DE112016006163T5

DE112016006163T5 - Doherty-Verstärker

Info

Publication number: DE112016006163T5
Application number: DE112016006163.3T
Authority: DE
Inventors: Yuji KOMATSUZAKI; Shintaro Shinjo; Keigo Nakatani; Takaaki Yoshioka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2018-09-20
Also published as: US10340855B2; JP6513225B2; JPWO2017119062A1; CN108432128B; US20180287566A1; WO2017119062A1; CN108432128A

Abstract

Ein Wilkinson-Leistungsteiler umfasst: π-TPF, welche mit einem Eingangsanschluss verbunden sind; ein T-HPF, dessen eines Ende mit einem der π-TPF verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Trägerverstärker verbunden ist; ein weiteres T-HPF, dessen eines Ende mit einem weiteren der π-TPF verbunden ist und dessen anderes Ende mit einer λ/4-Leitung verbunden ist; und einen Isolationswiderstand, welcher mit Verbindungspunkten verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doherty-Verstärker, der eingerichtet, ein Signal breitbandig zu verstärken.
Stand der Technik
In den vergangenen Jahren wurden Doherty-Verstärker als Hocheffizienzverstärker für den Kommunikationsbereich vorgeschlagen.
In einem Doherty-Verstärker sind ein Trägerverstärker, der als Klasse AB oder Klasse B vorgespannt ist und ein Spitzenverstärker, der als Klasse C vorgespannt ist, parallel geschaltet.
Eine Teilerschaltung ist in einer Vorstufe des Trägerverstärkers und des Spitzenverstärkers angebunden, welche parallel geschaltet sind. Die Teilerschaltung teilt ein zu verstärkendes Signal zwischen dem Trägerverstärker und dem Spitzenverstärker auf.
Des Weiteren ist ein Leistungskombinierer zum Kombinieren der durch den Trägerverstärker und den Spitzenverstärker verstärkten Signale in einer Folgestufe des Trägerverstärkers und des Spitzenverstärkers angebunden.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Trägerverstärker eine ständige Signalverstärkung durchführt, während der Spitzenverstärker eine Signalverstärkung nur dann durchführt, wenn eine hohe Leistungsabgabe erforderlich ist.
Ein in untenstehender Patentliteratur 1 offenbarter Doherty-Verstärker besteht aus einer Teilerschaltung und einem Isolationswiderstand. Die Teilerschaltung umfasst vier λ/4-Leitungen, die über eine charakteristische Impedanz verfügen, die von einem Teilungsverhältnis einer Signalleistung zu einem Trägerverstärker und einem Spitzenverstärker abhängt. Der Isolationswiderstand besitzt einen Widerstandswert, der vom Teilungsverhältnis der Signalleistung abhängt.
Die λ/4-Leitung ist eine verteilte konstante Leitung, die eine elektrische Länge besitzt, die eine viertel Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals beträgt.
Zitierliste
Patentliteratur 1: JP 2006-339981 A (zum Beispiel, 1)
Zusammenfassung der Erfindung
Da der herkömmliche Doherty-Verstärker den oben beschriebenen Aufbau besitzt, kann eine Signalschleife von der Teilerschaltung auftreten, welche durch den Trägerverstärker, den Leistungskombinierer, und einen Spitzenverstärker dorthin zurückzukehrt. In einem Fall, in dem diese Schleife eine Verstärkung besitzt, tritt eine Schleifenoszillation auf. Infolgedessen tritt ein Problem auf, dass eine Stabilisierungsschaltung zur Unterdrückung der Schleifenoszillation eingefügt werden muss, was zu einer Zunahme der Größe der Schaltung führt.
Falls der Widerstandswert des in der Teilerschaltung eingebauten Isolationswiderstands erhöht wird, kann die Schleifenoszillation ohne Einfügen der Stabilisierungsschaltung unterdrückt werden. Es besteht jedoch ein Problem, dass eine Durchlasscharakteristik eines gewünschten Bandes aufgrund der Zunahme des Widerstandswertes des Isolationswiderstands schmal wird, und dadurch kann das Signal nicht über ein breites Band verstärkt werden.
Die vorliegenden Erfindung wurde umgesetzt, um die oben genannten Probleme zu lösen, und eine Aufgabe dieser ist es, einen Doherty-Verstärker bereitzustellen, der eine Schleifenoszillation unterdrücken kann, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen und der auch in der Lage ist, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
Ein Doherty-Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Teilerschaltung, die eingerichtet ist, ein zu verstärkendes Signal zwischen einer ersten Übertragungsleitung und einer zweiten Übertragungsleitung aufzuteilen; eine erste Verstärkerschaltung, die in die erste Übertragungsleitung eingefügt ist; eine zweite Verstärkerschaltung, die in die zweite Übertragungsleitung eingefügt ist; und einen Leistungskombinierer, der eingerichtet ist, durch die erste und zweite Verstärkerschaltung verstärkte Signale zu kombinieren, wobei die Teilerschaltung ein erstes Filter, in welches das zu verstärkende Signal eingespeist wird, ein zweites Filter, welches zwischen das erste Filter und die erste Verstärkerschaltung geschaltet ist, ein drittes Filter, in welches das zu verstärkende Signal eingespeist wird, ein viertes Filter, welches zwischen das dritte Filter und die zweite Verstärkerschaltung geschaltet ist, und einen Widerstand, welcher mit einer Ausgangsseite des ersten Filters und einer Ausgangsseite des dritten Filters verbunden ist umfasst, wobei das erste und dritte Filter jeweils ein Tiefpassfilter ist, während das zweite und vierte Filter jeweils ein Hochpassfilter ist, oder wobei das erste und dritte Filter jeweils ein Hochpassfilter ist, während das zweite und vierte Filter jeweils ein Tiefpassfilter ist, und wobei, falls jedes der Tiefpassfilter aus einer π-Typ-Schaltung bzw. π-Schaltung ausgebildet wird, jedes der Hochpassfilter aus einer T-Typ-Schaltung bzw. T-Schaltung ausgebildet wird, und falls jedes der Tiefpassfilter aus einer T-Schaltung ausgebildet wird, jedes der Hochpassfilter aus einer π-Schaltung ausgebildet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Teilerschaltung das erste Filter, in welches das zu verstärkende Signal eingespeist wird, das zweite Filter, welches zwischen das erste Filter und die erste Verstärkerschaltung geschaltet ist, das dritte Filter, in welches das zu verstärkende Signal eingespeist wird, das vierte Filter, welches zwischen das dritte Filter und die zweite Verstärkerschaltung geschaltet ist, und den Widerstand, der mit einer Ausgangsseite des ersten Filters und einer Ausgangsseite des dritten Filters verbunden ist, wobei das erste und dritte Filter jeweils ein Tiefpassfilter ist, während das zweite und vierte Filter jeweils ein Hochpassfilter ist, oder wobei das erste und dritte Filter jeweils ein Hochpassfilter ist, während das zweite und vierte Filter jeweils ein Tiefpassfilter ist, und wobei, falls jedes der Tiefpassfilter aus einer π-Schaltung ausgebildet wird, jedes der Hochpassfilter aus einer T-Schaltung ausgebildet wird, und falls jedes der Tiefpassfilter aus einer T-Schaltung ausgebildet wird, jedes der Hochpassfilter aus einer π-Schaltung ausgebildet. Daher ist er in der Lage, die Vorteile zu erzielen, dass eine Schleifenoszillation unterdrückt wird, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen und dass ein Signal über ein breites Band verstärkt wird.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist ein Smith-Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c und den T-HPF 2b und 2d veranschaulicht.
3A ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Schaltungsstruktur eines π-TPF veranschaulicht, und 3B ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Schaltungsstruktur eines T-TPF veranschaulicht.
4A ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Schaltungsstruktur eines π-HPF veranschaulicht, und 4B ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Schaltungsstruktur eines T-HPF veranschaulicht.
5 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Isolationscharakteristik eines Wilkinson-Leistungsteilers 2 veranschaulicht.
6A ist ein erklärendes Diagramm, das eine Durchlasscharakteristik eines Wilkinson-Leistungsteilers 2 veranschaulicht, 6B ist ein erklärendes Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-TPF und einem π-HPF veranschaulicht, und 6C ist ein erklärendes Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-TPF und einem T-HPF veranschaulicht.
7 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Smith-Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c und den T-TPF 40b und 40d veranschaulicht.
9 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Isolationscharakteristik eines Wilkinson-Leistungsteilers 40 veranschaulicht.
10A ist ein erklärendes Diagramm, das eine Durchlasscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40 veranschaulicht, 10B ist ein erklärendes Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-HPF und einem π-TPF veranschaulicht, und 10C ist ein erklärendes Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-HPF und einem T-TPF veranschaulicht.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
16 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
18 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
19 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
20 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß der Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
22 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
23 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
24 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Um die vorliegende Erfindung detaillierter zu beschreiben, werden nachfolgend Ausführungsformen zur Implementierung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
(Ausführungsform 1)
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
In 1 ist ein Eingangsanschluss 1 ein Anschluss, in den ein zu verstärkendes Signal eingespeist wird.
Ein Wilkinson-Leistungsteiler 2 ist die Teilerschaltung, die ein zu verstärkendes Signal, welches von einem Eingangsanschluss 1 eingespeist wird, zwischen einer Übertragungsleitung 3 als erste Übertragungsleitung und einer Übertragungsleitung 4 als zweite Übertragungsleitung aufteilt.
Der Wilkinson-Leistungsteiler 2 umfasst die π-Typ-TPF bzw. π-TPF 2a und 2c, die jeweils π-Schaltungs-Tiefpassfilter sind, die T-Typ-HPF bzw. T-HPF 2b und 2d, die jeweils T-Schaltungs-Hochpassfilter sind, und einen Isolationswiderstand 2e.
Das „TPF“ ist eine Abkürzung für „Tiefpassfilter“, und das „HPF“ ist eine Abkürzung für „Hochpassfilter“.
Das π-TPF 2a ist ein erstes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist.
Das T-HPF 2b ist ein zweites Filter, dessen eines Ende mit dem anderen Ende des π-TPF 2a verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Trägerverstärker 6 verbunden ist.
Das π-TPF 2c ist ein drittes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist.
