特許 7120782 大電力ＲＦ増幅器を備えるラック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-08

(45)【発行日】2022-08-17

(54)【発明の名称】大電力ＲＦ増幅器を備えるラック

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/02 20060101AFI20220809BHJP

   H03F 3/68 20060101ALI20220809BHJP

【ＦＩ】

H04B1/02

H03F3/68 220

【請求項の数】 14

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2018058184

(22)【出願日】2018-03-26

(65)【公開番号】P2018164256

(43)【公開日】2018-10-18

【審査請求日】2021-01-18

(31)【優先権主張番号】17163058.5

(32)【優先日】2017-03-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】509125981

【氏名又は名称】イオン・ビーム・アプリケーションズ・エス・アー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ミシェル・アブ

(72)【発明者】

【氏名】ドニ・ジョアサン

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１４９５２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０８－３３０７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３５０２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１７７５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０１９６６９２４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１４／１５５５１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０３２６９６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／０２

Ｈ０３Ｆ ３／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の機器モジュールを搭載するためのラック(1)であって、前記ラック(1)が、左側(2)、右側(3)、前側(4)、後側(5)、上側、および下側を提示し、
左側垂直柱(7)および右側垂直柱(8)を有するフレームと、
一方の左側垂直柱(7)と他方の右側垂直柱(8)との間で前記フレームに搭載される複数のRF増幅器モジュール(10)であって、各RF増幅器モジュール(10)がRF入力(11)および増幅されたRF出力(12)を有するRF増幅器回路を備える、複数のRF増幅器モジュール(10)と、
第1のRF電力結合器(100)であって、その第1の結合器入力(101)が、第1の組み合わされたRF電力出力(102)を送出するために、前記RF増幅器モジュール(10)の前記増幅されたRF出力(12)に接続される、第1のRF電力結合器(100)と
を備える、ラック(1)において、
各RF増幅器モジュール(10)が前記ラック(1)の前記前側(4)に位置する前面(31)を有すること、および前記前面(31)が前記RF増幅器モジュール(10)の前記増幅されたRF出力(12)を前記第1のRF電力結合器(100)に連結する電気回路を備え、
前記第1のRF電力結合器(100)が、前記フレームの前記左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に、または前記フレームの前記右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に搭載されることを特徴とする、ラック(1)。

【請求項2】

各RF増幅器モジュール(10)がRF増幅器回路を有するプリント回路板を備えること、その前面(31)が前記プリント回路板に取り外し可能に搭載されること、およびその前面(31)の前記電気回路が第2のコネクタ(32)を介して前記RF増幅器モジュール(10)の前記増幅されたRF出力(12)に接続されることを特徴とする、請求項1に記載のラック(1)。

【請求項3】

各RF増幅器モジュール(10)が、前記ラック(1)中に取り外し可能に搭載されること、およびその前面が前記電気回路を前記第1のRF電力結合器(100)に取り外し可能に接続するための第1のコネクタ(30)を備え、前記第1のコネクタが前記前面(31)の遠位の左側または遠位の右側に配置されることを特徴とする、請求項2に記載のラック(1)。

【請求項4】

前記第1のRF電力結合器(100)が、前記フレームの前記左側垂直柱(7)の間に含まれる前記容積の中に完全に、または前記フレームの前記右側垂直柱(8)の間に含まれる前記容積の中に完全に収納されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項5】

前記第1のRF電力結合器(100)が、前記フレームの前記左側垂直柱(7)の間に含まれる前記容積の中に部分的に収納され、および/または前記フレームの前記右側垂直柱(8)の間に含まれる前記容積の中に部分的に収納されること、ならびに前記第1のRF電力結合器(100)の残りの部分が各RF増幅器モジュール(10)の前記前面上に少なくとも部分的に配置されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項6】

前記第1のRF電力結合器(100)がGyselタイプの結合器であることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項7】

各RF増幅器モジュール(10)の定格周波数範囲が3MHz～3GHzの範囲に含まれることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項8】

各RF増幅器モジュール(10)の定格出力電力が1KW～100KWの範囲に含まれることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項9】

