CN113906671A - 多赫蒂放大器 - Google Patents

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小松崎优治
新庄真太郎
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Abstract

多赫蒂放大器(100)具有：放大器(8、9)，其包含主放大器(8)和辅助放大器(9)；回退量放大用的输出电路(10、13)，其包含设置于主放大器(8)与放大器(8、9)的输出合成部(18)之间并且具有第1电长度(θ1)的第1输出电路(10)、和设置于辅助放大器(9)与输出合成部(18)之间并且具有第2电长度(θ2)的第2输出电路(13)；以及宽带化用的频率特性补偿电路(15)，其与第1输出电路(10)在电气上并联地设置，并且对输出电路(10、13)中的阻抗的频率特性进行补偿。

Description

多赫蒂放大器
技术领域
本发明涉及多赫蒂放大器(Doherty amplifier)。
背景技术
近年来，由于通信量的增加，通信用调制信号中的PAPR(Peak to Average PowerRatio：峰均功率比)扩大。从应对PAPR的扩大的观点出发，在通信装置用的放大器中，要求提高基于比饱和输出功率低的输出功率的动作状态(以下，称作“回退动作状态”)下的效率。
在通常的放大器中，回退动作状态下的效率比基于饱和输出功率的动作状态(以下，称作“饱和动作状态”)下的效率低。更具体而言，随着输出功率降低，效率逐渐降低。与此相对，通过使用多赫蒂放大器，能够实现回退动作状态下的效率的提高。
即，多赫蒂放大器具有主放大器即所谓的“载波放大器”。此外，多赫蒂放大器具有辅助放大器即所谓的“峰值放大器”。在多赫蒂放大器请求的输出功率(以下，称作“请求输出功率”)为规定值以上时，载波放大器被设定为接通状态，并且峰值放大器被设定为接通状态。另一方面，在请求输出功率小于规定值时，载波放大器被设定为接通状态，并且峰值放大器被设定为断开状态。
由此，在基于与该规定值对应的输出功率的回退动作状态下，实现与饱和动作状态下的效率相同的效率。更具体而言，在基于比饱和输出功率低6分贝(以下，记作“dB”)左右的输出功率的回退动作状态下，实现与饱和动作状态下的效率相同的效率。其结果是，能够应对6dB左右的PAPR。
以下，将饱和输出功率与在回退动作状态下实现与饱和动作状态下的效率相同的效率的输出功率的差值称作“回退量”。即，多赫蒂放大器能够应对与回退量对应的PAPR。因此，在专利文献1中公开有使多赫蒂放大器的回退量比6dB大的技术。
即，在载波放大器(3)与输出合成点(13)之间设置有相位线路(21)(参照专利文献1的图1等)。此外，在峰值放大器(7)与输出合成点(13)之间设置有相位线路(23)(参照专利文献1的图1等)。在此，相位线路(21)的电长度(θ1)被设定为基于规定的数学式的值(参照专利文献1的式(1))。此外，相位线路(23)的电长度(θ2)被设定为基于其他规定的数学式的值(参照专利文献1的式(2))。由此，实现比6dB大的回退量(参照专利文献1的图4等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/015462号
发明内容
发明要解决的课题
如参照图1～图7后述的那样，在现有的多赫蒂放大器中，尤其在辅助放大器被设定为断开状态时，相对于主放大器的输出侧的阻抗根据频率而大幅变动。由于该阻抗的变动，存在能够进行动作的频带(以下，称作“动作频带”)较窄的问题。
本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，在多赫蒂放大器中，同时实现回退量的扩大和动作频带的放大(以下，称作“宽带化”)。
用于解决课题的手段
本发明的多赫蒂放大器具有：放大器，其包含主放大器和辅助放大器；回退量放大用的输出电路，其包含设置于主放大器与放大器的输出合成部之间并且具有第1电长度的第1输出电路、和设置于辅助放大器与输出合成部之间并且具有第2电长度的第2输出电路；以及宽带化用的频率特性补偿电路，其与第1输出电路在电气上并联地设置，并且对输出电路中的阻抗的频率特性进行补偿。
发明效果
根据本发明，由于如上所述构成，因此，能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
附图说明
图1是示出实施方式1的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。
图2是示出比较用的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。
图3是示出实施方式1的多赫蒂放大器中的辅助放大器被设定为断开状态时的阻抗的说明图。
图4是示出比较用的多赫蒂放大器中的辅助放大器被设定为断开状态时的阻抗的说明图。
图5是示出实施方式1的多赫蒂放大器中的辅助放大器被设定为断开状态时的阻抗转换的说明图。
图6是示出比较用的多赫蒂放大器中的辅助放大器被设定为断开状态时的阻抗转换的说明图。
图7是示出相对于频率的反射量的特性图。
图8是示出实施方式1的多赫蒂放大器中的辅助放大器被设定为接通状态时的阻抗的说明图。
图9是示出实施方式2的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。