Das T-HPF 2d ist ein viertes Filter, dessen eines Ende mit dem anderen Ende des π-TPF 2c verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Ende der λ/4-Leitung 9 verbunden ist.
Der Isolationswiderstand 2e ist ein Widerstand, der mit einem Verbindungspunkt 2f und einem Verbindungspunkt 2g verbunden ist. Der Verbindungspunkt 2f verbindet das π-TPF 2a und das T-HPF 2b an einer Ausgangsseite des π-TPF 2a. Der Verbindungspunkt 2g verbindet das π-TPF 2c und das T-HPF 2d an einer Ausgangsseite des π-TPF 2c. Der Isolationswiderstand 2e verfügt über einen Widerstandswert, der von einem Teilungsverhältnis einer Signalleistung zu den Übertragungsleitungen 3 und 4 abhängt.
Die Verstärkerschaltung 5 ist eine erste Verstärkerschaltung, die in die Übertragungsleitung 3 eingefügt wird. Die Verstärkerschaltung 5 umfasst den Trägerverstärker 6 und eine λ/4-Leitung 7.
Der Trägerverstärker 6 ist mit einer Ausgangsseite des T-HPF 2b im Wilkinson-Leistungsteiler 2 verbunden. Der Trägerverstärker 6 verstärkt eines der Signale, das durch den Wilkinson-Leistungsteiler 2 aufgeteilt wird. Man beachte, dass der Trägerverstärker 6 als Klasse AB oder Klasse B vorgespannt ist.
Die λ/4-Leitung 7a als eine erste n-viertel Wellenlängenleitung ist zwischen den Trägerverstärker 6 und einen Leistungskombinierer 11 geschaltet. Die λ/4-Leitung 7a ist eine verteilte konstante Leitung, die eine elektrische Länge besitzt, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals ist.
Die Verstärkerschaltung 8 ist eine Verstärkerschaltung, die in die Übertragungsleitung 4 eingefügt ist. Die Verstärkerschaltung 8 umfasst die λ/4-Leitung 9 und einen Spitzenverstärker 10.
Die λ/4-Leitung 9 als eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung ist eine verteilte konstante Leitung, deren eines Ende mit einer Ausgangsseite des T-HPF 2d im Wilkinson-Leistungsteiler 2 verbunden ist und eine elektrische Länge besitzt, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals ist.
Der Spitzenverstärker 10 ist zwischen die λ/4-Leitung 9 und den Leistungskombinierer 11 geschaltet und verstärkt das andere Signal, welches durch den Wilkinson-Leistungsteiler 2 aufgeteilt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der Spitzenverstärker 10 als Klasse C vorgespannt ist.
Der Leistungskombinierer 11 ist eine Schaltung, die ein durch die Verstärkerschaltung 5 verstärktes Signal und ein durch die Verstärkerschaltung 8 verstärktes Signal kombiniert.
Der Ausgangsanschluss 12 ist ein Anschluss zum Ausgeben eines durch den Leistungskombinierer 11 kombinierten Signals.
Der Doherty-Verstärker aus 1 ist so ausgelegt, dass er die elektrische Längen des einen Pfades und des anderen Pfades in einem gewünschten Band abgleicht. Der eine ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 durch das π-TPF 2a, das T-HPF 2b, den Trägerverstärker 6, die λ/4-Leitung 7 und den Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 durch das π-TPF 2c, das T-HPF 2d, die λ/4-Leitung 9, den Spitzenverstärker 10 und den Leistungskombinierer 11.
Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die Beschreibung in der Ausführungsform 1 unter der Annahme durchgeführt, dass das Teilungsverhältnis des Wilkinson-Leistungsteilers 2 1:1 ist, und dass die Eingangs-/Ausgangs-Impedanz des Doherty-Verstärkers 50 Ω beträgt.
2 ist ein Smith-Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c und den T-HPF 2b und 2d veranschaulicht.
Wie mittels der durchgezogenen Linie in 2 veranschaulicht, beginnt die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c, die durch eine Betrachtung ausgehend vom Isolationswiderstand 2e erhalten wird, bei einer beliebigen Impedanz, die von einem Teilungsverhältnis des Wilkinson-Leistungsteilers 2 bei niedrigeren Frequenzen abhängt, und ist im gewünschten Band hinsichtlich der Reflexion minimiert. Das heißt, die Frequenzcharakteristik beginnt bei der Impedanz von 2.0 (100 Ω = 50 Ω × 2.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms, und verfügt über die minimale Reflexion im gewünschten Band in der Nähe der Impedanz von 1.0 (50 Ω = 50 Ω × 1.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms.
Danach durchläuft die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c einen kapazitiven Bereich, während die Frequenz höher wird und nähert sich schließlich einem Kurzschlusspunkt an, an dem die Impedanz 0 Ω ist.
Zu diesem Zeitpunkt verfügt die Impedanz im gewünschten Band über eine Charakteristik, die sich von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt. In 2 ist diese Charakteristik mittels des durchgezogenen Rechtspfeils veranschaulicht.
Die 3A und 3B sind Konfigurationsdiagramme, die die Schaltungsstrukturen der TPF veranschaulichen. Konkret veranschaulicht 3A eine Schaltungsstruktur eines π-TPF, und 3B veranschaulicht eine Schaltungsstruktur eines T-TPF.
Wie in 3A veranschaulicht, kann jede der Schaltungsstrukturen der π-TPF 2a und 2c einen Eingangsanschluss 21, einen Ausgangsanschluss 22, die Kondensatoren 23 und 24, und eine Induktivität 25 umfassen.
Die jeweiligen Schaltungsstrukturen für die π-TPF 2a und 2c sind jedoch nicht auf das in 3A beschränkt, solange die Schaltungsstruktur über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz verfügt, die mittels der durchgezogenen Linie in 2 dargestellt ist. Deshalb kann die Anzahl der Stufen jedes der π-TPF 2a und 2c erhöht oder verringert werden, und jedes der π-TPF 2a und 2c kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Wie mittels der gestrichelt-gepunkteten Linie in 2 dargestellt, beginnt die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-HPF 2b und 2d, die durch eine Betrachtung ausgehend vom Isolationswiderstand 2e erhalten wird, bei einem Leerlaufpunkt, durchläuft einen kapazitiven Bereich und ist im gewünschten Band hinsichtlich der Reflexion minimiert. Das heißt, die Frequenzcharakteristik beginnt bei einer unendlichen Impedanz auf der reellen Achse des Smith-Diagramms, und verfügt über die minimale Reflexion im gewünschten Band in der Nähe der Impedanz von 1.0 (50 Ω = 50 Ω × 1.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms.
Bei höheren Frequenzen nähert sich die Frequenzcharakteristik einer beliebigen Impedanz an, die von einem Teilungsverhältnis des Wilkinson-Leistungsteilers 2 abhängt. Im Beispiel von Fig. 2 nähert sich die Frequenzcharakteristik der Impedanz von 50 Ω an.
Zu diesem Zeitpunkt verfügt die Impedanz im gewünschten Band über eine Charakteristik, die sich von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt. In 2 ist diese Charakteristik mittels des gestrichelt-gepunkteten Rechtspfeils dargestellt.
Die 4A und 4B sind Konfigurationsdiagramme, die Schaltungsstrukturen der HPF veranschaulichen. Konkret veranschaulicht 4A eine Schaltungsstruktur eines π-HPF, und 4B veranschaulicht eine Schaltungsstruktur eines T-HPF.
Die Schaltungsstruktur der T-HPF 2b und 2d können, wie in 4B veranschaulicht, einen Eingangsanschluss 31, einen Ausgangsanschluss 32, die Kondensatoren 36 und 37, und eine Induktivität 38 umfassen.
Die jeweiligen Schaltungsstrukturen für die T-HPF 2b und 2d sind jedoch nicht auf das in 4B beschränkt, solange die Schaltungsstruktur über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz verfügt, die mittels der gestrichelt-gepunkteten Linie in 2 dargestellt ist. Deshalb kann die Anzahl der Stufen jedes der T-HPF 2b und 2d erhöht oder verringert werden, und jedes der T-HPF 2b und 2d kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Als Nächstes wird ein Betrieb beschrieben.
Wenn ein Radiofrequenz- (RF) Signal des gewünschten Bandes vom Eingangsanschluss 1 als zu verstärkendes Signal eingespeist wird, teilt der Wilkinson-Leistungsteiler 2 das RF-Signal zwischen der Übertragungsleitung 3 und der Übertragungsleitung 4 auf.
Das Teilungsverhältnis des RF-Signals für den Wilkinson-Leistungsteiler 2 nimmt einen beliebigen Wert an, abhängig von Impedanztransformationen in den π-TPF 2a und 2c und den T-HPF 2b und 2d und dem Widerstandswert des Isolationswiderstands 2e.
Eines der RF-Signale, das durch den Wilkinson-Leistungsteiler 2 aufgeteilt wurde und an die Übertragungsleitung 3 ausgegeben wird, wird durch den Trägerverstärker 6 verstärkt. Das andere RF-Signal, das an die Übertragungsleitung 4 ausgegeben wurde, wird durch den Spitzenverstärker 10 verstärkt.
Das RF-Signal, das durch den Trägerverstärker 6 verstärkt wird und das andere RF-Signal, das durch den Spitzenverstärker 10 verstärkt wird, werden durch den Leistungskombinierer 11 kombiniert. Ein resultierendes RF-Signal, das durch den Leistungskombinierer 11 kombiniert wurde, wird durch den Ausgangsanschluss 12 ausgegeben.
Der Betrieb des Wilkinson-Leistungsteilers 2 wird konkret beschrieben.
5 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Isolationscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 2 veranschaulicht.
In 5 ist zusätzlich zur Isolationscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 2 in 1 eine Isolationscharakteristik der in Patentliteratur 1 offenbarten, herkömmlichen Teilerschaltung zum Vergleich mit dem Wilkinson-Leistungsteiler 2 aus 1 abgebildet. In der in Patentliteratur 1 offenbarten Teilerschaltung werden die vier λ/4-Leitungen anstelle der π-TPF 2a und 2c und der T-HPF 2b und 2d eingesetzt.
Um diese Charakteristiken in 5 zu unterscheiden, ist der Wilkinson-Leistungsteiler 2 aus 1 als „vorliegende Erfindung“ und die in Patentliteratur 1 offenbarte Teilerschaltung als „herkömmlicher Typ“ gekennzeichnet.
