特許 7306875 増幅装置、増幅装置の調整方法、増幅装置の調整プログラム

(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】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】増幅装置、増幅装置の調整方法、増幅装置の調整プログラム

(51)【国際特許分類】

   H03F 3/68 20060101AFI20230704BHJP

   H03F 3/24 20060101ALI20230704BHJP

【ＦＩ】

H03F3/68 220

H03F3/24

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019095405

(22)【出願日】2019-05-21

(65)【公開番号】P2020191533

(43)【公開日】2020-11-26

【審査請求日】2022-04-15

(73)【特許権者】

【識別番号】599161890

【氏名又は名称】ＮＥＣネットワーク・センサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109313

【弁理士】

【氏名又は名称】机 昌彦

(74)【代理人】

【識別番号】100149618

【弁理士】

【氏名又は名称】北嶋 啓至

(72)【発明者】

【氏名】浅尾 博之

(72)【発明者】

【氏名】小川 聡

(72)【発明者】

【氏名】泉倉 健司

【審査官】石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５０１６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７５４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５９０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１６８７８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｆ １／００－ ３／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位相調整部、振幅調整部、電力増幅部を備えた複数の増幅部と、前記複数の増幅部からの出力信号を合成して合成信号を出力する初段合成部を備えた複数の初段ユニット、
前記複数の初段ユニットを備え、前記複数の初段ユニットからの出力信号を合成する二段合成部を備えた二段ユニット、
前記複数の初段ユニットに含まれる前記増幅部からの出力信号の振幅及び位相を揃える調整部、
を備えた増幅装置であって、
前記調整部は、前記複数の初段ユニットの各々の前記複数の増幅部のうち、最も振幅の小さい増幅部を選択して基準増幅部とし、前記基準増幅部以外の前記増幅部の前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準増幅部の振幅及び位相に揃える第一の調整を行い、
次いで、前記調整部は、前記複数の二段ユニットの各々が備える複数の前記初段ユニットのうち、一つの初段ユニットを選択して基準初段ユニットとし、前記基準初段ユニット以外の初段ユニットの前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準初段ユニットの振幅及び位相に揃える第二の調整を行う、
増幅装置。

【請求項2】

前記二段ユニットを複数備え、前記複数の二段ユニットからの出力信号を合成する三段合成部を備えた三段ユニットを更に備え、
前記調整部は、前記第二の調整に次いで、前記三段ユニットが備える複数の前記二段ユニットのうち一つの二段ユニットを選択して基準二段ユニットとし、前記基準二段ユニット以外の二段ユニットの前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準二段ユニットの振幅及び位相に揃える第三の調整を行う、
請求項１に記載された増幅装置。

【請求項3】

前記振幅調整部は、前記電力増幅部の前段に設置される、請求項１または２に記載された増幅装置。

【請求項4】

前記位相調整部は、前記振幅調整部の前段に設置される、請求項１から３のいずれか一に記載された増幅装置。

【請求項5】

前記調整部は、選択した前記増幅部には前記出力信号の出力を行わせ前記選択を行わない前記増幅部には前記出力信号の出力を停止させた場合の前記合成信号の振幅である合成信号振幅を、前記選択した前記増幅部の前記合成信号の前記合成信号振幅とする、請求項１乃至請求項４のうちのいずれか一に記載された増幅装置。

【請求項6】

複数の増幅部と、前記複数の増幅部からの出力信号を合成して合成信号を出力する初段合成部を備えた複数の初段ユニット、
前記複数の初段ユニットを備え、前記複数の初段ユニットからの出力信号を合成する二段合成部を備えた二段ユニット、
前記複数の初段ユニットに含まれる前記増幅部からの出力信号の振幅及び位相を揃える調整部、
を備えた増幅装置の調整方法であって、
前記調整部は、前記複数の初段ユニットの各々の前記複数の増幅部のうち、最も振幅の小さい増幅部を選択して基準増幅部とし、前記基準増幅部以外の前記増幅部の前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準増幅部の振幅及び位相に揃える第一の調整を行い、
次いで、前記調整部は、前記複数の二段ユニットの各々が備える複数の前記初段ユニットのうち一つの初段ユニットを選択して基準初段ユニットとし、前記基準初段ユニット以外の初段ユニットの前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準初段ユニットの振幅及び位相に揃える第二の調整を行う、
増幅装置の調整方法。

【請求項7】

前記二段ユニットを複数備え、前記複数の二段ユニットからの出力信号を合成する三段合成部を備えた三段ユニットを更に備え、
前記調整部は、前記第二の調整に次いで、前記三段ユニットが備える複数の前記二段ユニットのうち一つを選択して基準二段ユニットとし、前記基準二段ユニット以外の二段ユニットの前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準二段ユニットの振幅及び位相に揃える第三の調整を行う、
請求項６に記載された増幅装置の調整方法。

