前段で入力信号電力をＰinから２Ｐinに増大させる方法は、６dBの利得低下は同じであり本質的な解決にはならない。一方、入力信号電力Ｐinを大きくする代わりに分配手段５１の電力分配比率を調整し、増幅手段のマージンの範囲で増幅手段への入力電力が大きくすることができれば、増幅手段のマージンに応じた利得が加算されることになるが、そのような構成の電力増幅装置は存在しなかった。   However, since the output signal power is Pout / 2 with respect to the input signal power 2Pin, the gain reduction of 6 dB does not change. That is, in the configuration of FIG. 11 (3), in order to increase the input of the amplifying means from Pin / 2 to Pin in accordance with a 3 dB margin, a method of increasing the input signal power from Pin to 2Pin before the distribution means 51. Is that the 6 dB gain reduction is the same and is not an essential solution. On the other hand, if the power distribution ratio of the distribution means 51 is adjusted instead of increasing the input signal power Pin, and if the input power to the amplification means can be increased within the margin of the amplification means, the gain according to the margin of the amplification means will be increased. Is added, but there is no power amplifying device having such a configuration.

本発明は、複数の増幅手段で構成される電力増幅装置における一部の増幅手段の故障時に、増幅手段のマージンを活用し、正常動作する増幅手段への入力電力を増大させて利得を補償するとともに、合成損失を低減してさらに利得補償が可能な電力増幅装置および電力増幅制御方法を提供することを目的とする。   The present invention compensates for gain by utilizing the margin of the amplifying means and increasing the input power to the normally operating amplifying means when some of the amplifying means fails in the power amplifying device composed of a plurality of amplifying means. It is another object of the present invention to provide a power amplifying device and a power amplifying control method capable of further reducing the combined loss and performing gain compensation.

第１の発明は、第１の増幅手段および第２の増幅手段を備え、その一方または両方を用いて入力信号を増幅して出力する電力増幅装置において、入力信号を所定の電力分配比率かつ等位相で第１の増幅手段および第２の増幅手段に分配する可変電力分配手段と、第１の増幅手段および第２の増幅手段の各出力信号を合成した信号を出力する経路を形成する合成モードと、第１の増幅手段の出力信号を出力する経路または第２の増幅手段の出力信号を出力する経路を切り替える経路切替モードとのモード切り替えが可能な経路切替合成手段と、可変電力分配手段に電力分配比率を設定し、経路切替合成手段に合成モードまたは経路切替モードを設定する制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、第１の増幅手段または第２の増幅手段の故障時に可変電力分配手段の電力分配比率を制御するときに、正常動作する増幅手段に対して、入力信号の信号電力の当該増幅手段で線形増幅可能な最大許容入力値に対するマージンが３dB以上あれば入力信号を等分配の−３dBから３dBの電力補償をして出力する制御を行い、マージンが３dB〜０dBであれば入力信号を等分配の−３dBからそのマージン分の電力補償をして出力する制御を行う構成である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a power amplifying apparatus that includes a first amplifying unit and a second amplifying unit, and amplifies and outputs an input signal using one or both of them. Variable power distributing means for distributing a phase to the first and second amplifying means, and a combining mode for forming a path for outputting a signal obtained by combining respective output signals of the first and second amplifying means A path switching combining means capable of mode switching between a path for outputting an output signal of the first amplifying means or a path switching mode for switching a path for outputting an output signal of the second amplifying means; set the power distribution ratio, and a control unit that performs control to set the combination mode or route switching mode to the path switching synthesizing means, the control means, when a fault occurs in the first amplifying means and the second amplifying means When controlling the power distribution ratio of the variable power distribution means, if the margin of the signal power of the input signal with respect to the maximum allowable input value that can be linearly amplified by the amplification means is 3 dB or more with respect to the normally operating amplification means, Is controlled by compensating the power from -3 dB to 3 dB for equal distribution and outputting the signal. If the margin is 3 dB to 0 dB, the control for compensating and outputting the input signal from the equal distribution of -3 dB for the margin is performed. Configuration.

第１の発明の電力増幅装置において、可変電力分配手段は、２つのハイブリッドと、その間を接続する２つの伝送路間の相対的な位相差を設定するための位相制御手段とを備え、入力信号を該位相制御手段で設定する位相差に応じて前記電力分配比率を設定する構成である。   In the power amplifying apparatus according to the first aspect, the variable power distribution means includes two hybrids and phase control means for setting a relative phase difference between two transmission paths connecting the two hybrids, The power distribution ratio is set according to the phase difference set by the phase control means.

第１の発明の電力増幅装置において、経路切替合成手段は、２つのハイブリッドと、その間を接続する伝送路間に複数の位相差を設定する位相制御手段とを備え、該位相制御手段で第１の位相差を設定したときに合成モードとなり、第２の位相差を設定したときに第１の増幅手段の出力信号を出力する経路となり第３の位相差を設定したときに第２の増幅手段の出力信号を出力する経路に切り替わる経路切替モードとなる構成である。   In the power amplifying apparatus according to the first aspect, the path switching / synthesizing unit includes two hybrids and a phase control unit that sets a plurality of phase differences between transmission lines connecting the two hybrids. When the second phase difference is set, the combination mode is set. When the second phase difference is set, the output path of the first amplifier is output. When the third phase difference is set, the second amplification unit is set. In the path switching mode in which the path is switched to the path for outputting the output signal.

第２の発明は、第１の増幅手段および第２の増幅手段を備え、その一方または両方を用いて入力信号を増幅して出力する電力増幅制御方法において、入力信号を可変電力分配手段に入力し、所定の電力分配比率かつ等位相で第１の増幅手段および第２の増幅手段に分配する第１のステップと、第１の増幅手段および第２の増幅手段の各出力信号を経路切替合成手段に入力し、各出力信号を合成した信号を出力する経路を形成する合成モードと、第１の増幅手段の出力信号を出力する経路または第２の増幅手段の出力信号を出力する経路を切り替える経路切替モードとのモード切り替えを行う第２のステップと、可変電力分配手段に電力分配比率を設定し、経路切替合成手段に合成モードまたは経路切替モードを設定する制御を行う第３のステップとを有し、第３のステップでは、第１の増幅手段または第２の増幅手段の故障時に可変電力分配手段の電力分配比率を制御するときに、正常動作する増幅手段に対して、入力信号の信号電力の当該増幅手段で線形増幅可能な最大許容入力値に対するマージンが３dB以上あれば入力信号を等分配の−３dBから３dBの電力補償をして出力する制御を行い、マージンが３dB〜０dBであれば入力信号を等分配の−３dBからそのマージン分の電力補償をして出力する制御を行う。 According to a second aspect of the present invention, in a power amplification control method that includes a first amplifying unit and a second amplifying unit, and amplifies and outputs an input signal using one or both of them, an input signal is input to a variable power distribution unit. A first step of distributing the signals at a predetermined power distribution ratio and the same phase to the first and second amplifying means, and path switching combining the respective output signals of the first and second amplifying means. A combination mode for forming a path for inputting a signal to the means and outputting a signal obtained by combining the output signals, and a path for outputting an output signal of the first amplification means or a path for outputting an output signal of the second amplification means. A second step of performing mode switching with the path switching mode, and a third step of performing control for setting the power distribution ratio in the variable power distribution unit and setting the combining mode or the path switching mode in the path switching combining unit. And a flop, in the third step, when controlling the power distribution ratio of the variable power distribution unit upon failure of the first amplifying means and the second amplifying means for amplifying means for normal operation, input If the margin of the signal power of the signal with respect to the maximum allowable input value that can be linearly amplified by the amplifying means is 3 dB or more, control is performed to output the input signal after compensating for the power from -3 dB to 3 dB equally distributed, and the margin is 3 dB to 3 dB. If it is 0 dB, control is performed to output the input signal after compensating for the power from the equally distributed −3 dB for the margin.

