DE112019007775T5

DE112019007775T5 - Doherty-Verstärker

Info

Publication number: DE112019007775T5
Application number: DE112019007775.9T
Authority: DE
Inventors: Shohei HATANAKA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2022-06-15
Also published as: JP7207562B2; CN114430884A; US20220231638A1; TWI722864B; KR20220047641A; JPWO2021064892A1; WO2021064892A1; TW202116016A

Abstract

Ein Doherty-Verstärker gemäß der Erfindung der vorliegenden Anmeldung weist auf: einen Eingangsanschluss, einen Verzweigungsabschnitt, welcher mit dem Eingangsanschluss verbunden ist, eine erste Eingangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Verzweigungsabschnitt verbunden ist, eine zweite Eingangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Verzweigungsabschnitt verbunden ist, einen Trägerverstärker, dessen Eingang mit einem anderen Ende der ersten Eingangsübertragungsleitung verbunden ist, einen Spitzenverstärker, dessen Eingang mit einem anderen Ende der zweiten Eingangsübertragungsleitung verbunden ist, eine erste Ausgangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Ausgang des Trägerverstärkers verbunden ist, eine zweite Ausgangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Ausgang des Spitzenverstärkers verbunden ist, eine Zusammenführungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit einem anderen Ende der ersten Ausgangsübertragungsleitung und einem anderen Ende der zweiten Ausgangsübertragungsleitung verbunden ist und einen Ausgangsanschluss, welcher mit einem anderen Ende der Zusammenführungsleitung verbunden ist, wobei die erste Ausgangsübertragungsleitung einen breiten Abschnitt aufweist, welcher breiter als ein anderer Abschnitt der ersten Ausgangsübertragungsleitung ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doherty-Verstärker.
Hintergrund
PTL 1 offenbart einen Doherty-Verstärker, welcher einen ersten Verstärker und einen oder mehrere zweite Verstärker und einen dritten Verstärker aufweist, in welche Hochfrequenzsignale parallel eingespeist werden. Der erste Verstärker verstärkt Hochfrequenzsignale als ein Trägerverstärker. Jeder der zweiten Verstärker verstärkt Hochfrequenzsignale als ein Trägerverstärker oder als ein Spitzenverstärker. Der dritte Verstärker verstärkt Hochfrequenzsignale als ein Spitzenverstärker. In PTL 1 kann eine Leistung an einem lokalen Höchstwert der Verstärkungseffizienz verändert werden, indem ein Verhältnis einer Summe von Vorrichtungsgrößen von Trägerverstärkern und eine Summe von Vorrichtungen von Spitzenverstärkern verändert wird.
Zitierliste
Patentliteratur
[PTL 1] JP 2014-075717 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
In PTL 1 ist es erforderlich, im Vorfeld einen zweiten Verstärker und eine Schalteinheit bereitzustellen, welche jeden der zweiten Verstärker zwischen einem Trägerverstärker und einem Spitzenverstärker umschaltet, um ein Frequenzband zu ändern, in welchem eine hohe Leistungseffizienz erhalten werden kann. Folglich besteht eine Möglichkeit, dass eine Größe einer Vorrichtung zunimmt.
Darüber hinaus ist es auch möglich, ein Frequenzband zu verändern, indem ein Impedanzwandlungsverhältnis eines Trägerverstärkers angepasst wird. In diesem Fall besteht eine Möglichkeit, dass eine Anpassungsgenauigkeit der Ausgangsimpedanz des Trägerverstärkers durch eine Prozessierungsgenauigkeit einer Breite einer Ausgangsübertragungsleitung eingeschränkt sein kann. Daher besteht dort eine Möglichkeit, dass ein optimales Impedanzwandlungsverhältnis nicht erreicht werden kann.
Die vorliegende Erfindung wurde getätigt, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Doherty-Verstärker zu erhalten, welcher in der Lage ist, ein Frequenzband, in welchem eine hohe Leistungseffizienz erhalten wird, mit hoher Genauigkeit anzupassen.
Lösung des Problems
Ein Doherty-Verstärker gemäß der Erfindung der vorliegenden Anmeldung weist auf: einen Eingangsanschluss, eine Eingangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Eingangsanschluss verbunden ist und ein anderes Ende aufweist, an dem ein Verzweigungsabschnitt bereitgestellt ist, eine erste Eingangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Verzweigungsabschnitt verbunden ist, eine zweite Eingangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit dem Verzweigungsabschnitt verbunden ist, einen Trägerverstärker, dessen Eingang mit einem anderen Ende der ersten Eingangsübertragungsleitung verbunden ist, einen Spitzenverstärker, dessen Eingang mit einem anderen Ende der zweiten Eingangsübertragungsleitung verbunden ist, eine erste Ausgangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit einem