Wie mittels der gepunkteten Linien in 5 dargestellt, lässt die Isolationscharakteristik des herkömmlichen Typs der Teilerschaltung erkennen, dass die Isolation zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen in der Teilerschaltung in der Nähe des gewünschten Bandes hoch wird, während sie außerhalb des gewünschten Bandes niedrig wird.
Wie mittels der durchgezogenen Linien in 5 dargestellt, lässt die Isolationscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 2 aus 1 im Gegensatz dazu erkennen, dass die Isolation zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen im Wilkinson-Leistungsteiler 2 nicht nur in der Nähe des gewünschten Bandes hoch wird, sondern auch außerhalb des gewünschten Bandes. Die beiden Ausgangsanschlüsse des Wilkinson-Leistungsteilers 2 korrespondieren mit der Ausgangsseite des T-HPF 2b, die mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist und mit der Ausgangsseite des T-HPF 2d, die mit der λ/4-Leitung 9 verbunden ist.
Der Grund, weshalb die Isolation wie oben beschrieben selbst außerhalb des gewünschten Bandes hoch wird liegt darin, dass während die T-HPF 2b und 2d dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das niedriger ist, als das gewünschte Band, die π-TPF 2a und 2c dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das höher ist, als das gewünschte Band.
Die 6A und 6C sind erklärende Diagramme, die eine Frequenzabhängigkeit einer Durchlasscharakteristik im Wilkinson-Leistungsteiler 2 aus 1 veranschaulichen.
Konkret veranschaulicht 6A eine Durchlasscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 2. 6B veranschaulicht Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-TPF und einem π-HPF. 6C veranschaulicht Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-TPF und einem T-HPF.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Schaltungsstruktur des π-HPF, wie in 4A veranschaulicht, mit dem Eingangsanschluss 31, dem Ausgangsanschluss 32, den Induktivitäten 33 und 34, und einem Kondensator 35 ausgebildet werden kann.
In 6B verfügt der Wilkinson-Leistungsteiler über eine Schaltungsstruktur, in der ein Eingangsseiten-Filter das π-TPF und ein Ausgangsseiten-Filter das π-HPF ist. Das π-TPF verfügt über eine solche Frequenzcharakteristik der Impedanz, dass sich die Impedanz von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band in der Nähe der Impedanz von 1.0 (50 Ω = 50 Ω × 1.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms verschiebt. In 6B ist diese Charakteristik mittels des durchgezogenen Rechtspfeils dargestellt.
Im Gegensatz dazu verfügt das π-HPF über eine solche Frequenzcharakteristik der Impedanz, dass sich die Impedanz von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt. In 6B ist diese Charakteristik mittels des gestrichelten Linkspfeils dargestellt.
Demzufolge lassen die Frequenzcharakteristiken der Impedanz im π-TPF und im π-HPF erkennen, dass sich die individuellen Impedanzen in entgegengesetzte Richtungen entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschieben. Infolgedessen ist nur eine Mittenfrequenz des gewünschten Bandes angepasst und dadurch wird ein Durchlassbereich (S21) ein Schmalband.
Die Durchlasscharakteristik (S21), die in 6A mittels der gepunkteten Linie dargestellt ist, repräsentiert diejenige des in 6B veranschaulichten Wilkinson-Leistungsteilers. Die Durchlasscharakteristik (S21) lässt eine Schmalbandcharakteristik erkennen, in der es nur einem Signal im Bereich der Mittenfrequenz des gewünschten Bandes ermöglicht wird, ohne Dämpfung zu passieren.
Der Wilkinson-Leistungsteiler 2 aus 1, der in 6C veranschaulicht ist, verfügt über eine Schaltungsstruktur in der ein Eingangsseiten-Filter das π-TPF 2a und 2c ist, und ein Ausgangsseiten-Filter das T-HPF 2b und 2d ist. Die π-TPF 2a und 2c verfügen über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz, in welcher sich die Impedanz von niedrigeren Widerständen zu höheren Widerständen entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt. In 6C ist diese Charakteristik mittels des durchgezogenen Rechtspfeils dargestellt.
Des Weiteren verfügen die T-HPF 2b und 2d über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz, in welcher sich die Impedanz von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen des gewünschten Bandes verschiebt. In 6C ist diese Charakteristik mittels des gestrichelt-gepunkteten Rechtspfeils dargestellt.
Folglich lassen die Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c und den T-HPF 2b und 2d erkennen, dass sich die Impedanz in derselben Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt. Infolgedessen sind die Frequenzen selbst in der Nähe der Mittenfrequenz des gewünschten Bandes weitgehend aneinander angepasst, und dadurch wird der Durchlassbereich (21) breitbandig.
Die Durchlasscharakteristik (S21), die in 6A mittels der durchgezogenen Linie dargestellt ist, repräsentiert die Durchlasscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 2 aus 1, der in 6C enthalten ist. Die Durchlasscharakteristik (S21) besitzt eine breitbandige Durchlasscharakteristik, welche Frequenzen in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes umfasst.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, umfasst der Wilkinson-Leistungsteiler 2 gemäß der Ausführungsform 1: die π-TPF 2a und 2c, die mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden sind; das T-HPF 2b, dessen eines Ende mit einem Ende des π-TPF 2a und dessen anderes Ende mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist; das T-HPF 2d, dessen eines Ende mit einem Ende des π-TPF 2c und dessen anderes Ende mit einem Ende der λ/4-Leitung 9 verbunden ist, und den Isolationswiderstand 2e, der zwischen den Verbindungspunkt 2f und den Verbindungspunkt 2g geschaltet ist. Daher ist er in der Lage, die Vorteile zu erzielen, dass eine Schleifenoszillation unterdrückt wird, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen und dass ein Signal über ein breites Band verstärkt wird.
Das heißt, dass durch das Bereitstellen des Wilkinson-Leistungsteilers 2 eine hohe Isolation erreicht wird, wodurch eine Schleifenoszillation nicht nur in der Nähe des gewünschten Bandes, sondern auch außerhalb des gewünschten Bandes unterdrückt werden kann, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen. Zusätzlich kann eine Signal über ein breites Band verstärkt werden, da die π-TPF 2a und 2c und die T-HPF 2b und 2d über Frequenzcharakteristiken der Impedanz verfügen, in welchen die Impedanz sich in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt.
(Ausführungsform 2)
In der vorangehenden Ausführungsform 1 teilt der Wilkinson-Leistungsteiler 2, in welchem die Eingangsseiten-Filter die π-TPF 2a und 2c sind, während die Ausgangsseiten-Filter die T-HPF 2b und 2d sind, das zu verstärkende Signal zwischen den Übertragungsleitungen 3 und 4 auf. Alternativ kann ein Wilkinson-Leistungsteiler, in welchem die Eingangsseiten-Filter die π-HPF sind, während die Ausgangsseiten-Filter die T-TPF sind, eingesetzt werden, um ein zu verstärkendes Signal zwischen den Übertragungsleitungen 3 und 4 aufzuteilen.
7 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 7 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 1 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein Wilkinson-Leistungsteiler 40 ist die Teilerschaltung, die ein zu verstärkendes Signal, welches von einem Eingangsanschluss 1 eingespeist wird, zwischen der Übertragungsleitung 3 und der Übertragungsleitung 4 aufteilt.
Der Wilkinson-Leistungsteiler 40 umfasst die π-HPF 40a und 40c, die jeweils π-Schaltungs-Hochpassfilter sind, die T-TPF 40b und 40d, die jeweils T-Schaltungs-Tiefpassfilter sind, und einen Isolationswiderstand 40e.
Das π-HPF 40a ist ein erstes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist.
Das T-TPF 40b ist ein zweites Filter, dessen eines Ende mit dem anderen Ende des π-HPF 40a verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Trägerverstärker 6 verbunden ist.
Das π-HPF 40c ist ein drittes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist.
Das T-TPF 40d ist ein viertes Filter, dessen eines Ende mit dem anderen Ende des π-HPF 40c verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Ende einer λ/4-Leitung 9 verbunden ist.
Der Isolationswiderstand 40e ist ein Widerstand, der mit einem Verbindungspunkt 40f und einem Verbindungspunkt 40g verbunden ist. Der Verbindungspunkt 40f verbindet das π-HPF 40a und das T-TPF 40b an einer Ausgangsseite des π-HPF 40a. Der Verbindungspunkt 40g verbindet das π-HPF 40c und das T-TPF 40d an einer Ausgangsseite des π-HPF 40c. Der Isolationswiderstand 40e verfügt über einen Widerstandswert, der von einem Teilungsverhältnis einer Signalleistung zu den Übertragungsleitungen 3 und 4 abhängt.
Der Doherty-Verstärker aus 7 ist so ausgelegt, dass er die elektrische Längen des einen Pfades und des anderen Pfades in einem gewünschten Band abgleicht. Der eine ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 durch das π-HPF 40a, das T-TPF 40b, den Trägerverstärker 6, eine λ/4-Leitung 7, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 durch das π-HPF 40c, das T-TPF 40d, die λ/4-Leitung 9, einen Spitzenverstärker 10, und den Leistungskombinierer 11.
Zur Vereinfachung der Beschreibung wird die Beschreibung in der Ausführungsform 2 unter der Annahme durchgeführt, dass das Teilungsverhältnis des Wilkinson-Leistungsteilers 40 1:1 ist, und dass die Eingangs-/Ausgangs-Impedanz des Doherty-Verstärkers 50 Ω beträgt. 8 ist ein Smith-Diagramm, das Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c und den T-TPF 40b und 40d veranschaulicht.
Wie in 8 mittels der gepunkteten Linie dargestellt, beginnt die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c, die durch eine Betrachtung ausgehend vom Isolationswiderstand 40e erhalten wird, von einem Kurzschlusspunkt bei niedrigeren Frequenzen, durchläuft einen induktiven Bereich und wird im gewünschten Band hinsichtlich der Reflexion minimiert. Das heißt, die Frequenzcharakteristik beginnt bei der Impedanz von 0 (0 Ω) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms, und verfügt über die minimale Reflexion im gewünschten Band in der Nähe der Impedanz von 1.0 (50 Ω = 50 Ω × 1.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms.