图10是示出实施方式3的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。
图11是示出实施方式4的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。
图12是示出实施方式5的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。
具体实施方式
以下，为了更详细地对本发明进行说明，按照附图说明用于实施本发明的方式。
实施方式1
图1是示出实施方式1的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。参照图1，对实施方式1的多赫蒂放大器进行说明。
以下，只要没有特别说明，设电长度的值为规定的频率(以下，称作“基准频率”)f_ref中的值。基准频率f_ref例如被设定为与使用的频带(以下，称作“使用频带”)中的中心频率f_center相同的值。
在附图中，1为输入端子。输入端子1与信号源(未图示)电连接。输入端子1接受对多赫蒂放大器100的信号输入。在输入端子1与分配器3之间设置有输入匹配电路2(附图中的“IMN”)。输入匹配电路2是取得输入端子1与分配器3之间的阻抗匹配的电路。输入匹配电路2例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。
分配器3将输入匹配电路2的输出信号分配给2条路径P1、P2。分配器3输出该分配后的信号。2条路径P1、P2中的一个路径(以下，有时称作“第1路径”)P1是包含主放大器8的路径。2条路径P1、P2中的另一个路径(以下，有时称作“第2路径”)P2是包含辅助放大器9的路径。
分配器3例如由威尔金森分配器或混合电路构成。混合电路中的各个电路例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。
在分配器3与主放大器8之间设置有输入匹配电路(以下，称作“第1输入匹配电路”)4。第1输入匹配电路4是取得对主放大器8的输入匹配的电路。第1输入匹配电路4例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。
在分配器3与辅助放大器9之间设置有相位校正电路5。相位校正电路5是使第2路径P2的电长度与第1路径P1的电长度相同的电路。相位校正电路5例如由传输线路6构成。传输线路6具有与路径P1、P2之间的电长度的差值相同的电长度。
在分配器3与辅助放大器9之间设置有输入匹配电路(以下，称作“第2输入匹配电路”)7。更具体而言，在相位校正电路5与辅助放大器9之间设置有第2输入匹配电路7。第2输入匹配电路7是取得对辅助放大器9的输入匹配的电路。第2输入匹配电路7例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。
主放大器8对第1输入匹配电路4的输出信号进行放大。主放大器8输出该放大后的信号。主放大器8由晶体管构成。具体而言，例如，主放大器8由FET(Field EffectTransistor；场效应晶体管)、HBT(Heterojunction Bipolar Transistor：异质结双极晶体管)或HEMT(High Electron Mobility Transistor：高电子迁移率晶体管)构成。主放大器8的栅极偏压被设定为与所谓的“A级”对应的值、与所谓的“B级”对应的值或者A级与B级之间的值。
辅助放大器9对第2输入匹配电路7的输出信号进行放大。辅助放大器9输出该放大后的信号。辅助放大器9由晶体管构成。具体而言，例如，辅助放大器9由FET、HBT或HEMT构成。辅助放大器9的栅极偏压被设定为与所谓的“C级”对应的值。
以下，有时将主放大器8和辅助放大器9简单地统称作“放大器”。在放大器8、9中，输出相对于偏压量的电特性(例如输出电阻和输出振幅)彼此相同。因此，在假设放大器8、9的偏压量被设定为彼此相同的值的情况下，主放大器8的输出的电特性与辅助放大器9的输出的电特性相同。此外，在该情况下，主放大器8的饱和输出功率与辅助放大器9的饱和输出功率相同。
在附图中，18表示对放大器8、9的输出进行合成的部位(以下，称作“输出合成部”)。在主放大器8与输出合成部18之间设置有第1输出电路10。第1输出电路10例如由2条传输线路11、12构成。2条传输线路11、12中的一个传输线路(以下，称作“第1传输线路”)11表示90度或大致90度的电长度。2条传输线路11、12中的另一个传输线路(以下，称作“第2传输线路”)12具有小于90度的电长度。
此外，在辅助放大器9与输出合成部18之间设置有第2输出电路13。第2输出电路13例如由传输线路(以下，称作“第3传输线线路”)14构成。第3传输线路14具有小于90度的电长度。以下，有时将第1输出电路10和第2输出电路13简单地统称作“输出电路”。
在此，第1输出电路10的电长度(以下，称作“第1电长度”)θ1即第1传输线路11和第2传输线路12的合计电长度被设定为基于以下的式(1)的值。此外，第1输出电路10的特性阻抗被设定为与主放大器8在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt1相同的值。
Figure BDA0003386967780000051