本発明は、２つの増幅手段の前段に可変電力分配手段を配置し、後段に経路切替合成手段を配置することにより、一方の増幅手段の故障時に、他方の増幅手段への入力信号を増大させ、かつその増幅手段からの出力信号を損失なく取り出すことができる。 According to the present invention, by arranging the variable power distributing means in the preceding stage of the two amplifying means and arranging the path switching synthesizing means in the subsequent stage, when one of the amplifying means fails, the input signal to the other amplifying means can be increased. And an output signal from the amplifying means can be taken out without loss.

特に、入力信号の信号電力が増幅手段で線形増幅可能な最大許容入力値に対するマージンに応じて、可変電力分配手段の電力分配比率を制御することができる。これにより、マージンが３dB以上あれば、故障した増幅手段の利得低下分を完全補償でき、マージンが３dB〜０dBであればその範囲で故障した増幅手段の利得低下分を補償することができる。   In particular, the power distribution ratio of the variable power distribution means can be controlled according to a margin for the maximum allowable input value at which the signal power of the input signal can be linearly amplified by the amplification means. Thus, if the margin is 3 dB or more, the gain reduction of the failed amplifier can be completely compensated. If the margin is 3 dB to 0 dB, the gain reduction of the failed amplifier can be compensated within the range.

本発明の電力増幅装置の基本構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a basic configuration example of a power amplifying device of the present invention. 可変電力分配手段１１および経路切替合成手段１３の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a variable power distribution unit 11 and a path switching synthesis unit 13. 可変電力分配手段１１の特性例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a characteristic example of a variable power distribution unit 11. 可変電力分配手段１１の特性例（拡大）を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a characteristic example (enlargement) of a variable power distribution unit 11. 電力増幅装置の実施例１の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a power amplification device according to a first exemplary embodiment. 電力増幅装置の実施例２の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a power amplification device according to a second embodiment. 電力増幅装置の実施例３の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a third embodiment of the power amplifying device. 電力増幅装置の実施例４の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a power amplification device according to a fourth embodiment. 電力合成による電力増幅装置の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a power amplifying device based on power combining. 冗長化した電力増幅装置の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a redundant power amplifier. 電力合成による電力増幅装置の課題を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a problem of a power amplifying device using power combining. 増幅手段の特性例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a characteristic example of an amplifying unit.

図１は、本発明の電力増幅装置の基本構成例を示す。
図１において、電力増幅装置は、可変電力分配手段１１、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２、経路切替合成手段１３、故障検出手段１４により構成される。 FIG. 1 shows an example of a basic configuration of a power amplification device according to the present invention.
In FIG. 1, the power amplifying apparatus includes a variable power distribution unit 11, an amplifying unit (# 1) 12-1 and an amplifying unit (# 2) 12-2, a path switching / synthesizing unit 13, and a failure detecting unit 14.

可変電力分配手段１１は、入力信号を２つの増幅手段に分配する電力分配比率を制御可能な構成である。２つの増幅手段が稼働するときは入力信号を等振幅かつ等位相で分配し、一方の増幅手段が故障して他方の増幅手段に入力信号を入力するときは、当該増幅手段のマージンに応じた所定の電力分配比率で分配する。経路切替合成手段１３は、２つの増幅手段の出力信号を損失なく合成して出力する合成モードと、一方の増幅手段が故障して他方の増幅手段の出力信号を出力するときに当該増幅手段の出力信号を損失なく出力する経路切替モードとを切り替える構成である。故障検出手段１４は、２つの増幅手段の故障（もしくは正常性）を検出し、その結果に応じて可変電力分配手段１１の電力分配比率と、経路切替合成手段１３の動作モード（合成モードまたは経路切替モード）を制御する。   The variable power distribution unit 11 has a configuration capable of controlling a power distribution ratio for distributing an input signal to two amplification units. When the two amplifying units operate, the input signals are distributed at the same amplitude and the same phase. When one of the amplifying units fails and the input signal is input to the other amplifying unit, the input signal is distributed according to the margin of the amplifying unit. The power is distributed at a predetermined power distribution ratio. The path switching synthesizing unit 13 synthesizes the output signals of the two amplifying units without loss and outputs the synthesized signal, and when one of the amplifying units fails and outputs the output signal of the other amplifying unit, This is a configuration for switching between a path switching mode for outputting an output signal without loss. The failure detecting means 14 detects a failure (or normality) of the two amplifying means, and according to the result, the power distribution ratio of the variable power distribution means 11 and the operation mode of the path switching / combining means 13 (combination mode or path). Switching mode).

図２は、可変電力分配手段１１および経路切替合成手段１３の構成例を示す。
図２(1) において、可変電力分配手段１１は、２つの90度ハイブリッド１１１，１１２と、その間を接続する伝送路間に０度〜90度〜180 度の位相差を設定する位相制御手段１１３とを備える。可変電力分配手段１１の入力信号は、90度ハイブリッド１１１の入力端子１から入力して分配され、位相制御手段１１３で所定の位相差を与えて90度ハイブリッド１１２に入力し、出力端子１，２に分配出力される。 FIG. 2 shows a configuration example of the variable power distribution unit 11 and the path switching synthesis unit 13.
In FIG. 2A, the variable power distribution means 11 includes two 90-degree hybrids 111 and 112 and a phase control means 113 for setting a phase difference of 0 to 90 to 180 degrees between transmission lines connecting the two hybrids. And The input signal of the variable power distributing means 11 is input from the input terminal 1 of the 90-degree hybrid 111 and distributed, and given a predetermined phase difference by the phase control means 113 to be input to the 90-degree hybrid 112 and output terminals 1, 2 Is distributed to the output.