Bei höheren Frequenzen nähert sich die Frequenzcharakteristik einer beliebigen Impedanz an, die vom Teilungsverhältnis des Wilkinson-Leistungsteilers 40 abhängt. Im Beispiel aus Fig. 7 nähert sich die Frequenzcharakteristik der Impedanz von 100 Ω an.
Zu diesem Zeitpunkt verfügt die Impedanz im gewünschten Band über eine Charakteristik, die sich von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt. In 8 ist diese Charakteristik mittels des gepunkteten Linkspfeils dargestellt.
Die Schaltungsstrukturen der π-HPF 40a und 40c können jeweils aus der in 4A ausgebildet werden.
Die jeweiligen Schaltungsstrukturen für die π-HPF 40a und 40c sind jedoch nicht das in 4A beschränkt, solange die Schaltungsstruktur über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz verfügt, die mittels der gepunkteten Linie in 8 dargestellt ist. Deshalb kann die Anzahl der Stufen jedes der π-HPF 40a und 40c erhöht oder verringert werden, und jedes der π-HPF 40a und 40c kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Wie in 8 mittels der gestrichelten Linie dargestellt, beginnt die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-TPF 40b und 40d, die durch eine Betrachtung ausgehend vom Isolationswiderstand 40e erhalten wird, bei niedrigeren Frequenzen bei einer beliebigen Impedanz, die von einem Teilungsverhältnis des Wilkinson-Leistungsteilers 40 abhängt und ist hinsichtlich der Reflexion im gewünschten Band minimiert.
Das heißt, die Frequenzcharakteristik beginnt bei der Impedanz von 50 Ω, und verfügt über die minimale Reflexion im gewünschten Band in der Nähe der Impedanz von 1.0 (50 Ω = 50 Ω × 1.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms.
Danach durchläuft die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-TPF 40b und 40d einen induktiven Bereich während die Frequenz höher wird und nähert sich schließlich einem Leerlaufpunkt an, an dem die Impedanz unendlich ist.
Zu diesem Zeitpunkt verfügt die Impedanz im gewünschten Band über eine Charakteristik, die sich von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt. Diese Charakteristik ist in 8 mittels des gestrichelten Linkspfeils dargestellt. Die Schaltungsstruktur der T-TPF 40b und 40d kann, wie in 3B veranschaulicht, einen Eingangsanschluss 21, einen Ausgangsanschluss 22, die Induktivitäten 26 und 27, und einen Kondensator 28 umfassen.
Die jeweiligen Schaltungsstrukturen für die T-TPF 40b und 40d sind jedoch nicht auf die in 3B beschränkt, solange die Schaltungsstruktur über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz verfügt, die mittels der gestrichelten Linie in 8 dargestellt ist. Deshalb kann die Anzahl der Stufen jedes der T-TPF 40b und 40d erhöht oder verringert werden, und jedes der T-TPF 40b und 40d kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Als Nächstes wird ein Betrieb beschrieben.
Wenn ein Radiofrequenz- (RF) Signal des gewünschten Bandes vom Eingangsanschluss 1 als das zu verstärkende Signal eingespeist wird, teilt der Wilkinson-Leistungsteiler 40 das RF-Signal zwischen der Übertragungsleitung 3 und der Übertragungsleitung 4 auf.
Das Teilungsverhältnis des RF-Signals für den Wilkinson-Leistungsteiler 40 nimmt einen beliebigen Wert an, der von Impedanztransformationen in den π-HPF 40 und 40c und den T-TPF 40b und 40d, und dem Widerstandswert des Isolationswiderstands 40e abhängt.
Eines der RF-Signale, das durch den Wilkinson-Leistungsteiler 40 aufgeteilt und an die Übertragungsleitung 3 ausgegeben wurde, wird durch den Trägerverstärker 6 verstärkt. Das andere RF-Signal, das an die Übertragungsleitung 4 ausgegeben wurde, wird durch den Spitzenverstärker 10 verstärkt.
Das RF-Signal, das durch den Trägerverstärker 6 verstärkt wird und das andere RF-Signal, das durch den Spitzenverstärker 10 verstärkt wird, werden durch den Leistungskombinierer 11 kombiniert. Ein resultierendes RF-Signal, das durch den Leistungskombinierer 11 kombiniert wurde, wird durch den Ausgangsanschluss 12 ausgegeben.
Der Betrieb des Wilkinson-Leistungsteilers 40 wird konkret beschrieben. 9 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Isolationscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40 veranschaulicht.
In 9 ist zusätzlich zur Isolationscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40 in 7 eine Isolationscharakteristik der in Patentliteratur 1 offenbarten, herkömmlichen Teilerschaltung zum Vergleich mit dem Wilkinson-Leistungsteiler 40 aus 7 abgebildet. In der in Patentliteratur 1 offenbarten Teilerschaltung werden die vier λ/4-Leitungen anstelle der π-HPF 40a und 40c und der T-TPF 40b und 40d eingesetzt.
Um diese Charakteristiken in 9 zu unterscheiden ist der Wilkinson-Leistungsteiler 40 aus 7 als „vorliegende Erfindung“ und die in Patentliteratur 1 offenbarte Teilerschaltung als „herkömmlicher Typ“ gekennzeichnet.
Wie mittels der gepunkteten Linien in 9 dargestellt, lässt die Isolationscharakteristik des herkömmlichen Typs der Teilerschaltung erkennen, dass die Isolation zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen in der Teilerschaltung in der Nähe des gewünschten Bandes hoch wird, während sie außerhalb des gewünschten Bandes niedrig wird.
Wie mittels der durchgezogenen Linien in 9 dargestellt, lässt die Isolationscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40 aus 7 im Gegensatz dazu erkennen, dass die Isolation zwischen den beiden Ausgangsanschlüssen im Wilkinson-Leistungsteiler 40 nicht nur in der Nähe des gewünschten Bandes hoch wird, sondern auch außerhalb des gewünschten Bandes.
Die beiden Ausgangsanschlüsse des Wilkinson-Leistungsteilers 40 korrespondieren mit der Ausgangsseite des T-TPF 40b, die mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist und mit der Ausgangsseite des T-TPF 40d, die mit der λ/4-Leitung 9 verbunden ist.
Der Grund, weshalb die Isolation wie oben beschrieben selbst außerhalb des gewünschten Bandes hoch wird, liegt darin, dass während die π-HPF 40a und 40c dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das niedriger ist, als das gewünschte Band, die T-TPF 40b und 40d dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das höher ist, als das gewünschte Band.
Die 10A bis 10C sind erklärende Diagramme, die eine Frequenzabhängigkeit einer Durchlasscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40 aus 7 veranschaulichen.
Konkret veranschaulicht 10A eine Durchlasscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40. 10B veranschaulicht Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-HPF und einem π-TPF. 10C veranschaulicht Frequenzcharakteristiken der Impedanz in einem π-HPF und einem T-TPF.
In 10B verfügt der Wilkinson-Leistungsteiler über eine Schaltungsstruktur, in der ein Eingangsseiten-Filter das π-HPF und ein Ausgangsseiten-Filter das π-TPF ist. Das π-HPF verfügt über eine solche Frequenzcharakteristik der Impedanz, dass sich die Impedanz von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band in der Nähe der Impedanz von 1.0 (50 Ω = 50 Ω × 1.0) auf der reellen Achse des Smith-Diagramms verschiebt. In 10B ist diese Charakteristik mittels des gepunkteten Linkspfeils dargestellt.
Im Gegensatz dazu verfügt das π-TPF über eine solche Frequenzcharakteristik der Impedanz, dass sich die Impedanz von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt. In 10B ist diese Charakteristik mittels des gestrichelten Rechtspfeils dargestellt.
Demzufolge lassen die Frequenzcharakteristiken der Impedanz im π-HPF und im π-TPF erkennen, dass sich die individuellen Impedanzen in entgegengesetzte Richtungen entlang der reellen Achse von den niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschieben. Infolgedessen ist nur eine Mittenfrequenz des gewünschten Bandes angepasst und dadurch wird ein Durchlassbereich (S21) ein Schmalband.
Die Durchlasscharakteristik (S21), die in 10A mittels der gepunkteten Linie dargestellt ist, repräsentiert diejenige des in 10B veranschaulichten Wilkinson-Leistungsteilers. Die Durchlasscharakteristik (S21) lässt eine Schmalbandcharakteristik erkennen, in der es nur einem Signal im Bereich der Mittenfrequenz des gewünschten Bandes ermöglicht wird, ohne Dämpfung zu passieren.
Der in 10 veranschaulichte Wilkinson-Leistungsteiler 40 aus 7 verfügt über eine Schaltungsstruktur, in der ein Eingangsseiten-Filter das π-HPF 40a und 40c ist und ein Ausgangsseiten-Filter das T-TPF 40b und 40d ist.
Die π-HPF 40 und 40c besitzen eine Frequenzcharakteristik der Impedanz, bei der sich die Impedanz von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt. In 10C ist diese Charakteristik mittels des gepunkteten Linkspfeils dargestellt.
Des Weiteren verfügen die T-TPF 40b und 40d über eine Frequenzcharakteristik der Impedanz, bei der sich die Impedanz von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang der reellen Achse von höheren Frequenzen zu niedrigeren Frequenzen des gewünschten Bandes verschiebt. In 10C ist diese Charakteristik mittels des gestrichelten Linkspfeils dargestellt.
Folglich lassen die Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c und den T-TPF 40b und 40d erkennen, dass sich die Impedanz in derselben Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt. Infolgedessen sind die Frequenzen selbst in der Nähe der Mittenfrequenz des gewünschten Bandes weitgehend aneinander angepasst, und dadurch wird der Durchlassbereich (21) breitbandig. Die Durchlasscharakteristik (S21), die in 10A mittels der durchgezogenen Linie dargestellt ist, repräsentiert die Durchlasscharakteristik des Wilkinson-Leistungsteilers 40 aus 7, der in 10C enthalten ist.
