DE112016006870T5

DE112016006870T5 - Doherty-Verstärker

Info

Publication number: DE112016006870T5
Application number: DE112016006870.0T
Authority: DE
Inventors: Yuji KOMATSUZAKI; Shintaro Shinjo; Keigo Nakatani; Shohei Imai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2019-02-14
Also published as: EP3461000A1; CN109155612B; WO2017199366A1; EP3461000B1; CN109155612A; US20190149097A1; EP3461000A4; US10608594B2; JP6157759B1; JPWO2017199366A1

Abstract

In einem Doherty-Verstärker, der einen Trägerverstärker (6) und einen Spitzenverstärker (8) umfasst, die parallel geschaltet sind, wird eine Kompensationsschaltung (9), welche bewirkt, dass eine von einem Ausgangsende (9a) der Kompensationsschaltung (9) in Richtung des Spitzenverstärkers (8) gesehene Impedanz in einem genutzten Frequenzbereich offen ist und welche in einem Zustand, in dem der Spitzenverstärker (8) nicht arbeitet, eine Frequenzabhängigkeit einer Impedanz kompensiert, die von einem Ausgang eines Kombinierers (10) in Richtung des Kombinierers (10) gesehen wird, zwischen den Spitzenverstärker (8) und den Kombinierer (10) geschaltet. Dies erzielt eine größere Bandbreite, ohne die Schaltung größer und komplizierter zu machen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Doherty-Verstärker, in welchen ein Trägerverstärker und ein Spitzenverstärker parallel geschaltet sind.
Stand der Technik
In vergangenen Jahren wurden Doherty-Verstärker, die einen Hocheffizienzbetrieb erreichen, als Verstärker für die Kommunikationstechnik vorgeschlagen.
Ein Doherty-Verstärker umfasst einen Trägerverstärker und einen Spitzenverstärker, die parallel geschaltet sind, und eine 90-Grad Leitung zum Ausführen einer Modulation einer Last, die den Ausgang des Trägerverstärkers belastet, um einen Hocheffizienzbetrieb während eines Back-Off-Betriebs zu erzielen, in welchem eine Ausgangsleistung geringer ist, als eine Sättigungsleistung. Der Back-Off-Betrieb bezieht sich auf einen Zustand, in welchem der Spitzenverstärker nicht arbeitet.
Im Doherty-Verstärker kann die elektrische Länge der 90-Grad-Leitung gemäß dem Funktionsprinzip jedoch aufgrund der Frequenzabhängigkeit der 90-Grad-Leitung, die den Ausgang des Trägerverstärkers belastet, von 90 Grad abweichen, wodurch eine schmale Bandbreite im Betrieb bewirkt wird.
Die unten erwähnte Patentliteratur 1 offenbart einen Doherty-Verstärker, der eine Mehrzahl von Leitungen umfasst, die am Ausgang eines Trägerverstärkers über unterschiedliche elektrische Längen verfügen, und der einen Steuermechanismus zum Auswählen einer mit dem Ausgang des Trägerverstärkers zu verbindenden Leitung aus der Mehrzahl von Leitungen, die über unterschiedliche elektrische Längen verfügen, in Übereinstimmung mit der Frequenz eines Eingangssignals umfasst.
Der Steuermechanismus dient dazu, die elektrische Länge einer Leitung am Ausgang des Trägerverstärkers näher an 90 Grad zu bringen.
Zitierliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2006-345341 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da der Doherty-Verstärker aus dem Stand der Technik wie oben beschrieben eingerichtet ist, kann die elektrische Länge einer Leitung am Ausgang des Trägerverstärkers näher an 90 Grad gebracht werden. Da jedoch ein Erkennungsmechanismus zum Erkennen der Frequenz eines Eingangssignals und der Steuermechanismus zum Auswählen einer Leitung, die mit dem Ausgang des Trägerverstärkers verbunden wird, enthalten sein müssen, ergibt sich ein Problem, dass die Schaltung größer und komplizierter gemacht wird.
Zusätzlich gibt es auch ein Problem, dass in einem solchen Fall, in dem die Frequenzbandbreite eines Eingangssignals größer ist, als die Bandbreite, die durch jede am Ausgang des Trägerverstärkers bereitgestellte Leitung abgedeckt wird, keine ausgewählte Leitung eine größere Bandbreite erzielt.
Eine oder mehrere Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung wurden umgesetzt, um solche wie oben beschrieben Probleme zu lösen, und eine Aufgabe dieser Offenbarung ist es, einen Doherty-Verstärker zu erzielen, der in der Lage ist, eine größere Bandbreite zu erzielen, ohne eine Schaltung größer oder komplizierter zu machen.
Lösung des Problems
Ein Doherty-Verstärker gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Teiler zum Teilen eines zu verstärkenden Signals; einen Trägerverstärker zum Verstärken eines der durch das Teilen des Teilers gewonnen Signale; eine 90-Grad-Leitung, deren eines Ende mit einem Ausgang des Trägerverstärkers verbunden ist; einen Spitzenverstärker zum Verstärken eines anderen, durch das Teilen des Teilers gewonnenen Signals; und einen Kombinierer zum Kombinieren eines Signals, welches die 90-Grad-Leitung durchläuft und eines Signals, welches durch eine Verstärkung mittels des Spitzenverstärkers gewonnen wird, und zum Ausgeben eines kombinierten Signals, wobei eine zwischen den Spitzenverstärker und den Kombinierer geschaltete Kompensationsschaltung in einem Zustand, in dem der Spitzenverstärker nicht arbeitet, eine Impedanz bewirkt, welche von einem Ausgangsende der Kompensationsschaltung in Richtung des Spitzenverstärkers gesehen innerhalb eines genutzten Frequenzbereichs offen ist und die eine Frequenzabhängigkeit einer Impedanz kompensiert, welche von einem Ausgang des Kombinierers in Richtung des Kombinierers gesehen wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß einem in dieser Anmeldung offenbarten Doherty-Verstärker, wird eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzielt, ohne die Schaltung zu vergrößern oder diese komplizierter zu machen, da die Kompensationsschaltung, welche in einem Zustand, in dem der Spitzenverstärker nicht arbeitet, bewirkt, dass die Impedanz, welche von einem Ausgangsende der Kompensationsschaltung in Richtung des Spitzenverstärkers gesehen wird innerhalb des genutzten Frequenzbereichs offen ist und welche eine Frequenzabhängigkeit der Impedanz kompensiert, die vom Ausgang des Kombinierers in Richtung des Kombinierers gesehen wird.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 1 in dieser Offenbarung.