此外，第2输出电路13的电长度(以下，称作“第2电长度”)θ2即第3传输线路14的电长度被设定为基于以下的式(2)的值。此外，第2输出电路13的特性阻抗被设定为与辅助放大器9在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt2相同的值。在此，Ropt2被设定为与Ropt1相同的值。例如Ropt1＝Ropt，并且Ropt2＝Ropt。
Figure BDA0003386967780000052
上述式(1)和上述式(2)中的γ是与多赫蒂放大器100请求的回退量(以下，称作“请求回退量”)OBO对应的值。更具体而言，γ是基于以下的式(3)的值。
OBO[dB]＝10log10(γ) (3)
即，第2传输线路12和第3传输线路14的合计电长度被设定为90度或大致90度。因此，第1传输线路11、第2传输线路12和第3传输线路14的合计电长度被设定为180度或大致180度。换言之，第1输出电路10和第2输出电路13的合计电长度被设定180度或大致180度。
另外，主放大器8的寄生分量由电感器(未图示)补偿。或者，主放大器8的寄生分量在电路上被取入到第1输出电路10。因此，在电长度的观点中，第1输出电路10与主放大器8的输出部直连。此外，辅助放大器9的寄生分量由其他电感器(未图示)补偿。或者，辅助放大器9的寄生分量在电路上被取入到第2输出电路13。因此，在电长度的观点中，第2输出电路13与辅助放大器9的输出部直连。
以下，将表示相对于频率的阻抗的特性称作“频率特性”。多赫蒂放大器100具有频率特性补偿电路15。频率特性补偿电路15特别是在辅助放大器9被设定为断开状态时对输出电路10、13中的频率特性进行补偿的电路。关于频率特性补偿电路15对频率特性的补偿，参照图1～图7容后再述。
频率特性补偿电路15与第1输出电路10在电气上并联地设置。频率特性补偿电路15例如由具有180度或大致180度的电长度的开路短截线16构成。在附图中，17表示将第1传输线路11、第2传输线路12和开路短截线16连接起来的部位(以下，称作“连接部”)。
在路径P1、P2中的相对于放大器8、9的输出侧的部位(以下，称作“部分路径”)P3，没有进行所谓的“隔离”。如图1所示，部分路径P3是路径P1、P2中的包含第1输出电路10、第2输出电路13和输出合成部18的部位。
在输出合成部18与输出端子20之间设置有输出匹配电路19(附图中的“OMN”)。输出匹配电路19是取得输出合成部18与输出端子20之间的阻抗匹配的电路。输出匹配电路19例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。输出端子20与负载21电连接。
由输入端子1、输入匹配电路2、分配器3、第1输入匹配电路4、相位校正电路5、第2输入匹配电路7、主放大器8、辅助放大器9、第1输出电路10、第2输出电路13、频率特性补偿电路15、输出匹配电路19和输出端子20构成多赫蒂放大器100的主要部位。
接着，参照图1～图7，以辅助放大器9被设定为断开状态时的阻抗转换为中心对多赫蒂放大器100的动作进行说明。同时，对多赫蒂放大器100的效果进行说明。另外，设Ropt1＝Rop，并且Ropt2＝Ropt。
图2示出与多赫蒂放大器100进行比较用的多赫蒂放大器100’。如图2所示，多赫蒂放大器100’不具有频率特性补偿电路15。即，多赫蒂放大器100’与专利文献1等中记载的现有的多赫蒂放大器对应。
图3示出辅助放大器9被设定为断开状态时的多赫蒂放大器100中的阻抗。在附图中，Γ1表示从输出合成部18观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ2表示从第2传输线路12的输出部观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ3表示从连接部17观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ4表示从第1传输线路11的输出部观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ5表示从主放大器8的输出部观察输出端子20侧的阻抗。
图4示出辅助放大器9被设定为断开状态时的多赫蒂放大器100’中的阻抗。在附图中，Γ1’表示从输出合成部18观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ2’表示从第2传输线路12的输出部观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ4’表示从第1传输线路11的输出部观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ5’表示从主放大器8的输出部观察输出端子20侧的阻抗。
图5是描绘有Γ2、Γ4、Γ5的史密斯圆图。在附图中，箭头A1示出从Γ2向Γ4的阻抗转换。此外，箭头A2示出从Γ4向Γ5的阻抗转换。如图5所示，Γ2、Γ4、Γ5分别根据频率而发生变动。
图6是描绘出Γ2’、Γ4’和Γ5’的史密斯圆图。在附图中，箭头A1’示出从Γ2’向Γ4’的阻抗转换。此外，箭头A2’示出从Γ4’向Γ5’的阻抗转换。如图6所示，Γ2’、Γ4’、Γ5’分别根据频率而发生变动。
以下，将比使用频带中的中心频率f_center高的频域f_high即比基准频率f_ref高的频域f_high称作“高频域”。此外，将比使用频带中的中心频率f_center低的频域f_low即比基准频率f_ref低的频域f_low称作“低频域”。