【請求項8】

複数の増幅部と、前記複数の増幅部からの出力信号を合成して合成信号を出力する初段合成部を備えた複数の初段ユニット、
前記複数の初段ユニットを備え、前記複数の初段ユニットからの出力信号を合成する二段合成部を備えた二段ユニット、
前記複数の初段ユニットに含まれる前記増幅部からの出力信号の振幅及び位相を揃える調整部、
を備えた増幅装置を調整する処理をコンピュータに実行させる増幅装置の調整プログラムであって、
前記調整部は、前記複数の初段ユニットの各々の前記複数の増幅部のうち、最も振幅の小さい増幅部を選択して基準増幅部とし、前記基準増幅部以外の前記増幅部の前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準増幅部の振幅及び位相に揃える第一の調整を行う処理を実行させ、
次いで、前記調整部は、前記二段ユニットが備える複数の前記初段ユニットのうちの一つの初段ユニットを選択して基準初段ユニットとし、前記基準初段ユニット以外の初段ユニットの前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準初段ユニットの振幅及び位相に揃える第二の調整を行う処理を実行させる、
増幅装置の調整プログラム。

【請求項9】

前記二段ユニットを複数備え、前記複数の二段ユニットからの出力信号を合成する三段合成部を備えた三段ユニットを更に備え、
前記調整部は、前記第二の調整に次いで、前記三段ユニットが備える複数の前記二段ユニットの一つを選択して基準二段ユニットとし、前記基準二段ユニット以外の二段ユニットの前記出力信号の振幅及び位相を、前記基準二段ユニットの振幅及び位相に揃える第三の調整を行う処理をコンピュータに実行させる、
請求項８に記載された増幅装置の調整プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は入力信号を増幅する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力増幅装置としては、クライストロン等の電子管を使用したものと電力用半導体素子を用いたものとが知られている。電子管を使用した電力増幅装置は、安定性、エージングが必要、寿命が短い等、特にライフ・サイクル・コストの観点で課題がある。そのため、一般的には半導体電力増幅装置が用いられる。

【0003】

しかしながら、電力用半導体素子を用いた電力増幅器は、大電力が得にくいという課題がある。そのため、一般的に、大電力用の電力増幅装置は、電力用半導体素子を備える電力増幅器の出力を並列接続しそれらの出力電流を合成することにより出力電力を増大させる（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

電力増幅装置の信号の電力を増大する方法には、各電力増幅器の出力電流を増大させる第一の方法と、合成される電力増幅器の出力信号の数を増やす第二の方法とがある。

【0005】

そして、第一の方法として、電力用半導体素子の出力を並列接続する方法がある。しかしながら、この方法は、出力段に実装するデバイスやコネクタ等の耐電力制約による電力限界がある。

【0006】

一方、第二の方法においては、各出力を合成することによる合成損失が問題となる。合成損失を低減するためには、合成損失の低減と合成数の増大の両立が可能なコニカル線路やラジアル線路を用いた電力合成器が考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１７－１７５４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、コニカル線路やラジアル線路を用いた電力合成器は大電力化への制限がある。当該制限は、合成数増大に伴う線路の半径（中心からの距離）や線路の高さの制限、周波数と合成数により決定されるインピーダンス不整合、アイソレーション特性の悪化や線路インピーダンスから決定される同軸接栓の寸法限界等によるものである。

【0009】

本発明は、一般的な電力合成器を用いた多段合成において電力損失の低減が可能な電力増幅装置等の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の増幅装置は、複数の増幅部と合成部と調整部とを備え、前記増幅部の各々は、前記調整部からの制御信号により入力信号の電力を増幅した出力信号を出力する電力増幅部と、前記制御信号により前記出力信号の出力信号振幅を調整する振幅調整部と、を備え、前記合成部は前記増幅部からの前記出力信号を合成した合成信号を出力し、前記調整部は、前記増幅部からの前記出力信号の前記出力信号振幅を互いに近づける前記制御信号を前記増幅部の各々に送付する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の増幅装置等は一般的な電力合成器を用いた多段合成において電力損失の低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態の増幅装置の構成例を表す概念図である。

【図2】増幅部の構成例を表す概念図である。

【図3】調整部の構成例を表す概念図である。

【図4】処理部が行う処理の処理フロー例を表す概念図である。

【図5】実施形態の増幅装置の最小限の構成を表す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本実施形態の増幅装置への入力信号は所定の数の信号に分岐された後、各々個別に増幅される。増幅後の信号は所定のグループごとに合成され、いくつかの合成信号に集約される。これらの合成信号は再度所定のグループごとに合成され、集約される。このような合成過程を所定の回数経て、最終的に一つの信号に集約されて、当該増幅装置から出力される。

【0014】

前記増幅装置は、前記合成及び出力動作に先立ち、各合成部に入力される各々の信号の振幅（電力）と位相とをモニターし各増幅部に揃えさせる。前記増幅装置は、各信号の振幅を合成過程に先だって一致させることにより、合成部における振幅の大きい入力端子から小さい入力端子への電力の回り込みを防ぎ、電力損失を低減する。前記増幅装置は、また、各信号の位相を合成過程に先だって一致させることにより、合成後の信号の劣化を抑える。
［構成と動作］
図１は、本実施形態の増幅装置の例である増幅装置１００の構成を表す概念図である。

【0015】

増幅装置１００は、入力される電力信号である入力信号Ｐ_ｉｎの電力を増幅した信号である出力信号Ｐ_ｏｕｔを出力する装置である。入力信号Ｐ_ｉｎ及び出力信号Ｐ_ｏｕｔは典型的には高周波信号である。その場合の、当該高周波信号の周波数は、例えば、マイクロ波（Ｓバンド：２ＧＨｚ乃至Ｘバンド：１２ＧＨｚ）である。当該高周波信号は、例えば、典型的にはパルス変調信号である。当該高周波信号には、その他、連続波信号、位相変調信号、周波数変調信号、スペクトラム拡散信号等の様々な信号が想定され得る。