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches einen Doherty-Verstärker in einem Gehäuse veranschaulicht, in welchem keine Kompensationsschaltung 9 enthalten ist.
3 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ eines Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem keine Kompensationsschaltung 9 enthalten ist.
4 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ eines Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem eine Kompensationsschaltung 9 enthalten ist.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die von einem Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehene Frequenzabhängigkeit der Reflexionscharakteristiken veranschaulicht.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 veranschaulicht, die eine Kompensationsschaltung eines Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 2 in dieser Offenbarung ist.
7 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ des Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem die frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 enthalten ist.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 veranschaulicht, die eine Kompensationsschaltung eines Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 3 in dieser Ausführungsform ist.
9 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ des Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 enthalten ist.
10 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 23 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt, in Serie geschaltet sind; und 10B ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 23 veranschaulicht, in welcher eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, in Serie geschaltet sind.
11A ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt, in Serie geschaltet sind; 11B ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, in Serie geschaltet sind; und 11C ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f verfügt, in Serie geschaltet sind.
12 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 25 veranschaulicht, die eine Kompensationsschaltung eines Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 6 in dieser Offenbarung ist.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches einen Doherty-Verstärker gemäß Ausführungsform 13 in dieser Offenbarung veranschaulicht.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches eine Kompensationsschaltung 30 eines Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 7 in dieser Offenbarung veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Um diese Anwendung ausführlicher zu beschreiben, werden nun Ausführungsformen gemäß dieser Offenbarung mit Bezug zu den begleitenden Figuren beschrieben.
Ausführungsform 1.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches einen Doherty-Verstärker gemäß Ausführungsform 1 in dieser Offenbarung veranschaulicht.
In 1 ist ein Eingangsanschluss 1 ein Anschluss, in den ein Hochfrequenzsignal, wie eine Mikrowelle oder eine Millimeterwelle, als zu verstärkendes Signal eingespeist wird.
Ein Teiler 2 teilt ein durch den Eingangsanschluss 1 eingespeistes Hochfrequenzsignal, gibt eines der Hochfrequenzsignale, welches durch die Teilung gewonnen wird, an einen Signalpfad 3 aus, und gibt das andere der Hochfrequenzsignale an einen Signalpfad 4 aus.
Der Signalpfad 3 ist ein Pfad vom Teiler 2 zu einem Kombinierer 10 über einen Trägerverstärker 6.
Der Signalpfad 4 ist ein Pfad vom Teiler 2 zum Kombinierer 10 über einen Spitzenverstärker 8.
Eine Phasenkorrekturschaltung 5 ist eine in den Signalpfad 3 eingefügte Schaltung, zum Angleichen der elektrischen Länge des Signalpfads 3 und der elektrischen Länge des Signalpfads 4 aneinander.
Während die Phasenkorrekturschaltung 5 im Beispiel von 1 im Signalpfad 3 vorgesehen ist, kann die Phasenkorrekturschaltung 5 im Signalpfad 4 vorgesehen werden, solange die elektrische Länge des Signalpfads 3 und die elektrische Länge des Signalpfads 4 aneinander angeglichen werden.
Der Trägerverstärker 6 ist verstärkendes Element, welches das Hochfrequenzsignal verstärkt, das die Phasenkorrekturschaltung 5 durchlaufen hat.
Eine 90-Grad-Leitung 7 ist eine Leitung, die über eine elektrische Länge von 90 Grad verfügt, deren eines Ende mit einem Ausgang des Trägerverstärkers 6 und deren anderes Ende mit dem Kombinierer 10 verbunden ist.
Der Spitzenverstärker 8 ist ein verstärkendes Element, welches im Signalpfad 4 vorgesehen ist und das Hochfrequenzsignal verstärkt, das durch das Teilen des Teilers 2 gewonnen wird.
Eine Kompensationsschaltung 9 ist eine Schaltung, die zwischen dem Spitzenverstärker 8 und dem Kombinierer 10 vorgesehen ist, welche in einem Zustand, in dem der Spitzenverstärker 8 nicht arbeitet, bewirkt, dass eine Impedanz, die von einem Ausgangsende 9a der Kompensationsschaltung 9 in Richtung des Spitzenverstärkers 8 gesehen wird, offen ist und welche die Frequenzabhängigkeit der Impedanz kompensiert, die von einem Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehen wird.
Konkret ist die Kompensationsschaltung 9 eine Schaltung, die eine Kompensation ausführt, um die Impedanz näher an eine Grenze zwischen dem kapazitiven Bereich und dem induktiven Bereich zu bringen, wenn die vom Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehene Impedanz im kapazitiven Bereich liegt, und die eine Kompensation ausführt, um die Impedanz näher an eine Grenze zwischen dem kapazitiven Bereich und dem induktiven Bereich zu bringen, wenn die vom Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehene Impedanz im induktiven Bereich liegt.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich innerhalb des genutzten Frequenzbereichs auf einen Frequenzbereich bezieht, der durch den Doherty-Verstärker in 1 genutzt wird.
Der Kombinierer 10 kombiniert das Hochfrequenzsignal, welches die 90-Grad-Leitung 7 durchlaufen hat und das Hochfrequenzsignal, welches die Kompensationsschaltung 9 durchlaufen hat an einem Signalkombinierungspunkt 10a, und gibt das resultierende, kombinierte Hochfrequenzsignal an einen Ausgangsanschluss 11 aus.
Der Signalkombinierungspunkt 10a ist ein Verbindungspunkt, an welchem der Signalpfad 3 und der Signalpfad 4 miteinander verbunden sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Kombinierer 10 einfach eine Schaltung ist, in welcher der Signalpfad 3 und der Signalpfad 4 am Signalkombinierungspunkt 10a verbunden sind und der über einen Signalpfad vom Signalkombinierungspunkt 10a zum Ausgangsanschluss 11 verfügt, und der kein Kombinierer wie ein sogenannter Wilkinson-Teiler ist.
Der Ausgangsanschluss 11 ist ein Anschluss, der den kombinierten Hochfrequenzsignalausgang vom Kombinierer 10 nach außen ausgibt.
Als Nächstes wird ein Betrieb erklärt.
