CN102577104B - 多赫蒂放大器用合成器 - Google Patents
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Abstract
多赫蒂放大器用合成器(10A)在一个介电体基板(42)具有:载波侧输入端子(26);峰值侧输入端子(28);输出端子(30);载波放大器(12)的输出和峰值放大器(14)的输出的合成点(32);连接于载波侧输入端子(26)和合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);连接于合成点(32)和输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);第1定向耦合器(40A)。第1定向耦合器(40A)具有与第1λ/4线路(34A)和第2λ/4线路(34B)中作为监测对象的λ/4线路电磁耦合的第3λ/4线路(34C)。
Description
技术领域
本发明涉及连接于多赫蒂放大器的输出段、合成载波放大器的输出和峰值放大器的输出的多赫蒂放大器用合成器。
背景技术
进来,为了与手机基站的区域内的手机通信,在基站内安装发送放大器。该发送放大器需要应对基站区域内终端数的增加和数据通信的普及带来的通信速度的提高。因此,发送放大器需要抑制输出信号的增益失真和相位失真。发送放大器是基站消耗电力最多的电路。因此,对于手机服务公司,为了应对削减电力费用的要求,和环境方面对各公司温室效应气体减排的要求,使得发送放大器的放大器效率的改善成为重要课题。
一般来说,放大器中的增益失真和相位失真和放大器效率具有二律背反的性质。因此,当前,正在摸索能够综合改善这些特性的技术。具体来说,考虑为了改善增益失真和相位失真,对发送放大器的输出的一部分进行监测并进行数字处理,基于数字处理得到信号,调整对放大器的输入信号,以抑制失真。这就是所谓的DPD(Digital predistortion)技术。
又,以往,为了改善对手机信号的放大器效率,广泛采用多赫蒂放大器作为手机的基站的送信用功率放大器。
多赫蒂放大器由相互并列配置的载波放大器和峰值放大器构成,通过控制两放大器的动作,以谋求改善手机这样的平均电力和峰值电力的差较大的信号的放大效率。
另一方面,为了提高手机数据的通信速度,扩大基站区域内的手机的容纳数量,需要控制放大器的输出失真。出于该目的,而使用采用了上述的DPD的电路。
其取出载波放大器和峰值放大器的输出合成后的、多赫蒂放大器的输出的一部分,基于对该信号进行数字处理后的结果,调整对多赫蒂放大器的输入信号,补正放大器输出的失真。
由此,在合成载波放大器和峰值放大器的输出的多赫蒂放大器用合成器与输出天线之间安装耦合度为-20dB到-40dB的定向耦合器,将该定向耦合器的输出作为对数字处理部的输入。
以往的多赫蒂放大器用合成器,例如在日本专利公开2008-252215号公报中有记载。该以往的多赫蒂放大器用合成器连接于多赫蒂放大器的输出,为合成载波放大器的输出和峰值放大器的输出的电路,其构成为在介电体基板内形成有连接于载波放大器的输出和峰值放大器的输出的合成点与载波放大器之间的第1λ/4线路、和连接于合成点和输出端子之间的第2λ/4线路的晶片状。
因此,通过定向耦合器的信号为多赫蒂放大器的输出,为数十W到数百W的高电力,由于上述定向耦合器具有较大消耗电力损失,因此定向耦合器有损失较大电力这样的问题。
又,由于搭载有多赫蒂放大器用合成器和定向耦合器的电路基板的制造差异或安装时的差异,定向耦合器的输出、相位发送变化,有时无法通过数字电路的补正发挥充分的效果。此时,为了将放大器输出失真保持在规定的值,不得不牺牲放大器效率。
又,上述DPD技术中,如图44所示的具有单纯的AM/AM失真特性(增益失真)的放大器能够进行高度的失真补正。另一方面,多赫蒂放大器的AM/AM失真特性是具有如图45所示的变曲点Pb,这是由载波放大器接近饱和后,峰值放大器开始动作这样的机构引起的。为提高多赫蒂放大器的效率而将峰值放大器的动作开始点放在高输出侧,越是这样该变曲点Pb就越显著,因此为了抑制放大器容许值的失真,不得不牺牲效率。
发明内容
本发明是考虑这样的课题而提出的,其目的在于,提供一种多赫蒂放大器用合成器,其不导致放大器效率降低地,改善多赫蒂放大器的增益失真、相位失真问题,并实现器件个数削减、电路小型化·轻量化。
本发明的第1方面涉及的多赫蒂放大器用合成器,其为连接于具有载波放大器和峰值放大器的多赫蒂放大器的输出、并对所述载波放大器的输出和所述峰值放大器的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:被输入所述载波放大器的输出的第1输入端子;被输入所述峰值放大器的输出的第2输入端子;将所述载波放大器的输出和所述峰值放大器的输出合成后的信号予以输出的输出端子;所述载波放大器的输出和所述峰值放大器的输出的合成点;连接于所述第1输入端子和所述合成点之间的第1λ/4线路;连接于所述合成点和所述输出端子之间的第2λ/4线路;对从所述第1输入端子经过所述合成点而流动的信号、从所述第2输入端子经过所述合成点而流动的信号和从所述合成点经过所述输出端子而流动的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元包括定向耦合器,所述定向耦合器包括:与所述第1λ/4线路和所述第2λ/4线路中的作为监测对象的λ/4线路电磁耦合的第3λ/4线路。
本发明的第1方面中,所述第3λ/4线路的一端连接有监测端子,所述第3λ/4线路的另一端连接有终端电阻。
本发明的第1方面中,具有多个介电体层层叠构成的介电体基板;所述第1输入端子、所述第2输入端子、所述输出端子和所述监测端子形成于所述介电体基板的表面,所述第1λ/4线路、所述第2λ/4线路和所述第3λ/4线路形成于所述介电体基板内。
本发明的第1方面中,具有:所述介电体基板内形成的内层屏蔽电极,该内层屏蔽电极形成于所述第1λ/4线路和所述第2λ/4线路中作为所述监测对象的λ/4线路和所述第3λ/4线路,与所述第1λ/4线路和所述第2λ/4线路中的所述监测对象以外的λ/4线路之间。
本发明的第1方面中,进一步的,具有:连接于所述第3λ/4线路、用于将该第3λ/4线路的特性阻抗与所述监测对象的λ/4线路的特性阻抗匹配的第4λ/4线路。
本发明的第1方面中,所述监测对象的λ/4线路、所述第3λ/4线路和所述第4λ/4线路的各特性阻抗都相同。
本发明的第1方面中,所述第3λ/4线路与所述第2λ/4线路电磁耦合。
本发明的第1方面中,所述第3λ/4线路与所述第1λ/4线路电磁耦合。
本发明的第1方面中,所述第3λ/4线路的一端连接有所述第4λ/4线路的一端,所述第3λ/4线路的另一端连接有终端电阻,所述第4λ/4线路的另一端连接有监测端子。
本发明的第1方面中,所述第3λ/4线路的一端连接有所述第4λ/4线路的一端,所述第3λ/4线路的另一端连接有监测端子,所述第4λ/4线路的另一端连接有终端电阻。
本发明的第1方面中,具有多个介电体层所层叠构成的介电体基板,所述第1输入端子、所述第2输入端子、所述输出端子和所述监测端子形成于所述介电体基板的表面,所述第1λ/4线路、所述第2λ/4线路、所述第3λ/4线路和所述第4λ/4线路形成于所述介电体基板内。
本发明的第1方面中,具有:所述介电体基板内形成的第1内层屏蔽电极,该第1内层屏蔽电极位于,所述第1λ/4线路和所述第2λ/4线路中作为所述监测对象的λ/4线路和所述第3λ/4线路,与所述第1λ/4线路和所述第2λ/4线路中所述监测对象外的λ/4线路之间;和所述介电体基板内,在所述监测对象的λ/4线路和所述第4λ/4线路之间形成的第2内层屏蔽电极。
本发明的第1方面中,所述第3λ/4线路和所述第4λ/4线路通过导通孔被连接。
本发明的第1方面中,所述监测端子连接有用于监测所述定向耦合器的输出的监测电路;所述监测电路具有二极管。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元具有定向耦合器,所述定向耦合器包括:连接于所述第2λ/4线路和所述输出端子之间的第5λ/4线路;与所述第5λ/4线路电磁耦合的第6λ/4线路。
本发明的第1方面中,所述第6λ/4线路的一端连接有监测端子,所述第6λ/4线路的另一端连接有终端电阻。
本发明的第1方面中,具有多个介电体层层叠构成的介电体基板;所述第1输入端子(26)、所述第2输入端子、所述输出端子和所述监测端子形成于所述介电体基板的表面;所述第1λ/4线路、所述第2λ/4线路、所述第5λ/4线路和所述第6λ/4线路形成于所述介电体基板内。
本发明的第1方面中,所述介电体基板内具有内层屏蔽电极,其形成于所述第1λ/4线路和所述第2λ/4线路、与所述第5λ/4线路和所述第6λ/4线路之间。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元具有,用于输出来自所述载波放大器的载波信号的振幅信息的第1监测端子。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元具有:与所述第1输入端子和所述第1λ/4线路之间的第1线路平行配置的、与所述第1线路电磁耦合的第1监测线路,所述第1监测线路连接于所述第1监测端子。
本发明的第1方面中,所述第1监测端子连接有用于监测所述第1监测线路的输出的第1监测电路,所述第1监测电路具有二极管。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元具有用于输出来自所述峰值放大器的峰值信号的振幅信息的第2监测端子。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元具有:与所述第2输入端子和所述第1λ/4线路之间的第2线路平行配置的、与所述第2线路电磁耦合的第2监测线路,所述第2监测线路连接于所述第2监测端子。
本发明的第1方面中,所述第2监测端子连接有用于监测所述第2监测线路的输出的第2监测电路;所述第2监测电路具有二极管。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元,包括:用于输出来自所述载波放大器的载波信号的振幅信息的第1监测端子;与所述第1输入端子和所述第1λ/4线路之间的第1线路平行配置、且与所述第1线路电磁耦合的、连接于所述第1监测端子的第1监测线路;用于输出来自所述峰值放大器的峰值信号的振幅信息的第2监测端子;与所述第2输入端子和所述第1λ/4线路之间的第2线路平行配置、且与所述第2线路电磁耦合的、连接于所述第2监测端子的第2监测线路。
本发明的第1方面中,所述第1监测端子连接有用于监测所述第1监测线路的输出的第1监测电路;所述第2监测端子连接有用于监测所述第2监测线路的输出的第2监测电路;所述第1监测电路和所述第2监测电路分别具有二极管。
本发明的第1方面中,所述信号监测单元具有:用于输出所述多赫蒂放大器的输出信号的振幅信息的第3监测端子;与所述输出端子和所述第2λ/4线路之间的第3线路平行配置、且与所述第3线路电磁耦合、连接于所述第3监测端子的第3监测线路。
本发明的第1方面中,所述第3监测端子连接于用于监测所述第3监测线路的输出的第3监测电路,所述第3监测电路具有二极管。
本发明的第1方面中,所述第1输入端子和所述第1λ/4线路电容耦合、所述第2输入端子和所述第1λ/4线路电容耦合。
本发明的第2方面涉及的多赫蒂放大器用合成器,其连接于具有多个载波放大器和一个峰值放大器的多赫蒂放大器的输出,合成来自所述多个载波放大器的各输出和所述峰值放大器的输出,该多赫蒂放大器用合成器包括:被输入所述多个载波放大器的输出的多个第1输入端子;被输入所述峰值放大器的输出的一个第2输入端子;输出将来自所述多个载波放大器的各输出和所述峰值放大器的输出合成后的信号的一个输出端子;所述多个载波放大器的输出和所述峰值放大器的输出的合成点;分别连接于所述多个第1输入端子和所述合成点之间的多个第1λ/4线路;连接于所述合成点和述输出端子之间的第2λ/4线路;对从所述多个第1输入端子分别流过所述合成点的信号、从所述第2输入端子流过所述合成点的信号和从所述合成点流过所述输出端子的信号中的1个以上的信号进行监测的信号监测单元。