【0016】

増幅装置１００は、三段ユニット３０１と調整部４２とを備える。ここで、「三段ユニット」は、三段の合成部を増幅部と含むユニットである。また、以下における「二段ユニット」は、二段の合成部と増幅部を含むユニットである。また、「初段ユニット」は、初段の合成部と増幅部を含むユニットである。

【0017】

三段ユニット３０１は、ｉ台の二段ユニット２０１乃至２０ｉと、三段合成部３１とを備える。ここで、ｉは１以上の整数である。図１では、二段ユニット２０２乃至２０（ｉ－１）については図示が省略されている。また、ｉ＝１の場合は、分配部２６、二段ユニット２０ｉ及び三段合成部３１は存在しない場合も想定される。

【0018】

二段ユニット２０１は、ｍ台の初段ユニット１０１乃至１０ｍと二段合成部２１とを備える。なお、図示はされないが、二段ユニット２０１以外の二段ユニットも、二段ユニット２０１と同様の構成を備える。ここで、ｍの値は、二段ユニットにより異なる値であっても構わない。また、ｍ＝１の場合は、初段ユニット１０ｍ及び二段合成部２１は存在しない場合も想定され得る。

【0019】

初段ユニット１０１は、ｎ個の増幅部５１乃至１ｎと、初段合成部１１とを備える。なお、他の初段ユニットも初段ユニット１０１と同様の構成を備える。ここで、ｎの値は、二段ユニットにより異なっても構わない。また、ｎ＝１の場合は、増幅部５ｎ及び初段合成部１１は存在しない場合も想定され得る。

【0020】

分配部２６は、入力信号Ｐ_ｉｎを各増幅部に分配する。分配部２６は、複数段に分かれていても構わない。

【0021】

各増幅部は、分配された信号の電力を増幅した増幅信号を初段合成部１１に入力する。

【0022】

初段合成部１１は、入力された増幅信号を合成した初段合成信号を、初段端子Ｔ１１を介して、二段合成部２１及び調整部４２に出力する。ここで、初段端子は初段合成信号が出力される端子である。

【0023】

二段合成部２１は、入力された各初段合成信号を合成した二段合成信号を、二段端子Ｔ２１を介して、三段合成部３１及び調整部４２に出力する。ここで、二段端子は二段合成信号が出力される端子である。

【0024】

三段合成部３１は、各二段ユニットから入力された二段合成信号を合成した三段合成信号を、三段端子Ｔ３を介して、調整部４２に入力するとともに、出力信号Ｐ_ｏｕｔとして増幅装置１００の外部に出力する。ここで、三段端子は、三段合成信号が出力される端子である。

【0025】

調整部４２は、増幅装置１００の運用に先だって或いは運用を中断して、合成部ごとに各合成部に入力される信号の振幅及び位相を揃える調整を行う。調整部４２は、当該調整を行う場合は、まず、各増幅部から初段合成部に入力される信号間の調整を行う。次に、調整部４２は、各初段合成部から二段合成部に入力される信号間の調整を行う。次に、調整部４２は、各二段合成部から三段合成部３１に入力される信号間の調整を行う。こうして、調整部４２は、すべての合成部に入力される信号の振幅及び位相を揃えさせる。以下、上記調整の詳細例を説明する。

【0026】

調整部４２は、以下の方法で、各初段合成部に入力される信号間の調整を行う。

【0027】

その場合、調整部４２は、初段ユニット１０１が備える各増幅部に送付する制御信号により、各増幅部の一台ずつに増幅信号を出力させる。調整部４２は、選択したある一台の増幅部が増幅信号を出力している間は、初段ユニット１０１の他の増幅部には増幅信号を出力させない。これにより、初段合成部１１から初段端子Ｔ１１を経て調整部に入力される初段合成信号は、選択された一台の増幅部からの増幅信号のみになる。そして、調整部４２は、各増幅部を順次選択し、その増幅部のみに出力を行わせることにより、各増幅部からの増幅信号の振幅及び位相を取得する。調整部４２は、例えば、市販のネットワークアナライザが備える機能を備えることにより、当該取得を行い得る。

【0028】

次に、調整部４２は、増幅部５１を選択した場合の出力信号の振幅及び位相に対する、増幅部５２乃至１ｎの各々の出力信号の振幅及び位相の差である増幅信号振幅差及び増幅信号位相差を導出する。ここで、増幅部５１の増幅信号の振幅及び位相を基準とすることが想定されていることを前提とする。調整部４２は、当該増幅信号振幅差を及び増幅信号位相差を保持する。

【0029】

次に、調整部４２は、当該増幅信号振幅差及び増幅信号位相差がなくなるように、各増幅部に、その増幅信号の振幅及び位相を調整させる。調整部４２は、当該調整を行う場合は、例えば、まず各増幅部から出力される増幅信号のうち最も振幅の小さいものを特定する。そして、調整部４２は、各増幅部が備える可変アッテネータに、特定した増幅信号の振幅に等しくなるように増幅信号の振幅を減少させる。調整部４２は、次に、その特定した増幅信号の位相に等しくなるように、各増幅部が備える移相部に増幅信号の位相を調整させる。各増幅部が調整部４２からの制御信号によりその増幅信号の振幅及び位相を調整するための構成は、図２に表される。