Der Teiler 2 teilt ein Hochfrequenzsignal, welches vom Eingangsanschluss 1 eingespeist wird, gibt eines der Hochfrequenzsignale, welches durch das Teilen gewonnen wird an den Signalpfad 3 aus, und gibt das andere der Hochfrequenzsignale an den Signalpfad 4 aus.
Der Hochfrequenzsignalausgang vom Teiler 2 zum Signalpfad 3 wird in die Phasenkorrekturschaltung 5 eingespeist.
Die Phasenkorrekturschaltung 5 verfügt über eine solche elektrische Länge, dass die elektrische Länge des Signalpfads 3 und die elektrische Länge des Signalpfads 4 identisch zueinander sind. Die elektrische Länge des Signalpfads 3 und die elektrische Länge des Signalpfads 4 werden somit durch die Phasenkorrekturschaltung 5 aneinander angeglichen.
Der Trägerverstärker 6 verstärkt das Hochfrequenzsignal, welches die Phasenkorrekturschaltung 5 durchlaufen hat.
Das durch den Trägerverstärker 6 verstärkte Hochfrequenzsignal durchläuft die 90-Grad-Leitung 7 mit einer elektrischen Länge von 90 Grad und erreicht danach den Kombinierer 10.
Der Spitzenverstärker 8 verstärkt das Hochfrequenzsignal, welches durch das Teilen des Teilers 2 gewonnen wird.
Das durch den Spitzenverstärker 8 verstärkte Hochfrequenzsignal durchläuft die Kompensationsschaltung 9 und erreicht danach den Kombinierer 10.
Der Kombinierer 10 kombiniert das Hochfrequenzsignal, welches die 90-Grad-Leitung 7 durchlaufen hat und das Hochfrequenzsignal, welches die Kompensationsschaltung 9 durchlaufen hat, und gibt das resultierende, kombinierte Hochfrequenzsignal an den Ausgangsanschluss 11 aus.
Nachfolgend wird der Betrieb der Kompensationsschaltung 9 konkreter beschrieben.
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches einen Doherty-Verstärker in einem Gehäuse veranschaulicht, in welchem keine Kompensationsschaltung 9 enthalten ist.
Der Doherty-Verstärker in 2 ist ein Beispiel, in welchem die Kompensationsschaltung 9 nicht enthalten ist. Aus diesem Grund ist die elektrische Länge des Signalpfads 4 in 2 kürzer, als die des Signalpfads 4 im Doherty-Verstärker, der in 1 gezeigt ist, und daher wird die Phasenkorrekturschaltung 5 im Beispiel im Signalpfad 4 bereitgestellt.
2 veranschaulicht eine Impedanztransformation in einem Zustand, in welchem der Spitzenverstärker 8 nicht arbeitet (nachfolgenden als „im Back-Off-Betrieb‟bezeichnet).
Wenn die Ausgangsimpedanz des Doherty-Verstärkers Ropt ist, entspricht die Ausgangslast des Trägerverstärkers 6 typischerweise zweimal der Ausgangsimpedanz Ropt des Doherty-Verstärkers während des Back-Off-Betriebs.
Daher entspricht in 2 die Impedanz, die vom Ausgang des Trägerverstärkers 6 in Richtung des Trägerverstärkers 6 gesehen wird 2 x Ropt.
Der Spitzenverstärker 8 arbeitet nicht, und die Ausgangsimpedanz des Spitzenverstärkers 8 ist offen.
Zusätzlich entspricht in 2 der Wellenwiderstand der 90-Grad-Leitung 7 Ropt, und die elektrische Länge der 90-Grad-Leitung 7 entspricht 90 Grad bei der Mittenfrequenz des genutzten Frequenzbereichs des Doherty-Verstärkers.
In diesem Fall wird die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌, welche vom Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehen wird, wie in 3 ausgedrückt.
3 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz Γ eines Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem keine Kompensationsschaltung 9 enthalten ist.
In einem Zustand, in dem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals gleich der Mittenfrequenz im Nutzfrequenzbereich des Doherty-Verstärkers ist, befindet sich die Impedanz ┌ im Zentrum des Smith-Diagramms, das heißt, auf der horizontalen Achse des Smith-Diagramms.
In einem Zustand, in dem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals in einem Niedrigfrequenzbereich liegt, der niedriger als die Mittenfrequenz ist, ist die elektrische Länge der 90-Grad-Leitung 7 jedoch kürzer als 90 Grad, und die Impedanz ┌ liegt somit im kapazitiven Bereich.
In einem Zustand, in dem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals in einem Hochfrequenzbereich liegt, der höher als die Mittenfrequenz ist, ist die elektrische Länge der 90-Grad-Leitung 7 zudem länger als 90 Grad, und die Impedanz ┌ liegt somit im induktiven Bereich.
Infolgedessen verschlechtern sich die Reflexionscharakteristiken sobald die Frequenz des Hochfrequenzsignals weiter weg von der Mittenfrequenz liegt.
Als Nächstes wird ein Betrieb in einem Fall beschrieben, in welchem der Doherty-Verstärker, wie in 1 veranschaulicht, die Kompensationsschaltung 9 umfasst.
Auch in diesem Fall sei angenommen, dass der Wellenwiderstand der 90-Grad-Leitung 7 Ropt entspricht, und die elektrische Länge der 90-Grad-Leitung 7 beträgt 90 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich des Doherty-Verstärkers.
Die Kompensationsschaltung 9 verfügt über eine Funktion, die bewirkt, dass die vom Ausgangsende 9a der Kompensationsschaltung 9 in Richtung des Spitzenverstärkers 8 gesehene Impedanz innerhalb des genutzten Frequenzbereichs offen ist, und sie verfügt über eine Funktion, die bewirkt, dass die Frequenzcharakteristiken in einem Zustand, in dem sich die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich unterhalb der Mittenfrequenz befindet, nach induktiv (nachfolgend als „L-Charakteristik“ bezeichnet) geschaltet wird, und die bewirkt, dass die Frequenzcharakteristiken in einem Zustand, in dem sich die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich oberhalb der Mittenfrequenz befindet, nach kapazitiv (nachfolgend als "C-Charakteristik bezeichnet) geschaltet wird.
4 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ eines Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem die Kompensationsschaltung 9 enthalten ist.