本发明的第2方面中,包括有多个介电体层层叠构成的介电体基板,所述多个第1输入端子、所述第2输入端子和所述输出端子形成于所述介电体基板的表面,所述多个第1λ/4线路和所述第2λ/4线路形成于所述介电体基板内。
本发明的第2方面中,所述介电体基板中,在所述多个第1λ/4线路间,以及所述多个第1λ/4线路和所述第2λ/4线路间分别形成有内层屏蔽电极。
本发明的第3方面涉及的多赫蒂放大器用合成器包括:连接于具有第1载波放大器和第1峰值放大器的第1多赫蒂放大器的输出、对所述第1载波放大器的输出和所述第1峰值放大器的输出进行合成的第1合成部;连接于具有第2载波放大器和第2峰值放大器的第2多赫蒂放大器的输出、对所述第2载波放大器的输出和所述第2峰值放大器的输出进行合成的第2合成部;由连接于所述第1合成部的输出的第7λ/4线路,和连接于所述第2合成部的输出的第8λ/4线路构成的定向耦合器。
本发明的第3方面中,多赫蒂放大器用合成器具有:多个介电体层层叠构成的介电体基板,所述第1合成部、所述第2合成部和所述定向耦合器形成于所述介电体基板内。
本发明的第3方面中,所述介电体基板内,所述第1合成部、所述第2合成部与所述定向耦合器之间分别形成有内层屏蔽电极。
本发明的第1~第3方面中,所述介电体基板中,设置电路基板的面的相反面设有多个沟道。
本发明的第1~第3方面中,所述介电体基板形成有散热孔。
如以上说明的,根据本发明涉及的多赫蒂放大器用合成器,可改善多赫蒂放大器中成为问题的增益失真、相位失真而不会导致放大器效率降低,又,可削减器件个数,实现电路的小型化·轻量化。
附图说明
图1是显示第1实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第1合成器)的电路构成的图。
图2是显示第1合成器的立体图。
图3是显示第1合成器的分解立体图。
图4A是显示通常的多赫蒂放大器用合成器的阻抗关系的说明图,图4B是显示第1合成器的阻抗关系的说明图。
图5是显示第1合成器的制造方法的工序框图。
图6A是显示在薄膜上通过导电糊浆形成导体成形体的状态的截面图,图6B是显示在铸造模型内设置薄膜后、向铸造模型内注入浆料后的状态的截面图,图6C是显示将注入铸造模型内的浆料硬化作为第1陶瓷成形体的状态的截面图。
图7A是显示第1陶瓷成形体连同薄膜从铸造模型脱膜后的状态的截面图,图7B是显示第1陶瓷成形体从薄膜脱膜后的状态的截面图。
图8A是显示将没有通过导电糊浆形成导体成形体的薄膜设置在铸造模型内之后,浆料注入到铸造模型内后的状态的截面图,图8B是显示使注入到铸造模型内的浆料硬化作为第2陶瓷成形体后的状态的截面图,图8C是显示第2陶瓷成形体连同薄膜从铸造模型脱膜,进一步的,第2陶瓷成形体从薄膜脱膜后的状态的截面图。
图9是显示第2实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第2合成器)的电路构成的图。
图10是显示第2合成器的分解立体图。
图11是显示第2合成器的阻抗关系的说明图。
图12是显示第3实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第3合成器)的电路构成的图。
图13是显示第3合成器的分解立体图。
图14是显示第4实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第4合成器)的电路构成的图。
图15是显示第4合成器的分解立体图。
图16是显示第5实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第5合成器)的电路构成的图。
图17是显示第5合成器的分解立体图。
图18是显示第5合成器的阻抗关系的说明图。
图19是显示第6实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第6合成器)的电路构成的图。
图20是显示第6合成器的分解立体图。
图21是显示第7实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第7合成器)的电路构成的图。
图22是显示第8实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第8合成器)的电路构成的图。
图23是显示第9实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第9合成器)的电路构成的图。
图24是显示第9合成器的分解立体图。
图25是显示第10实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第10合成器)的电路构成的图。
图26是显示第10合成器的分解立体图。
图27是显示第11实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第11合成器)的电路构成的图。
图28是显示第11合成器的分解立体图。
图29是显示第12实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第12合成器)的电路构成的图。
图30是显示第12合成器的分解立体图。
图31是显示第13实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第13合成器)的电路构成的图。
图32是显示第13合成器的分解立体图。
图33是显示第1变形例涉及的多赫蒂放大器用合成器的电路构成的图。
图34是显示第2变形例涉及的多赫蒂放大器用合成器的电路构成的图。
图35是显示第14实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(第14合成器)的电路构成的图。
图36是显示第14合成器的分解立体图。
图37是显示第3变形例涉及的多赫蒂放大器用合成器的立体图。
图38是显示第4变形例涉及的多赫蒂放大器用合成器的立体图。
图39是显示比较例1涉及的多赫蒂放大器用合成器的电路构成的图。
图40是显示比较例2涉及的多赫蒂放大器用合成器的电路构成的图。
图41是显示比较例2的增益特性和效率特性的示图表。
图42是显示实施例11的增益特性和效率特性的图表。
图43是显示实施例12的增益特性和效率特性的图表。
图44是显示单纯的AM/AM失真特性的图表。
图45是显示注重效率的多赫蒂放大器的AM/AM失真特性的图表。
具体实施方式
以下、参考图1~图45对本发明涉及的多赫蒂放大器用合成器实施方式进行说明。
参考图1~图4B对第1实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、仅记为第1合成器10A)进行说明。
第1合成器10A如图1所示,与具有载波放大器12和峰值放大器14的多赫蒂放大器16的输出连接,为合成载波放大器12的输出和峰值放大器14的输出的电路。
多赫蒂放大器16如图1所示,包括:对输入端子18的输入信号分为两个的信号分配器20;使该信号分配器20的一个输出和载波放大器12的输入进行阻抗匹配的载波侧阻抗匹配部22;偏置于AB类的上述载波放大器12(输入电力电平低时开始动作);对信号分配器20的另一个输出和峰值放大器14的输入进行阻抗匹配的峰值侧阻抗匹配部24;偏置于B类或C类的上述峰值放大器14(输入电力电平充分高时动作)。
第1合成器10A具有:被输入载波放大器12的输出的载波侧输入端子26;被输入峰值放大器14的输出的峰值侧输入端子28;输出载波放大器12的输出和峰值放大器14的输出合成后的信号的输出端子30;载波放大器12的输出和峰值放大器14的输出的合成点32;连接于载波侧输入端子26和合成点32之间的第1λ/4线路34A;连接于合成点32和输出端子30之间的第2λ/4线路34B;与第2λ/4线路34B电磁耦合的第3λ/4线路34C。第3λ/4线路34C的一端连接有第1监测端子36a、第3λ/4线路34C的另一端介由第1终端端子38a连接有终端电阻Re。即,通过第2λ/4线路34B和第3λ/4线路34C构成一个定向耦合器(第1定向耦合器40A)。
进一步的,该第1合成器10A与第1定向耦合器40A一体化形成于一个介电体基板42内。即,如图2所示,第1合成器10A具有层叠多个介电体层、烧成一体化得到的介电体基板42,该介电体基板42的第1侧面42a上至少形成有载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28,介电体基板42的第2侧面42b(与第1侧面42a相对的侧面)至少形成有输出端子30和第1监测端子36a和第1终端端子38a。又,介电体基板42的第3侧面42c和第4侧面42d(与第3侧面42c相对的侧面)上分别形成有屏蔽端子44。
然后,如图3所示,介电体基板42内,载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28间连接有第1λ/4线路34A,峰值侧输入端子28(兼做合成点32)和输出端子30间连接有第2λ/4线路34B,第1监测端子36a和第1终端端子38a间连接有第3λ/4线路34C,构成为一个晶片。
具体来说,介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第6介电体层S6重叠构成。这些第1介电体层S1~第6介电体层S6由1枚或多枚层构成。
第1合成器10A的介电体基板42的上部(上表面或接近上表面的介电体层的主面)形成上部屏蔽电极46a,介电体基板42的下部(下面或靠近下面的介电体层的主面)形成下部屏蔽电极46b。即,第2介电体层S2的主面形成上部屏蔽电极46a、第6介电体层S6的主面形成下部屏蔽电极46b。这些上部屏蔽电极46a和下部屏蔽电极46b连接屏蔽端子44。
又,第1合成器10A,在第3介电体层S3的主面形成有第1λ/4线路34A,第5介电体层S5的主面形成有构成第1定向耦合器40A的第2λ/4线路34B和第3λ/4线路34C,第3介电体层S3和第5介电体层S5之间的第4介电体层S4的主面形成有内层屏蔽电极48。该内层屏蔽电极48连接于屏蔽端子44。
另一方面,如图1所示,第1监测端子36a电连接有第1监测电路50a。该第1监测电路50a为监测从合成点32到输出端子30的信号的电平的电路,该第1监测电路50a具有:连接于第1监测端子36a和第1监测输出端子52a之间的耦合电容C1和PIN二极管Da、构成PIN二极管Da的偏置电路的电感La、将来自PIN二极管Da的检波电流作为电荷存储、并作为检波整流信号(表示信号电平的信号:电流和电压)输出的电容C2。
这里,对第1合成器10A的作用·效果,与一般的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为通常的合成器200)进行比较说明。
一般来说,多赫蒂放大器16的载波放大器12偏置于AB类、峰值放大器14偏置于B或C类。因此,在到达峰值放大器14动作的输入电平之前载波放大器12单独动作,载波放大器12一旦进入饱和区域(载波放大器12的线性特征开始破坏),峰值放大器14开始动作,与载波放大器12一起驱动负载。
因而,考虑例如通常的合成器200的各部的阻抗时,如图4A所示,输出负载的阻抗为Zo时,从合成点32看入的第2λ/4线路34B的阻抗Zc如下:
Zc=Z22/Zo。
这里,设第2λ/4线路34B的特性阻抗为Z2。
从载波放大器12看入第1λ/4线路34A的阻抗(载波侧输入端子26的端口阻抗Zi1)和从峰值放大器14看入第1λ/4线路34A的阻抗(峰值侧输入端子28的端口阻抗Zi2),在低功率时和高功率时不同。