Die Durchlasscharakteristik (S21) besitzt eine breitbandige Durchlasscharakteristik, welche Frequenzen in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes umfasst.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, umfasst der Wilkinson-Leistungsteiler 40 gemäß der Ausführungsform 2: die π-HPF 40a und 40c, die mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden sind; das T-TPF 40b, dessen eines Ende mit einem Ende des π-HPF 40a und dessen anderes Ende mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist; das T-TPF 40d, dessen eines Ende mit einem Ende des π-HPF 40c und dessen anderes Ende mit einem Ende der λ/4-Leitung 9 verbunden ist; und den Isolationswiderstand 40e, der zwischen den Verbindungspunkt 40f und den Verbindungspunkt 40g geschaltet ist. Daher ist er in der Lage, die Vorteile zu erzielen, dass eine Schleifenoszillation unterdrückt wird, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen und dass ein Signal über ein breites Band verstärkt wird.
Das heißt, dass durch das Bereitstellen des Wilkinson-Leistungsteilers 40 eine hohe Isolation erreicht wird, wodurch eine Schleifenoszillation nicht nur in der Nähe des gewünschten Bandes, sondern auch außerhalb des gewünschten Bandes unterdrückt werden kann, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen. Zusätzlich kann eine Signal über ein breites Band verstärkt werden, da die π-HPF 40a und 40c und die T-TPF 40b und 40d über Frequenzcharakteristiken der Impedanz verfügen, bei denen sich die Impedanz in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt.
(Ausführungsform 3)
In der vorangegangenen Ausführungsform 1 verfügt der Wilkinson-Leistungsteiler 2 über eine Schaltungsstruktur, bei der das Eingangsseiten-Filter das π-TPF 2a und 2c und das Ausgangsseiten-Filter das T-HPF 2b und 2d ist. Alternativ ist es möglich, eine Schaltungsstruktur anzunehmen, die ausgebildet wird, indem das Eingangsseiten-Filter und das Ausgangsseiten-Filter in einem Wilkinson-Leistungsteiler 2 vertauscht werden.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 11 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 1 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein Wilkinson-Leistungsteiler 50 ist die Teilerschaltung, die ein zu verstärkendes Signal, welches von einem Eingangsanschluss 1 eingespeist wird, zwischen der Übertragungsleitung 3 und der Übertragungsleitung 4 aufteilt.
Der Wilkinson-Leistungsteiler 50 umfasst die T-HPF 50a und 50c, die jeweils T-Schaltungs-Hochpassfilter sind, die π-TPF 50b und 50d, die jeweils π-Schaltungs-Tiefpassfilter sind, und einen Isolationswiderstand 50e.
Das T-HPF 50a ist ein erstes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist. Das T-HPF 50a kann über eine in 4B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Das π-TPF 50b ist ein zweites Filter, dessen eines Ende mit einem anderen Ende des T-HPF 50a verbunden ist und dessen andere Ende mit einem Trägerverstärker 6 verbunden ist. Das π-TPF 50b kann über eine in 3A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Das T-HPF 50c ist ein drittes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist. Das T-HPF 50c kann über eine in 4B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Das π-TPF 50d ist ein viertes Filter, dessen eines Ende mit einem anderen Ende des T-HPF 50c verbunden ist und dessen anderes Ende mit einer λ/4-Leitung 9 verbunden ist. Das π-TPF 50d kann über eine in 3A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Der Isolationswiderstand 50e ist ein Widerstand, der mit einem Verbindungspunkt 50f und einem Verbindungspunkt 50g verbunden ist. Der Verbindungspunkt 50f verbindet das T-HPF 50a und das π-TPF 50b an einer Ausgangsseite des T-HPF 50a. Der Verbindungspunkt 50g verbindet das T-HPF 50c und das π-TPF 50d an einer Ausgangsseite des T-HPF 50c. Der Isolationswiderstand 50e verfügt über einen Widerstandswert, der von einem Teilungsverhältnis einer Signalleistung zu den Übertragungsleitungen 3 und 4 abhängt.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-HPF 50a und 50c ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz der T-HPF 2b und 2d in Fig. 1 für die Ausführungsform 1.
Darüber hinaus ist die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-TPF 50b und 50d ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz der π-TPF 2a und 2c in Fig. 1 für die Ausführungsform 1.
Demzufolge lassen die Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den T-HPF 50a und 50c und den π-TPF 50b und 50d, ähnlich der Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c und den T-HPF 2b und 2d erkennen, dass sich die Impedanz in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt. Infolgedessen sind die Frequenzen selbst in der Nähe der Mittenfrequenz des gewünschten Bandes weitgehend aneinander angepasst, und dadurch wird der Durchlassbereich (21) breitbandig.
Eine Isolationscharakteristik des Wilkinson-Teilers 50 in Fig. 11 lässt erkennen, dass eine Isolation zwischen zwei Ausgangsanschlüssen im Wilkinson-Teiler 50 nicht nur in der Nähe des gewünschten Bandes, sondern auch außerhalb des gewünschten Bandes hoch wird, ähnlich dem Wilkinson-Teiler 2 aus Fig. 1 für die Ausführungsform 1. Die beiden Ausgangsanschlüsse des Wilkinson-Teilers 50 korrespondieren mit einer Ausgangsseite des π-TPF 50b, die mit dem Trägerverstärker 6 und einer Ausgangsseite des π-TPF 50d verbunden ist, die mit der λ/4-Leitung 9 verbunden ist.
Der Grund, weshalb die Isolation wie oben beschrieben selbst außerhalb des gewünschten Bandes hoch wird, liegt darin, dass die T-HPF 50a und 50c dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das niedriger ist, als das gewünschte Band, und die π-TPF 50b und 50d dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das höher ist, als das gewünschte Band.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, umfasst der Wilkinson-Leistungsteiler 50 gemäß der Ausführungsform 3: die T-HPF 50a und 50c, die mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden sind; das π-TPF 50b, dessen eines Ende mit einem Ende des T-HPF 50a und dessen anderes Ende mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist; das π-TPF 50d, dessen eines Ende mit einem Ende des T-HPF 50c und dessen anderes Ende mit einem Ende der λ/4-Leitung 9 verbunden ist; und den Isolationswiderstand 50e, der zwischen den Verbindungspunkt 50f und den Verbindungspunkt 50g geschaltet ist. Daher ist es ähnlich wie in der vorstehenden Ausführungsform 1 möglich, die Vorteile zu erzielen, dass die Schleifenoszillation unterdrückt wird, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen, und dass ein Signal über ein breites Band verstärkt wird.
(Ausführungsform 4)
In der vorangegangenen Ausführungsform 2 verfügt der Wilkinson-Leistungsteiler 40 über eine Schaltungsstruktur, in der das Eingangsseiten-Filter das π-HPF 40a und 40c und das Ausgangsseiten-Filter das T-TPF 40b und 40d ist. Alternativ ist es möglich, eine Schaltungsstruktur anzunehmen, die ausgebildet wird, indem das Eingangsseiten-Filter und das Ausgangsseiten-Filter in einem Wilkinson-Leistungsteiler 40 vertauscht werden.
12 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 12 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 7 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein Wilkinson-Leistungsteiler 60 ist die Teilerschaltung, die ein zu verstärkendes Signal, welches von einem Eingangsanschluss 1 eingespeist wird, zwischen der Übertragungsleitung 3 und der Übertragungsleitung 4 aufteilt.
Der Wilkinson-Leistungsteiler 50 umfasst die T-TPF 60a und 60c, die jeweils T-Schaltungs-Tiefpassfilter sind, die π-HPF 60b und 60d, die jeweils π-Schaltungs-Hochpassfilter sind, und einen Isolationswiderstand 60e.
Das T-TPF 60 ist ein erstes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist. Das T-TPF 60a kann über eine in 3B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Das π-HPF 60b ist ein zweites Filter, dessen eines Ende mit einem anderen Ende des T-TPF 60a verbunden ist und dessen anderes Ende mit einem Trägerverstärker 6 verbunden ist. Das π-HPF 60b kann über eine in 4A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Das T-TPF 60c ist ein drittes Filter, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden ist. Das T-TPF 60c kann über eine in 3B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Das π-HPF 60d ist ein viertes Filter, dessen eines Ende mit einem anderen Ende des T-TPF 60c verbunden ist und dessen anderes Ende mit einer λ/4-Leitung 9 verbunden ist. Das π-HPF 60d kann über eine in 4A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen.
Der Isolationswiderstand 60e ist ein Widerstand, der mit einem Verbindungspunkt 60f und einem Verbindungspunkt 60g verbunden ist. Der Verbindungspunkt 60f verbindet das T-TPF 60a und das π-HPF 60b an einer Ausgangsseite des T-TPF 60a. Der Verbindungspunkt 60g verbindet das T-TPF 60c und das π-HPF 60d an einer Ausgangsseite des T-TPF 60c. Der Isolationswiderstand 60e verfügt über einen Widerstandswert, der von einem Teilungsverhältnis der Signalleistung zu den Übertragungsleitungen 3 und 4 abhängt.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-TPF 60a und 60c ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz der T-TPF 40b und 40d in Fig. 7 für die Ausführungsform 2.
Darüber hinaus ist die Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-HPF 60b und 60d ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz der π-HPF 40a und 40c in Fig. 7 für die Ausführungsform 2.
Demzufolge lassen die Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den T-TPF 60a und 60c und den π-HPF 60b und 60d, ähnlich der Frequenzcharakteristiken der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c und den T-TPF 40b und 40d erkennen, dass sich die Impedanz in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen im gewünschten Band verschiebt. Infolgedessen sind die Frequenzen selbst in der Nähe der Mittenfrequenz des gewünschten Bandes weitgehend aneinander angepasst, und dadurch wird der Durchlassbereich (21) breitbandig.
Eine Isolationscharakteristik des Wilkinson-Teilers 60 in Fig. 12 lässt erkennen, dass eine Isolation zwischen zwei Ausgangsanschlüssen im Wilkinson-Teiler 60 nicht nur in der Nähe des gewünschten Bandes, sondern auch außerhalb des gewünschten Bandes hoch wird, ähnlich dem Wilkinson-Teiler 40 aus Fig. 7 für die Ausführungsform 2. Die beiden Ausgangsanschlüsse des Wilkinson-Teilers 60 korrespondieren mit einer Ausgangsseite des π-HPF 60b, die mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist und einer Ausgangsseite des π-HPF 60d, die mit der λ/4-Leitung 9 verbunden ist.
