JPH0495411A

JPH0495411A - 増幅装置

Info

Publication number: JPH0495411A
Application number: JP2211519A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuji Kobayakawa; 周磁小早川; Hisafumi Okubo; 大久保　尚史; Tamio Saito; 斉藤　民雄; Toru Maniwa; 透馬庭
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1992-03-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕衛星通信や移動通信等の通信機器に用いる電力増幅装置
に関し、人力信号のレベルが低い領域においても効率が低下しな
いようにすることを目的とし、人力信号のそれぞれ異な
るレベルに対して効率が最大となり、選択的に１つのみ
が動作可能となる複数の増幅回路を並列に設けてなる増
幅手段と、入力信号のレベルに応じて、効率が最大とな
る増幅回路を選択して動作させるように制御する切り換
え制御手段とを備えてなるように構成する。

Ｃ産業上の利用分野〕本発明は、衛星通信や移動通信等の通信機器に用いる電
力増幅装置に関する。衛星通信や移動通信等の分野にお
いては、通信機器に用いる電力増幅器を高効率化する技
術が要望されている。

〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕電力
増幅器の高効率化を図る手段として最も一般的であるの
は、Ｆ級増幅器と呼ばれる増幅方式によるものである。

Ｆ級増幅器においては、Ｂ級増幅器と同様の位置にバイ
アス点を定め、高調波に対する負荷条件として基本周波
数の偶数次成分に対してはショート、奇数次成分に対し
てはオープンとなる回路を８力側に備えることにより、
理論上効率１００％を達成することができる。

第６図は、Ｆ級増幅器の構成の１例を示すものである。

第６図において、ＦＥＴ１００のバイアス点は第７図に
示されるように、Ｂ級増幅器と同様の位置に定められ、
ＦＥＴ１００のａカ（ドレイン）端子に接続されたλ／
４線路１０１によって、ドレイン端子から見た負荷イン
ピーダンスは、基本周波数の偶数次成分に対しては０、
奇数次成分に対しては無限大となる。そして、第８図に
示されるように、増幅デバイス１００において電流と電
圧の重なりがなくなり、Ｆ級増幅器においては、理論上
は効率１００％となる。

しかしながら、実際には、Ｆ級増幅器においても、第９
図に示されるように、効率は入力信号のレベルに応じて
変化し、入力信号のレベルの低下と共に低下するという
問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、なされたもので、入力
信号のレベルが低い領域においても効率が低下しない電
力増幅器を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の基本構成図である。

第１図において、１は増幅手段、１．．１２．・・・１
．、は、複数の増幅回路、そして、２は切り換え制御手
段である。

増幅手段１は、入力信号のそれぞれ異なるレベルに対し
て効率が最大となり、選択的に１つのみが動作可能とな
る複数の増幅回路１１１１２＋・・・１ｈを並列に設け
てなるものである。

切り換え制御手段２は、入力信号のレベルに応じて、効
率が最大となる増幅回路を選択して動作させるように制
御する。

〔作用〕

本発明によれば、入力信号のそれぞれ異なるレベルに対
応して効率が最大となる増幅回路を選択して動作させる
ので、入力信号のレベルが低い領域においても効率が低
下することはなくなる。

〔実施例〕

第２図は本発明の第１の実施例の構成を示すものである
。

第２図において、１１，１２．１３．１７，１８、およ
び１９はサーキュレータ、１４，１５゜および１６は、
それぞれ、増幅回路、２０は電源供給制御回路、３１は
終端抵抗、３２は方向性結合器、そして、３３は検波用
ダイオードである。

サーキュレータ１１．１２，１３．１７．１８゜および
１９の各々は、第２図に示されるように、ａ、ｂおよび
Ｃの３つの端子を有し、これらの端子はａ　−ｅ　ｂ　
−＋　ｃの順に方向性を持つ。

入力信号はサーキュレータ１１のＣ端子に印加され、サ
ーキュレータ１１，１２．および１３各々のｂ端子は、
それぞれ、増幅回路１４．１５および１６の入力端子に
接続され、増幅回路１４゜１５および１６の出力端子は
、それぞれ、サーキュレータ１７．１８．および１９の
Ｃ端子に接続されている。また、サーキュレータ１１の
Ｃ端子とサーキュレータ１２のＣ端子、サーキュレータ
１２のＣ端子とサーキュレータ１３のＣ端子、サーキュ
レータ１９のｂ端子とサーキュレータ１８のＣ端子、そ
して、サーキュレータ１８のｂ端子とサーキュレータ１
７のＣ端子は、それぞれ、接続されており、さらに、サ
ーキュレータ１３および１９各々のＣ端子は、それぞれ
、無反射終端されている。第２図の構成の電力増幅装置
の出力はサーキュレータ１７のｂ端子から得られる。