図３および図４は、可変電力分配手段１１の特性例を示す。
図３および図４において、横軸は位相制御手段１１３で設定する位相差であり、縦軸は出力端子１，２における挿入損失を示す。 FIG. 3 and FIG. 4 show characteristic examples of the variable power distribution unit 11.
3 and 4, the horizontal axis represents the phase difference set by the phase control means 113, and the vertical axis represents the insertion loss at the output terminals 1 and 2.

位相制御手段１１３で位相差90度に設定した場合には、90度ハイブリッド１１２から出力端子１，２に挿入損失−３dBで等分配される。   When the phase difference is set to 90 degrees by the phase control means 113, the 90-degree hybrid 112 is equally distributed to the output terminals 1 and 2 with an insertion loss of -3 dB.

位相制御手段１１３で位相差90度〜 180度に設定した場合には、90度ハイブリッド１１２から出力端子１に挿入損失−３dB〜０dBで分配される。   When the phase difference is set to 90 to 180 degrees by the phase control means 113, the 90-degree hybrid 112 is distributed to the output terminal 1 with an insertion loss of -3 dB to 0 dB.

位相制御手段１１３で位相差90度〜０度に設定した場合には、90度ハイブリッド１１２から出力端子２に挿入損失−３dB〜０dBで分配される。   When the phase difference is set to 90 ° to 0 ° by the phase control means 113, the 90 ° hybrid 112 is distributed to the output terminal 2 with an insertion loss of -3dB to 0dB.

なお、可変電力分配手段１１の90度ハイブリッド１１１については 180度ハイブリッドや同位相で分配する分配器に置き換えることも可能であり、その場合は位相制御手段１１３に設定する位相差も適宜調整すればよい。   Note that the 90-degree hybrid 111 of the variable power distribution unit 11 can be replaced with a 180-degree hybrid or a distributor that distributes in the same phase. In this case, the phase difference set in the phase control unit 113 can be adjusted as appropriate. Good.

図４は、挿入損失０〜−３dBの範囲を拡大したものである。例えば、位相差を90度から 120度に変化させることにより、出力端子１の挿入損失は−３dBから−1.2dB になる。すなわち、出力端子１の信号電力を 1.8dBアップさせることができる。逆に、位相差を90度から60度に変化させることにより、出力端子２の挿入損失は−３dBから−1.2dB になる。すなわち、出力端子２の信号電力を 1.8dBアップさせることができる。これが出力端子１または出力端子２に−３dBから０dBの任意の挿入損失で分配する可変電力分配手段１１の特徴であるが、この使い方については以下に示す実施例２において説明する。   FIG. 4 is an enlarged view of the range of 0 to -3 dB of insertion loss. For example, by changing the phase difference from 90 degrees to 120 degrees, the insertion loss of the output terminal 1 changes from -3 dB to -1.2 dB. That is, the signal power of the output terminal 1 can be increased by 1.8 dB. Conversely, by changing the phase difference from 90 degrees to 60 degrees, the insertion loss of the output terminal 2 changes from -3 dB to -1.2 dB. That is, the signal power at the output terminal 2 can be increased by 1.8 dB. This is a feature of the variable power distribution means 11 which distributes the output power to the output terminal 1 or the output terminal 2 with an arbitrary insertion loss of -3 dB to 0 dB. How to use this will be described in a second embodiment described below.

図２(2) において、経路切替合成手段１３は、可変電力分配手段１１と対称の構成になっており、２つの90度ハイブリッド１３１，１３２と、その間を接続する伝送路間に０度／90度／180 度の位相差を設定する位相制御手段１３３とを備え、可変電力分配手段１１の入力端子１および出力端子１，２が、経路切替合成手段１３では出力端子１および入力端子１，２となる。経路切替合成手段１３の入力信号は、90度ハイブリッド１３１の入力端子１，２から入力して分配され、位相制御手段１３３で所定の位相差を与えて90度ハイブリッド１３２に入力し、出力端子１に合成出力される。   In FIG. 2B, the path switching / synthesizing means 13 has a symmetrical configuration with the variable power distribution means 11 and has 0 degrees / 90 between two 90-degree hybrids 131 and 132 and a transmission line connecting between them. And a phase control means 133 for setting a phase difference of 180 degrees / 180 degrees. The input terminal 1 and the output terminals 1 and 2 of the variable power distribution means 11 are connected to the output terminal 1 and the input terminals 1 and 2 Becomes The input signal of the path switching / combining means 13 is input and distributed from the input terminals 1 and 2 of the 90-degree hybrid 131, given a predetermined phase difference by the phase control means 133, input to the 90-degree hybrid 132, and Is synthesized and output.

90度ハイブリッド１３１の入力端子１，２に同位相の信号が入力される場合には、位相制御手段１３３で位相差90度に設定することにより、90度ハイブリッド１３２の出力端子１に等合成されて出力される合成モードとなる。   When signals having the same phase are input to the input terminals 1 and 2 of the 90-degree hybrid 131, the phase difference is set to 90 degrees by the phase control unit 133 so that the signals are equally synthesized with the output terminal 1 of the 90-degree hybrid 132. And output the combined mode.

90度ハイブリッド１３１の入力端子１のみに信号が入力される場合には、位相制御手段１３３で位相差 180度に設定することにより、90度ハイブリッド１３２の出力端子１に損失なく出力される経路切替モードとなる。 When a signal is input only to the input terminal 1 of the 90-degree hybrid 131, the phase control means 133 sets the phase difference to 180 degrees, thereby switching the path output to the output terminal 1 of the 90-degree hybrid 132 without loss. Mode.

90度ハイブリッド１３１の入力端子２のみに信号が入力される場合には、位相制御手段１３３で位相差０度に設定することにより、90度ハイブリッド１３２の出力端子１に損失なく出力される経路切替モードとなる。 When a signal is input only to the input terminal 2 of the 90-degree hybrid 131, the phase control means 133 sets the phase difference to 0 degree, thereby switching the path output to the output terminal 1 of the 90-degree hybrid 132 without loss. Mode.

（実施例１）
図５は、本発明の電力増幅装置の実施例１の構成を示す。
図５において、可変電力分配手段１１の構成は図２(1) に示すものであり、経路切替合成手段１３の構成は図２(2) に示すものである。ここで、電力増幅装置の入力信号電力をＰinをＰin≦Ｐmax とし、数値例としてＰmax ＝−31dBm 、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２の利得を74dB、各部の信号電力値（dBm ）を図中カッコ書きで示す。すなわち、入力信号電力Ｐinに対する増幅手段のマージンが３dB以上ある場合である。 (Example 1)
FIG. 5 shows a configuration of the power amplifying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the configuration of the variable power distribution means 11 is as shown in FIG. 2 (1), and the configuration of the path switching / synthesis means 13 is as shown in FIG. 2 (2). Here, the input signal power of the power amplifying device is defined as Pin ≦ Pmax, Pmax = −31 dBm as a numerical example, the gain of the amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 is 74 dB, The signal power value (dBm) of each part is shown in parentheses in the figure. That is, this is a case where the margin of the amplifying means with respect to the input signal power Pin is 3 dB or more.