In dem Zustand, in dem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich unterhalb der Mittenfrequenz liegt, wird die Frequenzcharakteristik der Kompensationsschaltung 9 zur L-Charakteristik geschaltet, und somit wird eine Kompensation derart ausgeführt, dass die Impedanz ┌, welche sich im kapazitiven Bereich befindet, näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird.
In einem Zustand, in dem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich oberhalb der Mittenfrequenz liegt, wird die Frequenzcharakteristik der Kompensationsschaltung 9 zur C-Charakteristik geschaltet, und somit wird eine Kompensation derart ausgeführt, dass die Impedanz ┌, welche sich im induktiven Bereich befindet, näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird.
5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Reflexionscharakteristiken veranschaulicht, die vom Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehen wird.
Da die Kompensationsschaltung 9 eine Kompensation derart ausführt, dass die Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, wird, wie in 5 veranschaulicht, eine größere Bandbreite erzielt.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann gemäß Ausführungsform 1 eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzielt werden, ohne die Schaltung zu vergrößern oder diese komplizierter zu machen, da die Kompensationsschaltung 9, welche bewirkt, dass die vom Ausgangsende 9a der Kompensationsschaltung 9 in Richtung des Spitzenverstärkers 8 gesehene Impedanz im genutzten Frequenzbereich offen ist und welche die Frequenzabhängigkeit der Impedanz, die vom Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehen wird, in einem Zustand kompensiert, in dem der Spitzenverstärker 8 nicht arbeitet, zwischen den Spitzenverstärker 8 und den Kombinierer 10 geschaltet ist.
Ausführungsform 2.
In oben beschriebener Ausführungsform 1 wurde der Doherty-Verstärker, in welchem die Kompensationsschaltung 9 zwischen dem Spitzenverstärker 8 und dem Kombinierer 10 angeordnet ist, vorgestellt. In Ausführungsform 2 wird ein Doherty-Verstärker beschrieben, in dem eine Kompensationsschaltung 9 eine frequenzabhängige Kompensationsleitung ist, die über eine elektrische Länge eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad innerhalb des genutzten Frequenzbereichs verfügt.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 veranschaulicht, die eine Kompensationsschaltung des Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 2 in dieser Offenbarung ist.
In 6 ist die frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 eine Leitung, welche über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich und über einen Wellenwiderstand Z = a verfügt. In 6 ist N eine natürliche Zahl.
7 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ des Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem die frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 enthalten ist.
7 veranschaulicht ein Beispiel, in dem die elektrische Länge θ der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 360 Grad (= 2 x 180 Grad) innerhalb des genutzten Frequenzbereichs entspricht. Mit anderen Worten veranschaulicht 7 ein Beispiel, in dem N = 2 ist.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich liegt, der niedriger als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation derart, dass die Impedanz ┌, welche sich im kapazitiven Bereich befindet, näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 verwendet wird.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich liegt, der höher als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation im Gegensatz dazu derart, dass die Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die C-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 verwendet wird.
Aus 7 kann entnommen werden, dass ein Ausmaß der Kompensation der Impedanz in Übereinstimmung mit dem Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 variiert.
Wenn der Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 kleiner ist, ist die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 bei derselben Frequenz höher.
Der Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21 wird durch die Frequenzabhängigkeiten des Trägerverstärkers 6 und die 90-Grad-Leitung 7 und die für den Doherty-Verstärker erforderlichen Bandcharakteristiken bestimmt.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann ähnlich wie in Ausführungsform 1, eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzeugt werden, ohne die Schaltung größer oder komplizierter zu machen, da gemäß Ausführungsform 2 die frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 als die Kompensationsschaltung 9 enthalten ist, deren elektrische Länge innerhalb des genutzten Frequenzbereichs einem ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad entspricht.
Während in Ausführungsform 2 ein Beispiel vorgestellt wurde, in welchem die frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich verfügt, muss die frequenzabhängige Kompensationsleitung 21 nur innerhalb des genutzten Frequenzbereichs über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad verfügen, und muss nicht notwendigerweise bei der Mittenfrequenz über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad verfügen.
Ausführungsform 3.
In oben beschriebener Ausführungsform 2 wurde die Verwendung der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 21, die über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich und einen Wellenwiderstand Z = a verfügt, als die Kompensationsschaltung 9 vorgestellt. In Ausführungsform 3 wird die Verwendung einer frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22, die über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich und denselben Wellenwiderstand wie die Ausgangsimpedanz des Kombinierers 10 verfügt, als die Kompensationsschaltung 9 beschrieben.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 veranschaulicht, die eine Kompensationsschaltung eines Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 3 in dieser Offenbarung ist.
In 8 ist die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 eine Leitung, welche über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich und über denselben Wellenwiderstand Z = Ropt verfügt, wie die Ausgangsimpedanz des Kombinierers 10.
9 ist ein Smith-Diagramm, welches die Frequenzabhängigkeit der Impedanz ┌ des Doherty-Verstärkers veranschaulicht, in welchem die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 enthalten ist.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich liegt, der niedriger als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation derart, dass die Impedanz ┌, welche sich im kapazitiven Bereich befindet, näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22 verwendet wird.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich liegt, der höher als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation im Gegensatz dazu derart, dass die Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die C-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22 verwendet wird.
Aus 9 kann entnommen werden, dass ein Ausmaß der Kompensation der Impedanz in Übereinstimmung mit der elektrischen Länge θ der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22 variiert.
Wenn die elektrische Länge θ der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22 länger ist, ist die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22 bei derselben Frequenz höher.
Die elektrische Länge θ der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 22 wird durch die Frequenzabhängigkeiten des Trägerverstärkers 6 und die 90-Grad-Leitung 7 und die für den Doherty-Verstärker erforderlichen Bandcharakteristiken bestimmt.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann, ähnlich wie in Ausführungsform 1, eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzeugt werden, ohne die Schaltung größer oder komplizierter zu machen, da gemäß Ausführungsform 3 die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 als die Kompensationsschaltung 9 enthalten ist, deren elektrische Länge innerhalb des genutzten Frequenzbereichs einem ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad entspricht.
Während in Ausführungsform 3 ein Beispiel vorgestellt wurde, in welchem die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich verfügt, muss die frequenzabhängige Kompensationsleitung 22 über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad nur innerhalb des genutzten Frequenzbereichs verfügen, und muss nicht notwendigerweise über eine elektrische Länge θ eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz verfügen.