Ausgang des Trägerverstärkers verbunden ist, eine zweite Ausgangsübertragungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit einem Ausgang des Spitzenverstärkers verbunden ist, eine Zusammenführungsleitung, welche ein Ende aufweist, das mit einem anderen Ende der ersten Ausgangsübertragungsleitung und einem anderen Ende der zweiten Ausgangsübertragungsleitung verbunden ist und einen Ausgangsanschluss, welcher mit einem anderen Ende der Zusammenführungsleitung verbunden ist, wobei die erste Ausgangsübertragungsleitung einen breiten Abschnitt aufweist, der breiter ist als ein anderer Abschnitt der ersten Ausgangsübertragungsleitung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
In einem Doherty-Verstärker gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Ausgangsübertragungsleitung einen breiten Abschnitt auf. Indem nur ein Teil der ersten Ausgangsübertragungsleitung angepasst wird, um eine Ausgangsimpedanz eines Trägerverstärkers anzupassen, wird ein Anpassungsbereich größer als ein Anpassungsbereich in einem Fall, in dem eine Breite der gesamten ersten Ausgangsübertragungsleitung angepasst wird. Dies ermöglicht eine Anpassung einer Ausgangsimpedanz mit hoher Genauigkeit. Daher ist es möglich, ein Frequenzband anzupassen, in welchem eine hohe Leistungseffizienz mit der hohen Genauigkeit erreicht werden kann, indem ein Impedanzwandlungsverhältnis mit hoher Genauigkeit angepasst wird.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Doherty-Verstärkers gemäß einer ersten Ausführungsform erläutert.
2 ist eine Ansicht, welche ein Berechnungsergebnis einer Impedanz gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
3 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Doherty-Verstärkers gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Es werden Doherty-Verstärker gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Identische oder korrespondierende Bestandteile sind mittels identischer Bezugszeichen versehen, und die wiederholte Beschreibung solcher Bestandteile kann ausgelassen sein.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Doherty-Verstärkers 100 gemäß einer ersten Ausführungsform erläutert. Der Doherty-Verstärker 100 ist eine Hochfrequenzhalbleitervorrichtung. Der Doherty-Verstärker 100 weist einen Eingangsanschluss 10 auf. Ein Ende einer Eingangsübertragungsleitung 11 ist mit dem Eingangsanschluss 10 verbunden. Ein Verzweigungsabschnitt 12 ist an dem anderen Ende der Eingangsübertragungsleitung 11 bereitgestellt. Ein Ende einer ersten Eingangsübertragungsleitung 14 und ein Ende einer zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 sind mit dem Verzweigungsabschnitt 12 verbunden.
Der Verzweigungsabschnitt 12 teilt ein Eingangssignal vom Eingangsanschluss 10 auf. Das Eingangssignal ist ein Hochfrequenz- (HF-) Signal. Das Eingangssignal wird mit einem Leistungsverhältnis von a:b auf die erste Eingangsübertragungsleitung 14 und die zweite Eingangsübertragungsleitung 16 am Verzweigungsabschnitt 12 aufgeteilt. Zum Beispiel ist ein Wilkinson-Teiler am Verzweigungsabschnitt 12 bereitgestellt. Der Wilkinson-Teiler ist mit zwei λ/4 Übertragungsleitungen ausgebildet. In einem Fall einer identischen Aufteilung von a = b, entspricht jede der beiden λ/4-Übertragungsieitungen zum Beispiel 70,7 Ω. Die beiden λ/4-Übertragungsieitungen sind mittels eines Isolationswiderstands miteinander verbunden. Der Isolationswiderstand entspricht zum Beispiel 100 Ω.
Ein Eingang eines Trägerverstärkers 20 ist mit dem anderen Ende der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 verbunden. Ein Eingang eines Spitzenverstärkers 22 ist mit dem anderen Ende der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 verbunden. Der Trägerverstärker 20 arbeitet in allen Ausgangsbereichen. Der Spitzenverstärker 22 arbeitet nicht in einem Back-Off-Bereich und arbeitet nur in einem Bereich, in dem eine Leistung eines Eingangssignals hoch ist. Der Spitzenverstärker 22 arbeitet nur in einem Bereich von einem mittleren Ausgangsbereich bis zu einem Sättigungsleistungsbereich, in welchem der Trägerverstärker 20 einen Sättigungsbetrieb erreicht.
Der Trägerverstärker 20 und der Spitzenverstärker 22 weisen jeweils einen Transistor-Chip auf. Der Trägerverstärker 20 und der Spitzenverstärker 22 sind jeweils mit 10 Zellen ausgebildet. Eine Vorrichtungsgröße des Trägerverstärkers 20 ist identisch zu einer Vorrichtungsgröße des Spitzenverstärkers 22. Die Vorrichtungsgröße korrespondiert zum Beispiel mit einer Anzahl von Gates oder mit einer Gate-Breite eines Transistors. Zum Beispiel wird eine Höhe eines Stroms, welcher durch die Vorrichtung eingesetzt werden kann, durch die Vorrichtungsgröße bestimmt. Die Anzahl von Zellen der Trägerverstärkers 20 kann identisch zu oder abweichend von der Anzahl von Zellen des Spitzenverstärkers 22 sein.