各RF増幅器モジュール(10)の定格出力電力が3KW～30KWの範囲に含まれることを特徴とする、請求項7に記載のラック(1)。

【請求項10】

前記第1のRF電力結合器(100)が2個～10個からなるいくつかの第1の結合器入力(101)を有し、前記第1の結合器入力(101)が、前記第1の組み合わされたRF電力出力(102)を送出するため、それぞれ2個～10個のラック搭載のRF増幅器モジュール(10)の前記増幅されたRF出力(12)に接続されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項11】

第2のRF電力結合器(200)であって、その第2の結合器入力(201)が、第2の組み合わされたRF電力出力(202)を送出するため、前記ラック(1)のさらなるRF増幅器モジュール(10)の前記増幅されたRF出力(12)に接続される、第2のRF電力結合器(200)を前記ラック(1)がさらに備えること、前記第2のRF電力結合器(200)が、前記フレームの前記左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に、または前記フレームの前記右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に搭載されること、第3のRF電力結合器(300)であって、その第3の結合器入力(301)が、第3の組み合わされたRF電力出力(302)を送出するため、前記第1および第2のRF電力結合器(100、200)それぞれの前記第1および第2の組み合わされたRF電力出力(102、202)それぞれに接続される、第3のRF電力結合器(300)を、前記ラック(1)がさらに備えること、ならびに前記第3のRF電力結合器(300)が前記ラック(1)の前記後側(5)に搭載されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載のラック(1)。

【請求項12】

前記第3のRF電力結合器(300)がハイブリッド結合線を備える、請求項11に記載のラック(1)。

【請求項13】

第4および第5のRF電力結合器(400、500)であって、その第4および第5の結合器入力(401、501)が、第4および第5の組み合わされたRF電力出力(402、502)をそれぞれ送出するため、前記ラック(1)のさらなるRF増幅器モジュール(10)の前記増幅されたRF出力(12)にそれぞれ接続される、第4および第5のRF電力結合器(400、500)を、前記ラック(1)がさらに備えること、前記第4および第5のRF電力結合器(400、500)が、前記フレームの前記左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に、または前記フレームの前記右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に搭載されること、第6のRF電力結合器(600)であって、その第6の結合器入力(601)が、第6の組み合わされたRF電力出力(602)を送出するため、それぞれの前記第4および第5のRF電力結合器(400、500)の前記第4および第5の組み合わされたRF電力出力(402、502)に接続される、第6のRF電力結合器(600)を、前記ラック(1)がさらに備えること、前記第6のRF電力結合器(600)が前記ラック(1)の前記後側(5)に搭載されること、第7のRF電力結合器(700)であって、その第7の結合器入力(701)が、第7の組み合わされたRF電力出力(702)を送出するため、前記第3および第6の組み合わされたRF電力出力(302、602)に接続される、第7のRF電力結合器(700)を、前記ラック(1)がさらに備えること、ならびに前記第7のRF電力結合器(700)が前記ラック(1)の上部に搭載されることを特徴とする、請求項11または12に記載のラック(1)。

【請求項14】

前記第6のRF電力結合器(600)がハイブリッド結合線を備えること、および前記第7のRF電力結合器(700)が分岐線タイプの90°ハイブリッド電力結合器を備えることを特徴とする、請求項13に記載のラック(1)。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、大電力RF増幅器を備えるラックに関し、より詳細には、大電力RF出力を送出するためにその出力が結合される、複数の相互接続されたRF増幅器モジュールを備えるラックに関する。

【背景技術】

【0002】

無線周波数(RF)電力増幅器は、RF信号を大電力に増幅するため、電子真空管(三極管、四極管、など)の代わりに、電力半導体などの固体デバイス(SSD)をますます使用するようになっている。しかし、知られているSSDは、たとえば粒子加速器中の加速電場を生成するのに必要な、数十または数百キロワットの電力レベルを送出することができない。したがって、所望の大電力出力を達成するために、複数のSSD増幅器モジュールの出力を組み合わせることが知られている。所望の大電力出力を達成するために、ラック中にSSD増幅器モジュールを搭載して、それらそれぞれの出力を組み合わせることがさらに知られている。

【0003】

従来の設計では、ラックの後側の背後にRF電力結合器が配置されており、したがって、さらに場所を取るだけでなく、たとえば電源接続および冷却用流体接続などの、ラックに搭載されるSSD増幅器モジュールへの他の接続にとっては邪魔な障害物でもある。