Ausführungsform 4.
In oben beschriebener Ausführungsform 1 wurde der Doherty-Verstärker, in welchem die Kompensationsschaltung 9 zwischen dem Spitzenverstärker 8 und dem Kombinierer 10 angeordnet ist, vorgestellt. In Ausführungsform 4 wird ein Doherty-Verstärker beschrieben, der als Kompensationsschaltung 9 eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 23 umfasst, in welcher eine Mehrzahl von Leitungen, die jeweils über eine elektrische Länge θ von 180 Grad verfügen, in Serie geschaltet ist und in welcher die Leitungen über unterschiedliche Wellenwiderstände verfügen.
10 veranschaulicht erläuternde Diagramme, welche frequenzabhängige Kompensationsleitungen 23 veranschaulichen, die jeweils eine Kompensationsschaltung des Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 4 in dieser Offenbarung darstellen.
10A ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 23 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt, in Serie geschaltet sind.
10B ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 23 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, in Serie geschaltet sind.
Obwohl die verbundenen Leitungen über unterschiedliche Wellenwiderstände Z verfügen, ist in beiden der frequenzabhängigen Kompensationsleitungen 23, welche in den 10A und 10B veranschaulicht sind, die Impedanz am Eingang und die Impedanz am Ausgang der jeweiligen frequenzabhängigen Kompensationsleitungen 23 angepasst, da die Leitungen alle über eine elektrische Länge θ von 180 verfügen.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich liegt, der niedriger als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation derart, dass die Impedanz ┌, welche sich im kapazitiven Bereich befindet, näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23 verwendet wird.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz des Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich liegt, der höher als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation im Gegensatz dazu derart, dass die Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die C-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23 verwendet wird.
Das Ausmaß der Kompensation der Impedanz in jeder der frequenzabhängigen Kompensationsleitungen 23 variiert in Übereinstimmung mit dem Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23.
Wenn der Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23 kleiner ist, ist die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23 bei derselben Frequenz höher.
Der Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23 wird durch die Frequenzabhängigkeiten des Trägerverstärkers 6 und die 90-Grad-Leitung 7 und die für den Doherty-Verstärker erforderlichen Bandcharakteristiken bestimmt.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann, ähnlich wie in Ausführungsform 1, eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzeugt werden, ohne die Schaltung größer oder komplizierter zu machen, da gemäß Ausführungsform 4 die frequenzabhängige Kompensationsleitung 23 als die Kompensationsschaltung 9 enthalten ist, in welcher eine Mehrzahl von in Serie geschalteter Leitungen über die elektrische Länge θ von 180 Grad verfügt und in welcher die Leitungen untereinander über unterschiedliche Wellenwiderstände verfügen.
Während in Ausführungsform 4 ein Beispiel präsentiert wurde, in welchem die elektrischen Längen θ einer Mehrzahl von Leitungen in der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 23 ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad entsprechen, müssen die elektrischen Längen θ nur im genutzten Frequenzbereich ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad entsprechen, und müssen nicht notwendiger ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich entsprechen.
Ausführungsform 5.
In oben beschriebener Ausführungsform 1 wurde der Doherty-Verstärker, in welchem die Kompensationsschaltung 9 zwischen dem Spitzenverstärker 8 und dem Kombinierer 10 angeordnet ist, vorgestellt. In Ausführungsform 5 wird ein Doherty-Verstärker beschrieben, der als die Kompensationsschaltung 9 eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 umfasst, in welcher eine Mehrzahl in Serie geschalteter Leitungen über elektrische Längen θ ganzzahliger Vielfacher von 90 Grad verfügt und in welcher der Wellenwiderstand und die elektrische Länge einer Leitung, die auf der Eingangsseite einer Leitung an der zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung vorhanden ist und der Wellenwiderstand und die elektrische Länge einer Leitung, die an der Ausgangsseite einer Leitung an der zentralen Position vorhanden ist, unter den Leitungen symmetrisch sind.
11 veranschaulicht ein erläuterndes Diagramm, welches frequenzabhängige Kompensationsleitungen 24 veranschaulicht, die jeweils eine Kompensationsschaltung des Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 5 in dieser Offenbarung darstellen.
11A ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 veranschaulicht, in welcher eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b verfügt, in Serie geschaltet sind.
11B ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 veranschaulicht, in der eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, in Serie geschaltet sind.
11C ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 veranschaulicht, in welcher eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f verfügt, in Serie geschaltet sind.
In der in 11A veranschaulichten frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 ist eine Leitung, die an der zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung vorhanden ist, die Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = c verfügt (nachfolgend als „zentrale Leitung“ bezeichnet), und die Wellenwiderstände und die elektrischen Längen der Leitung auf der linken Seite und der Leitung auf der rechten Seite der zentralen Leitung sind in 11A bezüglich der zentralen Leitung symmetrisch.
Konkret verfügen die Leitung auf der linken Seite und die Leitung auf der rechten Seite beide über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = b.
In der in 11B veranschaulichten frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 ist darüber hinaus eine Leitung, die an der zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung vorhanden ist, die Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt (nachfolgend als „zentrale Leitung“ bezeichnet), und die Wellenwiderstände und die elektrischen Längen der Leitung auf der linken Seite und der Leitung auf der rechten Seite der zentralen Leitung sind in 11B bezüglich der zentralen Leitung symmetrisch.
Konkret verfügen die Leitung auf der linken Seite und die Leitung auf der rechten Seite beide über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d.
In der in 11C veranschaulichten frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 ist eine Leitung, die an der zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung vorhanden ist, die Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt (nachfolgend als „zentrale Leitung“ bezeichnet), und die Wellenwiderstände und die elektrischen Längen der Leitung auf der linken Seite und der Leitung auf der rechten Seite der zentralen Leitung sind in 11C bezüglich der zentralen Leitung symmetrisch.
Konkret verfügen die Leitung ganz links und die Leitung ganz rechts beide über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f.
Darüber hinaus verfügen die zweite Leitung von links und die zweite Leitung von rechts beide über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d.