Der Grund, weshalb die Isolation wie oben beschrieben selbst außerhalb des gewünschten Bandes hoch wird, liegt darin, dass die π-HPF 60b und 60d dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das niedriger ist, als das gewünschte Band, und die T-TPF 60a und 60c dazu dienen, ein Frequenzband zu isolieren, das höher ist, als das gewünschte Band.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, umfasst der Wilkinson-Leistungsteiler 60 gemäß der Ausführungsform 4: die T-TPF 60a und 60c, die mit dem Eingangsanschluss 1 verbunden sind; das π-HPF 60b, dessen eines Ende mit einem Ende des T-TPF 60a und dessen anderes Ende mit dem Trägerverstärker 6 verbunden ist; das π-HPF 60d, dessen eines Ende mit einem Ende des T-TPF 60c und dessen anderes Ende mit der λ/4-Leitung 9 verbunden ist; und den Isolationswiderstand 60e, der zwischen den Verbindungspunkt 60f und den Verbindungspunkt 60g geschaltet ist. Daher ist es, ähnlich wie in der vorstehenden Ausführungsform 2 möglich, die Vorteile zu erzielen, dass die Schleifenoszillation unterdrückt wird, ohne eine Stabilisierungsschaltung einzufügen, und dass ein Signal über ein breites Band verstärkt wird.
(Ausführungsform 5)
In der vorangegangenen Ausführungsform 1 wird die Verstärkerschaltung 8 mittels der λ/4-Leitung 9 und dem Spitzenverstärker 10 ausgebildet. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 8 durch das Einführen eines π-TPF anstelle der λ/4-Leitung 9 ausgebildet werden.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 13 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 1 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein π-TPF 71 ist ein π-Schaltungs-Tiefpassfilter, das zwischen ein T-HPF 2d und einen Spitzenverstärker 10 geschaltet ist. Das π-TPF 71 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 9 in Fig. 1 für die vorausgegangene Ausführungsform 1. Demzufolge fungiert das π-TPF 71 als eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des π-TPF 71 über eine in 3A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 3A beschränkt. Die Anzahl der Stufen des π-TPF 71 kann erhöht oder verringert werden, oder das π-TPF 71 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Die elektrische Länge des π-TPF 71 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 7 der Verstärkerschaltung 5. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein π-TPF 2a, ein T-HPF 2b, einen Trägerverstärker 6, eine λ/4-Leitung 7, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über ein π-TPF 2c, das T-HPF 2d, das π-TPF 71, den Spitzenverstärker 10 und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im π-TPF 71, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 2 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen mit einer beliebigen Impedanz begonnen wird, die von einer Eingangs-Impedanz des Spitzenverstärkers 10 abhängt, und dass sie in einem gewünschten Band zu einer minimalen Reflexion wird. Bei höheren Frequenzen lässt die Frequenzcharakteristik ein Durchlaufen eines kapazitiven Bereichs und ein Annähern an einen Kurzschlusspunkt erkennen, während die Frequenz höher wird.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des T-HPF 2d und des π-TPF 71, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des T-HPF 2d und des π-TPF 71 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-TPF und T-HPF, die in 6C veranschaulicht sind. Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des π-TPF 71 für die Verstärkerschaltung 8 anstelle der λ/4-Leitung 9 aus 1, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 1 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 6)
In der vorangehenden Ausführungsform 2 wird die Verstärkerschaltung 8 mittels der λ/4-Leitung 9 und dem Spitzenverstärker 10 ausgebildet. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 8 durch das Einführen eines π-HPF anstelle der λ/4-Leitung 9 ausgebildet werden.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 14 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 7 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein π-HPF 72 ist ein π-Schaltungs-Hochpassfilter, das zwischen ein T-TPF 40d und einen Spitzenverstärker 10 geschaltet ist. Das π-HPF 72 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 9 in Fig. 7 für die vorangegangene Ausführungsform 2. Demzufolge fungiert das π-HPF 72 als eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des π-HPF 72 über eine in 4A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 4A beschränkt. Die Anzahl der Stufen des π-HPF 72 kann erhöht oder verringert werden, oder das π-HPF 72 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden. 72
Die elektrische Länge des π-HPF 72 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 7 der Verstärkerschaltung 5. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein π-HPF 40a, ein T-TPF 40b, einen Trägerverstärker 6, eine λ/4-Leitung 7, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über das π-HPF 40c, das T-TPF 40d, das π-HPF 72, den Spitzenverstärker 10 und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im π-HPF 72, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 40 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen bei einem Kurzschlusspunkt begonnen wird, ein induktiver Bereich durchlaufen wird, und sie zu einer minimalen Reflexion in einem gewünschten Band wird. Bei höheren Frequenzen nähert sich die Frequenzcharakteristik einer beliebigen Impedanz an, die von einer Eingangs-Impedanz des Spitzenverstärkers 10 abhängt.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des T-TPF 40d und des π-HPF 72, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des T-TPF 40d und des π-HPF 72 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-HPF und T-TPF, die in 10C veranschaulicht sind. Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des π-HPF 72 für die Verstärkerschaltung 8 anstelle der λ/4-Leitung 9 aus 7, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 2 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 7)
In der vorangehenden Ausführungsform 3 wird die Verstärkerschaltung 8 mittels der λ/4-Leitung 9 und dem Spitzenverstärker 10 ausgebildet. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 8 durch das Einführen eines T-HPF anstelle der λ/4-Leitung 9 ausgebildet werden.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 15 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 11 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein T-HPF 73 ist ein T-Schaltungs-Hochpassfilter, das zwischen ein π-TPF 50d und einen Spitzenverstärker 10 geschaltet ist. Das T-HPF 73 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 9 in Fig. 11 für die vorangegangene Ausführungsform 3. Demzufolge fungiert das T-HPF 73 als eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des T-HPF 73 über eine in 4B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 4B beschränkt. Die Anzahl der Stufen des T-HPF 73 kann erhöht oder verringert werden, oder das T-HPF 73 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Die elektrische Länge des T-HPF 73 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 7 der Verstärkerschaltung 5. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein T-HPF 50a, ein π-TPF 50b, einen Trägerverstärker 6, eine λ/4-Leitung 7, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über das T-HPF 50c, das π-TPF 50d, das T-HPF 73, den Spitzenverstärker 10 und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im T-HPF 73, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 50 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-HPF 50a und 50c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen bei einem Leerlaufpunkt begonnen wird, ein kapazitiver Bereich durchlaufen wird, und dass sie zu einer minimalen Reflexion in einem gewünschten Band wird. Bei höheren Frequenzen nähert sich die Frequenzcharakteristik einer beliebigen Impedanz an, die von einer Eingangs-Impedanz des Spitzenverstärkers 10 abhängt.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des π-TPF 50d und des T-HPF 73, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des π-TPF 50d und des T-HPF 73 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-TPF und T-HPF, die in 6C veranschaulicht sind. Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des T-HPF 73 für die Verstärkerschaltung 8 anstelle der λ/4-Leitung 9 aus 11, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 3 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 8)
In der vorangegangenen Ausführungsform 4 wird die Verstärkerschaltung 8 mittels der λ/4-Leitung 9 und dem Spitzenverstärker 10 ausgebildet. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 8 durch das Einführen eines T-TPF anstelle der λ/4-Leitung 9 ausgebildet werden.
16 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 16 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 12 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein T-TPF 74 ist ein T-Schaltungs-Tiefpassfilter, das zwischen ein π-HPF 60d und einen Spitzenverstärker 10 geschaltet ist. Das T-TPF 74 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 9 in 12 aus der vorangegangenen Ausführungsform 4. Demzufolge fungiert das T-TPF 74 als eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des T-TPF 74 über eine in 3B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 3B beschränkt.74 Die Anzahl der Stufen des T-TPF 74 kann erhöht oder verringert werden, oder das T-TPF 74 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.74
Die elektrische Länge des T-TPF 74 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 7 der Verstärkerschaltung 5. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein T-TPF 60a, ein π-HPF 60b, einen Trägerverstärker 6, eine λ/4-Leitung 7, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über das T-TPF 60c, das π-HPF 60d, das T-TPF 74, den Spitzenverstärker 10 und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im T-TPF 74, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 60 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-TPF 60a und 60c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen mit einer beliebigen Impedanz begonnen wird, die von einer Eingangs-Impedanz des Spitzenverstärkers 10 abhängt, und dass sie in einem gewünschten Band zu einer minimalen Reflexion wird. Die Frequenzcharakteristik lässt bei höheren Frequenzen ein Durchlaufen eines induktiven Bereichs erkennen, während die Frequenz höher wird, und nähert sich schließlich einem Leerlaufpunkt an, an dem die Impedanz unendlich ist.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des π-HPF 60d und des T-TPF 74, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des π-HPF 60d und des T-TPF 74 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-HPF und T-TPF, die in 10C veranschaulicht sind.
Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des T-TPF 74 für die Verstärkerschaltung 8 anstelle der λ/4-Leitung 9 aus 12, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 4 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 9)
In den vorangegangenen Ausführungsformen 1 bis 4 wurde das Beispiel beschrieben, in dem die λ/4-Leitung 7 in einer Folgestufe des Trägerverstärkers 6 verbunden ist, während die λ/4-Leitung 9 in einer Vorstufe des Spitzenverstärkers 10 verbunden ist. Wie jedoch in den 17 bis 20 veranschaulicht, kann ein Betrieb ähnlich zu den Ausführungsformen 1 bis 4 ausgeführt werden, selbst wenn eine λ/4-Leitung 7 in einer Vorstufe des Trägerverstärkers 6 verbunden ist, während eine λ/4-Leitung 9 in einer Folgestufe des Spitzenverstärkers 10 verbunden ist.