図５(1) は、２つの増幅手段が稼働する定常時の場合であり、可変電力分配手段１１で等分配となり、経路切替合成手段１３が合成モードに設定される例を示す。   FIG. 5A shows a case in which two amplifying units operate in a steady state, in which the variable power distribution unit 11 performs equal distribution, and the path switching / combining unit 13 is set to the combining mode.

入力信号電力Ｐin（Ｐin≦Ｐmax 、ここでは−31dBm ）は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３で位相差90度に設定して等分配され、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２にそれぞれＰin／２（＝Ｐmax ／２、−34dBm)で入力される。増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２は、等振幅等位相の入力信号電力Ｐin／２をそれぞれ増幅し、等振幅等位相のＰout ／２（40dBm)を出力する。それぞれの出力Ｐout ／２は、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３で位相差90度に設定することにより、等合成されて出力信号電力Ｐout （43dBm ）として出力される。これにより、電力増幅装置としての利得は74dBとなる。   The input signal power Pin (Pin ≦ Pmax, -31 dBm in this case) is equally distributed by setting the phase difference to 90 degrees by the phase control means 113 of the variable power distribution means 11, and the amplification means (# 1) 12-1 and the amplification means The signals are input to the means (# 2) 12-2 at Pin / 2 (= Pmax / 2, -34 dBm). The amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 amplify the input signal power Pin / 2 having the same amplitude and the same phase, respectively, and output Pout / 2 (40 dBm) having the same amplitude and the same phase. I do. The respective outputs Pout / 2 are equal-combined by setting the phase difference to 90 degrees by the phase control means 133 of the path switching / combining means 13 and output as output signal power Pout (43 dBm). As a result, the gain of the power amplifier becomes 74 dB.

なお、ここでは各増幅手段の入力Ｐin／２がＰmax ／２以下であって３dB以上のマージンがあるので、増幅手段の最大許容入力値Ｐmax の２倍以上の入出力電力に対応することができる。   In this case, since the input Pin / 2 of each amplifying means is equal to or less than Pmax / 2 and has a margin of 3 dB or more, it is possible to cope with the input / output power more than twice the maximum allowable input value Pmax of the amplifying means. .

図５(2) は、増幅手段（＃２）１２−２が故障した場合であり、可変電力分配手段１１で片分配となり、経路切替合成手段１３が経路切替モードに設定される例を示す。従来構成では、図１１(2) に示すように６dBの損失となる。 FIG. 5 (2) shows an example in which the amplification unit (# 2) 12-2 is out of order, and the variable power distribution unit 11 performs one-side distribution, and the path switching synthesis unit 13 is set to the path switching mode. In the conventional configuration, the loss is 6 dB as shown in FIG.

入力信号電力Ｐin（Ｐin≦Ｐmax 、ここでは−31dBm ）は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３で位相差 180度に設定することにより、増幅手段（＃１）１２−１のみに損失なしのＰin（−31dBm ）で片分配される。増幅手段（＃１）１２−１の増幅出力はＰout (43dBm) となり、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３で位相差 180度に設定することにより、損失なく出力信号電力Ｐout (43dBm）として出力される。これにより、電力増幅装置としての利得は74dBとなり、図５(1) の定常時の利得と同等になる。   The input signal power Pin (Pin ≦ Pmax, -31 dBm in this case) is set to a phase difference of 180 degrees by the phase control means 113 of the variable power distribution means 11, so that only the amplification means (# 1) 12-1 has no loss. (Pin (-31 dBm)). The amplified output of the amplifying means (# 1) 12-1 is Pout (43 dBm). By setting the phase difference to 180 degrees by the phase control means 133 of the path switching synthesizing means 13, the output signal power Pout (43 dBm) without loss. Is output. As a result, the gain of the power amplifying device becomes 74 dB, which is equivalent to the steady-state gain shown in FIG.

図５(3) は、増幅手段（＃１）１２−１が故障した場合であり、可変電力分配手段１１で片分配となり、経路切替合成手段１３が経路切替モードに設定される例を示す。 FIG. 5C shows an example in which the amplifying unit (# 1) 12-1 has failed, the variable power distribution unit 11 performs one-way distribution, and the path switching synthesis unit 13 is set to the path switching mode.

入力信号電力Ｐin（Ｐin≦Ｐmax 、ここでは−31dBm ）は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３で位相差０度に設定することにより、増幅手段（＃２）１２−２のみに損失なしのＰin（−31dBm ）で片分配される。増幅手段（＃２）１２−２の増幅出力はＰout (43dBm）となり、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３で位相差０度に設定することにより、損失なく出力信号電力Ｐout (43dBm）として出力される。これにより、電力増幅装置としての利得は74dBとなり、図５(1) の定常時の利得と同等になる。   The input signal power Pin (Pin ≦ Pmax, −31 dBm in this case) is set to a phase difference of 0 degree by the phase control means 113 of the variable power distribution means 11, so that only the amplification means (# 2) 12-2 has no loss. (Pin (-31 dBm)). The amplified output of the amplifying means (# 2) 12-2 is Pout (43 dBm), and the phase control means 133 of the path switching combining means 13 sets the phase difference to 0 degree, so that the output signal power Pout (43 dBm) without loss. Is output. As a result, the gain of the power amplifying device becomes 74 dB, which is equivalent to the steady-state gain shown in FIG.

（実施例２）
図６は、本発明の電力増幅装置の実施例２の構成を示す。
図６において、可変電力分配手段１１の構成は図２(1) に示すものであり、経路切替合成手段１３の構成は図２(2) に示すものである。ここで、電力増幅装置の入力信号電力ＰinをＰmax ＜Ｐin≦２Ｐmax とし、数値例としてＰmax ＝−31dBm 、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２の利得を74dB、各部の信号電力値（dBm ）を図中カッコ書きで示す。すなわち、入力信号電力Ｐinに対する増幅手段のマージンが３dB〜０dBの場合である。 (Example 2)
FIG. 6 shows a configuration of a second embodiment of the power amplifying device of the present invention.
In FIG. 6, the configuration of the variable power distribution means 11 is as shown in FIG. 2 (1), and the configuration of the path switching / synthesis means 13 is as shown in FIG. 2 (2). Here, the input signal power Pin of the power amplifying device is Pmax <Pin ≦ 2Pmax, Pmax = −31 dBm as a numerical example, and the gain of the amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 is 74 dB. The signal power value (dBm) of each part is shown in parentheses in the figure. That is, this is a case where the margin of the amplification means with respect to the input signal power Pin is 3 dB to 0 dB.