Da der Wellenwiderstand und die elektrische Länge der Leitung auf der Eingangsseite und der Wellenwiderstand und die elektrische Länge der Leitung auf der Ausgangsseite der zentralen Leitung, wie in den 11A, 11B, und 11C veranschaulicht, in jeder der frequenzabhängigen Kompensationsleitungen 24 symmetrisch sind, ist der Wellenwiderstand am Eingang und der Wellenwiderstand am Ausgang jeder der frequenzabhängigen Leitungen 24 somit angepasst.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich liegt, der niedriger als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation derart, dass die Impedanz ┌, welche sich im kapazitiven Bereich befindet, näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 verwendet wird.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz des Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich liegt, der höher als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation im Gegensatz dazu derart, dass die Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die C-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 verwendet wird.
Das Ausmaß der Kompensation der Impedanz in jeder der frequenzabhängigen Kompensationsleitungen 24 variiert in Übereinstimmung mit dem Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24.
Wenn der Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 kleiner ist, ist die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 bei derselben Frequenz höher.
Der Wellenwiderstand Z der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 wird durch die Frequenzabhängigkeiten des Trägerverstärkers 6 und die 90-Grad-Leitung 7 und die für den Doherty-Verstärker erforderlichen Bandcharakteristiken bestimmt.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann, ähnlich wie in Ausführungsform 1, eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzeugt werden, ohne die Schaltung größer oder komplizierter zu machen, da gemäß Ausführungsform 5 die frequenzabhängige Kompensationsleitung 24 als die Kompensationsschaltung 9 enthalten ist, in welcher eine Mehrzahl von in Serie geschalteter Leitungen über elektrische Längen θ von ganzzahligen Vielfachen von 90 verfügt und in welcher der Wellenwiderstand und die elektrische Länge der Leitung, welche auf der Eingangsseite vorhanden ist und der Wellenwiderstand und die elektrische Länge der Leitung, die auf der Ausgangsseite der Leitung vorhanden ist, die an der zentralen Position vorhanden ist, unter den Leitungen symmetrisch sind.
Während in Ausführungsform 5 ein Beispiel präsentiert wurde, in welchem die elektrischen Längen θ einer Mehrzahl von Leitungen in der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24 ganzzahligen Vielfachen von 90 Grad entsprechen, müssen die elektrischen Längen θ nur im genutzten Frequenzbereich ganzzahligen Vielfachen von 90 Grad entsprechen, und müssen nicht notwendiger ganzzahligen Vielfachen von 90 Grad bei der Mittenfrequenz im genutzten Frequenzbereich entsprechen.
Ausführungsform 6.
In oben beschriebener Ausführungsform 1 wurde der Doherty-Verstärker, in welchem die Kompensationsschaltung 9 zwischen dem Spitzenverstärker 8 und dem Kombinierer 10 angeordnet ist, vorgestellt. In Ausführungsform 6 wird ein Doherty-Verstärker beschrieben, welcher als die Kompensationsschaltung 9 eine frequenzabhängige Kompensationsleitung 25 umfasst, in welcher eine Mehrzahl von Leitungen in Serie geschaltet ist, die über elektrische Längen θ verfügen, die ganzzahligen Vielfachen von 90 Grad entsprechen, in welcher die elektrische Länge einer auf der Eingangsseite vorhandenen Leitung und die elektrische Länge einer auf der Ausgangsseite vorhanden Leitung einer an der zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung vorhanden Leitung unter den Leitungen symmetrisch ist, und in welcher der Wellenwiderstand der Leitung auf der Eingangsseite und der Wellenwiderstand der Leitung auf der Ausgangsseite asymmetrisch ist.
12 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die frequenzabhängige Kompensationsleitung 25 veranschaulicht, die eine Kompensationsschaltung des Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 6 in der vorliegenden Offenbarung ist.
Konkret ist 12 ein erläuterndes Diagramm, welches die frequenzabhängige Kompensationsleitung 25 veranschaulicht, in welcher eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = g verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt, eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 90 Grad und einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, und eine Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f verfügt in Serie geschaltet sind.
In der in 12 veranschaulichten frequenzabhängigen Kompensationsleitung 24, ist eine Leitung an der zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung die Leitung, die über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = e verfügt (nachfolgend als „zentrale Leitung“ bezeichnet), und die elektrischen Längen der Leitung auf der linken Seite und auf der rechten Seite der zentralen Leitung in 12 sind bezüglich der zentralen Leitung symmetrisch.
Konkret verfügen die Leitung ganz links und die Leitung ganz rechts beide über eine elektrische Länge θ von 180 Grad und einen Wellenwiderstand Z = f, und die elektrischen Längen und die Wellenwiderstände sind somit symmetrisch.
Die zweite Leitung von links und die zweite Leitung von rechts verfügen beide über eine elektrische Länge θ von 90 Grad, und die elektrischen Längen sind somit symmetrisch. Die zweite Leitung von links verfügt jedoch über einen Wellenwiderstand Z = g, während die zweite Leitung von rechts über einen Wellenwiderstand Z = d verfügt, und die Wellenwiderstände sind somit asymmetrisch.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz eines Hochfrequenzsignals in einem Niedrigfrequenzbereich liegt, der niedriger als die Mittenfrequenz ist, wird die Kompensation derart ausgeführt, dass die sich im kapazitiven Bereich befindende Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die L-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitungen 25 genutzt wird.
In einem Zustand, in welchem die Frequenz des Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich liegt, der höher als die Mittenfrequenz ist, erfolgt die Kompensation im Gegensatz dazu derart, dass die sich im induktiven Bereich befindende Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird, indem die C-Charakteristik der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 25 verwendet wird.
Da die frequenzabhängige Kompensationsleitung 25 in Ausführungsform 6, in welcher die elektrische Länge der Leitung, die an der Eingangsseite vorhanden ist und die elektrische Länge der Leitung, die an der Ausgangsseite der zentralen Leitung vorhanden ist, die an einer zentralen Position in der Signalübertragungsrichtung vorhanden ist, symmetrisch sind, als die Kompensationsschaltung 9 enthalten ist, wird ähnlich zu Ausführungsform 1 eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzeugt, ohne die Schaltung größer oder komplizierter zu machen.
Da in Ausführungsform 6 der Wellenwiderstand der Leitung, die an der Eingangsseite vorhanden ist und der Wellenwiderstand der Leitung, die an der Ausgangsseite der zentralen Leitung vorhanden ist, darüber hinaus asymmetrisch ist, ist die Impedanz am Eingang und die Impedanz am Ausgang der frequenzabhängigen Kompensationsleitung 25 nicht identisch zueinander. Die Kompensationsschaltung 9 verfügt somit über eine Impedanzkonvertierungsfunktion.