【0030】

調整部４２は、二段ユニット２０１が備える初段ユニット１０１以外の他の初段ユニットについても、増幅信号の同様の調整を行わせる。

【0031】

調整部４２は、さらに、二段ユニット２０２乃至２０ｉの各々が備える各初段ユニットの各増幅信号についても、同様の調整を行わせる。

【0032】

次に、調整部４２は、以下の方法で、各二段合成部に入力される信号間の調整を行う。

【0033】

その際に、調整部４２は、まず、二段ユニット２０１が備える、ある初段ユニットを選択する。そして、調整部４２は、選択した初段ユニットの備えるすべての増幅部に増幅信号を出力させ、二段ユニット２０１が備える他の増幅部には増幅信号を停止させる。そして、二段端子Ｔ２１からの二段合成信号の振幅及び位相を取得、保持する。その際の二段合成信号は、選択されたユニットからの初段合成信号と等しくなっている。すなわち、この場合の二段合成信号の振幅及び位相は、選択されたユニットからの初段合成信号の振幅及び位相である。

【0034】

調整部４２は、二段ユニット２０１が備える他の初段ユニットについても同様の制御を行い、二段端子Ｔ２１からの出力信号の振幅及び位相を取得、保持する。これにより、調整部４２は、各初段ユニットについて、その増幅部のすべてに増幅信号を出力させた場合の初段合成信号の振幅及び位相を取得する。

【0035】

次に、調整部４２は、二段ユニット２０１の各初段ユニットについて、初段合成信号の振幅及び位相の初段ユニット１０１との差である初段合成振幅差及び初段合成位相差を求め、保持する。ここで、初段ユニット１０１の初段合成信号の振幅及び位相を基準とすることが予め定められていることを前提とする。

【0036】

次に、調整部４２は、各二段ユニットの各増幅部に、当該初段合成振幅差及び初段合成位相差を調整させる。その際に、調整部４２は、初段ユニットごとに等しい初段合成振幅差及び位相差に相当する分だけ、その初段ユニットが備えるすべての増幅部に、増幅信号の振幅及び位相を調整させる。

【0037】

調整部４２は、同様の初段合成振幅差及び初段合成位相差の調整を二段ユニット２０２乃至２０ｉの各々についても行わせる。

【0038】

次に、調整部４２は、三段合成部３１に入力される信号間の調整を行う。

【0039】

その場合、調整部４２は、ある選択した二段ユニットが備えるすべての増幅部に増幅信号を出力させる。その際に、他の二段ユニットが備えるすべての増幅部には出力を停止させる。これにより、三段端子Ｔ３から入力される出力信号はその選択された二段ユニットのすべての増幅部に増幅信号を出力させた場合のそのユニットからの二段合成信号になる。調整部４２は、三段端子Ｔ３から入力されたその選択された二段ユニットからの二段合成信号の振幅と位相とを取得し、保持する。

【0040】

調整部４２は、同様にして、三段ユニット３０１が備えるすべての二段ユニットについて、三段端子Ｔ３からの二段合成信号の振幅及び位相を取得し、保持する。

【0041】

次に、調整部４２は、三段ユニット３０１が備える各二段ユニットと二段ユニット２０１との、二段合成信号の振幅と位相の差である二段合成振幅差及び二段合成位相差を取得し、保持する。

【0042】

次に、調整部４２は、三段ユニット３０１の各二段ユニットについて、二段合成信号の振幅及び位相の二段ユニット２０１からの二段合成信号との差である二段合成振幅差及び二段合成位相差を求め、保持する。ここで、二段ユニット２０１の二段合成信号の振幅及び位相を基準とすることが予め定められていることを前提とする。

【0043】

次に、調整部４２は、各二段ユニットの各増幅部に当該二段合成振幅差及び二段合成位相差を調整させる制御情報を送付する。その際に、調整部４２は、二段ユニットごとに等しい二段合成振幅差及び二段合成位相差だけ、その二段ユニットが備えるすべての増幅部に調整させる。

【0044】

図２は、図１に表す各増幅部の例である増幅部５０の構成を表す概念図である。増幅部５０は、移相部５０１と振幅調整部５０２と電力増幅部５０３とを備える。

【0045】

移相部５０１は、調整部４２から送付を受けた位相制御信号に従い、分配部２６から分配された入力信号の位相を調整し、調整後の信号を振幅調整部５０２に入力する。当該位相制御信号には、移相量及び位相の向き（正負）を表す情報が含まれている。移相部５０１は、当該情報により移相を行う。移相部５０１としては、例えば、Ｑｏｒｖｏ社のＰｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔｅｒ製品であるＴＧＰ２１０５－ＳＭを用いることができる。

【0046】

振幅調整部５０２は、調整部４２から送付を受けた振幅制御信号に従い、移相部５０１から入力された信号の振幅を調整する。調整後の振幅は電力増幅部５０３に入力される。振幅調整部５０２としては、例えば、Ｕｎｉｔｅｄ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社の可変アッテネータ製品であるＣＨＴ３６６０－ＱＡＧ－ｆｕｌｌ－０２１１を用いることができる。