【0004】

特許公開番号第WO2015023203A1号は、19インチラックに搭載されるように適合される電力結合器を開示する。そのような電力結合器はラック中の有用な空間を占有し、そこを、SSD増幅器モジュールおよび/または他の機器が使用することができない。2×6で水平に整列した電力入力を有するこの結合器の特定の設計によって、SSD増幅器モジュールの電力出力に対して複数のケーブル接続を使用することがさらに必要となり、その結果、ラックから1つのSSD増幅器モジュールを取り除きたいとき、おそらくは他のSSD増幅器モジュールへのそのようなケーブル接続を最初に取り外さなければならず、これは不便である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許公開番号第WO2015023203A1号

【非特許文献】

【0006】

【文献】「A new N-way power divider/combiner suitable for High power applications」、Ulrich H. Gysel - Stanford Research Institute - Menlo Park, California 94025

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ラックに搭載されたときの、最新式大電力RF増幅器の問題に対処することが本発明の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、独立請求項によって規定される。従属請求項は、有利な実施形態を規定する。

【0009】

本発明によれば、複数の機器モジュールを搭載するためのラックが提供され、前記ラックは、左側、右側、前側、後側、上側、および下側を提示する。前記ラックは、左側垂直柱および右側垂直柱を有するフレームと、一方の左側垂直柱と他方の右側垂直柱との間でフレームに搭載される複数のRF増幅器モジュールとを備え、各増幅器モジュールが、RF入力および増幅されたRF出力を有するRF増幅器回路を備える。

【0010】

ラックは、第1の組み合わされたRF電力出力を送出するための、複数のRF増幅器モジュールの増幅されたRF出力にそれぞれ接続される、第1の結合器入力を有する第1のRF電力結合器をさらに備える。第1のRF電力結合器は、ラック中で、フレームの左側垂直柱の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に、またはフレームの右側垂直柱の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に搭載される。

【0011】

この配置のおかげで、ラック中で機器を配置するのに従来使用されていない空間が、ここで、第1のRF電力結合器の少なくとも一部を配置するために使用される。したがって、従来の配置構成と比較して、全体のシステムがより少ない空間を占有すること、および/またはより少ない占有面積を提示することになる。

【0012】

好ましくは、各RF増幅器モジュールがラックの前側に位置する前面を有し、前記前面が、RF増幅器モジュールの増幅されたRF出力を第1のRF電力結合器に連結する電気回路を備える。このことによって、前面を、電気回路の一部として、または第1の電力結合器の一部として使用することが可能になる。言い換えると、前面は、機械的機能と電気的機能の両方を有し、このことによって、費用および空間を節約する。

【0013】

より好ましくは、各RF増幅器モジュールは、ラック中に取り外し可能に搭載され、その前面が、電気回路を第1のRF電力結合器に取り外し可能に接続するための第1のコネクタを備え、前記第1のコネクタは、前記前面の遠位の左側および/または遠位の右側に配置される。このことによって、各RF増幅器モジュールを第1の電力結合器に連結するためにゆるいケーブルまたは他の構成要素を使用する必要なしに、ラック内の、RF増幅器モジュールの取り外しおよび再挿入が容易になる。このことは、RF増幅器モジュールと第1のRF電力結合器との間のより正確な接続も可能にする。というのは、前記接続を確立するとき、操作者が前記接続をより良好に見ることができるためである。

【0014】

より好ましくは、各RF増幅器モジュールが、RF増幅器回路を有するプリント回路板を備え、その前面がプリント回路板に取り外し可能に搭載され、その前面の電気回路が、第2のコネクタを介して前記RF増幅器モジュールの増幅されたRF出力に接続される。このことによって、その前面の電気回路が存在しないRF増幅器モジュールが可能になる。

【0015】

一例では、第1のRF電力結合器は、フレームの左側垂直柱の間に含まれる容積の中に完全に収納される、またはフレームの右側垂直柱の間に含まれる容積の中に完全に収納される。

【0016】

別の例では、第1のRF電力結合器は、フレームの左側垂直柱の間に含まれる容積の中に部分的に収納され、および/またはフレームの右側垂直柱の間に含まれる容積の中に部分的に収納され、第1のRF電力結合器の残りの部分は、各RF増幅器モジュールの前面上に少なくとも部分的に配置される。