即,低功率时(峰值放大器非动作时),由于端口阻抗Zi2实质上为无限大(开路),第1λ/4线路34A的特性阻抗为Z1时,端口阻抗Zi1和Zi2为,
Zi1=Z12/Zc(低功率时)
Zi2=无限大(低功率时)。
高功率时(峰值放大器动作时),由于均等分担输出负载,阻抗Zi1和Zi2为
Zi1=Z12/2Zc(高功率时)
Zi2=2Zc(高功率时)。
多赫蒂放大器16在高频区域使用时,一般来说,高功率时的端口阻抗Zi1和Zi2设为相等,为
Z12/2Zc=2Zc
从而,
Z1=2Zc。
因而,2Zc为K时,如下表1的关系。
【表1】
以此为基础,看入第1合成器10A的阻抗时,如图4B所示,根据Zc=Z22/Zo的关系,第2λ/4线路34B的特性阻抗Z2为,
由于第1监测端子36a和终端电阻Re的阻抗总共为50欧姆,因此第3λ/4线路34C的特性阻抗Z3同样为50欧姆。即,阻抗如下表2的关系。
【表2】
此时,K=100欧姆时,由于构成第1定向耦合器40A的第2λ/4线路34B的特性阻抗Z2和第3λ/4线路34C的特性阻抗Z3总共为50欧姆,因此第1定向耦合器40A的方向性,即,第1监测端子36a的输出和第1终端端子38a的输出的比可以大大提高。又,K不是100欧姆时,特性阻抗Z2和Z3变得不同,因此随着该差异方向性变差。
这样,第1合成器10A中多赫蒂放大器用合成器部分,和之后的第1定向耦合器40A部分一体构成,因此两部分间的连接不会受到多赫蒂放大器16的制造差异的影响。这样,第1定向耦合器40A的输出也稳定,从而,通过数字处理进行的多赫蒂放大器16的失真补正也不会使得放大器效率变差。
又,由于多赫蒂放大器用合成器部分和第1定向耦合器40A部分,以采用介电体基板42的带状线结构形成,并且分别重合,因此第1合成器10A在电路基板上的安装面积能够减小。此时,当合成器部分和第1定向耦合器40A部分有不必要的信号泄露时,数字处理下对失真补正电路的输入中表现为噪音,导致失真补正不能充分进行,但是由于该第1合成器10A中,在第1λ/4线路34A、构成第1定向耦合器40A的第2λ/4线路34B和第3λ/4线路34C之间要形成内层屏蔽电极48,因此能够抑制不必要的信号泄露到合成器部分和第1定向耦合器40A部分,回避上述问题。
进一步的,由于要形成与构成合成器部分的第2λ/4线路34B电磁耦合的第3λ/4线路34C,因此在一个介电体基板42内可使得合成器部分和定向耦合器部分一体化。这样,可消去定向耦合器引起的损失,不使失真补正特性劣化,并提高多赫蒂放大器整体的效率。而且,多赫蒂放大器16的输出可通过第2λ/4线路34B监测,因此可抑制多赫蒂放大器16的输出信号的损失,不使增益失真、相位失真劣化,改善放大器效率。
进一步的,由于第1定向耦合器40A连接有第1监测端子36a,因此可对多赫蒂放大器16的输出信号进行检测,这样,可不使增益失真、相位失真劣化地改善放大器效率。尤其是,第1监测端子36a上连接有第1监测电路50a,该第1监测电路50a作为以二极管Da为主体的电路构成,因此,第1监测电路50a中,多赫蒂放大器16的高频信号能够检波,且能够将多赫蒂放大器16的高频信号的包络线成分抽出,输入到DPD的数字处理电路,使适用DPD技术的增益失真·相位失真的改善能够有效进行。
即,第1合成器10A中多赫蒂放大器16的输出信号的监测能够高精度进行,这样,多赫蒂放大器16能够不降低放大器效率地改善增益失真、相位失真的问题。又,通过采用带状线结构,不容易受到外部电路的影响,并且能够抑制合成器部分和定向耦合器部分之间的信号的泄露,有效抑制增益失真、相位失真。
又,通过使用第1合成器10A,可减少用于抑制多赫蒂放大器16的输出失真、相位失真的必要的器件个数,实现电路的小型化·轻量化。这样,能够抑制随着手机的基站天线上搭载的机器的增加而导致的建设费用的高价化,并且通过使用器件的个数的削减,器件的连接处也减少,因此可靠性提高。
这里,参考图5~图8C对第1合成器10A的制造方法进行说明
首先第1合成器10A可通过,制作具有构成第1λ/4线路34A等的导体成形体60的第1陶瓷成形体62A(图7B参照),和没有导体成形体60的第2陶瓷成形体62B(图8C参照),第1陶瓷成形体62A和第2陶瓷成形体62B进行层叠制作陶瓷层叠体,并烧成该陶瓷层叠体来制作得到。
具有导体成形体60的第1陶瓷成形体62A的制作方法为,首先图5的步骤S1中,如图6A所示,薄膜64上通过印刷法将导电糊浆66形成图案后、步骤S2中,通过对形成于薄膜64上的导电糊浆66进行加热硬化,在薄膜64上形成导体成形体60。
导电糊浆66包括树脂和银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)系金属中的至少一种粉末。用作导电糊浆66的树脂最好为热固化性树脂前驱体。此时,热固化性树脂前驱体最好为自反应性的酚醛型苯酚树脂。薄膜64为表面涂布有硅胶脱模剂的PET(聚对苯二甲酸)。
为了抑制导电糊浆66的加热硬化时的收缩、失真,最好预先对薄膜64实施温度150℃下10分钟以上的退火处理。导电糊浆66如上所述,印刷后,进行加热硬化,硬化条件随着硬化剂的种类不同而不同,为甲阶酚醛树脂时,可以温度80~150℃、时间10分~60分钟进行硬化。
图5的步骤S3中,如图6B所示,组装铸造模型68,将形成有导体成形体60的薄膜64设置在铸造模型68内。
另一方面,图5的步骤S4和步骤S5中,调制被注入到铸造模型68的浆料70。
首先图5的步骤S4中,调制陶瓷浆料。陶瓷浆料具有,混合了氧化钛、氧化钡系粉末和作为烧结助剂的硼硅玻璃的陶瓷粉末。即,陶瓷浆料由,上述陶瓷粉末100质量份,和由脂肪族二元酸酯27质量份、三醋酸甘油酯3质量份和聚羧酸共聚物3质量份构成的有机分散介质(聚羧酸起到有机分散剂的作用)的混合物构成。
之后,图5的步骤S5中,在上述陶瓷浆料中添加:作为胶凝剂的聚亚甲基聚苯基聚异氰酸酯的改性物1~10质量份和乙二醇0.05~2.7质量份、作为反应催化剂的6-二甲氨基-1-己醇0.03~0.3质量份之后,搅拌以调制凝胶铸造用的浆料70。即,浆料70包括热固化性树脂前驱体。
接着,图5的步骤S6中,如图6B所示,将浆料70注入(浇铸)铸造模型68内。通过该注入,铸造模型68的中空部填充浆料70。浆料70为凝胶铸造用浆料,因此以填充于中空部的状态被硬化。这样,如图6C所示,铸造模型68内制作成第1陶瓷成形体62A。
之后,步骤S7中,分解铸造模型68。此时,如图7A所示,为在薄膜64上设有第1陶瓷成形体62A的状态,因此通过将第1陶瓷成形体62A从薄膜64脱模,如图7B所示,得到埋设有导体成形体60的第1陶瓷成形体62A。
另一方面,没有导体成形体60的第2陶瓷成形体62B的制作方法不进行如图5的步骤S1和步骤S2,除了在步骤S3中,将没有形成导体成形体60的薄膜64设置在铸造模型68内之外,与上述的第1陶瓷成形体62A的制作方法相同,通过步骤S4~步骤S7,制得没有导体成形体60的第2陶瓷成形体62B。即,图8A所示,没有形成导体成形体60的薄膜64设置在铸造模型68内,浆料70浇铸到铸造模型68内后,如图8B所示,对浆料70硬化(室温硬化或干燥硬化等)。之后,通过对薄膜64脱模,如图8C所示,得到第2陶瓷成形体62B。又,以下的说明中,第1陶瓷成形体62A和第2陶瓷成形体62B不进行区别,记为陶瓷成形体62。
接着,图5的步骤S8中,层叠多个陶瓷成形体62制作陶瓷层叠体。此时,以陶瓷成形体62的反应性官能团完全不反应的状态(室温中,浇铸后、经过1小时~48小时后)、以5~100kgf/cm2的压力加压层叠。加压力根据陶瓷成形体62的强度和容许的层叠偏差进行适当选择。
层叠时的加压力小的时候,虽然层叠偏差小,但是容易产生由于层叠时粘结不良而造成的烧成体的层间分离,另一方面,层叠时的加压力大的时候,虽然可以抑制上述层间分离的发生,但是容易发生由于陶瓷成形体62的层叠压力造成的变形和破损。但是,在上述的加压力范围内,可抑制层叠偏差和层间分离,因此较为理想。又,根据需要,还可在施加上述5~100kgf/cm2的加压之后,以50~400kgf/cm2的加压力提高一体性。
又,此时,通过使得相邻陶瓷成形体62中的未反应的反应硬化物之间反应,获得陶瓷成形体62间的粘结力,为了以更短时间使反应硬化,最好一边加温至60℃~80℃,一边进行层叠。
为了以较低压得到充分的陶瓷层叠体,最好在层叠时,在各陶瓷成形体62的界面涂布、印刷浆料70中除去了反应催化剂的材料作为粘结层。即使不添加反应催化剂,由于陶瓷成形体62中残存的反应催化剂的影响,也可以实用的时间进行反应硬化。
或,最好对充分硬化的陶瓷成形体62,或进一步干燥后,将与陶瓷成形体62相同的无机粉末、丁醛树脂、丙烯酸树脂、二乙二醇丁醚醋酸酯(ブチルカルビト一ルアセテ一ト)溶剂和/或脂肪族二元酸酯等有机溶剂混合后的粘结糊浆涂布或印刷在陶瓷成形体62上后层叠。
通过上述步骤,陶瓷成形体62相互的粘结性提高,可抑制上述的层间分离。又,在使用粘结浆料时,陶瓷成形体62中可以残留溶剂,也可以60℃~100℃的温度预先将溶剂干燥。溶剂干燥后的陶瓷成形体62的可塑性显著下降,处理困难,因此为了对干燥后的陶瓷成形体62赋予可塑性,最好对反应硬化前的浆料添加1~10质量份可塑剂(DOP或DBP)。
接着,图5的步骤S9中,陶瓷层叠体干燥后,步骤S10中,将陶瓷层叠体分割为多个晶片。之后,步骤S11中,在各晶片的表面或侧面通过印刷形成端子电极。然后,在步骤S12中,通过烧成各晶片,完成多个第1合成器10A。
该实施方式涉及的制造方法的效果在以下进行说明。首先以往的含有热可塑性树脂的浆料的干燥收缩时,可能在与导体成形体的界面会产生间隙或裂纹、生片变为凹凸形状。另一方面,本实施方式中,使浆料70含有热固化性树脂前驱体,在干燥时使热固化性树脂前驱体硬化生成三维网格结构,并减小收缩,以解决上述问题。
此时,用于浆料70的溶剂选择在热固化性树脂前驱体硬化的温度下蒸气压小的、以期热硬化时的溶剂干燥引起的收缩减小。在室温下采用硬化树脂时,特别是作业和装置得到精简。
聚氨酯树脂具有,硬化后的弹性容易控制,能够形成为柔软的成形体等优点。考虑后续工序中的处理,有不适用较硬的成形体的情况,热固化性树脂具有三维网格结构,因此一般来说较硬,但是,聚氨酯树脂能够形成为具有柔软性的成形体,尤其是带状的成形体,由于要求柔软性的情况较多,因此是理想的。又,为了浆料性状的控制,也可包含有热可塑性树脂。
以往的含有热可塑性树脂的导电糊浆,在涂布浆料时,溶解于浆料的溶剂,图案形状变形。另一方面,由于本实施方式中使导电糊浆66中含有热固化性树脂前驱体,耐溶剂性提高,图案形状也不会发生变形。
热固化性树脂前驱体在硬化后为三维的网格结构,由于无法返回到原状,因此硬化后失去在溶剂中的再溶解性,一般来说,比热可塑性树脂耐溶剂性高。
热固化性树脂前驱体中,苯酚树脂、环氧树脂、聚酯纤维树脂能够控制硬化前预聚物的分子量、能够控制糊浆性状,因此是理想的。又,为了控制热可塑性树脂的糊浆性状,也可一起包含有热固化性树脂。
尤其是,环氧树脂、苯酚树脂是不需要硬化剂、仅通过加热即可硬化的类型,因此适用于导电糊浆66的有效使用。即,虽然需要添加硬化剂的其他热固化性树脂前驱体在印刷导电糊浆66之前,需要混合硬化剂,但是混合后无法进行保存。因而,通过印刷法印刷导电糊浆66时,需要回收印刷后残留的导电糊浆66并保存的话不需要混合硬化剂的热硬化型环氧树脂、热硬化型苯酚树脂是理想的。
以往,将热可塑性树脂作为粘结剂的陶瓷成形体中,该陶瓷成形体容易产生密度不均,因此,烧成后的陶瓷烧成体尺寸不均变大,被埋设的导体成形体的烧成尺寸不均也变大。另一方面,在本实施方式中,通过将热固化性树脂前驱体用作为粘结剂得到埋设有导体成形体60的第1陶瓷成形体62A,可减小烧成不均。例如第1陶瓷成形体62A的烧成后尺寸主要由第1陶瓷成形体62A中,除去导体成形体60的部分的生坯密度确定。这是因为,第1陶瓷成形体62A的陶瓷烧成体的结构中空隙非常少,与之相对,第1陶瓷成形体62A的上述部分的空隙较多,因此其空隙量的多少决定了烧成中的收缩量。