【0047】

電力増幅部５０３は、振幅調整部５０２から入力された信号の電力を増幅した増幅信号を初段合成部１１に出力する。電力増幅部５０３は、当該出力及び出力の停止を、調整部４２から送付された出力制御信号により行う。電力増幅部５０３は、出力段に、例えば、電界効果トランジスタを備えている。その場合、当該電界効果トランジスタのゲートは調整部４２に接続されている。そして、電力増幅部５０３は、ゲート電圧のレベルが調整部４２により切り替えられることにより、出力をオンオフする。この場合、当該ゲート電圧が前述の出力制御信号である。

【0048】

なお、移相部５０１及び振幅調整部５０２は、電力増幅部５０３の後段である、電力増幅部５０３と初段合成部１１との間に設置されることも可能である。しかしながら、図２に表すように、電力増幅部５０３の前段である、分配部２６と電力増幅部５０３との間に設置する方がより好ましい。

【0049】

その理由は、一つには、移相部５０１及び振幅調整部５０２を電力増幅部５０３の前段に設置することにより、移相部５０１及び振幅調整部５０２により生じる発熱を減少させることができるためである。前段の方が後段より信号の電力が小さいからである。

【0050】

前記理由は、二つには、電力増幅部５０３の後段に設置された場合、移相部５０１及び振幅調整部５０２はより大きな電力を扱えるものである必要があるためである。大電力を扱える移相部５０１及び振幅調整部５０２は、一般的に製造が困難なため、価格も高く、入手が困難な場合がある。移相部５０１及び振幅調整部５０２を電力増幅部５０３の前段に設けることにより、これらの価格を抑え、入手を容易にすることができる。

【0051】

また、移相部５０１を振幅調整部５０２の後段に設置することも可能である。しかしながら、図２に表すように、移相部５０１を振幅調整部５０２の前段に設置する方がより好ましい。その理由は、電力増幅部５０３の直前に振幅調整部５０２を設置することにより、電力増幅部５０３からの信号の反射を抑えることができるためである。

【0052】

図３は、図１に表す調整部４２の構成例を表す概念図である。調整部４２は、計測部４２１と、処理部４２２と、制御部４２３と、記憶部４２４とを備える。

【0053】

計測部４２１は、処理部４２２からの指示に従い、図１に表す各端子からの信号の振幅及び位相を測定し、端子名等と関連付けて、記憶部４２４に保持させる。ここで、各端子からの信号は、入力端子Ｔ０からの入力信号Ｐ_ｉｎ、初段端子Ｔ１１乃至Ｔ１ｍの各々からの初段合成信号、二段端子Ｔ２１乃至Ｔ２ｉの各々からの二段合成信号及び三段端子Ｔ３からの三段合成信号である。計測部４２１は、例えば、市販のネットワークアナライザが備える、入力信号の振幅及び位相を測定する機能を備えることにより、当該測定を行う。

【0054】

制御部４２３は、処理部４２２からの指示に従い、各増幅部へ制御信号を送付する。

【0055】

記憶部４２４は、予め、計測部４２１、処理部４２２及び制御部４２３が行う処理に必要なプログラムや情報を保持する。記憶部４２４は、また、計測部４２１、処理部４２２及び制御部４２３が指示する情報を保持する。記憶部４２４は、また、計測部４２１、処理部４２２及び制御部４２３が指示する格納情報を、これらのうちの指示された送付先に送付する。

【0056】

処理部４２２は例えば図４に表す処理を行う。

【0057】

図４は、図３に表す処理部４２２が行う処理の処理フロー例を表す概念図である。

【0058】

処理部４２２は、例えば、外部からの開始情報の入力により、図４に表す処理を行う。

【0059】

そして、処理部４２２は、まず、Ｓ１０１の処理として各増幅信号振幅差及び各増幅信号位相差を導出し、格納する。増幅信号振幅差及び増幅信号位相差は、増幅信号の振幅及び位相の、初段ユニットごとに予め定められた基準とする増幅部からの基準増幅信号の振幅及び移相との差である。処理部４２２は、Ｓ１０１の処理を、例えば、次のように行う。

【0060】

処理部４２２は、Ｓ１０１の処理を行う場合は、Ｓ１０１の前半の処理として、まず、図１に表す三段ユニット３０１が備える初段ユニットの一つを選択する。そして、処理部４２２は、さらに、選択した初段ユニットの備える増幅部を一つ選択する。そして、処理部４２２は、選択した増幅部には出力を行わせ、選択した初段ユニットの他の増幅部には出力を停止させる。これにより、選択した初段ユニットの初段端子からの初段合成信号は、選択した増幅部からの増幅信号に等しくなる。この状態で、処理部４２２は、計測部４２１に、振幅及び位相を計測する対象の信号として、その初段端子からの初段合成信号を選択させる。そして、処理部４２２は、計測部４２１に、その初段合成信号の振幅及び位相を測定させ、測定結果を、選択した増幅部のＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と関連付けて、記憶部４２４に格納させる。処理部４２２は、以上と同様の処理を、選択した初段ユニットが備える他の増幅部についても行う。さらには、処理部４２２は、以上と同様の処理を、三段ユニット３０１が備える他の初段ユニットについても行う。

【0061】

処理部４２２は、次に、Ｓ１０１の後半の処理として、各増幅信号の振幅及び位相と、基準増幅信号の振幅及び位相との差である増幅信号振幅差及び増幅信号位相差を導出する．ここで、基準増幅信号は、各初段ユニットに予め定められた増幅部からの増幅信号である。各増幅信号の振幅及び位相は、Ｓ１０２の前半の処理で記憶部４２４に保持させ各増幅部のＩＤと関連付けられたものである。処理部４２２は、導出した増幅信号振幅差及び増幅信号位相差を、対応する増幅部のＩＤと関連付けて、記憶部４２４に格納させる。