Demzufolge ist selbst ein Doherty-Verstärker, in dem die λ/4-Leitung 7 in der Vorstufe des Trägerverstärkers 6 verbunden ist, während die λ/4-Leitung 9 in der Folgestufe des Spitzenverstärkers 10 verbunden ist, in der Lage, eine Schleifenoszillation ohne Einfügen einer Stabilisierungsschaltung zu unterdrücken und darüber hinaus ähnlich der Ausführungsformen 1 bis 4 ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 10)
In der Ausführungsform 9 wurde das Beispiel beschrieben, in dem die Verstärkerschaltung 5, die mit dem Wilkinson-Leistungsteiler 2 im Doherty-Verstärker aus 17 verbunden ist, durch die λ/4-Leitung 7 und den Trägerverstärker 6 ausgebildet wird. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 5 durch das Einführen eines π-TPF anstelle einer λ/4-Leitung 7 ausgebildet werden.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 21 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 17 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein π-TPF 81 ist ein π-Schaltungs-Tiefpassfilter, das zwischen ein T-HPF 2b und einen Trägerverstärker 6 geschaltet ist. Das π-TPF 81 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 7 aus Fig. 17 für die Ausführungsform 9. Folglich fungiert das π-TPF 81 als eine erste n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl eine Schaltungsstruktur des π-TPF 81 über eine in 3A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist es nicht auf diejenige in 3A beschränkt. Deshalb kann die Anzahl der Stufen des π-TPF 81 kann erhöht oder verringert werden, oder das π-TPF 81 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Die elektrische Länge des π-TPF 81 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich der λ/4-Leitung 9 der Verstärkerschaltung 8. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein π-TPF 2a, das T-HPF 2b, das π-TPF 81, den Trägerverstärker 6, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über ein π-TPF 2c, ein T-HPF 2d, einen Spitzenverstärker 10, eine λ/4-Leitung 9, und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im π-TPF 81, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 2 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-TPF 2a und 2c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen mit einer beliebigen Impedanz begonnen wird, die von einer Eingangs-Impedanz des Trägerverstärkers 6 abhängt, und dass sie in einem gewünschten Band zu einer minimalen Reflexion wird. Bei höheren Frequenzen lässt die Frequenzcharakteristik ein Durchlaufen eines kapazitiven Bereichs und ein Annähern an einen Kurzschlusspunkt erkennen, während die Frequenz höher wird.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des T-HPF 2d und des π-TPF 81, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des T-HPF 2d und des π-TPF 81 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-TPF und T-HPF, die in 6C veranschaulicht sind. Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des π-TPF 81 für die Verstärkerschaltung 5 anstelle der λ/4-Leitung 7 aus 17, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 9 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 11)
In der Ausführungsform 9 wurde das Beispiel beschrieben, in dem die Verstärkerschaltung 5, die mit dem Wilkinson-Leistungsteiler 40 im Doherty-Verstärker aus 18 verbunden ist, mittels der λ/4-Leitung 7 und dem Trägerverstärker 6 ausgebildet wird. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 5 durch das Einführen eines π-HPF anstelle einer λ/4-Leitung 7 ausgebildet werden.
22 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 22 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 18 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein π-HPF 82 ist ein π-Schaltungs-Hochpassfilter, da zwischen ein T-TPF 40b und einen Trägerverstärker 6 geschaltet ist. Das π-HPF 82 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 7 in Fig. 18 für die vorangegangene Ausführungsform 9. Folglich fungiert das π-HPF 82 als eine erste n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des π-HPF 82 über eine in 4A veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 4A beschränkt. Die Anzahl der Stufen des π-HPF 82 kann erhöht oder verringert werden, oder das π-HPF 82 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Die elektrische Länge des π-HPF 82 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 8 der Verstärkerschaltung 8. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein π-HPF 40a, das T-TPF 40b, das π-HPF 82, den Trägerverstärker 6, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über ein π-HPF 40c, ein T-TPF 40d, einen Spitzenverstärker 10, eine λ/4-Leitung 9, und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im π-HPF 82, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 40 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den π-HPF 40a und 40c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen bei einem Kurzschlusspunkt begonnen wird, ein induktiver Bereich durchlaufen wird, und sie zu einer minimalen Reflexion in einem gewünschten Band wird. Bei höheren Frequenzen nähert sich die Frequenzcharakteristik einer beliebigen Impedanz an, die von einer Eingangs-Impedanz des Trägerverstärkers 6 abhängt.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des T-TPF 40b und des π-HPF 82, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des T-TPF 40b und des π-HPF 82 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-HPF und T-TPF, die in 10C veranschaulicht sind.
Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des π-HPF 82 für die Verstärkerschaltung 5 anstelle der λ/4-Leitung 7 aus 18, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 9 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 12)
In der vorangegangenen Ausführungsform 9 wurde das Beispiel beschrieben, in dem die Verstärkerschaltung 5, die mit dem Wilkinson-Leistungsteiler 50 im Doherty-Verstärker aus 19 verbunden ist, mittels der λ/4-Leitung 7 und dem Trägerverstärker 6 ausgebildet wird. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 5 durch das Einführen eines T-HPF anstelle einer λ/4-Leitung 7 ausgebildet werden.
23 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 23 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 19 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein T-HPF 83 ist ein T-Schaltungs-Hochpassfilter, das zwischen ein π-TPF 50b und einen Trägerverstärker 6 geschaltet ist. Das T-HPF 83 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 7 in Fig. 19 für die vorangegangene Ausführungsform 9. Folglich fungiert das T-HPF 83 als eine erste n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des T-HPF 83 über eine in 4B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 4B beschränkt.83 Die Anzahl der Stufen des T-HPF 83 kann erhöht oder verringert werden, oder das T-HPF 83 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.
Die elektrische Länge des T-HPF 83 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 9 der Verstärkerschaltung 8. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein T-HPF 50a, das π-TPF 50b, das T-HPF 83, den Trägerverstärker 6, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über ein T-HPF 50c, ein π-TPF 50d, einen Spitzenverstärker 10, eine λ/4-Leitung 9, und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im T-HPF 83, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 50 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-HPF 50a und 50c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen bei einem Leerlaufpunkt begonnen wird, ein kapazitiver Bereich durchlaufen wird, und dass sie zu einer minimalen Reflexion in einem gewünschten Band wird. Bei höheren Frequenzen nähert sich die Frequenzcharakteristik einer beliebigen Impedanz an, die von einer Eingangs-Impedanz des Trägerverstärkers 6 abhängt.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem niedrigeren Widerstand zu einem höheren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des π-TPF 50b und des T-HPF 83, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des π-TPF 50b und des T-HPF 83 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-TPF und T-HPF, die in 6C veranschaulicht sind.
Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert. Durch die Verwendung des T-HPF 83 für die Verstärkerschaltung 8 anstelle der λ/4-Leitung 7 aus 19, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 9 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
(Ausführungsform 13)
In der Ausführungsform 9 wurde das Beispiel beschrieben, in dem die Verstärkerschaltung 5, die mit dem Wilkinson-Leistungsteiler 60 im Doherty-Verstärker aus 20 verbunden ist, mittels der λ/4-Leitung 7 und dem Trägerverstärker 6 ausgebildet wird. Alternativ kann die Verstärkerschaltung 5 durch das Einführen eines T-TPF anstelle einer λ/4-Leitung 7 ausgebildet werden.
24 ist ein Konfigurationsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 24 kennzeichnet dasselbe Bezugszeichen wie in 20 dasselbe oder ein korrespondierendes Teil, und daher wird dessen Beschreibung ausgelassen.
Ein T-TPF 84 ist ein T-Schaltungs-Tiefpassfilter, das zwischen ein π-HPF 60b und einen Trägerverstärker 6 geschaltet ist. Das T-TPF 84 verfügt über eine elektrische Länge, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge eines zu verstärkenden Signals ist, ähnlich der λ/4-Leitung 7 in 20 aus der vorangegangenen Ausführungsform 9. Folglich fungiert das T-TPF 84 als eine erste n-viertel Wellenlängenleitung.
Obwohl die Schaltungsstruktur des T-TPF 84 über eine in 3B veranschaulichte Schaltungsstruktur verfügen kann, ist sie nicht auf diejenige in 3B beschränkt.84 Die Anzahl der Stufen des T-TPF 84 kann erhöht oder verringert werden, oder das T-TPF 84 kann mittels einer verteilten konstanten Leitung oder dergleichen ausgebildet werden.84
Die elektrische Länge des T-TPF 84 ist eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals, ähnlich einer λ/4-Leitung 9 der Verstärkerschaltung 8. Folglich sind die elektrischen Längen zwischen dem einen Pfad und dem anderen Pfad in einem gewünschten Band gleich. Der eine ist ein Pfad von einem Eingangsanschluss 1 zu einem Ausgangsanschluss 12 über ein T-TPF 60a, das π-HPF 60b, das T-TPF 84, den Trägerverstärker 6, und einen Leistungskombinierer 11. Der andere ist ein Pfad vom Eingangsanschluss 1 zum Ausgangsanschluss 12 über ein T-TPF 60c, ein π-HPF 60d, einen Spitzenverstärker 10, eine λ/4-Leitung 9, und den Leistungskombinierer 11.
Die Frequenzcharakteristik der Impedanz im T-TPF 84, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Wilkinson-Leistungsteiler 60 erhalten wird, ist ähnlich der Frequenzcharakteristik der Impedanz in den T-TPF 60a und 60c. Die Frequenzcharakteristik lässt daher erkennen, dass bei niedrigeren Frequenzen mit einer beliebigen Impedanz begonnen wird, die von einer Eingangs-Impedanz des Trägerverstärkers 6 abhängt, und dass sie in einem gewünschten Band zu einer minimalen Reflexion wird. Die Frequenzcharakteristik lässt bei höheren Frequenzen ein Durchlaufen eines induktiven Bereichs erkennen, während die Frequenz höher wird, und nähert sich schließlich einem Leerlaufpunkt an, an dem die Impedanz unendlich ist.
Im gewünschten Band besitzt die Impedanz eine Charakteristik, die sich von einem höheren Widerstand zu einem niedrigeren Widerstand entlang einer reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen verschiebt.
Die individuellen Frequenzcharakteristiken der Impedanz des π-HPF 60b und des T-TPF 84, die durch eine Betrachtung ausgehend von einem Verbindungspunkt des π-HPF 60b und des T-TPF 84 erhalten werden, sind ähnlich jenen in den π-HPF und T-TPF, die in 10C veranschaulicht sind. Folglich verschiebt sich die Impedanz im gewünschten Band in dieselbe Richtung entlang der reellen Achse von niedrigeren Frequenzen zu höheren Frequenzen. Infolgedessen sind die Frequenzen weitgehend angepasst, selbst in der Nähe einer Mittenfrequenz des gewünschten Bandes, und ein Durchlassbereich wird verbreitert.