在相对于多赫蒂放大器100的请求输出功率为规定值以上时，主放大器8被设定为接通状态，并且辅助放大器9被设定为接通状态。另一方面，在相对于多赫蒂放大器100的请求输出功率小于规定值时，主放大器8被设定为接通状态，并且辅助放大器9被设定为断开状态。这在多赫蒂放大器100’中也同样如此。
在辅助放大器9被设定为断开状态时，从辅助放大器9的输出部观察辅助放大器9侧的阻抗成为无限大(附图中的“Open”)。因此，在辅助放大器9被设定为断开状态时，第2输出电路13发挥开路短截线的功能。在此，由于第2输出电路13的电长度小于90度，因此，在辅助放大器9被设定为断开状态时，第2输出电路13发挥容性负载的功能。
多赫蒂放大器100中的Γ1为与0.5×Ropt相同的阻抗。此外，多赫蒂放大器100’中的Γ1’也为与0.5×Ropt相同的阻抗。这是由于设置有输出匹配电路19。
与此相对，多赫蒂放大器100中的Γ2为容性阻抗(参照图5)。此外，多赫蒂放大器100’中的Γ2’也为容性阻抗(参照图6)。这是由于第2输出电路13发挥容性负载的功能。
在多赫蒂放大器100中，由于设置第2传输线路12，因而将Γ2转换成Γ3。此外，由于设置有频率特性补偿电路15，因而将Γ3转换成Γ4。即，由于设置有第2传输线路12和频率特性补偿电路15，因而将Γ2转换成Γ4(参照图5)。
Γ3在中心频率f_center中为比0.5×Ropt小的阻抗并且在高频域f_high中为感性阻抗，并且在低频域f_low中为容性阻抗。与此相对，Γ4在高频域f_high中为容性阻抗，并且在低频域f_low中为感性阻抗(参照图5)。这是由于频率特性补偿电路15中的频率特性。频率特性补偿电路15中的频率特性容后再述。
另一方面，在多赫蒂放大器100’中，由于设置有第2传输线路12，因而将Γ2’转换成Γ4’(参照图6)。Γ4’在高频域f_high中为感性阻抗，并且在低频域f_low中为容性阻抗(参照图6)。
即，多赫蒂放大器100中的第2传输线路12发挥通过使Γ3比Γ2更接近实轴Re来使Γ4比Γ2更接近实轴Re的功能。换言之，多赫蒂放大器100中的第2传输线路12发挥通过第2输出电路13使远离实轴Re的阻抗(Γ1→Γ2)返回到实轴Re的附近的功能(Γ2→Γ3)。
此外，多赫蒂放大器100’中的第2传输线路12发挥使Γ4’比Γ2’更接近实轴Re的功能。换言之，多赫蒂放大器100’中的第2传输线路12发挥通过第2输出电路13使远离实轴Re的阻抗(Γ1’→Γ2’)返回到实轴Re的附近的功能(Γ2’→Γ4’)。
在多赫蒂放大器100中，由于设置有第1传输线路11，因而将Γ4转换成Γ5(参照图5)。此外，在多赫蒂放大器100’中，由于设置有第1传输线路11，因而将Γ4’转换成Γ5’(参照图6)。
Γ5为比2×Ropt大的阻抗(参照图5)。因此，通过使用多赫蒂放大器100，能够实现比6dB大的回退量。此外，Γ5’为比2×Ropt大的阻抗(参照图6)。因此，通过使用多赫蒂放大器100’，能够实现比6dB大的回退量。
在此，如图5和图6所示，Γ5’相对于频率的变动量比Γ5相对于频率的的变动量大。因此，多赫蒂放大器100’的动作频带比多赫蒂放大器100的动作频带窄。
换言之，Γ5相对于频率的变动量比Γ5’相对于频率的变动量小。因此，多赫蒂放大器100的动作频带比多赫蒂放大器100’的动作频带宽。这是由于通过设置频率特性补偿电路15，对输出电路10、13中的频率特性进行补偿。
即，关于第1传输线路11中的频率特性，在高频域f_high中阻抗为感性，并且在低频域f_low中阻抗为容性。此外，关于由第2传输线路12和第3传输线路14构成的电路(以下，称作“合成电路”)中的频率特性，也在高频域f_high中阻抗为感性，并且在低频域f_low中阻抗为容性。
因此，在高频域f_high中，在从主放大器8的输出部观察输出端子20侧时，第1传输线路11的感性阻抗与合成电路的感性阻抗处于相互增强的关系。另一方面，在低频域f_low中，在从主放大器8的输出部观察输出端子20侧时，第1传输线路11的容性阻抗与合成电路的容性阻抗处于相互增强的关系。因此，多赫蒂放大器100’中的Γ5’根据频率而大幅发生变动。
与此相对，关于频率特性补偿电路15中的频率特性，在高频域f_high中阻抗为容性，并且在中心频率f_center中阻抗为无限大，并且在低频域f_low中阻抗为感性。
因此，在高频域f_high中，在从主放大器8的输出部观察输出端子20侧时，频率特性补偿电路15的容性阻抗发挥抵消输出电路10、13的感性阻抗的功能。另一方面，在低频域f_low中，在从主放大器8的输出部观察输出端子20侧时，频率特性补偿电路15的感性阻抗发挥抵消输出电路10、13的容性阻抗的功能。因此，Γ5相对于频率的变动比Γ5’相对于频率的变动小。
这样，多赫蒂放大器100通过设置输出电路10、13，能够与多赫蒂放大器100’同样地扩大回退量。除此以外，多赫蒂放大器100通过设置频率特性补偿电路15，能够与多赫蒂放大器100’相比扩大动作频带。
图7是示出主放大器8的输出功率相对于频率的反射量的特性图。在附图中，特性线I表示多赫蒂放大器100中的辅助放大器9被设定为断开状态时的反射量。另一方面，特性线II表示多赫蒂放大器100’中的辅助放大器9被设定为断开状态时的反射量。