【0017】

好ましくは、第1のRF電力結合器は、Gyselタイプの結合器である(「A new N-way power divider/combiner suitable for High power applications」、Ulrich H. Gysel - Stanford Research Institute - Menlo Park, California 94025を参照)。

【0018】

好ましくは、各RF増幅器モジュールの定格周波数範囲は、3MHz～3GHzの範囲に含まれる。より好ましくは、各RF増幅器モジュールの定格周波数範囲は、10MHz～300MHzの範囲に含まれる。

【0019】

好ましくは、各RF増幅器モジュールの定格出力電力は、1KW～100KWの範囲に含まれる。より好ましくは、各RF増幅器モジュールの定格出力電力は、3KW～30KWの範囲に含まれる。

【0020】

本発明のこれらおよびさらなる態様が、例として、添付図面を参照して、より詳細に説明されることになる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明にしたがうラックの例示的な実施形態を示す図である。

【図2】図1のラックについての簡略化した回路図を示す図である。

【図3】本発明にしたがうラックの例示的な好ましい実施形態を示す図である。

【図4】図3のラックの簡略化した回路図を示す図である。

【図5】本発明にしたがうラックの例示的な好ましい実施形態を示す図である。

【図6】図4のラックについての簡略化した回路図を示す図である。

【図7】図6の第3のRF電力結合器のより詳細な回路図を示す図である。

【図8】本発明にしたがうラックのより好ましい実施形態の簡略化した回路図を示す図である。

【図9】図8の第7のRF電力結合器のより詳細な回路図を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図面は、一定の縮尺でなく、原寸に比例もしていない。全体的に、同様または同一の構成要素は、図面中で同じ参照番号によって示される。

【0023】

図1は、本発明にしたがうラック(1)の例示的な実施形態を示す。ラック(1)は全体的に平行六面体形状を有し、左側(2)、右側(3)、前側(4)、後側(5)、上側、および下側を提示する。ラック(1)は、2つの(端の)左側垂直柱(7)および2つの(端の)右側垂直柱(8)を有するフレームと、複数のRF増幅器モジュール(10)とを備える。各RF増幅器モジュール(10)は、一方の2つの左側垂直柱(7)と他方の2つの右側垂直柱(8)との間でフレームに搭載される。

【0024】

図1に見られるように、RF増幅器モジュール(10)は、垂直に積み重ねられた構成で、ラック(1)の中に水平に各々搭載される。他の例では、RF増幅器モジュール(10)は、水平に積み重ねられた構成で、ラック(1)の中に垂直に搭載される場合がある。

【0025】

各RF増幅器モジュール(10)は、RF入力(11)および増幅されたRF出力(12)を有するRF増幅器回路を備える。RF入力(11)は、増幅され、モジュールの増幅されたRF出力(12)に出力されるべき信号を接続するためのものである。好ましくはRF各増幅器モジュール(10)は、各RF増幅器モジュール(10)がラック(1)に搭載されるときに、各RF増幅器モジュール(10)のRF入力(11)がラック(1)の後側(5)にあり、各RF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)がラック(1)の前側(4)にあるように設計される。たとえば、そのようなRF増幅器モジュール(10)は、たとえばRF電力トランジスタなどの、信号増幅目的の固体デバイスを有する固体増幅器回路を規定するプリント回路板を備えることができる。

【0026】

ラック(1)は、第1の組み合わされたRF電力出力(102)を送出するための、複数のRF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)にそれぞれ接続される、第1の結合器入力(101)を有する第1のRF電力結合器(100)をさらに備える。

【0027】

この例では、第1のRF電力結合器(100)は、ラック(1)中で、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に搭載される。別の例(図示せず)では、第1のRF電力結合器(100)は、ラック(1)中で、フレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に搭載される。

【0028】

この例では、ラック(1)は、4つのRF増幅器モジュール(10)であって、その4つの増幅されたRF出力(12)が、第1のRF電力結合器(100)の4つの第1の結合器入力(101)にそれぞれ接続される、4つのRF増幅器モジュール(10)を備え、第1のRF電力結合器(100)は、ラック(1)中で、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に搭載される。当業者には、他の組合せおよび/または配置構成が可能であることが明らかであろう。