【0062】

次に、処理部４２２は、Ｓ１０２の処理として、各増幅部に振幅及び位相を調整させる。処理部４２２は、当該調整を、制御部４２３に、各増幅部へ、Ｓ１０２の処理により格納した増幅信号振幅差及び増幅信号位相差を無くす調整を行わせる制御信号を送付させることにより行う。

【0063】

次に、処理部４２２は、Ｓ１０３の処理として、各初段合成振幅差及び各初段合成位相差を導出し格納する。ここで、初段合成振幅差及び初段合成位相差は、初段合成信号の振幅及び位相の、二段ユニットごとに予め定められた基準とする初段ユニットからの基準初段合成信号の振幅及び移相との差である。処理部４２２は、Ｓ１０３の処理を、例えば、次のように行う。

【0064】

処理部４２２は、Ｓ１０３の処理を行う場合は、Ｓ１０３の前半の処理として、まず、図１に表す三段ユニット３０１が備える二段ユニットの一つを選択する。そして、処理部４２２は、さらに、選択した二段ユニットの備える初段ユニットを一つ選択する。そして、処理部４２２は、選択した初段ユニットが備えるすべての増幅部には出力を行わせ、選択した二段ユニットの他の初段ユニットが備えるすべての増幅部には出力を停止させる。これにより、選択した二段ユニットの二段端子からの二段合成信号は、選択した初段ユニットからの初段合成信号に等しくなる。この状態で、処理部４２２は、計測部４２１に、振幅及び位相を計測する対象の信号として、その二段端子からの二段合成信号を選択させる。そして、処理部４２２は、計測部４２１に、その二段合成信号の振幅及び位相を測定させ、測定結果を、選択した初段ユニット（又は初段端子）のＩＤと関連付けて、記憶部４２４に格納させる。処理部４２２は、以上と同様の処理を、選択した二段ユニットが備える他の初段ユニットについても行う。さらには、処理部４２２は、以上と同様の処理を、三段ユニット３０１が備える他の二段ユニットについても行う。

【0065】

処理部４２２は、次に、Ｓ１０３の後半の処理として、各初段合成信号の振幅及び位相と、基準初段合成信号の振幅及び位相との差である初段合成振幅差及び初段合成位相差を導出する．ここで、基準初段合成信号は、各二段ユニットに一つずつ予め定められた初段ユニットからの初段合成信号である。各初段合成信号の振幅及び位相は、Ｓ１０３の前半の処理で記憶部４２４に保持させ各初段ユニット（又は初段端子）のＩＤと関連付けられたものである。処理部４２２は、導出した初段合成振幅差及び初段合成位相差を、対応する初段ユニット（又は初段端子）のＩＤと関連付けて、記憶部４２４に格納させる。

【0066】

次に、処理部４２２は、Ｓ１０４の処理として、各初段ユニットに振幅及び位相を調整させる。処理部４２２は、当該調整を、制御部４２３に、各初段ユニットが備える各増幅部へ、Ｓ１０３の処理により格納した初段合成振幅差及び初段合成位相差をゼロにさせる調整を行わせる制御信号を送付させることにより行う。

【0067】

次に、処理部４２２は、Ｓ１０５の処理として、各二段合成振幅差及び各二段合成位相差を導出し格納する。二段合成振幅差及び二段合成位相差は、二段合成信号の振幅及び位相の、三段ユニット３０１に予め定められた基準とする二段ユニットからの基準二段合成信号の振幅及び移相との差である。処理部４２２は、Ｓ１０５の処理を、例えば、次のように行う。

【0068】

処理部４２２は、Ｓ１０５の処理を行う場合は、Ｓ１０５の前半の処理として、まず、図１に表す三段ユニット３０１が備える二段ユニットの一つを選択する。そして、処理部４２２は、選択した二段ユニットが備えるすべての増幅部には出力を行わせ、他の二段ユニットが備える増幅部には出力を停止させる。これにより、三段端子Ｔ３からの三段合成信号は、選択した二段ユニットからの二段合成信号に等しくなる。この状態で、処理部４２２は、計測部４２１に、振幅及び位相を計測する対象の信号として、三段端子Ｔ３からの三段合成信号を選択させる。そして、処理部４２２は、計測部４２１に、その三段合成信号の振幅及び位相を測定させ、測定結果を、選択した二段ユニットのＩＤと関連付けて、記憶部４２４に格納させる。処理部４２２は、以上と同様の処理を、他の二段ユニットについても行う。

【0069】

処理部４２２は、次に、Ｓ１０５の後半の処理として、各二段合成信号の振幅及び位相と、基準二段合成信号の振幅及び位相との差である二段合成振幅差及び二段合成位相差を導出する．ここで、基準二段合成信号は、予め定められたある二段ユニットからの二段合成信号である。各二段合成信号の振幅及び位相は、Ｓ１０５の前半の処理で記憶部４２４に保持させ各二段ユニットのＩＤと関連付けられたものである。処理部４２２は、導出した二段合成振幅差及び二段合成位相差を、対応する二段ユニットのＩＤと関連付けて、記憶部４２４に格納させる。