図６(1) は、２つの増幅手段が稼働する定常時の場合であり、可変電力分配手段１１で等分配となり、経路切替合成手段１３が合成モードに設定される例を示す。   FIG. 6A shows a case in which two amplifiers operate at a steady state, in which the variable power distribution unit 11 performs equal distribution, and the path switching / combining unit 13 is set to the combining mode.

入力信号電力Ｐin（Ｐmax ＜Ｐin≦２Ｐmax 、ここでは−30dBm ）は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３で位相差90度に設定して等分配され、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２にそれぞれＰin／２（−33dBm ）で入力される。増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２は、等振幅等位相の入力信号電力Ｐin／２をそれぞれ増幅し、等振幅等位相のＰout ／２（41dBm ）を出力する。それぞれの出力Ｐout ／２は、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３で位相差90度に設定することにより、等合成されて出力信号電力Ｐout (44dBm）として出力される。これにより、電力増幅装置としての利得は74dBとなる。   The input signal power Pin (Pmax <Pin ≦ 2Pmax, -30 dBm in this case) is equally distributed by setting the phase difference to 90 degrees by the phase control means 113 of the variable power distribution means 11, and the amplification means (# 1) 12-1 And amplifying means (# 2) 12-2 at Pin / 2 (-33 dBm). The amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 amplify the input signal power Pin / 2 having the same amplitude and the same phase, respectively, and output Pout / 2 (41 dBm) having the same amplitude and the same phase. I do. The respective outputs Pout / 2 are equally combined by setting the phase difference to 90 degrees by the phase control means 133 of the path switching combining means 13 and output as output signal power Pout (44 dBm). As a result, the gain of the power amplifier becomes 74 dB.

図６(2) は、増幅手段（＃２）１２−２が故障した場合であり、可変電力分配手段１１で電力可変分配となり、経路切替合成手段１３が経路切替モードに設定される例を示す。 FIG. 6 (2) shows a case where the amplifying unit (# 2) 12-2 fails, the variable power distribution unit 11 performs variable power distribution, and the path switching synthesis unit 13 is set to the path switching mode. .

入力信号電力Ｐin（Ｐmax ＜Ｐin≦２Ｐmax 、ここでは−30dBm ）を、可変電力分配手段１１で等分配したときのＰin／２（−33dBm ）は、Ｐmax(−31dBm ）に対して２dBのマージンがある。この入力信号電力Ｐin（−30dBm ）は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３で位相差90度から 120度に設定することにより、図４に示すように、等分配による挿入損失−３dBから約２dB補償されてＰin／２＋（−31dBm)となり、増幅手段（＃１）１２−１に入力される。増幅手段（＃１）１２−１の増幅出力はＰout ／２＋ (43dBm)となり、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３で位相差 180度に設定することにより、損失なく出力信号電力Ｐout ／２＋（43dBm ）として出力される。これにより、電力増幅装置としての利得は73dBとなり、図６(1) の定常時の74dBより１dB低下するが、従来の６dB低下から改善している。   When the input signal power Pin (Pmax <Pin ≦ 2Pmax, here −30 dBm) is equally distributed by the variable power distribution means 11, Pin / 2 (−33 dBm) has a margin of 2 dB with respect to Pmax (−31 dBm). is there. By setting the input signal power Pin (−30 dBm) from the phase difference of 90 degrees to 120 degrees by the phase control means 113 of the variable power distribution means 11, as shown in FIG. Approximately 2 dB is compensated and becomes Pin / 2 + (− 31 dBm), which is input to the amplification means (# 1) 12-1. The amplified output of the amplifying means (# 1) 12-1 is Pout / 2 + (43 dBm). By setting the phase difference to 180 degrees by the phase control means 133 of the path switching / synthesizing means 13, the output signal power Pout / 2 + without loss. (43 dBm). As a result, the gain of the power amplifying device is 73 dB, which is 1 dB lower than the normal 74 dB in FIG. 6A, but is improved from the conventional 6 dB reduction.

図６(3) は、増幅手段（＃１）１２−１が故障した場合であり、可変電力分配手段１１で電力可変分配となり、経路切替合成手段１３が経路切替モードに設定される例を示す。 FIG. 6 (3) shows an example in which the amplification unit (# 1) 12-1 has failed, the variable power distribution unit 11 performs variable power distribution, and the path switching synthesis unit 13 is set to the path switching mode. .

入力信号電力Ｐin（Ｐmax ＜Ｐin≦２Ｐmax 、ここでは−30dBm ）は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３で位相差90度から60度に設定することにより、図４に示すように、等分配による挿入損失−３dBから約２dB補償されてＰin／２＋（−31dBm ）となり、増幅手段（＃２）１２−２に入力される。増幅手段（＃２）１２−２の増幅出力はＰout ／２＋（43dBm ）となり、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３で位相差０度に設定することにより、損失なく出力信号電力Ｐout ／２＋（43dBm ）として出力される。これにより、電力増幅装置としての利得は73dBとなり、図６(1) の定常時の74dBより１dB低下するが、従来の６dB低下から改善している。   The input signal power Pin (Pmax <Pin ≦ 2Pmax, here −30 dBm) is set as shown in FIG. 4 by setting the phase difference from 90 degrees to 60 degrees by the phase control means 113 of the variable power distribution means 11. Approximately 2 dB is compensated for from the insertion loss of -3 dB due to distribution to become Pin / 2 + (-31 dBm), which is input to the amplification means (# 2) 12-2. The amplified output of the amplifying means (# 2) 12-2 is Pout / 2 + (43 dBm). By setting the phase difference to 0 degree by the phase control means 133 of the path switching synthesizing means 13, the output signal power Pout / 2 + without loss. (43 dBm). As a result, the gain of the power amplifying device is 73 dB, which is 1 dB lower than the normal 74 dB in FIG. 6A, but is improved from the conventional 6 dB reduction.