以往,含有热可塑性树脂作为粘结剂的浆料,虽然干燥溶剂得到陶瓷成形体,但干燥时的涂布比(浆料体积与成形后的成形体体积的比)较大,该较大的涂布比为成形体密度不均的原因。但是如本实施方式,将热固化性树脂前驱体用作为浆料70的粘结剂时,即使在包含溶剂的状态也进行硬化,可使涂布比减小,生坯密度不均减小。结果,烧成后尺寸的不均减小,埋设的导体成形体60尺寸不均也可减小。
接着,参考图9~图11对第2实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第2合成器10B)进行说明。
该第2合成器10B与上述的第1合成器10A具有大致同样的构成,如图9所示,第1监测端子36a和第3λ/4线路34C之间连接有第4λ/4线路34D,这一点不同。
即,第2合成器10B如图10所示,介电体基板42以从上到下的顺序由第1介电体层S1~第8介电体层S8重叠构成,第7介电体层的主面形成有第4λ/4线路34D,第4介电体层S4的主面形成有第1内层屏蔽电极48a,第6介电体层S6的主面形成有第2内层屏蔽电极48b,第8介电体层S8的主面下部形成有屏蔽电极46b。第4λ/4线路34D的一端连接于第1监测端子36a、第4λ/4线路34D的另一端介由贯通第5介电体层S5和第6介电体层S6的导通孔72连接于第3λ/4线路34C的一端。又,第1内层屏蔽电极48a和第2内层屏蔽电极48b连接于屏蔽端子44。
这样,第2合成器10B与上述的第1合成器10A相同,也可不使得放大器效率劣化地,进行通过数字处理的多赫蒂放大器16的失真补正。又,可削减电路基板上的安装面积。该第2合成器10B中,由于在第1λ/4线路34A与构成第1定向耦合器40A的第2λ/4线路34B和第3λ/4线路34C之间形成第1内层屏蔽电极48a,在第3λ/4线路34C和第4λ/4线路34D之间形成第2内层屏蔽电极48b,因此可抑制合成器部分和第1定向耦合器40A部分之间、和在第1定向耦合器40A部分和第4λ/4线路34D处的不必要的信号的泄露,抑制对通过数字处理的失真补正电路的噪音的混入。
进一步的,由于在一个介电体基板42内使合成器部分和定向耦合器部分一体化,从而可消除定向耦合器引起的损失,不使失真补正特性劣化,提高多赫蒂放大器16整体的效率。
这里,对第2合成器10B的阻抗关系进行说明,该第2合成器10B中,也如图11所示的,第3λ/4线路34C和第1监测端子36a间连接有第4λ/4线路34D,因此,从第3λ/4线路34C和第4λ/4线路的中间点看入的第3λ/4线路34C的阻抗与从合成点32看入的第2λ/4线路34B的阻抗Zc相等,同时,如以下的表3所示,可使作为监测对象的第2λ/4线路34B、第1定向耦合器40A的第3λ/4线路34C和第4λ/4线路34D的各特性阻抗Z2、Z3和Z4都为
【表3】
这样,即使K不是50欧姆或100欧姆,也可充分提高第1定向耦合器40A的方向性。
接着,参照图12和图13对第3实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第3合成器10C)进行说明。
该第3合成器10C虽然与上述的第2合成器10B具有大致相同的结构,但如图12所示,第1终端端子38a和第3λ/4线路34C之间连接有第4λ/4线路34D,这一点是不同的。
即,第3合成器10C如图13所示,第4λ/4线路34D的一端连接于第1终端端子38a,第3λ/4线路34C的一端连接于第1监测端子36a,第4λ/4线路34D的另一端通过贯通第5介电体层S5和第6介电体层S6的导通孔72连接于第3λ/4线路34C的另一端。
这样,第3合成器10C与上述的第2合成器10B同样地,不使得放大器效率劣化地,通过数字处理进行多赫蒂放大器16的失真补正。又,可减小电路基板上的安装面积。可抑制合成器部分和第1定向耦合器40A部分之间、和第1定向耦合器40A部分和第4λ/4线路34D处的不必要的信号的泄露,抑制由于数字处理而混入失真补正电路的噪音。
进一步的,可使得合成器部分和定向耦合器部分在一个介电体基板42内一体化,消除定向耦合器引起的损失,不使得失真补正特性劣化地、提高多赫蒂放大器整体的效率。
这里,对第3合成器10C的阻抗关系进行说明,该第3合成器10C中,由于第3λ/4线路34C和第1终端端子38a间连接有第4λ/4线路34D,如以下的表4所示,可使得第2λ/4线路34B、第3λ/4线路34C和第4λ/4线路34D的各特性阻抗Z2、Z3和Z4为。只是,从第3λ/4线路34C和第4λ/4线路的中间点看入的第3λ/4线路34C的阻抗与从合成点32看入的第2λ/4线路34B的阻抗Zc不同。因此,与上述的第2合成器10B不同,第1定向耦合器40A的方向性某种程度上变差。
【表4】
接着,参考图14和图15对第4实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第4合成器10D)进行说明。
该第4合成器10D具有与上述的第1合成器10A大致相同的结构,如图14所示,第3λ/4线路34C与第1λ/4线路34A电磁耦合,这一点不同。即,第4合成器10D具有,代替第1定向耦合器40A的,第1λ/4线路34A和第3λ/4线路34C构成的第2定向耦合器40B。
第4合成器10D如图15所示,第3介电体层S3的主面形成有第1λ/4线路34A和第3λ/4线路34C,第5介电体层S5的主面形成有第2λ/4线路34B,第4介电体层S4的主面形成有连接于屏蔽端子44的内层屏蔽电极48。载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28间连接有第1λ/4线路34A、峰值侧输入端子28(兼做为合成点32)和输出端子30间连接有第2λ/4线路34B、形成于介电体基板42的第2侧面42b的第2监测端子36b和第2终端端子38b间连接有第3λ/4线路34C,构成为一个晶片。
另一方面,图14所示,第2监测端子36b和第2监测输出端子52b间电连接有第2监测电路50b。该第2监测电路50b是用于监测从载波侧输入端子26到合成点32流过的信号的电平的电路,与上述的第1监测电路50a具有同样的结构。
由于能够监视该第4合成器10D中载波放大器12的输出信号,这样,可对载波放大器12的增益、相位进行适当补正,不导致放大器效率降低地,改善在使用多赫蒂放大器16上导致问题的增益失真、相位失真。
又,与第1合成器10A的情况同样地,通过采用带状线结构,使得不容易受到外部电路的影响,同时,抑制合成器的部分和定向耦合器的部分之间的信号的泄露,从而有效抑制增益失真、相位失真。进一步的,可减少用于抑制多赫蒂放大器16的输出失真、相位失真的必要的器件个数,使得电路小型化·轻量化。这样,可以抑制随着手机的基站天线上搭载的机器的增加而带来的建设费用的高价化,同时由于使用器件的个数削减,器件的连接减少,可靠性提高。
接着,参考图16~图18对第5实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第5合成器10E)进行说明。
该第5合成器10E具有大致与上述的第4合成器10D相同的结构,但如图16所示,第2监测端子36b和第3λ/4线路34C之间连接有第4λ/4线路34D,这一点不同。
第5合成器10E如图17所示,介电体基板42构成为从上到下的顺序由第1介电体层S1~第8介电体层S8重叠构成,第7介电体层S7的主面形成有第2λ/4线路34B,第5介电体层S5的主面形成有第4λ/4线路34D,第4介电体层S4的主面形成有第1内层屏蔽电极48a,第6介电体层S6的主面形成有第2内层屏蔽电极48b,第8介电体层S8的主面形成有下部屏蔽电极46b。第4λ/4线路34D的一端连接于第2监测端子36b,第4λ/4线路34D的另一端通过贯通第3介电体层S3和第4介电体层S4的导通孔72连接于第3λ/4线路34C的一端。该第5合成器10E也得到与上述的第4合成器相同的效果。
这里,对第5合成器10E的阻抗关系进行说明,该第5合成器10E中,如图18所示,第3λ/4线路34C和第2监测端子36b间连接有第4λ/4线路34D,因此如以下的表5所示,作为监测对象的第1λ/4线路34A、第2定向耦合器40B的第3λ/4线路34C和第4λ/4线路34D的各特性阻抗可为K。这样,K即使不是50欧姆或100欧姆,第2定向耦合器40B的方向性可以充分提高。
【表5】
接着,参考图19和图20对第6实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第6合成器10F)进行说明。
该第6合成器10F具有与上述的第5合成器10E大致相同的结构,但图19所示,第2终端端子38b和第3λ/4线路34C之间连接有第4λ/4线路34D,这一点不同。
即,第6合成器10F,如图20所示,第4λ/4线路34D的一端连接于第2终端端子38b,第3λ/4线路34C的一端连接于第2监测端子36b,第4λ/4线路34D的另一端通过贯通第3介电体层S3和第4介电体层S4的导通孔72连接于第3λ/4线路34C的另一端。该第6合成器10F中,也能取得与上述的第5合成器10E相同的效果。
接着,参考图21对第7实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第7合成器10G)进行说明。
该第7合成器10G如图21所示,具有第1合成器10A和第4合成器10D组合的结构。即,具有两个第3λ/4线路34Ca和34Cb,具有第2λ/4线路34B和与该第2λ/4线路34B电磁耦合的一个第3λ/4线路34Ca构成的第1定向耦合器40A、以及第1λ/4线路34A和与该第1λ/4线路34A电磁耦合的另一个的第3λ/4线路34Cb构成的第2定向耦合器40B。该第7合成器10G同时具有第1合成器10A的效果和第4合成器10D的效果。
接着,参照图22对第8实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第8合成器10H)进行说明。
该第8合成器10H如图22所示,第2合成器10B和第5合成器10E组合的结构。即,具有两个第3λ/4线路34Ca和34Cb与两个第4λ/4线路34Da和34Db,具有第2λ/4线路34B和与该第2λ/4线路34B电磁耦合的一个第3λ/4线路34Ca构成的第1定向耦合器40A、与第1λ/4线路34A和与该第1λ/4线路34A电磁耦合的另一个第3λ/4线路34Cb构成的第2定向耦合器40B。一个第4λ/4线路34Da连接于第1定向耦合器40A和第1监测端子36a间、另一个第4λ/4线路34Db连接于第2定向耦合器40B和第2监测端子36b间。该第8合成器10H同时具有第2合成器10B的效果和第5合成器10E的效果。
接着,参照图23和图24对第9实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下,记为第9合成器10I)进行说明。
该第9合成器10I如图23所示,形成有第2λ/4线路34B和输出端子30之间形成有第5λ/4线路34E、还形成有与该第5λ/4线路34E电磁耦合的第6λ/4线路34F。第6λ/4线路34F的一端连接有第3监测端子36c、第6λ/4线路34F的另一端通过第3终端端子38c连接有终端电阻Re。即,第5λ/4线路34E和第6λ/4线路34F构成一个定向耦合器(第3定向耦合器40C)。
即,第9合成器10I如图24所示,介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第6介电体层S6重叠构成,第3介电体层S3的主面形成第1λ/4线路34A和第2λ/4线路34B,第5介电体层S5的主面形成第5λ/4线路34E和第6λ/4线路34F。第1λ/4线路34A的一端连接于载波侧输入端子26、第1λ/4线路34A的另一端和峰值侧输入端子28通过合成点32连接于第2λ/4线路34B的一端、第2λ/4线路34B的另一端介由贯通第3介电体层S3和第4介电体层S4的导通孔72连接于第5λ/4线路34E的一端,第5λ/4线路34E的另一端连接于输出端子30,第6λ/4线路34F的一端连接于第3监测端子36c,第6λ/4线路34F的另一端连接于第3终端端子38c。