増幅回路１４，１５．および１６は、各々、例えば、第
６図に示されるようなＦ級増幅回路であって、それぞれ
の増幅回路１４．１５．および１６が具備する増幅デバ
イスの特性によって、それぞれ、第３Ａ図〜第３Ｃ図に
示されるような、人出力特性および効率特性を有してお
り、それぞれ、入力信号レベル≦α、α〈入力信号レベ
ル≦β、β〈入力信号レベルにおいて、効率が最大とな
り、且つ、線型利得が同じものを選択するものとする。

他方、入力信号は、方向性結合器３２において一部分分
岐され、検波用ダイオード３３において検波された後、
電源供給制御回路２０に供給される。

電源供給制御回路２０は、上記の入力信号レベルのしき
い値αおよびβと入力信号レベルとを比較する、図示し
ない比較回路を有してなり、入力信号レベル≦αのとき
は増幅回路１４のみに対して、α〈入力信号レベル≦β
のときは増幅回路１５のみに対して、そして、人力信号
レベル≦βのときは増幅回路１６のみに対してバイアス
電圧を供給する。

上記の構成によって、入力信号レベル≦αのときは増幅
回路１４のみが動作状態であるので、サーキュレータ１
１のＣ端子から入力した入力信号はｂ端子から増幅回路
１４にて増幅されて、増幅回路１４の出力はサーキュレ
ータ１７のＣ端子からｂ端子より出力信号として現れる
。αく入力信号レベル≦βのときは増幅回路１４にはバ
イアス電圧は供給されず非動作状態であるので、その入
力端子は高インピーダンス状態であってサーキュレータ
１１のｂ端子において信号は全て反射されてＣ端子より
サーキュレータ１２のＣ端子に入力される。この信号は
サーキュレータ１２のｂ端子から増幅回路１５の入力端
子に印加されて増幅され、増幅回路１５の出力はサーキ
ュレータ１８のＣ端子からｂ端子よりサーキュレータ１
７のＣ端子に入力される。ここで、増幅回路１４は非動
作状態であるので、サーキュレータ１７のＣ端子から入
力された信号はサーキュレータ１７のＣ端子にて全て反
射されて結局す端子より出力信号として現れる。入力信
号レベル≦βのときは増幅回路１４および１５にはバイ
アス電圧は供給されず非動作状態であるので、それらの
入力端子は高インピーダンス状態であるので、サーキュ
レータ１１のＣ端子より入力された信号はサーキュレー
タ１１のｂ端子で全反射されてＣ端子より出力され、サ
ーキュレータ１２のＣ端子から入力されてサーキュレー
タ１２のｂ端子でも全反射されてＣ端子より出力され、
サーキュレータ１３のＣ端子から入力されてｂ端子より
増幅回路１６に入力されて増幅される。増幅回路１６の
出力はサーキュレータ１９のＣ端子から入力されてｂ端
子よりサーヰュレータ１８のＣ端子に入力され、高イン
ピーダンス状態のＣ端子で全反射されてｂ端子より出力
され、サーキュレータ１７のＣ端子に入力され、高イン
ピーダンス状態のＣ端子で全反射されてｂ端子より出力
信号として現れる。

上記のようにして、第２図の構成によれば、例えば、第
４図に示されるような、入出力特性、および、入力信号
レベルによって低下しない効率特性が得られる。

第５図は本発明の第２の実施例の構成を示すものである
。

第５図において、２１および２３は切り換えスイッチ、
２２．、２２．、・・・２２□は増幅回路、そして、２
４は入力レベル検出／切り換え制御回路である。

増幅回路２２．、２２．、・・・２２．、は、それぞれ
、第２図の増幅回路１４〜１６のように、それぞれ、効
率を最大にする異なる入力信号レベルの範囲を割り当て
られており、且つ、増幅回路２２ｎ２２２．・・・２２
、に割り当てられた入力信号レベルの範囲が、目的の入
力信号レベルの全範囲をカバーするように選択されたも
のである。

切り換えスイッチ２１は、他からの制御によって、入力
信号を増幅回路２２．、２２２．・・・２２．の何れか
１つに供給し、切り換えスイッチ２３は、他からの制御
によって、増幅回路２２□、２２．。

・・２２．の何れか１つの出力を出力端子に取り出すも
のである。そして、入力レベル検出／切り換え制御回路
２４は、上記の増幅回路２２１゜２２２、・・・２２．
、に割り当てられた入力信号レベルの範囲を区分するし
きい値を基準レベルとする図示しない比較回路を有して
なり、入力信号レベルがどの増幅回路２２．、２２．、
・・・２２．に割り当てられた範囲かを判定して、上記
の切り換えスイッチ２１および２３が共に、その増幅回
路を選択するように制御する。なお、図示しないが、入
力信号は第２図の構成におけると同様にして一部分分岐
されて入力レベル検出／切り換え制御回路２４に供給さ
れる。