如图7所示，通过使用多赫蒂放大器100，与使用多赫蒂放大器100’的情况相比，可在较大的频率范围内减少反射量。因此，通过使用多赫蒂放大器100，与使用多赫蒂放大器100’的情况相比，能够扩大动作频带。
接着，参照图8，对辅助放大器9被设定为接通状态时的多赫蒂放大器100中的阻抗进行说明。更具体而言，对饱和动作状态下的阻抗进行说明。
在附图中，Γ5表示从主放大器8的输出部观察输出端子20侧的阻抗。此外，Γ6表示从辅助放大器9的输出部观察输出端子20侧的阻抗。
在辅助放大器9被设定为接通状态时，Γ5为与Ropt相同的阻抗。在此，如上所述，Ropt1＝Ropt。因此，Γ5为与主放大器8的最佳负载阻抗Ropt1匹配的状态。
此外，此时，Γ6为与Ropt相同的阻抗。在此，如上所述，Ropt2＝Ropt。因此，Γ6为与辅助放大器9的最佳负载阻抗Ropt2匹配的状态。
接着，对多赫蒂放大器100的变形例进行说明。
相位校正电路5不限于传输线路6。例如，相位校正电路5由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。
第1输出电路10不限于第1传输线路11和第2传输线路12。例如，第1输出电路10也可以由具有90度以上的电长度的1条传输线路(未图示)构成。
第2输出电路13不限于第3传输线路14。例如，第2输出电路13也可以由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。
频率特性补偿电路15不限于开路短截线16。例如，频率特性补偿电路15也可以由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者具有90度或者大致90度的电长度的传输线路构成。即，频率特性补偿电路15也可以由短截线构成。
如上所述，多赫蒂放大器100具有：放大器8、9，其包含主放大器8和辅助放大器9；回退量放大用的输出电路10、13，其包含设置在主放大器8与放大器8、9的输出合成部18之间并且具有第1电长度θ1的第1输出电路10、和设置在辅助放大器9与输出合成部18之间并且具有第2电长度θ2的第2输出电路13；以及宽带化用的频率特性补偿电路15，其与第1输出电路10在电气上并联地设置，并且对输出电路10、13中的阻抗的频率特性进行补偿。由此，能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
此外，在辅助放大器9被设定为断开状态时，第2输出电路13发挥开路短截线的功能，由此第2输出电路13发挥容性负载的功能。由此，能够实现回退量的扩大。
此外，在相对于基准频率f_ref的高频域f_high中，频率特性补偿电路15的容性阻抗抵消输出电路10、13的感性阻抗，并且在相对于基准频率f_ref的低频域f_low中，频率特性补偿电路15的感性阻抗抵消输出电路10、13的容性阻抗。由此，能够实现宽带化。
此外，第1电长度θ1使用与请求回退量OBO对应的值γ而被设定为基于数学式
Figure BDA0003386967780000111
的值，第2电长度θ2使用与请求回退量OBO对应的值γ而被设定为基于数学式
Figure BDA0003386967780000112
的值。即，第1电长度θ1被设定为基于上述式(1)的值，并且第2电长度θ2被设定为基于上述式(2)的值。由此，能够实现回退量的扩大。
此外，第1输出电路10由第1传输线路11和第2传输线路12构成，第2输出电路13由第3传输线路14构成，由第2传输线路12和第3传输线路14构成合成电路，第1传输线路11的电长度被设定为90度，并且合成电路的电长度被设定为90度，由此，输出电路10、13的电长度被设定为180度。由此，能够实现回退量的扩大。此外，能够将频率特性补偿电路15与第1输出电路10在电气上并联地设置。
此外，频率特性补偿电路15由具有180度的电长度的开路短截线构成。由此，能够实现频率特性补偿电路15。
另外，本申请的权利要求中记载的“90度”的用语的意义当然包含完全的90度，还包含大致90度。此外，本申请的权利要求中记载的“180度”的用语的意义当然包含完全的180度，还包含大致180度。
实施方式2
图9是示出实施方式2的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。参照图9，对实施方式2的多赫蒂放大器进行说明。另外，在图9中，对与图1所示的结构部件等相同的结构部件等标注相同标号并省略说明。
如图9所示，多赫蒂放大器100a具有主放大器8a和辅助放大器9a。由输入端子1、输入匹配电路2、分配器3、第1输入匹配电路4、相位校正电路5、第2输入匹配电路7、主放大器8a、辅助放大器9a、第1输出电路10、第2输出电路13、频率特性补偿电路15、输出匹配电路19和输出端子20构成多赫蒂放大器100a的主要部位。
在多赫蒂放大器100的放大器8、9中，输出相对于偏压量的电特性(例如输出电阻和输出振幅)彼此相同。因此，在假设放大器8、9的偏压量被设定为彼此相同的值的情况下，主放大器8的输出的电特性与辅助放大器9的输出的电特性相同。此外，在该情况下，主放大器8的饱和输出功率与辅助放大器9的饱和输出功率相同。
与此相对，在多赫蒂放大器100a的放大器8a、9a中，输出相对于偏压量的电特性彼此不同。因此，在假设放大器8a、9a的偏压量被设定为彼此相同的值的情况下，主放大器8a的输出的电特性与辅助放大器9a的输出的电特性不同。此外，在该情况下，主放大器8a的饱和输出功率与辅助放大器9a的饱和输出功率不同。