如图23所示,第3监测端子36c和第3监测输出端子52c间电连接有第3监测电路50c。该第3监测电路50c为用于监测从合成点32流过到输出端子30的信号的电平的电路,具有与上述的第1监测电路50a同样的结构。
该第9合成器10I中,与第1合成器10A同样地,能够高精度地进行对多赫蒂放大器16的输出信号的监测,由此可不导致放大器效率降低地,改善多赫蒂放大器16成问题的增益失真、相位失真。又,通过采用带状线结构,不容易受到外部电路的影响,并且能够抑制合成器部分和定向耦合器部分之间的信号的泄露,有效抑制增益失真、相位失真。
又,通过采用第9合成器10I,由于可削减抑制多赫蒂放大器16的输出失真、相位失真所必要的器件个数,从而达到电路的小型化·轻量化。这样,随着搭载于手机基站天线上的机器的增加,能够抑制建设费用的高价格化,同时通过削减使用器件的个数,使得器件的连接处减少,从而可靠性提高。
接着,参照图25和图26对第10实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第10合成器10J)进行说明。
适用该第10合成器10J的多赫蒂放大器16与适用第1合成器10A的多赫蒂放大器16具有大致相同的结构,但如图25所示,具有用于控制载波放大器12的栅极偏置电压的第1控制器74a,这一点不同。
第10合成器10J,如图25所示,具有与第1合成器10A同样的载波侧输入端子26、峰值侧输入端子28和输出端子30,还具有用于输出来自载波放大器12的载波信号的振幅信息的第4监测端子36d,以及与载波侧输入端子26和第1λ/4线路34A之间的第1线路76a平行配置、并与第1线路76a电磁耦合的第1监测线路78a。
即,第10合成器10J,如图26所示,在介电体基板42的第1侧面42a至少形成有载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28,在介电体基板42的第2侧面42b至少形成有输出端子30和第4监测端子36d和第4终端端子38d。
介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第4介电体层S4重叠构成,第3介电体层的主面形成有第1λ/4线路34A和第2λ/4线路34B、和与从载波侧输入端子26延伸到第1λ/4线路34A的一端的第1线路76a电磁耦合的第1监测线路78a。第1λ/4线路34A的另一端和峰值侧输入端子28介由合成点32连接于第2λ/4线路34B的一端,第2λ/4线路34B的另一端连接于输出端子30,第1监测线路78a的一端连接于第4监测端子36d,第1监测线路78a的另一端连接于第4终端端子38d。
如图25所示,第4监测端子36d电连接有第4监测电路50d。该第4监测电路50d为检测输入到载波侧输入端子26的来自载波放大器12的载波信号的振幅电平的电路,具有与第1监测电路50a同样的结构。第4监测电路50d的第4监测输出端子52d输出的信号输入到第1控制器74a。第1控制器74a根据被输入的来自第4监测输出端子52d的信号的电平,调整载波放大器12的栅极偏置电压。
这样,由于可监测相对于第10合成器10J中载波放大器12的振幅的饱和特性,因此可确认相对于载波放大器12的输入电平的输出电平。通过监测饱和区域,控制载波放大器12的栅极偏置电压,能够改善多赫蒂放大器16的AM/AM特性,且实现相比以往的多赫蒂放大器效率不发生降低的低失真化。又,第4监测电路50d为二极管Da作为主体的电路构成,因此,第4监测电路50d中,载波放大器12的高频信号能够检波。作为用于控制栅极偏置电压的信号,仅需要振幅信息,但是通过采用第4监测电路50d,可获得例如半波整流后的信号,可将对于载波放大器12的栅极偏置电压的控制必要的振幅信息提供给第1控制器74a。
接着,参照图27和图28对第11实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第11合成器10K)进行说明。
适用该第11合成器多赫蒂的放大器10K,与适用第1合成器10A的多赫蒂放大器16具有大致相同的结构,但如图27所示,具有用于控制峰值放大器14的栅极偏置电压的第2控制器74b,这一点不同。
第11合成器10K如图27所示,具有与第1合成器10A相同的载波侧输入端子26、峰值侧输入端子28和输出端子30,该第11合成器10K还具有与用于输出来自峰值放大器14的峰值信号的振幅信息的第5监测端子36e,和与峰值侧输入端子28和第1λ/4线路34A之间的第2线路76b平行设置、且与第2线路76b电磁耦合的第2监测线路78b。
即,第11合成器10K如图28所示,介电体基板42的第1侧面42a至少形成有载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28,介电体基板42的第2侧面42b至少形成有输出端子30和第5监测端子36e和第5终端端子38e。
介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第4介电体层S4重叠构成,第3介电体层S3的主面形成有第1λ/4线路34A、第2λ/4线路34B、和与从峰值侧输入端子28延伸到第1λ/4线路34A的另一端的第2线路76b电磁接合的第2监测线路78b。第1λ/4线路34A的一端连接于载波侧输入端子26,第1λ/4线路34A的另一端和峰值侧输入端子28介由合成点32连接于第2λ/4线路34B的一端,第2λ/4线路34B的另一端连接于输出端子30,第2监测线路78b的一端连接于第5监测端子36e,第2监测线路78b的另一端连接于第5终端端子38e。
如图27所示,第5监测端子36e电连接有第5监测电路50e。该第5监测电路50e为用于监测被输入峰值侧输入端子28的来自峰值放大器14的峰值信号的电平的电路,与第1监测电路50a具有同样的结构。第5监测电路50e的第5监测输出端子52e输出的信号被输入到第2控制器74b。第2控制器74b根据被输入的来自第5监测输出端子52e的信号电平,调整峰值放大器14的栅极偏置电压。
这样,可监测第11合成器10K中来自峰值放大器14的输出信号,这样,由于能够对峰值放大器14的栅极偏置电压适当补正,因此可以不导致放大器效率降低地、改善作为多赫蒂放大器16使用上问题的增益失真。又,通过采用第5监测电路50e,能够得到例如经过半波整流的信号,并将峰值放大器14的栅极偏置电压的控制所需的振幅信息提供给第2控制器74b。
接着,参考图29~图30对第12实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第12合成器10L)进行说明。
适用该第12合成器10L的多赫蒂放大器16如图29所示,具有用于控制载波放大器12的栅极偏置电压的第1控制器74a、用于控制峰值放大器14的栅极偏置电压的第2控制器74b。
第12合成器10L为第10合成器10J和第11合成器10K组合的结构。具体来说如图30所示,介电体基板42的第1侧面42a至少形成载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28,介电体基板42的第2侧面42b至少形成输出端子30、第4监测端子36d、第4终端端子38d、第5监测端子36e和第5终端端子38e。
介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第4介电体层S4重叠构成,第3介电体层S3的主面形成有第1λ/4线路34A、第2λ/4线路34B、第1监测线路78a和第2监测线路78b。第1λ/4线路34A的一端连接于载波侧输入端子26,第1λ/4线路34A的另一端和峰值侧输入端子28介由合成点32连接于第2λ/4线路34B的一端,第2λ/4线路34B的另一端连接于输出端子30。第1监测线路78a的一端连接于第4监测端子36d,第1监测线路78a的另一端连接于第4终端端子38d,第2监测线路78b的一端连接于第5监测端子36e,第2监测线路78b的另一端连接于第5终端端子38e。又,第4监测端子36d连接有第4监测电路50d,第5监测端子36e连接有第5监测电路50e。第4监测电路50d的第4监测输出端子52d输出的信号输入到第1控制器74a,第5监测电路50e的第5监测输出端子52e输出的信号被输入到第2控制器74b。
该第12合成器10L中并有第10合成器10J的效果和第11合成器10K的效果。即,除了载波放大器12的栅极偏置电压的控制,还可进行峰值放大器14的栅极偏置电压的控制,因此可提高多赫蒂放大器16的输出饱和点。从而可改善DPD等的失真补偿器的回退点,进一步实现高效率化。
接着,参考图31和图32对第13实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第13合成器10M)进行说明。
该第13合成器10M如图31所示,具有与第1合成器10A相同的载波侧输入端子26、峰值侧输入端子28和输出端子30,该第13合成器10M还具有用于输出多赫蒂放大器16的输出信号的振幅信息的第6监测端子36f,以及与输出端子30和第2λ/4线路34B之间的第3线路76c平行配置且与第3线路76c电磁耦合的第3监测线路78c。
即,第13合成器10M如图32所示,介电体基板42的第1侧面42a至少形成有载波侧输入端子26和峰值侧输入端子28,介电体基板42的第2侧面42b至少形成有输出端子30和第6监测端子36f和第6终端端子38f。
介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第4介电体层S4重叠构成,第3介电体层S3的主面形成有第1λ/4线路34A、第2λ/4线路34B、以及与从第2λ/4线路34B的一端延伸到输出端子30的第3线路76c电磁耦合的第3监测线路78c。第1λ/4线路34A的一端连接于载波侧输入端子26,第1λ/4线路34A的另一端和峰值侧输入端子28介由合成点32连接于第2λ/4线路的另一端,第3监测线路78c的一端连接于第6监测端子36f,第3监测线路78c的另一端连接于第6终端端子38f。
如图31所示,第6监测端子36f和第6监测输出端子52f间电连接有第6监测电路50f。该第6监测电路50f为监测多赫蒂放大器16的输出电平的电路,与第1监测电路50a具有同样的结构。
该第13合成器10M中,可监测多赫蒂放大器16的AM/AM失真(增益失真)补正用信号、和AP/PM失真(振幅相位失真)补正用信号。即,与第1合成器10A同样地,可高精度地进行多赫蒂放大器16的输出信号的监测,这样,可不降低放大器效率地,改善多赫蒂放大器16中成为问题的增益失真、相位失真。又,通过采用带状线结构,使得难以受到外部电路的影响的同时,可抑制合成器部分和定向耦合器部分之间的信号的泄露,有效抑制增益失真、相位失真。
又,通过采用第13合成器10M,可削减用于抑制多赫蒂放大器16的输出失真、相位失真的必要的器件个数,实现电路的小型化·轻量化。这样,可抑制随着手机的基站天线上搭载的机器的增加带来的建设费用的高价化,并通过削减使用器件的个数削减,削减器件的连接处,提高可靠性。
这里,参考图33和图34,对第1合成器10A~第13合成器10M涉及的两个理想变形例(第1变形例和第2变形例)进行说明。
首先以第1变形例涉及的合成器10a例如用作为第1合成器10A的情况进行说明,如图33所示,载波侧输入端子26和第1λ/4线路34A之间连接有第1耦合电容C3a,峰值侧输入端子28和第1λ/4线路34A之间连接有第2耦合电容C3b。