こうして、第５図の構成によっても、第２図の構成にお
けると同様に、例えば、第４図に示されるような、入出
力特性、および、入力信号レベルによって低下しない効
率特性が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、入力信号のレベルが低い領域において
も効率が低下しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は本発明の第１の実施例の構成図、第３Ａ図〜第
３Ｃ図は、それぞれ、増幅器１４〜１６における入出力
特性および効率特性を示す図、第４図は、第２図の構成の増幅装置の入出力特性および
効率特性を示す図、第５図は本発明の第２の実施例の構成図、第６図はＦ級
増幅器の構成を示す図、第７図はＦ級増幅器の増幅デバイスにおけるバイアス点
を示す図、第８図はＦ級増幅器の増幅デバイスにおける電圧と電流
の関係を示す図、そして、第９図は、第６図の構成の入出力特性および効率特性を
示す図である。〔符号の説明〕１１＋１２＋・・・１、　複数の増幅回路、２　切り換
え制御手段、１１．　１２．　１３．　１７．　１８゜
１９　サーキュレータ、１４，１５．１６　　増幅回路
、２０　電源供給制御回路、２１．２３　　切り換えス
イッチ、２２．．２２□、・・・２２．　　増幅回路、
２４　人カレベル検出／切り換え制御回路、３１　終端
抵抗、３２　方向性結合器、３３検波用ダイオード。第３Ａ図第３Ｂ図第３Ｃ図本発明の第１の実施例の構成図＄２図入力第２図の構成における入出力特性および効率特性を示す
口糸４図本発明の第２の実施例の構成図＄５図Ｆ級増幅器の構成を示す図 ′＄６図【。・・・基本周波数 λ。・・・ｆ、における波長Ｒ１・・・負荷！氏抗第図第図入力第６図の増幅器の人出力特性および効率特性を示す図第９図

Claims

【特許請求の範囲】１、入力信号のそれぞれ異なるレベルに対して効率が最
大となり、選択的に１つのみが動作可能となる複数の増
幅回路（１＿１、１＿２、・・・１＿ｎ）を並列に設け
てなる増幅手段（１）と、入力信号のレベルに応じて、効率が最大となる増幅回路
を選択して動作させるように制御する切り換え制御手段
（２）とを備えてなることを特徴とする増幅装置。２、入力信号のそれぞれ異なるレベルに対して効率が最
大となり、選択的に１つのみが動作可能となる複数の増
幅回路（１４〜１６）と、前記複数の増幅回路（１４〜１６）の各々の入力側および出力側に、そ
れぞれ設けられたサーキュレータ（１１〜１３、１７〜
１９）と、入力信号のレベルを検出して、入力信号のレベルに応じ
て、効率が最大となる増幅回路を１つ選択して、該選択
した増幅回路のみに電力を供給して活性化する電力制御
回路（２０）とを備えてなり、前記サーキュレータ（１１〜１３、１７〜１９）は、活
性化された増幅回路以外の増幅回路の入力端子において
は前記入力信号が反射され、該活性化された増幅回路に
は該入力信号が入力され、該活性化された増幅回路から
の出力信号は、活性化された増幅回路以外の増幅回路の
出力端子に到ったときには反射され、１つの出力端子よ
り出力されるように互いに接続されることを特徴とする
増幅装置。３、入力信号のそれぞれ異なるレベルに対して効率が最
大となる複数の増幅回路（２２＿１、２２＿２、・・・
２２＿ｎ）と、前記複数の増幅回路（２２＿１、２２＿２、・・・２２
＿ｎ）の入力側に設けられ、入力信号を前記複数の増幅
回路（２２＿１、２２＿２、・・・２２＿ｎ）のうち１
つに供給する第１の切り換えスイッチ（２１）と、前記複数の増幅回路（２２＿１、２２＿２、・・・２２
＿ｎ）の出力側に設けられ、前記複数の増幅回路（２２
＿１、２２＿２、・・・２２＿ｎ）のうち１つからの出
力信号を出力端子より取り出す第２の切り換えスイッチ
（２３）と、入力信号のレベルを検出して、入力信号のレベルに応じ
て、効率が最大となる増幅回路を１つ選択して、該選択
した増幅回路を選択するように前記第１および第２の切
り換えスイッチを制御する入力レベル検出／切り換え制
御回路（２４）とをを有してなることを特徴とする増幅
装置。