此外，在多赫蒂放大器100中，主放大器8在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt1与辅助放大器9在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt2相同。例如Ropt1＝Ropt，并且Ropt2＝Ropt。与此相对，在多赫蒂放大器100a中，主放大器8a在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt1与辅助放大器9a在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt2不同。例如，相对于Ropt1＝Ropt，Ropt2＝Ropt’。
在多赫蒂放大器100a中，第1输出电路10的特性阻抗被设定为与主放大器8a在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt1相同的值。即，该特性阻抗被设定为与Ropt相同的值。此外，在多赫蒂放大器100a中，第2输出电路13的特性阻抗被设定为与辅助放大器9a在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt2相同的值。即，该特性阻抗被设定为与Ropt’相同的值。
在多赫蒂放大器100a中，输出匹配电路19以输出端子20侧的阻抗R为以下的式(4)所示的值的方式，取得输出合成部18与输出端子20之间的阻抗匹配。
R＝(Ropt×Ropt’)/(Ropt+Ropt’) (4)
如上所述，在多赫蒂放大器100a中，主放大器8a的饱和输出功率与辅助放大器9a的饱和输出功率不同。即使在这样的情况下，通过与多赫蒂放大器100的动作相同的动作，也能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
实施方式3
图10是示出实施方式3的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。参照图10，对实施方式3的多赫蒂放大器进行说明。另外，在图10中，对与图1所示的结构部件等相同的结构部件等标注相同标号并省略说明。
如图10所示，在主放大器8与第1输出电路10之间设置有输出匹配电路(以下，称作“第1输出匹配电路”)31。第1输出匹配电路31例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。在从主放大器8的输出部观察时，第1输出匹配电路31的电长度被设定为相对于180度的整数倍的值或者相对于大致180度的整数倍的值。
此外，在辅助放大器9与第2输出电路13之间设置有输出匹配电路(以下，称作“第2输出匹配电路”)32。第2输出匹配电路32例如由集中常数电路、分布常数电路、基于集中常数和分布常数的复合电路、LC型匹配电路或者使用1个以上的λ/4线路的电路构成。在从辅助放大器9的输出部观察时，第2输出匹配电路32的电长度被设定为相对于180度的整数倍的值或者相对于大致180度的整数倍的值。
由输入端子1、输入匹配电路2、分配器3、第1输入匹配电路4、相位校正电路5、第2输入匹配电路7、主放大器8、辅助放大器9、第1输出电路10、第2输出电路13、频率特性补偿电路15、输出匹配电路19、输出端子20、第1输出匹配电路31和第2输出匹配电路32构成多赫蒂放大器100b的主要部位。
由于设置有第1输出匹配电路31，因此，主放大器8在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt1被转换成由主放大器8和第1输出匹配电路31构成的放大器(以下，称作“第1放大器”)33的最佳负载阻抗Ropt1’。即，最佳负载阻抗Ropt1’为与最佳负载阻抗Ropt1不同的值。例如，相对于Ropt1＝Ropt，Ropt1’＝Ropt”。
由于设置有第2输出匹配电路32，因此，辅助放大器9在饱和动作状态下的最佳负载阻抗Ropt2被转换成由辅助放大器9和第2输出匹配电路32构成的放大器(以下，称作“第2放大器”)34的最佳负载阻抗Ropt2’。即，最佳负载阻抗Ropt2’为与最佳负载阻抗Ropt2不同的值。例如，相对于Ropt2＝Ropt，Ropt2’＝Ropt”。
因此，多赫蒂放大器100b可以视作相对于多赫蒂放大器100设置有具有最佳负载阻抗Ropt1’的第1放大器33，以替代具有最佳负载阻抗Ropt1的主放大器8。此外，多赫蒂放大器100b可以视作相对于多赫蒂放大器100设置有具有最佳负载阻抗Ropt2’的第2放大器34，以替代具有最佳负载阻抗Ropt2的辅助放大器9。
由此，多赫蒂放大器100b的动作可以视作与多赫蒂放大器100的动作相同。通过使用多赫蒂放大器100b，与使用多赫蒂放大器100的情况同样，能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
另外，多赫蒂放大器100b也可以具有放大器8a、9a以替代放大器8、9。
此外，多赫蒂放大器100b也可以仅具有第1输出匹配电路31或第2输出匹配电路32中的任意一方。