（実施例３）
図７は、本発明の電力増幅装置の実施例３の構成を示す。
図７において、実施例３は、図５に示す実施例１の可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３を、２つの経路に挿入される位相制御手段１１３−１，１１３−２により実現し、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３を、２つの経路に挿入される位相制御手段１３３−１，１３３−２により実現したものである。その他の構成は実施例１と同様である。可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３−１は 180度／90度の位相差を設定し、位相制御手段１１３−２は90度／０度の位相差を設定する。経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３−１は 180度／90度の位相差を設定し、位相制御手段１３３−２は90度／０度の位相差を設定する。 (Example 3)
FIG. 7 shows a configuration of a third embodiment of the power amplifying device of the present invention.
7, in the third embodiment, the phase control unit 113 of the variable power distribution unit 11 of the first embodiment shown in FIG. 5 is realized by phase control units 113-1 and 113-2 inserted into two paths. The phase control means 133 of the path switching / combining means 13 is realized by phase control means 133-1, 133-2 inserted into two paths. Other configurations are the same as in the first embodiment. The phase control means 113-1 of the variable power distribution means 11 sets a 180 ° / 90 ° phase difference, and the phase control means 113-2 sets a 90 ° / 0 ° phase difference. The phase control means 133-1 of the path switching / combining means 13 sets a phase difference of 180 degrees / 90 degrees, and the phase control means 133-2 sets a phase difference of 90 degrees / 0 degrees.

増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２が正常動作する定常時は、図７(1) に示すように、位相制御手段１１３−１で位相差 180度を設定し、位相制御手段１１３−２で位相差90度を設定することにより、相対的な位相差は90度となる。さらに、位相制御手段１３３−１で位相差90度を設定し、位相制御手段１３３−２で位相差０度を設定することにより、相対的な位相差は90度となる。これにより、図５(1) の実施例１と同様に、入力信号電力Ｐinは、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２に等分配してＰin／２で入力され、各増幅手段の増幅出力Ｐout ／２は等合成されて出力信号電力Ｐout として出力される。   When the amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 are in normal operation, a phase difference of 180 degrees is set by the phase control means 113-1 as shown in FIG. The relative phase difference becomes 90 degrees by setting the phase difference 90 degrees by the phase control means 113-2. Further, by setting a phase difference of 90 degrees by the phase control means 133-1 and setting a phase difference of 0 degrees by the phase control means 133-2, the relative phase difference becomes 90 degrees. As a result, similarly to the first embodiment of FIG. 5A, the input signal power Pin is equally distributed to the amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 and is divided by Pin / 2. The amplified output Pout / 2 of each amplifying means is equally combined and output as output signal power Pout.

増幅手段（＃２）１２−２の故障時は、図７(2) に示すように、位相制御手段１１３−１で位相差を 180度のままに設定し、位相制御手段１１３−２で位相差を90度から０度に設定することにより、相対的な位相差は 180度となる。さらに、位相制御手段１３３−１で位相差90度から 180度を設定し、位相制御手段１３３−２で位相差０度のままに設定することにより、相対的な位相差は 180度となる。これにより、図５(2) の実施例１と同様に、入力信号Ｐinは増幅手段(＃１)１２−１のみにＰinで入力され、その増幅出力Ｐout は、損失なく出力信号電力Ｐout として出力される。   When the amplifying means (# 2) 12-2 fails, as shown in FIG. 7 (2), the phase difference is set to 180 degrees by the phase control means 113-1 and the phase difference is set by the phase control means 113-2. By setting the phase difference from 90 degrees to 0 degrees, the relative phase difference becomes 180 degrees. Further, the relative phase difference becomes 180 degrees by setting the phase difference from 90 degrees to 180 degrees by the phase control means 133-1 and keeping the phase difference at 0 degrees by the phase control means 133-2. As a result, similarly to the first embodiment of FIG. 5 (2), the input signal Pin is input to only the amplifying means (# 1) 12-1 as Pin, and the amplified output Pout is output as the output signal power Pout without loss. Is done.

増幅手段（＃１）１２−１の故障時は、図７(3) に示すように、位相制御手段１１３−１で位相差を 180度から90度に設定し、位相制御手段１１３−２で位相差を90度のままに設定することにより、相対的な位相差は０度となる。さらに、位相制御手段１３３−１で位相差90度ままに設定し、位相制御手段１３３−２で位相差０度から90度に設定することにより、相対的な位相差は０度となる。これにより、図５(3) の実施例１と同様に、入力信号Ｐinは増幅手段（＃２）１２−２のみにＰinで入力され、その増幅出力Ｐout は、損失なく出力信号電力Ｐout として出力される。   When the amplifying unit (# 1) 12-1 fails, as shown in FIG. 7 (3), the phase difference is set from 180 degrees to 90 degrees by the phase control unit 113-1. By setting the phase difference at 90 degrees, the relative phase difference becomes 0 degrees. Further, the relative phase difference is set to 0 degree by setting the phase difference to 90 degrees by the phase control unit 133-1 and setting the phase difference from 0 degrees to 90 degrees by the phase control unit 133-2. As a result, similarly to the first embodiment of FIG. 5 (3), the input signal Pin is input to only the amplifying means (# 2) 12-2 as Pin, and the amplified output Pout is output as the output signal power Pout without loss. Is done.

ここで、実施例１は、可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３が０度，90度， 180度を選択する構成であり、例えば増幅手段(＃１)１２−１が故障した場合には、図５(3) に示すように、位相制御手段１１３に対して、位相差を０度，90度， 180度の中の０度に切り替える制御が必要になる。一方、実施例３は、位相制御手段１１３−１が位相差 180度と90度の選択であり、位相制御手段１１３−２が位相差90度と０度の選択である。例えば増幅手段（＃１）１２−１が故障した場合には、図７(3) に示すように、位相制御手段１１３−１に対して位相差の切り替えを指示するだけで、180 度から90度への切り替えが可能である。このように、実施例１の位相制御手段１１３に比べて、実施例３の位相制御手段１１３−１，１１３−２は、構成および制御が簡単になる。経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３−１，１３３−２についても同様である。以下に説明する実施例４についても同様である。 Here, the first embodiment has a configuration in which the phase control unit 113 of the variable power distribution unit 11 selects 0, 90, or 180 degrees. For example, when the amplification unit (# 1) 12-1 fails, As shown in FIG. 5 (3), it is necessary for the phase control means 113 to perform control for switching the phase difference between 0 degree, 90 degrees and 180 degrees. On the other hand, in the third embodiment, the phase control unit 113-1 selects the phase difference of 180 degrees and 90 degrees, and the phase control unit 113-2 selects the phase difference of 90 degrees and 0 degrees. For example, when the amplifying means (# 1) 12-1 fails, as shown in FIG. 7 (3), simply instructing the phase control means 113-1 to switch the phase difference, the phase difference is changed from 180 degrees to 90 degrees. Switching to degrees is possible. Thus, the configuration and control of the phase control units 113-1 and 113-2 of the third embodiment are simpler than those of the phase control unit 113 of the first embodiment. The same applies to the phase control units 133-1 and 133-2 of the route switching synthesis unit 13. The same applies to the fourth embodiment described below.