【0029】

図2は、図1のラック(1)についての簡略化した回路図を示す。図2の左側から右側へと進むと、以下が理解できる。
- それぞれ4つの増幅されたRF出力(12)に向かう、増幅されるべき4つの信号を受け取るための4つのRF入力(11)をそれぞれ有する4つのRF増幅器モジュール(10)
- たとえば、RF電力結合器の分野で知られている、4対1「Gysel」タイプ結合器といった、第1のRF電力結合器(100)(たとえば、「A new N-way power divider/combiner suitable for High power applications」、Ulrich H. Gysel - Stanford Research Institute - Menlo Park, California 94025)
- 4つの増幅されたRF出力(12)を第1のRF電力結合器(100)の4つの第1の結合器入力(101)にそれぞれ接続する4つの伝送線(Zo)
- 第1の組み合わされたRF電力出力(102)
- 第1のRF電力結合器(100)の出力インピーダンスをたとえば50オームに適合させるための、オプションのインピーダンスアダプタ(50)

【0030】

この例では、ラック(1)は、4つのRF増幅器モジュール(10)を備え、それらの4つのRF入力(11)は、たとえば、ラック(1)の中にまたはラック(1)に対して搭載されても搭載されなくともよい、1対4RF電力分割器(図示せず)の4つの出力にそれぞれ接続することができる。前記RF電力分割器の入力に、増幅されるべきRF信号を送ることができる。

【0031】

オプションのインピーダンスアダプタ(50)があるとき、オプションのインピーダンスアダプタ(50)は、図1に示されるように、左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中または右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中で、第1のRF電力結合器(100)と同じ側(左または右)にやはり搭載されることが好ましい。

【0032】

好ましくは、第1の結合器入力(101)が、垂直に他のものの上に、ラック(1)の前側(4)に向かって配置される。第1の結合器入力(101)へのアクセスを行うために、前の左側の柱の中に貫通孔を見越すことができる。好ましくは、ここで、第1の組み合わされたRF電力出力(102)が、ラック(1)の後側(5)に配置される。第1の組み合わされたRF電力出力(102)へのアクセスを行うために、後の左側の柱の中に貫通孔を見越すことができる。

【0033】

好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)がラック(1)の前側(4)に位置する前面(31)を有し、前記前面(31)が、RF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)を第1のRF電力結合器(100)に連結する電気回路を備える。この例では、前記電気回路は、特性インピーダンスZoを有する単純な伝送線である。

【0034】

より好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)は、ラック(1)中に取り外し可能に搭載され、各RF増幅器モジュール(10)の前面が、電気回路を第1のRF電力結合器(100)に取り外し可能に接続するための第1のコネクタ(30)を備える。この例では、前記第1のコネクタは、前記前面(31)の遠位の左側で、対合するコネクタを有する対応する第1の結合器入力(101)の前に配置される。このことによって、たとえば交換または修理のために、RF増幅器モジュール(10)をラック(1)に容易に挿入および取り外すことが可能になる。第1のRF電力結合器(100)が、ラック(1)中で、フレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に搭載される別の例(図示せず)では、各第1のコネクタ(30)は、各RF増幅器モジュール(10)の前面の遠位の右側に配置されることが好ましい。

【0035】

好ましくは、各前面(31)は、たとえばプラスチックなどの電気的に絶縁性の材料から製造されるカバーによって保護される。

【0036】

各RF増幅器モジュール(10)が、RF増幅器回路を有するプリント回路板および前面(31)を備えると、前記前面(31)が前記プリント回路板に取り外し可能に搭載されることが好ましく、前記前面(31)の電気回路が、第2のコネクタ(32)を介して前記RF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)に接続される。このことによって、たとえば、RF増幅器モジュール(10)をラック(1)から取り外すことなく、また、RF増幅器モジュール(10)を第1の電力結合器に接続することなく、RF増幅器モジュール(10)を検査することが可能になる。

【0037】

図1および図2の例では、第1のRF電力結合器(100)は、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に完全に収納される。別の例(図示せず)では、第1のRF電力結合器(100)は、フレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に完全に収納され、この場合、もちろん第1のコネクタ(30)は、各RF増幅器モジュール(10)の遠位の右側に配置されることになる。