如上所述，多赫蒂放大器100b具有：第1输出匹配电路31，其设置在主放大器8与第1输出电路10之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度；以及第2输出匹配电路32，其设置在辅助放大器9与第2输出电路13之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度。即使在这样的情况下，通过与多赫蒂放大器100的动作相同的动作，也能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
另外，如上所述，本申请的权利要求中记载的“180度”的用语的意义当然包含完全的180度，还包含大致180度。
实施方式4
图11是示出实施方式4的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。参照图11，对实施方式4的多赫蒂放大器进行说明。另外，在图11中，对与图1所示的结构部件等相同的结构部件等标注相同标号并省略说明。
如图11所示，在第1输出电路10与输出合成部18之间设置有电路(以下，称作“第1电路”)41。第1电路41的电长度被设定为相对于180度的整数倍的值或者相对于大致180度的整数倍的值。第1电路41例如由传输线路42构成。
此外，在第2输出电路13与输出合成部18之间设置有电路(以下，称作“第2电路”)43。第2电路43的电长度被设定为相对于180度的整数倍的值或者相对于大致180度的整数倍的值。第2电路43例如由传输线路44构成。
由输入端子1、输入匹配电路2、分配器3、第1输入匹配电路4、相位校正电路5、第2输入匹配电路7、主放大器8、辅助放大器9、第1输出电路10、第2输出电路13、频率特性补偿电路15、输出匹配电路19、输出端子20、第1电路41和第2电路43构成多赫蒂放大器100c的主要部位。
多赫蒂放大器100c的动作与多赫蒂放大器100的动作相同。通过使用多赫蒂放大器100c，与使用多赫蒂放大器100的情况同样，能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
另外，多赫蒂放大器100c也可以具有放大器8a、9a以替代放大器8、9。
此外，多赫蒂放大器100c也可以具有第1输出匹配电路31或第2输出匹配电路32中的至少一方。
此外，多赫蒂放大器100c也可以仅具有第1电路41或第2电路43中的任意一方。
如上所述，多赫蒂放大器100c具有：第1电路41，其设置在第1输出电路10与输出合成部18之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度；以及第2电路43，其设置在第2输出电路13与输出合成部18之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度。即使在这样的情况下，通过与多赫蒂放大器100的动作相同的动作，也能够同时实现回退量的扩大和宽带化。
另外，如上所述，本申请的权利要求中记载的“180度”的用语的意义当然包含完全的180度，还包含大致180度。
实施方式5
图12是示出实施方式5的多赫蒂放大器的主要部位的电路图。参照图12，对实施方式5的多赫蒂放大器进行说明。另外，在图12中，对与图1所示的结构部件等相同的结构部件等标注相同标号并省略说明。
如图1所示，多赫蒂放大器100d具有主放大器8用的输入端子(以下，有时称作“第1输入端子”)51。即，第1输入匹配电路4设置在第1输入端子51与主放大器8之间。第1输入端子51接受对第1路径P1的信号输入。
此外，多赫蒂放大器100d具有辅助放大器9用的输入端子(以下，有时称作“第2输入端子”)52。即，第2输入匹配电路7设置在第2输入端子52与辅助放大器9之间。第2输入端子52接受对第2路径P2的信号输入。
第1输入端子51和第2输入端子52分别与信号源53电连接。信号源53例如由反相器、DAC(Digital-to-Analog Converter：数字模拟转换器)或DDS(Direct DigitalSynthesizer：直接数字频率合成器)构成。
由第1输入匹配电路4、第2输入匹配电路7、主放大器8、辅助放大器9、第1输出电路10、第2输出电路13、频率特性补偿电路15、输出匹配电路19、输出端子20、第1输入端子51和第2输入端子52构成多赫蒂放大器100d的主要部位。
在多赫蒂放大器100d中，主放大器8和辅助放大器9各自的栅极偏压被设定为相对于栅极偏压用的阈值的附近的值。由此，成为根据有无对第1输入端子51的信号输入而切换主放大器8的接通/断开的状态。此外，成为根据有无对第2输入端子52的信号输入而切换辅助放大器9的接通/断开的状态。
因此，在请求输出功率为规定值以上时，由信号源53向第1输入端子51和第2输入端子52分别输入信号。由此，主放大器8被设定为接通状态，并且辅助放大器9被设定为接通状态。另一方面，在请求输出功率小于规定值时，由信号源53仅向第1输入端子51输入信号。由此，主放大器8被设定为接通状态，并且辅助放大器9被设定为断开状态。
即，多赫蒂放大器100d通过与多赫蒂放大器100的动作相同的动作，能够同时实现回退量的扩大和宽带化。除此以外，各个放大器8、9使用专用的输入端子51、52，由此能够适当地控制各个放大器8、9的接通/断开。其结果是，能够实现多赫蒂放大器100d的效率的进一步提高。此外，能够实现多赫蒂放大器100d的增益的进一步提高。
另外，多赫蒂放大器100d也可以具有相位校正电路5。在该情况下，相位校正电路5也可以设置在第2输入端子52与第2输入匹配电路7之间。
此外，多赫蒂放大器100d也可以具有放大器8a、9a以替代放大器8、9。