Ausführungsform 7.
In oben beschriebener Ausführungsform 1 wurde der Doherty-Verstärker, in welchem die Kompensationsschaltung 9 zwischen dem Spitzenverstärker 8 und dem Kombinierer 10 angeordnet ist, vorgestellt. In Ausführungsform 7 kann eine parasitäre Reaktanz innerhalb eines Spitzenverstärkers 8 auch als Teil einer Kompensationsschaltung 30 fungieren.
13 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches einen Doherty-Verstärker gemäß Ausführungsform 7 in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht, in welchem dieselben Bezugszeichen, wie jene in 1, dieselben oder korrespondierende Komponenten repräsentieren und daher wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
Die Kompensationsschaltung 30 ist eine Schaltung die bewirkt, dass die von einem Ausgangsende 30a einer Kompensationsschaltung 30 in Richtung des Spitzenverstärkers 8 gesehene Impedanz innerhalb des genutzten Frequenzbereichs offen ist, und welche die vom Ausgang des Kombinierers 10 gesehene Frequenzabhängigkeit der Impedanz in einem Zustand kompensiert, in dem der Spitzenverstärker 8 nicht arbeitet, ähnlich zur Kompensationsschaltung 9 in 1.
Die Kompensationsschaltung 30 verfügt jedoch über eine solche elektrische Länge, dass eine Summe der elektrischen Länge der Kompensationsschaltung 30 und die elektrische Länge der parasitären Reaktanz innerhalb des Spitzenverstärkers 8 innerhalb des genutzten Frequenzbereichs, im Gegensatz zur Kompensationsschaltung 9 in 1, einem ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad entspricht.
Konkret umfasst die Kompensationsschaltung 30 eine Kompensationseinheit 31, welche über eine solche elektrische Länge verfügt, dass eine Summe der elektrischen Länge der Kompensationseinheit 31 und die elektrische Länge der parasitären Reaktanz innerhalb des Spitzenverstärkers 8 im genutzten Frequenzbereich einem ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad entspricht.
Während die Phasenkorrekturschaltung 5 im Beispiel von 13 im Signalpfad 3 angeordnet ist, kann die Phasenkorrekturschaltung 5 im Signalpfad 4 angeordnet werden, solange die elektrische Länge des Signalpfads 3 und die elektrische Länge des Signalpfads 4 aneinander angeglichen werden.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, welches die Kompensationsschaltung 30 des Doherty-Verstärkers gemäß Ausführungsform 7 in der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
In 14 repräsentiert eine Stromquelle 41 einen Transistor als verstärkendes Element im Spitzenverstärker 8.
Eine Komponente mit einer parasitären Kapazität 42 und eine Komponente mit einer parasitären Induktivität 43 werden als die parasitäre Reaktanz innerhalb des Spitzenverstärkers 8 zur Stromquelle 41 im Spitzenverstärker 8 hinzugefügt.
Ein Signalpfad 44 ist ein Pfad, durch welchen ein mittels des Spitzenverstärkers 8 verstärktes Hochfrequenzsignal zur Kompensationseinheit 31 übertragen wird.
Die Kompensationseinheit 31 umfasst eine Induktivität 45 und einen Kondensator 46.
Während ein Beispiel, in dem die Kompensationseinheit 31 die Induktivität 45 und den Kondensator 46 umfasst in 14 veranschaulicht ist, muss die Kompensationseinheit 31 nur über eine solche elektrische Länge verfügen, dass eine Summe der elektrischen Länge der Kompensationseinheit 31 und die elektrische Länge der parasitären Reaktanz innerhalb des Spitzenverstärkers 8 einem ganzzahligen Vielfachen von 180 innerhalb des genutzten Frequenzbereichs entspricht, und die Kompensationseinheit kann zum Beispiel eine Leitung umfassen.
Die Kompensationseinheit 31 der Kompensationsschaltung 30 verfügt, ähnlich wie die Kompensationseinheit 9 in 1, über eine Funktion, die bewirkt, dass die vom Ausgangsende 30a der Kompensationsschaltung 30 in Richtung des Spitzenverstärkers 8 gesehene Impedanz innerhalb des genutzten Frequenzbereichs während eines Back-Off-Betriebs offen ist, und verfügt über eine Funktion, die bewirkt, dass die Frequenzcharakteristiken in einem Zustand, in dem sich die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich unterhalb der Mittenfrequenz befindet, zur L-Charakteristik geschaltet wird und die bewirkt, dass die Frequenzcharakteristiken in einem Zustand, in dem sich die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich oberhalb der Mittenfrequenz befindet, zur C-Charakteristik geschaltet wird.
Somit werden die Frequenzcharakteristiken der Kompensationseinheit 31 in dem Zustand, in dem sich die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Niedrigfrequenzbereich unterhalb der Mittenfrequenz befindet, zur L-Charakteristik geschaltet, und daher wird die Kompensation derart ausgeführt, dass die sich im kapazitiven Bereich befindende Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird.
Im Gegensatz dazu werden die Frequenzcharakteristiken der Kompensationseinheit 31 in dem Zustand, in dem sich die Frequenz eines Hochfrequenzsignals im Hochfrequenzbereich oberhalb der Mittenfrequenz befindet, zur C-Charakteristik geschaltet, und daher wird die Kompensation derart ausgeführt, dass die im induktiven Bereich liegende Impedanz ┌ näher an das Zentrum des Smith-Diagramms gebracht wird.
In Ausführungsform 7 fungiert die parasitäre Reaktanz innerhalb des Spitzenverstärkers 8 auch als Teil der Kompensationsschaltung 30, und da die Kompensationseinheit 31 der Kompensationsschaltung 30 bewirkt, dass eine Impedanz, die von einem Ausgangsende 30a in Richtung des Spitzenverstärkers 8 gesehen wird, innerhalb des genutzten Frequenzbereichs offen ist, und da sie die Frequenzabhängigkeit der Impedanz, welche vom Ausgang des Kombinierers 10 in Richtung des Kombinierers 10 gesehen wird, in dem Zustand kompensiert, in dem der Spitzenverstärker 8 nicht arbeitet, kann ähnlich wie in Ausführungsform 1 eine Auswirkung zum Erreichen einer größeren Bandbreite erzeugt werden, ohne die Schaltung größer oder komplizierter zu machen.