Durch die Verwendung des T-TPF 84 für die Verstärkerschaltung 5 anstelle der λ/4-Leitung 7 aus 20, ist es deshalb mehr als in der vorangegangenen Ausführungsform 9 in der Lage, ein Signal über ein breites Band zu verstärken.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung der vorliegenden Anmeldung freie Kombinationen der Ausführungsformen, Modifikationen von beliebigen Konfigurationselementen der Ausführungsformen, oder Auslassungen von beliebigen Konfigurationselementen in den Ausführungsformen innerhalb des Gegenstandsbereichs der Erfindung erlaubt.
Der Doherty-Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung ist für einen Verstärker geeignet, der ein Signal breitbandig verstärken soll.
Bezugszeichenliste
1: Eingangsanschluss, 2: Wilkinson-Leistungsteiler (Teilerschaltung), 2a: π-TPF (erstes Filter), 2b: T-HPF (zweites Filter), 2c: π-TPF (drittes Filter), 2d: T-HPF (viertes Filter), 2e: Isolationswiderstand (Widerstand), 2f und 2g: Verbindungspunkt, 3: Übertragungsleitung (erste Übertragungsleitung), 4: Übertragungsleitung (zweite Übertragungsleitung), 5: Verstärkerschaltung (erste Verstärkerschaltung), 6: Trägerverstärker, 7: λ/4-Leitung (erste n-viertel Wellenlängenleitung), 8: Verstärkerschaltung (zweite Verstärkerschaltung), 9: λ/4-Leitung (zweite n-viertel Wellenlängenleitung), 10: Spitzenverstärker, 11: Leistungskombinierer, 12: Ausgangsanschluss, 21: Eingangsanschluss, 22: Ausgangsanschluss, 23 und 24: Kondensator, 25: Induktivität, 26 und 27: Induktivität, 28: Kondensator, 31: Eingangsanschluss, 32: Ausgangsanschluss, 33 und 34: Kondensator, 35: Induktivität, 36 und 37: Kondensator, 38: Induktivität, 40: Wilkinson-Leistungsteiler, 40a: π-HPF (erstes Filter), 40b: T-TPF (zweites Filter), 40c: π-HPF (drittes Filter), 40d: T-TPF (viertes Filter), 40e: Isolationswiderstand (Widerstand), 40f und 40g: Verbindungspunkt, 50: Wilkinson-Leistungsteiler, 50a: T-HPF (erstes Filter), 50b: π-TPF (zweites Filter), 50c: T-HPF (drittes Filter), 50d: π-TPF (viertes Filter), 50e: Isolationswiderstand (Widerstand), 50f und 50g: Verbindungspunkt, 60: Wilkinson-Leistungsteiler, 60a: T-TPF (erstes Filter), 60b: π-HPF (zweites Filter), 60c: T-TPF (drittes Filter), 60d: π-HPF (viertes Filter), 60f und 60g: Verbindungspunkt, 71: π-TPF (zweite n-viertel Wellenlängenleitung), 72: π-HPF (zweite n-viertel Wellenlängenleitung), 73: T-HPF (zweite n-viertel Wellenlängenleitung), 74: T-TPF (zweite n-viertel Wellenlängenleitung), 81: π-TPF (erste n-viertel Wellenlängenleitung), 82: π-HPF (erste n-viertel Wellenlängenleitung), 83: T-HPF (erste n-viertel Wellenlängenleitung), 84: T-TPF (erste n-viertel Wellenlängenleitung)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006339981 A [0009]

Claims

Doherty-Verstärker umfassend: • eine Teilerschaltung (2; 40; 50; 60), die eingerichtet ist, ein zu verstärkendes Signal zwischen einer ersten Übertragungsleitung (3) und einer zweiten Übertragungsleitung (4) aufzuteilen; • eine erste Verstärkerschaltung (5), die in die erste Übertragungsleitung (3) eingefügt ist; • eine zweite Verstärkerschaltung (8), die in die zweite Übertragungsleitung (4) eingefügt ist; und • einen Leistungskombinierer (11), der eingerichtet ist, durch die erste und zweite Verstärkerschaltung (5, 8) verstärkte Signale zu kombinieren, • wobei die Teilerschaltung (2; 40; 50; 60) umfasst: ◯ ein erstes Filter (2a; 40a; 50a; 60a), in welches das zu verstärkende Signal eingespeist wird, ◯ ein zweites Filter (2b; 40b; 50b; 60b), welches zwischen das erste Filter (2a; 40a; 50a; 60a) und die erste Verstärkerschaltung (5) geschaltet ist, ◯ ein drittes Filter (2c; 40c; 50c; 60c), in welches das zu verstärkende Signal eingespeist wird, ◯ ein viertes Filter (2d; 40d; 50d; 60d), welches zwischen das dritte Filter (2c; 40c; 50c; 60c) und die zweite Verstärkerschaltung (8) geschaltet ist, und ◯ einen Widerstand (2e; 40e; 50e; 60e), der mit einer Ausgangsseite des erstes Filters (2a; 40a; 50a; 60a) und einer Ausgangsseite des dritten Filters (2c; 40c; 50c; 60c) verbunden ist, • wobei das erste und dritte Filter (2a/2c; 60a/60c) jeweils ein Tiefpassfilter ist, während das zweite und vierte Filter (2b/2d; 60b/60d) jeweils ein Hochpassfilter ist, oder wobei das erste und dritte Filter (40a/40c; 50a/50c) jeweils ein Hochpassfilter ist, während das zweite und vierte Filter (40b/40d; 50b/50d) jeweils ein Tiefpassfilter ist, und • wobei, falls jedes der Tiefpassfilter (2a/2c; 50b/50d) mittels einer π-Schaltung ausgebildet ist, jedes der Hochpassfilter (2b/2d; 50a/50c) mittels einer T-Schaltung ausgebildet ist, und falls jedes der Tiefpassfilter (40b/40d; 60a/60c) mittels einer T-Schaltung ausgebildet ist, jedes der Hochpassfilter (40a/40c; 60b/60d) mittels einer π-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die erste Verstärkerschaltung (5) umfasst: • einen Trägerverstärker (6), welcher mit einer Ausgangsseite des zweiten Filters (2b; 40b; 50b; 60b) verbunden ist, und • eine erste n-viertel Wellenlängenleitung (7), welche zwischen den Trägerverstärker (6) und den Leistungskombinierer (11) geschaltet ist, wobei die erste n-viertel Wellenlängenleitung (7) eine elektrische Länge besitzt, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals ist, und wobei die zweite Verstärkerschaltung (8) umfasst: • eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9), deren eines Ende mit einer Ausgangsseite des vierten Filters (2d; 40d; 50d; 60d) verbunden ist und eine elektrische Länge besitzt, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals ist, und • einen Spitzenverstärker (10), der zwischen ein anderes Ende der zweiten n-viertel Wellenlängenleitung (9) und den Leistungskombinierer (11) geschaltet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 2, wobei • das erste und dritte Filter (2a/2c) jeweils das Tiefpassfilter der π-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (2b/2d) jeweils das Hochpassfilter der T-Schaltung ist, und wobei • die zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9) aus einem Tiefpassfilter (71) mit einer π-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 2, wobei • das erste und dritte Filter (40a/40c) jeweils das Hochpassfilter der π-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (40b/40d) jeweils das Tiefpassfilter der T-Schaltung ist, und wobei • die zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9) aus einem Hochpassfilter (72) mit einer π-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 2, wobei • das erste und dritte Filter (50a/50c) jeweils das Hochpassfilter der T-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (50b/50d) jeweils das Tiefpassfilter der π-Schaltung ist, und wobei • die zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9) aus einem Hochpassfilter (73) mit einer T-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 2, wobei • das erste und dritte Filter (60a/60c) jeweils das Tiefpassfilter der T-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (60b/60d) jeweils das Hochpassfilter der π-Schaltung ist, und wobei • die zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9) aus einem Tiefpassfilter (74) mit einer T-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die erste Verstärkerschaltung (5) umfasst: • eine erste n-viertel Wellenlängenleitung (7), deren eines Ende mit einer Ausgangsseite des zweiten Filters (2b; 40b; 50b; 60b) verbunden ist und die eine elektrische Länge besitzt, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals ist, und • einen Trägerverstärker (6), welcher zwischen ein anderes Ende der ersten n-viertel Wellenlängenleitung (7) und den Leistungskombinierer (11) geschaltet ist, und wobei die zweite Verstärkerschaltung (8) umfasst: • einen Spitzenverstärker (10), der mit einer Ausgangsseite des vierten Filters (2d; 40d; 50d; 60d) verbunden ist, und • eine zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9), welche zwischen den Spitzenverstärker (10) und den Leistungskombinierer (11) geschaltet ist, wobei die zweite n-viertel Wellenlängenleitung (9) eine elektrische Länge besitzt, die eine n-viertel (n ist eine positive ungerade Zahl) Wellenlänge des zu verstärkenden Signals ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 7, wobei • das erste und dritte Filter (2a/2c) jeweils das Tiefpassfilter der π-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (2b/2d) jeweils das Hochpassfilter der T-Schaltung ist, und wobei • die erste n-viertel Wellenlängenleitung (7) mittels eines Tiefpassfilters (81) mit einer π-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 7, wobei • das erste und dritte Filter (40a/40c) jeweils das Hochpassfilter der π-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (40b/40d) jeweils das Tiefpassfilter der T-Schaltung ist, und wobei • die erste n-viertel Wellenlängenleitung (7) mittels eines Hochpassfilters (82) mit einer π-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 7, wobei • das erste und dritte Filter (50a/50c) jeweils das Hochpassfilter der T-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (50b/50d) jeweils das Tiefpassfilter der π-Schaltung ist, und wobei • die erste n-viertel Wellenlängenleitung (7) mittels eines Hochpassfilters (83) mit einer T-Schaltung ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 7, wobei • das erste und dritte Filter (60a/60c) jeweils das Tiefpassfilter der T-Schaltung ist, während das zweite und vierte Filter (60b/60d) jeweils das Hochpassfilter der π-Schaltung ist, und wobei • die erste n-viertel Wellenlängenleitung (7) mittels eines Tiefpassfilters (84) mit einer T-Schaltung ausgebildet ist.