（実施例４）
図８は、本発明の電力増幅装置の実施例４の構成を示す。
図８において、実施例４は、図６に示す実施例２の可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３を、２つの経路に挿入される位相制御手段１１３−１，１１３−２により実現し、経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３を、２つの経路に挿入される位相制御手段１３３−１，１３３−２により実現したものである。その他の構成は実施例２と同様である。可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３−１は 180度／180−θ1度の位相差を設定し、位相制御手段１１３−２は90度／90−θ2 度の位相差を設定する。ここではθ1 ＝θ2 ＝30度とすることにより、実施例２の可変電力分配手段１１の位相制御手段１１３と同様の60度／90度／120 度の位相差を設定することができる。経路切替合成手段１３の位相制御手段１３３−１は 180度／90度の位相差を設定し、位相制御手段１３３−２は90度／０度の位相差を設定する。 (Example 4)
FIG. 8 shows a configuration of a fourth embodiment of the power amplifying device of the present invention.
8, in the fourth embodiment, the phase control unit 113 of the variable power distribution unit 11 of the second embodiment shown in FIG. 6 is realized by the phase control units 113-1 and 113-2 inserted into two paths. The phase control means 133 of the path switching synthesis means 13 is realized by phase control means 133-1, 133-2 inserted into two paths. Other configurations are the same as those of the second embodiment. The phase control means 113-1 of the variable power distribution means 11 sets a phase difference of 180 degrees / 180-.theta.1 degrees, and the phase control means 113-2 sets a phase difference of 90 degrees / 90-.theta.2 degrees. Here, by setting θ1 = θ2 = 30 degrees, it is possible to set a phase difference of 60 degrees / 90 degrees / 120 degrees similar to the phase control means 113 of the variable power distribution means 11 of the second embodiment. The phase control means 133-1 of the path switching / combining means 13 sets a phase difference of 180 degrees / 90 degrees, and the phase control means 133-2 sets a phase difference of 90 degrees / 0 degrees.

なお、ここではθ1 ＝θ2 としているが、２つの増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２の特性の違いに応じて微調整してもよい。   Here, it is assumed that θ1 = θ2, but fine adjustment may be made according to the difference in characteristics between the two amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2.

増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２が正常動作する定常時は、図８(1) に示すように、位相制御手段１１３−１で位相差 180度を設定し、位相制御手段１１３−２で位相差90度を設定することにより、相対的な位相差は90度となる。さらに、位相制御手段１３３−１で位相差90度を設定し、位相制御手段１３３−２で位相差０度を設定することにより、相対的な位相差は90度となる。これにより、図６(1) の実施例２と同様に、入力信号電力Ｐinは、増幅手段（＃１）１２−１および増幅手段（＃２）１２−２に等分配してＰin／２で入力され、各増幅手段の増幅出力Ｐout ／２は等合成されて出力信号電力Ｐout として出力される。   When the amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 are operating normally, a phase difference of 180 degrees is set by the phase control means 113-1 as shown in FIG. The relative phase difference becomes 90 degrees by setting the phase difference 90 degrees by the phase control means 113-2. Further, by setting a phase difference of 90 degrees by the phase control means 133-1 and setting a phase difference of 0 degrees by the phase control means 133-2, the relative phase difference becomes 90 degrees. As a result, similarly to the second embodiment of FIG. 6A, the input signal power Pin is equally distributed to the amplifying means (# 1) 12-1 and the amplifying means (# 2) 12-2 and Pin / 2. The amplified output Pout / 2 of each amplifying means is equally combined and output as output signal power Pout.

増幅手段（＃２）１２−２の故障時は、図８(2) に示すように、位相制御手段１１３−１で位相差を 180度のままに設定し、位相制御手段１１３−２で位相差を90度から90−θ2 ＝60度に設定することにより、相対的な位相差は 120度となる。さらに、位相制御手段１３３−１で位相差90度から 180度に設定し、位相制御手段１３３−２で位相差０度のままに設定することにより、相対的な位相差は 180度となる。これにより、図６(2) の実施例２と同様に、入力信号Ｐinは増幅手段（＃１）１２−１にＰin／２＋で入力され、その増幅出力Ｐout ／２＋は、損失なく出力信号電力Ｐout ／２＋として出力される。   When the amplifying means (# 2) 12-2 fails, as shown in FIG. 8 (2), the phase difference is set to 180 degrees by the phase control means 113-1 and the phase difference is set by the phase control means 113-2. By setting the phase difference from 90 degrees to 90-.theta.2 = 60 degrees, the relative phase difference becomes 120 degrees. Furthermore, the relative phase difference is set to 180 degrees by setting the phase difference from 90 degrees to 180 degrees by the phase control unit 133-1 and keeping the phase difference at 0 degree by the phase control unit 133-2. Thus, similarly to the second embodiment of FIG. 6 (2), the input signal Pin is input to the amplifying means (# 1) 12-1 at Pin / 2 +, and the amplified output Pout / 2 + outputs the output signal power without loss. Output as Pout / 2 +.

増幅手段（＃１）１２−１の故障時は、図８(3) に示すように、位相制御手段１１３−１で位相差を 180度から 180−θ1 ＝ 150度に設定し、位相制御手段１１３−２で位相差を90度のままに設定することにより、相対的な位相差は60度となる。さらに、位相制御手段１３３−１で位相差90度のままに設定し、位相制御手段１３３−２で位相差０度から90度に設定することにより、相対的な位相差は０度となる。これにより、図６(3) の実施例２と同様に、入力信号Ｐinは増幅手段（＃２）１２−２にＰin／２＋で入力され、その増幅出力Ｐout ／２＋は、損失なく出力信号電力Ｐout ／２＋として出力される。   When the amplifying means (# 1) 12-1 fails, the phase difference is set from 180 degrees to 180-.theta.1 = 150 degrees by the phase control means 113-1 as shown in FIG. By setting the phase difference at 90 degrees in 113-2, the relative phase difference becomes 60 degrees. Further, the relative phase difference is set to 0 degree by setting the phase difference to 90 degrees by the phase control unit 133-1 and setting the phase difference from 0 degrees to 90 degrees by the phase control unit 133-2. As a result, similarly to the second embodiment of FIG. 6 (3), the input signal Pin is input to the amplifying means (# 2) 12-2 at Pin / 2 +, and the amplified output Pout / 2 + outputs the output signal power without loss. Output as Pout / 2 +.