Ausführungsform 8.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen 1-7 wird angenommen, dass verteilte konstante Leitungen die Phasenkorrekturschaltung 5, die 90-Grad-Leitung 7, und die Kompensationsschaltungen 9 und 30 ausbilden. Alternativ können konzentrierte Parameterelemente die Phasenkorrekturschaltung 5, die 90-Grad-Leitung 7, und die Kompensationsschaltungen 9 und 30 ausbilden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung frei kombiniert, beliebige Komponenten in den Ausführungsformen modifiziert, und beliebige Komponenten in den Ausführungsformen ausgelassen werden können.
Industrielle Anwendbarkeit
Eine oder mehrere offenbarte Ausführungsformen sind geeignet für einen Doherty-Verstärker, in welchem ein Trägerverstärker und ein Spitzenverstärker parallel geschaltet sind.
Bezugszeichenliste
p1: Eingangsanschluss, 2: Teiler, 3, 4: Signalpfade, 5: Phasenkorrekturschaltung, 6: Trägerverstärker, 7: 90-Grad-Leitung, 8: Spitzenverstärker, 9: Kompensationsschaltung, 9a: Ausgangsende, 10: Kombinierer, 10a: Signalkombinierungspunkt, 11: Ausgangsanschluss, 21, 22, 23, 24, 25: frequenzabhängige Kompensationsleitung, 30: Kompensationsschaltung, 30A: Ausgangsende, 31: Kompensationseinheit, 41: Stromquelle, 42: Komponente mit parasitärer Kapazität, 43: Komponente mit parasitärer Induktivität, 44: Signalpfad, 45: Induktivität, 46: Kondensator.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006345341 A [0007]

Claims

Doherty-Verstärker umfassend: • einen Teiler zum Teilen eines zu verstärkenden Signals; • einen Trägerverstärker zum Verstärken eines der Signale, welches durch Teilung durch den Teiler gewonnen wird; • eine 90-Grad-Leitung, deren eines Ende mit einem Ausgang des Trägerverstärkers verbunden ist; • einen Spitzenverstärker zum Verstärken des anderen der Signale, welches durch Teilung durch den Teiler gewonnen wird; und • einen Kombinierer zum Kombinieren eines die 90-Grad-Leitung durchlaufenden Signals und eines durch Verstärkung durch den Spitzenverstärker gewonnenen Signals, und zum Ausgeben eines resultierenden, kombinierten Signals, wobei • eine Kompensationsschaltung zwischen dem Spitzenverstärker und dem Kombinierer angeordnet ist, welche in einem Zustand, in dem der Spitzenverstärker nicht arbeitet bewirkt, dass eine Impedanz, welche von einem Ausgangsende der Kompensationsschaltung in Richtung des Spitzenverstärkers gesehen wird, in einem genutzten Frequenzbereich offen ist und welche eine Frequenzabhängigkeit einer Impedanz kompensiert, die von einem Ausgang des Kombinierers in Richtung des Kombinierers gesehen wird.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei eine Phasenkorrekturschaltung zum Angleichen einer elektrischen Länge einer Leitung vom Teiler über den Trägerverstärker zum Kombinierer und einer elektrischen Länge einer Leitung vom Teiler über den Spitzenverstärker zum Kombinierer zwischen den Teiler und den Trägerverstärker oder den Spitzenverstärker geschaltet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei, wenn die vom Ausgang des Kombinierers in Richtung des Kombinierers gesehene Impedanz in einem kapazitiven Bereich liegt, die Kompensationseinheit eine Kompensation derart ausführt, dass die Impedanz näher an eine Grenze zwischen dem kapazitiven Bereich und einem induktiven Bereich gebracht wird, oder wenn die vom Ausgang des Kombinierers in Richtung des Kombinierers gesehen Impedanz im induktiven Bereich liegt, die Kompensationseinheit eine Kompensation derart ausführt, dass die Impedanz näher an die Grenze zwischen dem kapazitiven Bereich und dem induktiven Bereich gebracht wird.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsschaltung innerhalb des genutzten Frequenzbereichs über eine elektrische Länge eines ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad verfügt.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 4, wobei die Kompensationsschaltung über einen Wellenwiderstand verfügt, der identisch zu einer Ausgangsimpedanz des Kombinierers ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsschaltung eine Mehrzahl in Serie geschalteter Leitungen umfasst, welche jeweils über eine elektrische Länge von 180 Grad verfügen, und wobei die Leitungen untereinander über unterschiedliche Wellenwiderstände verfügen.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsschaltung eine Mehrzahl in Serie geschalteter Leitungen umfasst, welche über elektrische Längen ganzzahliger Vielfacher von 90 Grad verfügen, und wobei unter der Mehrzahl von Leitungen ein Wellenwiderstand und eine elektrische Länge einer Leitung, welche auf einer Eingangsseite vorhanden ist und ein Wellenwiderstand und eine elektrische Länge einer Leitung, welche auf einer Ausgangsseite vorhanden ist, symmetrisch sind bezüglich einer Leitung an einer zentralen Position in einer Signalübertragungsrichtung.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsschaltung eine Mehrzahl in Serie geschalteter Leitungen umfasst, welche über elektrische Längen ganzzahliger Vielfacher von 90 Grad verfügen, und wobei unter der Mehrzahl von Leitungen eine elektrische Länge einer Leitung, welche auf einer Eingangsseite vorhanden ist und eine elektrische Länge einer Leitung, welche auf einer Ausgangsseite vorhanden ist, symmetrisch ist bezüglich einer Leitung an einer zentralen Position in einer Signalübertragungsrichtung, und wobei ein Wellenwiderstand der Leitung, welche auf der Eingangsseite vorhanden ist und ein Wellenwiderstand einer Leitung, welche auf der Ausgangsseite vorhanden ist, asymmetrisch ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsschaltung über eine solche elektrische Länge verfügt, dass eine Summe der elektrischen Länge der Kompensationsschaltung und einer elektrischen Länge einer parasitären Reaktanz innerhalb des Spitzenverstärkers einem ganzzahligen Vielfachen von 180 Grad innerhalb des genutzten Frequenzbereichs entspricht.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei sowohl die 90-Grad-Leitung, als auch die Kompensationsschaltung ein konzentriertes Parameterelement umfassen.