【0038】

図3は、本発明にしたがうラックの例示的な好ましい実施形態を示す。これは、この場合に、第1のRF電力結合器(100)が、以下のいくつかの部分に空間的に分割されることを除いて、図1のラック(1)と同様である。
- 1つの部分(インピーダンスA1、B、およびC1によって表される)は、各RF増幅器モジュール(10)の前面に配置される。
- 別の部分(インピーダンスA2によって表される)は、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に収納される。
- さらに別の部分(インピーダンスC2によって表される)は、フレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に収納される(図3上では、ほとんど見えない)。
- さらに別の部分(R1)は、各RF増幅器モジュール(10)自体に配置される。

【0039】

そのような配置構成によって、第1の電力結合器によって占有される空間をより良好に最適化することができる。

【0040】

図4は、図3のラックの簡略化した回路図を示しており、図4上では、上で述べたインピーダンス(A1、A2、B、C1、C2、R1)が再び、ならびにそれらおよびRF増幅器モジュール(10)の間の連結が示される。第1のRF電力結合器(100)は、図2に関連して記載されたように、4対1「Gysel」タイプ結合器である。

【0041】

図3の例における場合のように、第1のRF電力結合器(100)が、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に部分的に収納され、フレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に部分的に収納されるとき、各RF増幅器モジュール(10)をラック(1)に容易に挿入および取り外すことができるように、各RF増幅器モジュール(10)の前面(31)は、前記前面の遠位の左側に配置される第1のコネクタ(30)に加えて、前記前面(31)の遠位の右側に配置される第3のコネクタ(33)を備えることが好ましい。図4に示されるように、各第1のコネクタ(30)は、インピーダンスA1とインピーダンスA2との間に連結を行い、各第3のコネクタ(33)は、インピーダンスC1とインピーダンスC2との間に連結を行う。

【0042】

図3および図4に示されるように、各RF増幅器モジュール(10)の各前面(31)の電気回路は、負荷R1への接続をさらに備えることが好ましい。負荷R1は、Gysel結合器の平衡用負荷として機能する。好ましくは、各負荷R1はそれぞれ各RF増幅器モジュール(10)の部分であり、このことによって、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中もしくはフレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中のGysel結合器の他の部分、および/または他の構成要素のために空間を節約することが可能になる。好ましくは、RF増幅器モジュール(10)が他のRF増幅器モジュールから分離されるときに、RF増幅器モジュール(10)をそれ自体の内部の負荷で検査することを可能にするために、R1が過大に寸法決定される。

【0043】

図3に示されるように、前面(31)が第2のコネクタ(32)を備える場合、前記前面(31)は、負荷R1をインピーダンスBとインピーダンスC1との間の点に接続するための第4のコネクタ(34)も備える。

【0044】

好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)の定格周波数範囲は、3MHz～3GHzの範囲に含まれる。より好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)の定格周波数範囲は、10MHz～300MHzの範囲に含まれる。さらにより好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)の定格周波数は、176MHz+/-5%に等しい。好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)の定格出力電力は、1KW～100KWの範囲に含まれる。より好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)の定格出力電力は、3KW～30KWの範囲に含まれる。さらにより好ましくは、各RF増幅器モジュール(10)の定格出力電力は、6KW+/-5%に等しい。

【0045】

好ましくは、第1のRF電力結合器(100)が、2個～10個からなるいくつかの第1の結合器入力(101)を有し、前記第1の結合器入力(101)は、第1の組み合わされたRF電力出力(102)を送出するため、それぞれ2個～10個のラック搭載のRF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)に接続される。

【0046】

図5は、本発明にしたがうラック(1)の例示的な好ましい実施形態を示す。これは、ラック(1)が、第2のRF電力結合器(200)であって、その第2の結合器入力(201)が、第2の組み合わされたRF電力出力(202)を送出するため、ラック(1)のさらなるRF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)に接続される、第2のRF電力結合器(200)をさらに備えることを除いて、図1のラック(1)と同様である。この例では、第2のRF電力結合器(200)が、ラック(1)中で、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中にやはり搭載されるが、第2のRF電力結合器(200)は、代替的に、フレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に搭載される、またはたとえば図3および図4に見られるように分割される場合がある。同じことが第1のRF電力結合器(100)に当てはまる。ラック(1)は、ここで、第3のRF電力結合器(300)であって、その第3の結合器入力(301)が、第3の組み合わされたRF電力出力(302)を送出するため、それぞれ第1および第2のRF電力結合器(100、200)のそれぞれ第1および第2の組み合わされたRF電力出力(102、202)に接続される、第3のRF電力結合器(300)をさらに備える。第3のRF電力結合器(300)は、第1および第2のRF電力結合器がそれらの出力をどこに有するかに応じて、ラック(1)の後左側または後右側に搭載されることが好ましい。図3の例では、第3のRF電力結合器(300)は、ラック(1)の後左側(2)に搭載される。というのは、第1および第2のRF電力結合器(100、200)が、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に両方とも搭載されるためである。明らかに、第3のRF電力結合器(300)は、第1および第2のRF電力結合器(100、200)がフレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に搭載される場合には、ラック(1)の後右側(3)に代替的に搭載される場合がある。