第1合成器10A的载波侧输入端子26连接有载波放大器12的漏极端子,峰值侧输入端子28连接有峰值放大器14的漏极端子,因此,通过连接上述第1耦合电容C3a和第2耦合电容C3b,将提供到载波放大器12和峰值放大器14的各漏极端子的直流电力与第1合成器10A切断,仅将高频成分输入到第1合成器10A。尤其是,在变形例1中,介电体基板42内,由于和上述的第1λ/4线路34A、第2λ/4线路34B和第3λ/4线路34C一起,一体形成第1耦合电容C3a和第2耦合电容C3b,因此可实现小型化。
第2变形例涉及的合成器10b如图34所示,连接于对于一个峰值放大器14并列连接有多个载波放大器12的N-Way多赫蒂放大器(N为3以上的整数),以适用例如第12合成器10L的情况进行主要说明,其具有:对应于多个载波放大器12的多个载波侧输入端子26、对应于一个峰值放大器14的一个峰值侧输入端子28、一个输出端子30、分别连接于多个载波侧输入端子26和一个合成点32之间的多个第1λ/4线路34A、连接于合成点32和输出端子30之间的一个第2λ/4线路34B。
又,该第2变形例涉及的合成器10b还具有:与各载波侧输入端子26和各对应的第1λ/4线路34A之间的各第1线路76a平行配置、且与对应的第1线路76a电磁耦合多个第1监测线路78a,和平行配置于峰值侧输入端子28和合成点32之间的第2线路76b、且与第2线路76b电磁耦合的第2监测线路78b。
多个第1监测线路78a的各一端分别连接于各自对应的第4监测端子36d,多个第1监测线路78a的各另一端分别连接于各自对应的第4终端端子38d。又,第2监测线路78b的一端连接于第5监测端子36e,另一端连接于第5终端端子38e。然后,图34没有显示,但多个第4监测端子36d分别连接有第4监测电路50d(参照图29),来自各第4监测电路50d的信号分别提供到各自对应的第1控制器74a。同样地,第5监测端子36e也连接有第5监测电路50e(参照图29),来自该第5监测电路50e的信号提供给第2控制器74b。
该第2变形例涉及的合成器10b中,具有对应于多个载波放大器12具有多个第1λ/4线路34A,因此可不降低放大器效率地在更广泛的输出范围内改善能够得到高效率的N-way多赫蒂放大器的增益失真、相位失真。
接着,参考图35和图36对第14实施方式涉及的多赫蒂放大器用合成器(以下、记为第14合成器10N)进行说明。
该第14合成器10N为如图35所示,连接于两个多赫蒂放大器(第1多赫蒂放大器16A和第2多赫蒂放大器16B)并列联结的复合多赫蒂放大器80的输出,是合成第1多赫蒂放大器16A的输出和第2多赫蒂放大器16B的输出的电路。
即,复合多赫蒂放大器80如图35所示,具有:将输入端子82的输入信号分配为两个的信号分配器84;被输入来自信号分配器84的第1输入信号的第1多赫蒂放大器16A;被输入来自信号分配器84的第2输入信号的第2多赫蒂放大器16B。
第1多赫蒂放大器16A,具有:将第1输入信号分配为两个的第1信号分配器20A;偏置在AB类的第1载波放大器12A;取得第1信号分配器20A的一个输出和第1载波放大器12A的输入的阻抗匹配的第1载波侧阻抗匹配部22A;偏置在B类或C类的第1峰值放大器14A;取得第1信号分配器20A的另一个输出和第1峰值放大器14A的输入的阻抗匹配的第1峰值侧阻抗匹配部24A。
第2多赫蒂放大器16B与上述第1多赫蒂放大器16A同样地具有:第2信号分配器20B;第2载波放大器12B;第2峰值放大器14B;第2载波侧阻抗匹配部22B和第2峰值侧阻抗匹配部24B。
第14合成器10N具有:与第1多赫蒂放大器16A对应的第1合成部86A;和与第2多赫蒂放大器16B对应的第2合成部86B。
第1合成部86A具有:被输入第1载波放大器12A的输出的第1载波侧输入端子26a;被输入第1峰值放大器14A的输出的第1峰值侧输入端子28a;第1载波放大器12A的输出和第1峰值放大器14A的输出的第1合成点32a;连接于第1载波侧输入端子26a和第1合成点32a之间的一个第1λ/4线路34Aa;体现第1合成部86A的输出的第1输出节点88a;连接于第1合成点32a和第1输出节点88a之间的一个第2λ/4线路34Ba。
又,第2合成部86B,与上述的第1合成部86A同样地,具有第2载波侧输入端子26b、第2峰值侧输入端子28b、第2合成点32b、另一第1λ/4线路34Ab、第2输出节点88b和另一第2λ/4线路34Bb。
进一步的,该第14合成器10N具有:连接于第1输出节点88a和输出端子30间的第7λ/4线路34G,连接于第2输出节点88b和GND(接地)间的、与第7λ/4线路34G电磁耦合的第8λ/4线路34H。第7λ/4线路34G和第8λ/4线路34H构成一个定向耦合器(第4定向耦合器40D)。
进一步的,该第14合成器10N由:第1合成部86A和第2合成部86B与第4定向耦合器40D一起在一个介电体基板42内一体化形成。
即,第14合成器10N如图36所示,在介电体基板42的第2侧面42b至少形成第1载波侧输入端子26a、第1峰值侧输入端子28a、第2载波侧输入端子26b、第2峰值侧输入端子28b,在介电体基板42的第1侧面42a至少形成输出端子30。
介电体基板42从上到下的顺序由第1介电体层S1~第8介电体层S8重叠构成。这些第1介电体层S1~第8介电体层S8由1枚或多枚层构成。
第14合成器10N,在第3介电体层S3的主面形成有构成第1合成部86A的一个第1λ/4线路34Aa、一个第2λ/4线路34Ba和第1合成点32a,第4介电体层S4的主面形成有连接于屏蔽端子44的第1内层屏蔽电极48a,第5介电体层S5的主面形成有构成第4定向耦合器40D的第7λ/4线路34G和第8λ/4线路34H,第6介电体层S6的主面形成有连接于屏蔽端子44的第2内层屏蔽电极48b,第7介电体层S7的主面形成有构成第2合成部86B的另一第1λ/4线路34Ab、另一第2λ/4线路34Bb和第2合成点32b。
一个第1λ/4线路34Aa的一端连接于第1载波侧输入端子26a,一个第2λ/4线路34Ba的一端介由第1合成点32a连接于一个第1λ/4线路34Aa的另一端和第1峰值侧输入端子28a,一个第2λ/4线路34Ba的另一端介由贯通第3介电体层S3和第4介电体层S4的第1导通孔72a连接于第7λ/4线路34G的一端,第7λ/4线路34G的另一端连接于输出端子30。
同样地,另一第1λ/4线路34Ab的一端连接于第2载波侧输入端子26b,另一第2λ/4线路34Bb的一端介由第2合成点32b连接于另一第1λ/4线路34Ab的另一端和第2峰值侧输入端子28b,另一第2λ/4线路34Bb的另一端介由贯通第5介电体层S5和第6介电体层S6的第2导通孔72b连接于第8λ/4线路34H的一端,第8λ/4线路34H的另一端连接于屏蔽端子44。
一般来说,手机的基站有在郊外使用的高功率的,也有覆盖施设的小型的等多种类型。其中,尤其是需要大的输出的情况下,会将上述的复合多赫蒂放大器80那样的2台多赫蒂放大器并列连接使用。用作为这样的复合多赫蒂放大器80的多赫蒂放大器用合成器,需要与各多赫蒂放大器对应的两个合成器、和用于合成两个合成器的输出的定向耦合器。此时,比1台多赫蒂放大器的情况下,其处理输出要大,小小的失配或相位的变化通过输出的反射就会引起放大的破坏等严重的问题。因而,在安装到电路基板时,需要考虑各构成器件(两个合成器、定向耦合器等)在电路基板的安装位置,和电路基板的影响,这样设计的自由度变小,在获得对于所要求规格的良好特性之前,不得不反复进行实验研究,需要很大的劳动投入和时间投入,这是一个问题。
对此,第14合成器10N中,由于与第1多赫蒂放大器16A对应的第1合成部86A、与第2多赫蒂放大器16B对应的第2合成部86B、合成第1合成部86A的输出和第2合成部86B的输出的第4定向耦合器40D在介电体基板42内一体化形成,因此对于电路基板可作为一个晶片安装,由于为带状线结构,受电路基板的影响减少,可提高设计的自由度,容易获得对于要求的规格的良好特性,得到所希望的高输出。
这里,参考图37和图38对第1合成器10A~第14合成器10N相关的两个理想变形例(第3变形例和第4变形例)进行说明。
首先第3变形例涉及的合成器10c如图37所示,介电体基板42中,具有设置在设有电路基板的面的相反面(例如上表面42e)的多个沟道90。
一般来说,由于载波放大器12和峰值放大器14所放大的高频电力在内部被合成,多赫蒂放大器容易发热。因此,通过在介电体基板42形成上述多个沟道90,合成器10c所产生的热容易散发到大气中,可抑制发热造成的合成器10c的损失的增大,而且,可提高合成器10c的容许输入。
第4变形例涉及的合成器10d如图38所示,具有形成于介电体基板42的多个散热孔92。散热孔92的形成位置,有例如从介电体基板42的上表面42e到上部屏蔽电极46a(参照图3)的区域、从介电体基板42的下表面42f到下部屏蔽电极46b(参照图3)的区域等。
通过该合成器10d中被输入来自载波放大器12和峰值放大器14的信号,合成器10d内所产生的热容易通过散热孔92散逸到大气中或电路基板,因此可抑制合成器10d的损失的增大,而且,可提高合成器10d的容许输入。
【实施例】
[第1实施例]
分别确认比较例1、实施例1~实施例3的输出特性。
(比较例1)
如图39所示,具有信号分配器20、载波侧阻抗匹配部22、峰值侧阻抗匹配部24、载波放大器12和峰值放大器14的通常的多赫蒂放大器16的输出连接有比较例1涉及的合成器200,进一步的,合成器200的输出介由特性阻抗为50欧姆的微带线路202(1cm)连接30dB的定向耦合器204。即,电路基板上安装有多赫蒂放大器16、比较例1涉及的合成器200、微带线路202、定向耦合器204。比较例1涉及的合成器200在介电体基板42内形成第1λ/4线路34A、合成点32、第2λ/4线路34B并晶片化。
基于输出端子30输出的信号测定多赫蒂放大器16的增益和放大器效率。此时,比较例1涉及的合成器200的输出为52.8dBm。
接着,测定包括与安装于电路基板的线路具有同样长度的微带线路202和30dB的定向耦合器204的整体的插入损失,其为0.16dB。
因而,计算得到微带线路202和定向耦合器204造成的损失功率为7.1W。
(实施例1)
电路基板上,安装有通常的多赫蒂放大器16和如图23和图24所示的第9合成器10I,第9合成器10I的载波侧输入端子26连接有载波放大器12,峰值侧输入端子28连接有峰值放大器14。
基于连接于第3监测端子36c的第3监测电路50c输出的信号测定多赫蒂放大器16的增益和放大器效率。此时,第9合成器10I的输出为52.9dBm。
由合成器部分和第3定向耦合器40C部分一体化形成于介电体基板42内的第9合成器10I的损失功率为3.9W,相比比较例1实现了4.4W的改善。此时的放大器效率为45%,消耗电力改善了9.8W。此改善是由于,没有比较例1中安装的微带线路202的布线损失,且如图24所示,第1λ/4线路34A、合成点32和第2λ/4线路34B构成的合成器部分和第3定向耦合器40C之间夹着内层屏蔽电极48,呈上下重合的状态,这样连接布线长度可达到最短。
(实施例2)
电路基板上安装有通常的多赫蒂放大器16和,如图1~图3所示的第1合成器10A,第1合成器10A的载波侧输入端子26连接有载波放大器12,峰值侧输入端子28连接有峰值放大器14。
基于连接于第1监测端子36a的第1监测电路50a输出的信号测定多赫蒂放大器16的增益和放大器效率。此时,第1合成器10A的输出为52.95dB,相对于比较例1改善了6.7W。以消耗电力来说,改善了14W。
相比比较例1,认为实施例2的效果的来自于,没有布线的微带线路202的损益,也没有比较例1所追加的定向耦合器204所造成的损失。
(实施例3)
电路基板上安装有通常的多赫蒂放大器16和图14和图15所示的第4合成器10D,第4合成器10D的载波侧输入端子26连接有载波放大器12,峰值侧输入端子28连接有峰值放大器14。