【0070】

次に、処理部４２２は、Ｓ１０６の処理として、各二段ユニットに振幅及び位相を調整させる。処理部４２２は、当該調整を、制御部４２３に、各二段ユニットが備える各増幅部へ、Ｓ１０３の処理により格納した二段合成振幅差及び二段合成位相差をゼロにさせる調整を行わせる制御信号を送付させることにより行う。

【0071】

そして、処理部４２２は、図４に表す処理を終了する。
［効果］
本実施形態の増幅装置の備える各増幅部は、調整部からの制御信号によりその出力信号である増幅信号の振幅及び位相を調整する振幅調整部及び位相調整部を備える。そして、調整部は、増幅装置の備える各合成部に入力される信号の振幅と位相を揃える調整を各増幅部に行わせる。

【0072】

前記増幅装置は、各合成部に入力される信号の振幅を調整することにより、各合成部における、より高い振幅の信号が入力される端子からより低い振幅の信号が入力される端子への電力の回り込みを防ぎ、各合成部で生じる電力損失を低減する。さらに、前記増幅装置は、各合成部に入力される信号の位相の調整を各増幅部に行わせるので、合成後の信号の劣化を抑えることができる。前記増幅装置は、合成される増幅信号の数をさらに増やすことが可能である。そのため、前記増幅器は、合成される増幅信号の数をさらに増やすことによる、出力電力の更なる増大を可能にする。

【0073】

なお、以上の説明では、増幅部が備える増幅器が半導体である場合の例を説明したが、増幅器は電子管を使用したものであっても構わない。その場合は、増幅器が半導体である場合と比較して、出力信号の電力をさらに増大させることが可能である。

【0074】

図５は、実施形態の増幅装置の最小限の構成である増幅装置１００ｘの構成を表す概念図である。増幅装置１００ｘは、複数の増幅部５０ｘと合成部６１ｘと調整部４２ｘとを備える。

【0075】

増幅部５０ｘの各々は、電力増幅器と振幅調整部とを備える。前記電力増幅器は、調整部４２ｘからの制御信号により入力信号の電力を増幅した出力信号を出力する。前記振幅調整部は、前記制御信号により前記出力信号の出力信号振幅を調整する。

【0076】

合成部６１ｘは、増幅部５０ｘからの前記出力信号を合成した合成信号を出力する。

【0077】

調整部４２ｘは、増幅部５０ｘからの前記出力信号を互いに近づける前記制御信号を増幅部５０ｘの各々に送付する。

【0078】

増幅装置１００ｘは、合成部６１ｘに入力される前記出力信号の出力信号振幅を調整し、増幅部５０ｘからの前記出力信号の前記出力信号振幅を互いに近づける。そのため、増幅装置１００ｘは、より高い振幅の前記出力信号が入力される合成部６１ｘの入力端子からより低い振幅の前記出力信号が入力される合成部６１ｘの入力端子への電力の回り込みを減少させる。これにより、増幅装置１００ｘは、合成部６１ｘにおける電力損失を低減する。

【0079】

そのため、増幅装置１００ｘは、前記構成により、［発明の効果］の項に記載した効果を奏する。

【0080】

なお、図５に表す増幅装置１００ｘは、例えば、図１に表す初段ユニット１０１乃至２ｍ、二段ユニット２０１乃至２０ｉ、又は、三段ユニット３０１である。

【0081】

また、増幅装置１００ｘは、例えば、増幅装置１００ｘが図１に表す初段ユニットである場合のその初段ユニットが備える各増幅部である。増幅装置１００ｘは、あるいは、例えば、増幅装置１００ｘが図１に表す二段ユニットである場合のその二段ユニットが備える各初段ユニットである。増幅装置１００ｘは、あるいは、例えば、増幅装置１００ｘが図１に表す三段ユニット３０１である場合の各二段ユニットである。

【0082】

また、合成部６１ｘは、例えば、増幅装置１００ｘが図１に表す各初段ユニットの場合の、その初段ユニットの初段合成部である。増幅部５０ｘは、あるいは、例えば、増幅装置１００ｘが図１に表す各二段ユニットの場合の、その二段ユニットの二段合成部である。増幅部５０ｘは、あるいは、例えば、増幅装置１００ｘが図１に表す三段ユニット３０１の場合の、三段合成部３１である。

【0083】

また、調整部４２ｘは、例えば、図１に表す調整部４２である。

【0084】

また、前記電力増幅部は、例えば、図２に表す電力増幅部５０３である。

【0085】

また、振幅調整部は、例えば、図２に表す、振幅調整部５０２である。

【0086】

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で更なる変形、置換、調整を加えることができる。例えば、各図面に示した要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