【0047】

図6は、図5のラック(1)についての簡略化した回路図を示す。図6の左側から右側へと進むと、以下が理解できる。
- それぞれ8つの増幅されたRF出力(12)に向かう、増幅されるべき8つの信号を受け取るための8つのRF入力(11)をそれぞれ有する8つのRF増幅器モジュール(10)。増幅されるべき8つの信号は、たとえば、ラック(1)の部分であってもなくてもよい、1対8電力分割器(図示せず)から来る場合がある。前記RF電力分割器の入力に、増幅されるべき低電力RF信号を送ることができる。
- それぞれがたとえば上で記載されたような4対1「Gysel」タイプ結合器といった、第1および第2のRF電力結合器(100、200)
- それぞれ第1および第2のRF電力結合器(100、200)の第1および第2の組み合わされたRF電力出力(102、202)
- 第3のRF電力結合器(300)であって、その第3の結合器入力(301)が第1および第2の組み合わされたRF電力出力(102、202)に接続される、第3のRF電力結合器(300)
- 第3の組み合わされたRF電力出力(302)
分かりやすくするために、伝送線およびオプションのインピーダンスアダプタ(50)は、この図上に示されない。

【0048】

第3のRF電力結合器(300)は、図7上でより詳細に示されるように、ハイブリッド結合線を備えることが好ましい。そのようなハイブリッド結合線は、当技術分野でよく知られており、したがってこれ以上記載されない。

【0049】

図8は、本発明にしたがうラック(1)のより好ましい実施形態の簡略化した回路図を示す。これは、ラック(1)が、第4および第5のRF電力結合器(400、500)であって、その第4および第5の結合器入力(401、501)が、第4および第5の組み合わされたRF電力出力(402、502)をそれぞれ送出するため、ラック(1)のさらなるRF増幅器モジュール(10)の増幅されたRF出力(12)にそれぞれ接続される、第4および第5のRF電力結合器(400、500)をさらに備えることを除いて、図5のラック(1)と同様である。この例では、ラック(1)は、16のRF増幅器モジュール(10)を備え、それらの16のRF入力は、たとえば、ラック(1)の中に搭載されても搭載されなくともよい、1対16RF電力分割器(図示せず)の16の出力にそれぞれ接続することができる。前記RF電力分割器の入力に、増幅されるべき低電力RF信号を送ることができる。

【0050】

第4および第5のRF電力結合器(400、500)が、ラック(1)中で、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に、もしくはフレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に搭載される、またはたとえば図3および図4に見られるように分割される。第4および第5のRF電力結合器(400、500)はそれぞれ、たとえば上で記載されたような4対1「Gysel」タイプ結合器である。

【0051】

ラック(1)が、第6のRF電力結合器(600)であって、その第6の結合器入力(601)が、第6の組み合わされたRF電力出力(602)を送出するため、それぞれ第4および第5のRF電力結合器(400、500)の第4および第5の組み合わされたRF電力出力(402、502)に接続される、第6のRF電力結合器(600)をさらに備える。第6のRF電力結合器(600)は、ラック(1)の後側(5)にやはり搭載され、図7に関連して上で記載されたように、ハイブリッド結合線であることが好ましい。好ましくは、第6のRF電力結合器(600)は、第3のRF電力結合器(300)がラックの後左側に搭載されるとき、ラック(1)の後右側(5)に搭載され、逆も同様である。

【0052】

ラック(1)は、第7のRF電力結合器(700)であって、その第7の結合器入力(701)が、第7の組み合わされたRF電力出力(702)を送出するため、第3および第6の組み合わされたRF電力出力(302、602)に接続される、第7のRF電力結合器(700)をさらに備える。第7のRF電力結合器(700)は、ラック(1)の上部に搭載されることが好ましい。第7のRF電力結合器(700)は、図9上に概略的に示されるように、分岐線タイプの90°ハイブリッド電力結合器を備えることが好ましい。そのような電力結合器は、当技術分野でよく知られており、したがってこれ以上記載されない。