１１ 可変電力分配手段
１２ 増幅手段
１３ 経路切替合成手段
１４ 故障検出手段
１１１，１１２，１３１，１３２ 90度ハイブリッド
１１３，１３３ 位相制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Variable power distribution means 12 Amplification means 13 Path switching synthesis means 14 Failure detection means 111, 112, 131, 132 90 degree hybrid 113, 133 Phase control means

Claims (4)

第１の増幅手段および第２の増幅手段を備え、その一方または両方を用いて入力信号を増幅して出力する電力増幅装置において、
前記入力信号を所定の電力分配比率かつ等位相で前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段に分配する可変電力分配手段と、
前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の各出力信号を合成した信号を出力する経路を形成する合成モードと、前記第１の増幅手段の出力信号を出力する経路または前記第２の増幅手段の出力信号を出力する経路を切り替える経路切替モードとのモード切り替えが可能な経路切替合成手段と、
前記可変電力分配手段に前記電力分配比率を設定し、前記経路切替合成手段に前記合成モードまたは前記経路切替モードを設定する制御を行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記第１の増幅手段または前記第２の増幅手段の故障時に前記可変電力分配手段の前記電力分配比率を制御するときに、正常動作する増幅手段に対して、前記入力信号の信号電力の当該増幅手段で線形増幅可能な最大許容入力値に対するマージンが３dB以上あれば前記入力信号を等分配の−３dBから３dBの電力補償をして出力する制御を行い、前記マージンが３dB〜０dBであれば前記入力信号を等分配の−３dBからそのマージン分の電力補償をして出力する制御を行う構成である
ことを特徴とする電力増幅装置。 In a power amplifying apparatus including a first amplifying unit and a second amplifying unit, and amplifying and outputting an input signal using one or both of them,
Variable power distribution means for distributing the input signal to the first amplification means and the second amplification means at a predetermined power distribution ratio and at the same phase;
A combining mode for forming a path for outputting a signal obtained by combining the output signals of the first amplifying means and the second amplifying means, and a path for outputting the output signal of the first amplifying means or the second mode. A path switching combining means capable of mode switching with a path switching mode for switching a path for outputting an output signal of the amplifying means,
Control means for setting the power distribution ratio in the variable power distribution means, and controlling the path switching composition means to set the combination mode or the path switching mode ,
The control means, when controlling the power distribution ratio of the variable power distribution means at the time of failure of the first amplification means or the second amplification means, to the amplification means which operates normally, the input signal of the If the signal power has a margin of 3 dB or more with respect to the maximum allowable input value that can be linearly amplified by the amplifying unit, control is performed to output the input signal after compensating for the power from -3 dB to 3 dB equally distributed, and the margin is 3 dB to 3 dB. A power amplifying device having a configuration in which if the input signal is 0 dB, the input signal is controlled so as to perform power compensation for the margin from -3 dB equally distributed and output . 請求項１に記載の電力増幅装置において、
前記可変電力分配手段は、２つのハイブリッドと、その間を接続する２つの伝送路間の相対的な位相差を設定するための位相制御手段とを備え、前記入力信号を該位相制御手段で設定する位相差に応じて前記電力分配比率を設定する構成である
ことを特徴とする電力増幅装置。 The power amplifying device according to claim 1,
The variable power distribution means includes two hybrids and a phase control means for setting a relative phase difference between two transmission paths connecting the two hybrids, and sets the input signal by the phase control means. A power amplifying device, wherein the power distribution ratio is set according to a phase difference. 請求項１に記載の電力増幅装置において、
前記経路切替合成手段は、２つのハイブリッドと、その間を接続する伝送路間に複数の位相差を設定する位相制御手段とを備え、該位相制御手段で第１の位相差を設定したときに前記合成モードとなり、第２の位相差を設定したときに前記第１の増幅手段の出力信号を出力する経路となり第３の位相差を設定したときに前記第２の増幅手段の出力信号を出力する経路に切り替わる前記経路切替モードとなる構成である
ことを特徴とする電力増幅装置。 The power amplifying device according to claim 1,
The path switching synthesizing means includes two hybrids and phase control means for setting a plurality of phase differences between transmission paths connecting the two hybrids, and the first phase difference is set by the phase control means. In the combining mode, a path for outputting the output signal of the first amplifying means when the second phase difference is set is provided, and the output signal of the second amplifying means is output when the third phase difference is set. A power amplifying apparatus, wherein the power amplifying device is configured to be in the path switching mode for switching to a path. 第１の増幅手段および第２の増幅手段を備え、その一方または両方を用いて入力信号を増幅して出力する電力増幅制御方法において、
前記入力信号を可変電力分配手段に入力し、所定の電力分配比率かつ等位相で前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段に分配する第１のステップと、
前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の各出力信号を経路切替合成手段に入力し、各出力信号を合成した信号を出力する経路を形成する合成モードと、前記第１の増幅手段の出力信号を出力する経路または前記第２の増幅手段の出力信号を出力する経路を切り替える経路切替モードとのモード切り替えを行う第２のステップと、
前記可変電力分配手段に前記電力分配比率を設定し、前記経路切替合成手段に前記合成モードまたは前記経路切替モードを設定する制御を行う第３のステップと
を有し、
前記第３のステップでは、前記第１の増幅手段または前記第２の増幅手段の故障時に前記可変電力分配手段の前記電力分配比率を制御するときに、正常動作する増幅手段に対して、前記入力信号の信号電力の当該増幅手段で線形増幅可能な最大許容入力値に対するマージンが３dB以上あれば前記入力信号を等分配の−３dBから３dBの電力補償をして出力する制御を行い、前記マージンが３dB〜０dBであれば前記入力信号を等分配の−３dBからそのマージン分の電力補償をして出力する制御を行う
ことを特徴とする電力増幅制御方法。 A power amplification control method including a first amplification unit and a second amplification unit and amplifying and outputting an input signal using one or both of the first and second amplification units.
A first step of inputting the input signal to a variable power distribution unit and distributing the input signal to the first amplification unit and the second amplification unit at a predetermined power distribution ratio and at the same phase;
A combining mode for inputting each output signal of the first amplifying means and the second amplifying means to a path switching combining means and forming a path for outputting a signal obtained by combining the output signals; A second step of performing mode switching between a path for outputting an output signal of the second amplifier and a path switching mode for switching a path for outputting an output signal of the second amplifying unit;
It said variable power setting the distribution means to the power distribution ratio, have a third step of performing control for setting the synthesis mode and the path switching mode to the path switching combining unit,
In the third step, when controlling the power distribution ratio of the variable power distribution means when the first amplification means or the second amplification means fails, the input means is supplied to the amplification means which operates normally. If the margin of the signal power of the signal with respect to the maximum allowable input value that can be linearly amplified by the amplifying means is 3 dB or more, control is performed to output the input signal after compensating for the power from -3 dB to 3 dB equally distributed, and the margin is reduced. A power amplification control method comprising: performing control so as to output the input signal after compensating for the power of the margin from -3 dB of equal distribution when the input signal is 3 dB to 0 dB .
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