此外，多赫蒂放大器100d也可以具有第1输出匹配电路31或第2输出匹配电路32中的至少一方。
此外，多赫蒂放大器100d也可以具有第1电路41或第2电路43中的至少一方。
如上所述，多赫蒂放大器100d具有主放大器8用的第1输入端子51和辅助放大器9用的第2输入端子52，第1输入端子51和第2输入端子52分别与信号源53电连接。由此，能够适当地控制各个放大器8、9的接通/断开。其结果是，能够实现多赫蒂放大器100d的效率的进一步提高。此外，能够实现多赫蒂放大器100d的增益的进一步提高。
另外，本申请能够在其发明的范围内，实现各实施方式的自由组合、或各实施方式的任意结构要素的变形或各实施方式中的任意结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明的多赫蒂放大器例如能够用于通信装置。
标号说明
1：输入端子；2：输入匹配电路；3：分配器；4：第1输入匹配电路；5：相位校正电路；6：传输线路；7：第2输入匹配电路；8、8a：主放大器；9、9a：辅助放大器；10：第1输出电路；11：第1传输线路；12：第2传输线路；13：第2输出电路；14：第3传输线路；15：频率特性补偿电路；16：开路短截线；17：连接部；18：输出合成部；19：输出匹配电路；20：输出端子；21：负载；31：第1输出匹配电路；32：第2输出匹配电路；33：第1放大器；34：第2放大器；41：第1电路；42：传输线路；43：第2电路；44：传输线路；51：第1输入端子；52：第2输入端子；53：信号源；100、100a、100b、100c、100d：多赫蒂放大器。

Claims (10)

1.一种多赫蒂放大器，该多赫蒂放大器具有：
放大器，其包含主放大器和辅助放大器；
回退量放大用的输出电路，其包含设置于所述主放大器与所述放大器的输出合成部之间并且具有第1电长度的第1输出电路、和设置于所述辅助放大器与所述输出合成部之间并且具有第2电长度的第2输出电路；以及
宽带化用的频率特性补偿电路，其与所述第1输出电路在电气上并联地设置，并且对所述输出电路中的阻抗的频率特性进行补偿。
2.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
在所述辅助放大器被设定为断开状态时，所述第2输出电路发挥开路短截线的功能，由此，所述第2输出电路发挥容性负载的功能。
3.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
在相对于基准频率的高频域中，所述频率特性补偿电路的容性阻抗抵消所述输出电路的感性阻抗，并且，在相对于所述基准频率的低频域中，所述频率特性补偿电路的感性阻抗抵消所述输出电路的容性阻抗。
4.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
所述第1电长度θ1使用与请求回退量对应的值γ而被设定为基于数学式
Figure FDA0003386967770000012
的值，
所述第2电长度θ2使用与所述请求回退量对应的值γ而被设定为基于数学式
Figure FDA0003386967770000011
的值。
5.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
所述第1输出电路由第1传输线路和第2传输线路构成，
所述第2输出电路由第3传输线路构成，
由所述第2传输线路和所述第3传输线路构成合成电路，
所述第1传输线路的电长度被设定为90度，并且所述合成电路的电长度被设定为90度，由此，所述输出电路的电长度被设定为180度。
6.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
所述频率特性补偿电路由具有180度的电长度的开路短截线构成。
7.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
所述主放大器的饱和输出功率与所述辅助放大器的饱和输出功率不同。
8.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，该多赫蒂放大器具有：
第1输出匹配电路，其设置于所述主放大器与所述第1输出电路之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度；以及
第2输出匹配电路，其设置于所述辅助放大器与所述第2输出电路之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度。
9.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，该多赫蒂放大器具有：
第1电路，其设置于所述第1输出电路与所述输出合成部之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度；以及
第2电路，其设置于所述第2输出电路与所述输出合成部之间，并且具有相对于180度的整数倍的电长度。
10.根据权利要求1所述的多赫蒂放大器，其特征在于，
所述多赫蒂放大器具有所述主放大器用的第1输入端子和所述辅助放大器用的第2输入端子，
所述第1输入端子和所述第2输入端子分别与信号源电连接。
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