【0053】

いずれの実施形態であれ、各RF増幅器モジュール(10)は、たとえば、600mWの定格入力電力について、定格出力電力6KWを有することができる。その場合、図8の例示的な構成では、第7の組み合わされたRF電力出力(702)において得られる定格出力電力は、2*2*4*6KW=96KWとなる。図7および図9を参照して、示されるインピーダンスおよび定格電力は、そのような96KWの場合に、たとえば次のようになる場合がある。
- Z_L3=50オーム/25KW
- Zo1=50オーム(λ/4線)
- Zo2=50オーム(λ/4線)
- Zo3=35.3オーム(λ/4線)
- Zo4=35.3オーム(λ/4線)
- Z_L7=50オーム/50KW

【0054】

ラック(1)は、任意の種類の好適な寸法を有することができる。好ましくは、本発明にしたがうラック(1)は、(たとえば、以下の規格すなわち、EIA 310-D、IEC 60297、CEA-310-E、DIN 41494のうちの1つで規定されるような)標準的な19インチラック、または(たとえば、以下のETSI規格、ETS 300119に規定されるような)標準的な21インチラック、または標準的な23インチラック(Western Electric 23インチ規格)である。

【0055】

図には示されないが、たとえば、電源モジュールおよび/または制御モジュールといった他のタイプのモジュールをラック(1)の中に搭載することができる。RF増幅器モジュール(10)が4つにグループ化され、4つのRF増幅器モジュール(10)の任意のグループのうちの任意の2つのRF増幅器モジュール(10)の間に他のタイプのモジュールが存在しないことが好ましい。

【0056】

本発明は、本発明を説明し、限定的であると見なすべきでない特定の実施形態に関して記載してきた。より一般的には、本発明は、上で具体的に示され、および/または記載されてきたものによって限定されないことが、当業者には明らかであろう。

【0057】

請求項中の参照番号は、それらの保護範囲を限定しない。

【0058】

「備える、含む(to comprise)」、「含む(to include)」、「からなる(to be composed of)」といった動詞、または任意の他の変形体、ならびにそれらそれぞれの活用形の使用は、言及されるもの以外の要素の存在を排除しない。

【0059】

要素の前の冠詞「a」、「an」または「the」の使用は、そのような要素の複数形の存在を排除しない。

【0060】

本発明は、以下すなわち、それらの間に複数のRF増幅器モジュール(10)が搭載される左側垂直柱(2)および右側垂直柱(3)を有するフレームを備えるラック(1)として記載することもできる。RF増幅器モジュール(10)のRF電力出力(12)は、組み合わされたRF電力出力(102)を送出するため、RF電力結合器(100)の入力(101)にそれぞれ接続される。RF電力結合器(100)は、フレームの左側垂直柱(7)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に、またはフレームの右側垂直柱(8)の間に含まれる容積の中に少なくとも部分的に配置され、それによって、ラック(1)の占有面積を減少させる。

【符号の説明】

【0061】

1 ラック
2 左側
3 右側
4 前側
5 後側
7 左側垂直柱
8 右側垂直柱
10 RF増幅器モジュール
11 RF入力
12 増幅されたRF出力
30 第1のコネクタ
31 前面
32 第2のコネクタ
33 第3のコネクタ
34 第4のコネクタ
50 インピーダンスアダプタ
100 第1のRF電力結合器
101 第1の結合器入力
102 第1の組み合わされたRF電力出力
200 第2のRF電力結合器
201 第2の結合器入力
202 第2の組み合わされたRF電力出力
300 第3のRF電力結合器
301 第3の結合器入力
302 第3の組み合わされたRF電力出力
400 第4のRF電力結合器
401 第4の結合器入力
402 第4の組み合わされたRF電力出力
500 第5のRF電力結合器
501 第5の結合器入力
502 第5の組み合わされたRF電力出力
600 第6のRF電力結合器
601 第6の結合器入力
602 第6の組み合わされたRF電力出力
700 第7のRF電力結合器
701 第7の結合器入力
702 第7の組み合わされたRF電力出力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】