基于连接于第2监测端子36b的第2监测电路50b输出的信号(高频信号的包络线),进行载波放大器12的栅极偏置控制。采用W-CDMA信号,对邻道泄漏比(ACLR Adjacentchannel leakage ratio)进行测定后,可知从-45dBc改善了2dBc左右。
[第2实施例]
分别确认比较例2、实施例11和实施例12的输出特性。
(比较例2)
如图40所示,具有信号分配器20、载波侧阻抗匹配部22、峰值侧阻抗匹配部24、载波放大器12和峰值放大器14的通常的多赫蒂放大器16的输出连接有比较例2涉及的合成器200。即,电路基板上安装有多赫蒂放大器16和比较例2涉及的合成器200。比较例2涉及的合成器200在介电体基板42内形成第1λ/4线路34A、合成点32、第2λ/4线路34B以进行芯片化。
计测作为多赫蒂放大器16的基本特性的增益特性和效率特性时,如图41的特性。该多赫蒂放大器16中,由于对输入侧的信号分配器20使用3dB混合耦合器,因此比最大输出大约低6dB的输出(增益降低1dB的点)中效率特性出现变曲点Pa。效率比该变曲点pa进一步提高的话,增益特性中出现变曲点Pb。
又,根据多赫蒂放大器16处理的信号的峰值·平均信号功率比(PAPR:Peak AveragePower Ratio),可适当选择输入侧的信号分配器20的信号分配比,例如PAPR=8dB时,可对输入侧的信号分配器20使用5dB的分配不均耦合器来达成。
对多赫蒂放大器16,以DPD(Digital Pre Distortion)作为失真补偿器实施失真补偿前后的失真计测。输入信号采用W-CDMA,通过邻信道泄漏电力比(ACLR AdjacentChannel Leakage power Ratio)评价失真。
比较例2中,相对于失真补偿前的ACLR为-45dBc,失真补偿后的ACLR为-50dBc,由失真补偿达到的失真的改善为-5dBc。
(实施例11)
电路基板上安装有通常的多赫蒂放大器16,和如图25和图26所示的第10合成器10J,第10合成器10J的载波侧输入端子26连接有载波放大器12,峰值侧输入端子28连接有峰值放大器14。从而,连接于第4监测端子36d的第4监测电路50d的输出被输入到用于控制载波放大器12的栅极偏置电压的第1控制器74a,能够基于来自载波放大器12的载波信号的振幅电平控制载波放大器12的栅极偏置电压。
这样,载波放大器12的增益开始下降的输出区域中,通过提高栅极偏置电压可抑制载波放大器12的增益降低,因此如图42所示,可以抑制如在以往的多赫蒂放大器16的增益所见变曲点Pb(参照图41和图45)的发生,从而,通过DPD的失真补偿变得容易。
例如在与比较例2相同的计测条件中,计测失真时,相对于失真补偿前的ACLR为-45dBc,失真补偿后的ACLR为-56dBc,相比比较例2失真的改善程度提高了-6dBc。
(实施例12)
电路基板上安装有通常的多赫蒂放大器16和如图29和图30所示的第12合成器10L,第12合成器10L的载波侧输入端子26连接有载波放大器12,峰值侧输入端子28连接有峰值放大器14。连接于第4监测端子36d的第4监测电路50d的输出输入到用于控制载波放大器12的栅极偏置电压的第1控制器74a,进一步的,连接于第5监测端子36e的第5监测电路50e的输出输入到用于控制峰值放大器14的栅极偏置电压的第2控制器74b,能够基于来自载波放大器12的载波信号的振幅电平控制载波放大器12的栅极偏置电压的同时,能够基于来自峰值放大器14的峰值信号的振幅电平控制峰值放大器14的栅极偏置电压。
这样,除了载波放大器12的增益降低抑制效果,峰值放大器14的增益降低也得到抑制,因此如图43所示,该实施例12中,与实施例11相比高输出区域的增益降低进一步得都抑制。从而,DPD造成的失真的补偿更加容易。
以例如与比较例2相同的计测条件,在计测失真时,失真补偿前的ACLR为-48dBc,相对的失真补偿后的ACLR为-61dBc,相比比较例2,失真的改善程度为-8dBc。
又,本发明涉及的多赫蒂放大器用合成器不限于上述实施方式,在不脱离本发明主旨的前提下,可采用各种构成。
Claims (26)
1.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其为连接于具有载波放大器(12)和峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出、对所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述载波放大器(12)的输出被输入的第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的第2输入端子(28);
将所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后的信号予以输出的输出端子(30);
所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
连接于所述第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述第1输入端子(26)流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述信号监测单元包括定向耦合器(40A或40B),
所述定向耦合器(40A或40B)包括:
与所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中的作为监测对象的λ/4线路电磁耦合的第3λ/4线路(34C),
进一步的,具有:连接于所述第3λ/4线路(34C)、用于将该第3λ/4线路(34C)的特性阻抗与所述监测对象的λ/4线路的特性阻抗匹配的第4λ/4线路(34D)。
2.如权利要求1所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)的一端连接有监测端子(36a或36b),所述第3λ/4线路(34C)的另一端连接有终端电阻(Re)。
3.如权利要求2所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
具有多个介电体层层叠构成的介电体基板(42);
所述第1输入端子(26)、所述第2输入端子(28)、所述输出端子(30)和所述监测端子(36a或36b)形成于所述介电体基板(42)的表面,
所述第1λ/4线路(34A)、所述第2λ/4线路(34B)和所述第3λ/4线路(34C)形成于所述介电体基板(42)内。
4.如权利要求3所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
具有:所述介电体基板(42)内形成的内层屏蔽电极(48),该内层屏蔽电极(48)形成于所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中作为所述监测对象的λ/4线路和所述第3λ/4线路(34C),与所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中的所述监测对象以外的λ/4线路之间。
5.如权利要求1所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述监测对象的λ/4线路、所述第3λ/4线路(34C)和所述第4λ/4线路(34D)的各特性阻抗都相同。
6.如权利要求1所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)与所述第2λ/4线路(34B)电磁耦合。
7.如权利要求1所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)与所述第1λ/4线路(34A)电磁耦合。
8.如权利要求1所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)的一端连接有所述第4λ/4线路(34D)的一端,所述第3λ/4线路(34C)的另一端连接有终端电阻(Re),
所述第4λ/4线路(34D)的另一端连接有监测端子(36a或36b)。
9.如权利要求8的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
具有多个介电体层所层叠构成的介电体基板(42),
所述第1输入端子(26)、所述第2输入端子(28)、所述输出端子(30)和所述监测端子(36a或36b)形成于所述介电体基板(42)的表面,
所述第1λ/4线路(34A)、所述第2λ/4线路(34B)、所述第3λ/4线路(34C)和所述第4λ/4线路(34D)形成于所述介电体基板(42)内。
10.如权利要求9所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
具有:
所述介电体基板(42)内形成的第1内层屏蔽电极(48a),该第1内层屏蔽电极(48a)形成于所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中作为所述监测对象的λ/4线路和所述第3λ/4线路(34C),与所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中的所述监测对象以外的λ/4线路之间;和
所述介电体基板(42)内,在所述监测对象的λ/4线路和所述第4λ/4线路(34D)之间形成的第2内层屏蔽电极(48b)。
11.如权利要求9所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)和所述第4λ/4线路(34D)通过导通孔(72)被连接。
12.如权利要求1所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)的一端连接有所述第4λ/4线路(34D)的一端,所述第3λ/4线路(34C)的另一端连接有监测端子(36a或36b),
所述第4λ/4线路(34D)的另一端连接有终端电阻(Re)。
13.如权利要求12的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
具有多个介电体层所层叠构成的介电体基板(42),
所述第1输入端子(26)、所述第2输入端子(28)、所述输出端子(30)和所述监测端子(36a或36b)形成于所述介电体基板(42)的表面,
所述第1λ/4线路(34A)、所述第2λ/4线路(34B)、所述第3λ/4线路(34C)和所述第4λ/4线路(34D)形成于所述介电体基板(42)内。
14.如权利要求13所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
具有:
所述介电体基板(42)内形成的第1内层屏蔽电极(48a),该第1内层屏蔽电极(48a)形成于所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中作为所述监测对象的λ/4线路和所述第3λ/4线路(34C),与所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中的所述监测对象以外的λ/4线路之间;和
所述介电体基板(42)内,在所述监测对象的λ/4线路和所述第4λ/4线路(34D)之间形成的第2内层屏蔽电极(48b)。
15.如权利要求13所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第3λ/4线路(34C)和所述第4λ/4线路(34D)通过导通孔(72)被连接。