【0087】

また、前記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記述され得るが、以下には限られない。
（付記１）
複数の増幅部と合成部と調整部とを備え、
前記増幅部の各々は、前記調整部からの制御信号により入力信号の電力を増幅した出力信号を出力する電力増幅部と、前記制御信号により前記出力信号の出力信号振幅を調整する振幅調整部と、を備え、９９９
前記合成部は前記増幅部からの前記出力信号を合成した合成信号を出力し、
前記調整部は、前記増幅部からの前記出力信号の前記出力信号振幅を互いに近づける前記制御信号を前記増幅部の各々に送付する、
増幅装置。
（付記２）
前記電力増幅部は、前記制御信号のうちの出力制御信号により前記出力信号の出力を行う、付記１に記載された増幅装置。
（付記３）
前記振幅調整部は、前記電力増幅部の前段に設置される、付記１又は付記２に記載された増幅装置。
（付記４）
前記振幅調整部は、前記制御信号のうちの振幅制御信号により前記出力信号の振幅である出力信号振幅の調整を行う、付記１乃至付記３のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記５）
前記調整部は、前記制御信号により、前記出力信号の前記出力信号振幅を揃える調整を行う、付記１乃至付記４のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記６）
前記調整部は、前記制御信号により、一つの前記増幅部の前記出力信号の前記出力信号振幅に、他の前記増幅部の各々の前記出力信号の前記出力信号振幅を略一致させる、付記１乃至付記５のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記７）
前記増幅部の各々は、前記制御信号により前記出力信号の出力信号位相を調整する位相調整部をさらに備える、付記１乃至付記６のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記８）
前記位相調整部は、前記電力増幅部の前段に設置される、付記７に記載された増幅装置。
（付記９）
前記位相調整部は、前記振幅調整部の前段に設置される、付記７又は付記８に記載された増幅装置。
（付記１０）
前記位相調整部は、前記制御信号のうちの位相制御信号により前記出力信号の位相である出力信号位相の調整を行う、付記７乃至付記９のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記１１）
前記調整部は、前記制御信号により、前記出力信号の前記出力信号位相を揃える調整を行う、付記７乃至付記１０のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記１２）
前記調整部は、前記制御信号により、一つの前記増幅部の前記出力信号の前記出力信号位相に、他の前記増幅部の各々の前記出力信号の前記出力信号位相を略一致させる、付記７乃至付記１１のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記１３）
前記調整部は、選択した前記増幅部には前記出力信号の出力を行わせ前記選択を行わない前記増幅部には前記出力信号の出力を停止させた場合の前記合成信号の振幅である合成信号振幅を、前記選択した前記増幅部の前記合成信号の前記合成信号振幅とする、付記１乃至付記１２のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記１４）
前記選択を前記増幅部の各々に対して行う、付記１３に記載された増幅装置。
（付記１５）
前記入力信号が分配器から入力されたものである、付記１乃至付記１４のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記１６）
前記入力信号が高周波信号である、付記１乃至付記１５のうちのいずれか一に記載された増幅装置。
（付記１７）
付記１乃至付記１６のうちのいずれか一の増幅装置を複数備え、前記増幅装置からの前記合成信号を合成した多段増幅信号を出力する多段ユニットをさらに備える、多段増幅装置。
（付記１８）
前記調整部は、前記制御信号により、前記合成信号の振幅である第二合成信号振幅及び前記合成信号の位相である第二合成信号位相を揃える調整を行う、付記１７に記載された多段増幅装置。
（付記１９）
前記調整部は、前記制御信号により、一つの前記合成信号の前記第二合成信号振幅に、他の前記合成信号の各々の前記第二合成信号振幅を略一致させ、一つの前記合成信号の前記第二合成信号位相に、他の前記合成信号の各々の前記第二合成信号位相を略一致させる、付記１８に記載された多段増幅装置。
（付記２０）
前記調整部は、前記増幅部に対し、第二の選択を行った前記合成信号の出力を行わせ前記第二の選択を行わない前記合成信号の出力を停止させた場合の前記多段増幅信号の振幅である多段増幅信号振幅及び前記多段増幅信号の位相である多段増幅信号位相を、前記第二の選択を行った前記合成信号の前記第二合成信号振幅及び前記第二合成信号位相とする、付記１８又は付記１９に記載された多段増幅装置。
（付記２１）
前記第二の選択を前記合成信号の各々に対して行う、付記２０に記載された増幅装置。
（付記２２）
制御信号により分配部から入力信号の電力を増幅した出力信号を出力する電力増幅部と、前記制御信号により前記出力信号の出力信号振幅を調整する振幅調整部と、を備える増幅装置に、前記増幅部からの前記出力信号の前記出力信号振幅を互いに近づける前記制御信号を送付する、前記出力信号の調整方法。
（付記２３）
制御信号により分配部から入力信号の電力を増幅した出力信号を出力する電力増幅部と、前記制御信号により前記出力信号の出力信号振幅を調整する振幅調整部と、を備える増幅装置に、前記増幅部からの前記出力信号の前記出力信号振幅を互いに近づける前記制御信号を送付する処理をコンピュータに実行させる、前記出力信号の調整プログラム。

【符号の説明】

【0088】

１００、１００ｘ 増幅装置
１０１乃至１０ｍ 初段ユニット
２６ 分配部
１１ 初段合成部
５０、５１乃至５ｎ 増幅部
５０ｘ 増幅部
５０１ 移相部
５０２ 振幅調整部
５０３ 電力増幅部
６１ｘ 合成部
２１ 二段合成部
３１ 三段合成部
４２１ 計測部
４２２ 処理部
４２３ 制御部
４２４ 記憶部
２０１乃至２０ｉ 二段ユニット
３０１ 三段ユニット
４２、４２ｘ 調整部
Ｔ０ 入力端子
Ｔ１１乃至Ｔ１ｍ 初段端子
Ｔ２１乃至Ｔ２ｉ 二段端子
Ｔ３ 三段端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】