16.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其为连接于具有载波放大器(12)和峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出、对所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述载波放大器(12)的输出被输入的第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的第2输入端子(28);
将所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后的信号予以输出的输出端子(30);
所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
连接于所述第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述第1输入端子(26)流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述信号监测单元包括定向耦合器(40A或40B),
所述定向耦合器(40A或40B)包括:
与所述第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)中的作为监测对象的λ/4线路电磁耦合的第3λ/4线路(34C),
所述第3λ/4线路(34C)的一端连接有监测端子(36a或36b),所述第3λ/4线路(34C)的另一端连接有终端电阻(Re),
所述监测端子(36a或36b)连接有用于监测所述定向耦合器(40A或40B)的输出的监测电路(50a或50b);
所述监测电路(50a或50b)具有二极管(Da)。
17.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其为连接于具有载波放大器(12)和峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出、对所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述载波放大器(12)的输出被输入的第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的第2输入端子(28);
将所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后的信号予以输出的输出端子(30);
所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
连接于所述第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述第1输入端子(26)流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述信号监测单元具有,用于输出来自所述载波放大器(12)的载波信号的振幅信息的第1监测端子(36d),
所述信号监测单元具有:与所述第1输入端子(26)和所述第1λ/4线路(34A)之间的第1线路(76a)平行配置的、与所述第1线路(76a)电磁耦合的第1监测线路(78a),
所述第1监测线路(78a)连接于所述第1监测端子(36d)。
18.如权利要求17所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第1监测端子(36d)连接有用于监测所述第1监测线路(78a)的输出的第1监测电路(50d),
所述第1监测电路(50d)具有二极管(Da)。
19.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其为连接于具有载波放大器(12)和峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出、对所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述载波放大器(12)的输出被输入的第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的第2输入端子(28);
将所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后的信号予以输出的输出端子(30);
所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
连接于所述第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述第1输入端子(26)流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述信号监测单元具有用于输出来自所述峰值放大器(14)的峰值信号的振幅信息的第2监测端子(36e),
所述信号监测单元具有:与所述第2输入端子(28)和所述第1λ/4线路(34A)之间的第2线路(76b)平行配置的、与所述第2线路(76b)电磁耦合的第2监测线路(78b),
所述第2监测线路(78b)连接于所述第2监测端子(36e)。
20.如权利要求19所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第2监测端子(36e)连接有用于监测所述第2监测线路(78b)的输出的第2监测电路(50e);
所述第2监测电路(50e)具有二极管(Da)。
21.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其为连接于具有载波放大器(12)和峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出、对所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述载波放大器(12)的输出被输入的第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的第2输入端子(28);
将所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后的信号予以输出的输出端子(30);
所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
连接于所述第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述第1输入端子(26)流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述信号监测单元,包括:用于输出来自所述载波放大器(12)的载波信号的振幅信息的第1监测端子(36d);
与所述第1输入端子(26)和所述第1λ/4线路(34A)之间的第1线路(76a)平行配置、且与所述第1线路(76a)电磁耦合的、连接于所述第1监测端子(36d)的第1监测线路(78a);
用于输出来自所述峰值放大器(14)的峰值信号的振幅信息的第2监测端子(36e);
与所述第2输入端子(28)和所述第1λ/4线路(34A)之间的第2线路(76b)平行配置、且与所述第2线路(76b)电磁耦合的、连接于所述第2监测端子(36e)的第2监测线路(78b)。
22.如权利要求21所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述第1监测端子(36d)连接有用于监测所述第1监测线路(78a)的输出的第1监测电路(50d);
所述第2监测端子(36e)连接有用于监测所述第2监测线路(78b)的输出的第2监测电路(50e);
所述第1监测电路(50d)和所述第2监测电路(50e)分别具有二极管(Da)。
23.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其为连接于具有载波放大器(12)和峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出、对所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出进行合成的多赫蒂放大器用合成器,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述载波放大器(12)的输出被输入的第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的第2输入端子(28);
将所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后的信号予以输出的输出端子(30);
所述载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
连接于所述第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述第1输入端子(26)流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的一个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述第1输入端子(26)和所述第1λ/4线路(34A)电容耦合,
所述第2输入端子(28)和所述第1λ/4线路(34A)电容耦合。
24.一种多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,其连接于具有多个载波放大器(12)和一个峰值放大器(14)的多赫蒂放大器(16)的输出,合成来自所述多个载波放大器(12)的各输出和所述峰值放大器(14)的输出,该多赫蒂放大器用合成器包括:
所述多个载波放大器(12)的输出被输入的多个第1输入端子(26);
所述峰值放大器(14)的输出被输入的一个第2输入端子(28);
将来自所述多个载波放大器(12)的各输出和所述峰值放大器(14)的输出合成后予以输出的信号的一个输出端子(30);
所述多个载波放大器(12)的输出和所述峰值放大器(14)的输出的合成点(32);
分别连接于所述多个第1输入端子(26)和所述合成点(32)之间的多个第1λ/4线路(34A);
连接于所述合成点(32)和所述输出端子(30)之间的第2λ/4线路(34B);
对从所述多个第1输入端子(26)分别流过所述合成点(32)的信号、从所述第2输入端子(28)流过所述合成点(32)的信号和从所述合成点(32)流过所述输出端子(30)的信号中的1个以上的信号进行监测的信号监测单元,
所述信号监测单元具有,用于分别输出来自所述各载波放大器(12)的载波信号的振幅信息的多个第1监测端子(36d),
所述信号监测单元具有:与所述多个第1输入端子(26)和所述多个第1λ/4线路(34A)之间的多个第1线路(76a)平行配置的、与所述多个第1线路(76a)电磁耦合的多个第1监测线路(78a),
所述多个第1监测线路(78a)分别连接于对应的所述多个第1监测端子(36d)。
25.如权利要求24所述的多赫蒂放大器用合成器中,其特征在于,
包括有多个介电体层层叠构成的介电体基板(42),
所述多个第1输入端子(26)、所述第2输入端子(28)和所述输出端子(30)形成于所述介电体基板的表面,
所述多个第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)形成于所述介电体基板内。
26.如权利要求25所述的多赫蒂放大器用合成器,其特征在于,
所述介电体基板(42)内,在所述多个第1λ/4线路(34A)间,以及所述多个第1λ/4线路(34A)和所述第2λ/4线路(34B)间分别形成有内层屏蔽电极(48)。
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