Der Transistor-Chip weist zum Beispiel ein SiC-Substrat auf und GaN ist auf dem SiC-Substrat bereitgestellt. Der Trägerverstärker 20 und der Spitzenverstärker 22 sind zum Beispiel GaN-HEMTs.
Ein Ende einer ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 ist mit einem Ausgang des Trägerverstärkers 20 verbunden. Ein Ende einer zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 ist mit einem Ausgang des Spitzenverstärkers 22 verbunden. Das andere Ende der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 und das andere Ende der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 sind mit einem Ende einer Zusammenführungsleitung 28 verbunden. Das andere Ende der Zusammenführungsleitung 28 ist mit einem Ausgangsanschluss 30 verbunden.
Eine elektrische Länge der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 weicht um λ/4 von einer elektrischen Länge der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 ab. Die erste Eingangsübertragungsleitung 14 und die zweite Eingangsübertragungsleitung 16 sind Übertragungsleitungen zum Anpassen einer Phase eines Eingangssignals. In der vorliegenden Ausführungsform ist die elektrische Länge der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 um λ/4 länger als die elektrische Länge der ersten Eingangsübertragungsleitung 14.
Eine elektrische Länge der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 weicht um λ/4 von einer elektrischen Länge der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 ab. Die ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 und die zweite Ausgangsübertragungsleitung 26 sind Übertragungsleitungen zur Anpassung von Phasen von Ausgangssignalen vom Trägerverstärker 20 und vom Spitzenverstärker 22. Die elektrische Länge der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 ist um λ/4 länger als die elektrische Länge der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26. Diese Phasendifferenz wird bereitgestellt um zu verhindern, dass der Spitzenverstärker 22 in einem Back-Off-Bereich aktiviert wird. Im Gegensatz ist die elektrische Länge der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 um λ/4 länger als die elektrische Länge der ersten Eingangsübertragungsleitung 14. Dies bewirkt, dass ein Ausgangssignal von der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 in Phase mit einem Ausgangssignal der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 ist.
Die Konfiguration ist nicht hierauf beschränkt, und die elektrische Länge der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 kann um λ/4 länger sein als die elektrische Länge der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16, und die elektrische Länge der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 kann um λ/4 länger sein als die elektrische Länge der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24.
Die erste Eingangsübertragungsleitung 14, die zweite Eingangsübertragungsleitung 16, die erste Ausgangsübertragungsleitung 24, die zweite Ausgangsübertragungsleitung 26 und die Zusammenführungsleitung 28 sind zum Beispiel jeweils eine Mikrostreifenleitung. Die erste Eingangsübertragungsleitung 14, die zweite Eingangsübertragungsleitung 16 und die zweite Ausgangsübertragungsleitung 26 weisen einen im Vorfeld bestimmten Wellenwiderstand auf. Die erste Eingangsübertragungsleitung 14, die zweite Eingangsübertragungsleitung 16 und die zweite Ausgangsübertragungsleitung 26 sind Übertragungsleitungen mit einheitlichen Breiten. Leitungsbreiten der ersten Eingangsübertragungsleitung 14, der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 und der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 entsprechen zum Beispiel 1,05 mm.
Die erste Ausgangsübertragungsleitung 24 weist in einer Draufsicht eine Kreuzform auf. Die erste Ausgangsübertragungsleitung 24 weist einen linearen Hauptabschnitt 24a auf. Der Hauptabschnitt 24a verfügt über eine einheitliche Breite. Der Hauptabschnitt 24a weist eine Breite w1 von 1,05 mm und eine Länge l1 von 17,00 mm auf. Der Hauptabschnitt 24a erstreckt sich in eine erste Richtung vom Eingangsanschluss 10 in Richtung des Ausgangsanschlusses 30. Die erste Richtung ist eine Signalhohlleiterrichtung an der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24.
Darüber hinaus verfügt die Ausgangsübertragungsleitung 24 über konvexe Abschnitte, welche aus dem Hauptabschnitt 24a herausragen. Die konvexen Abschnitte ragen aus beiden Seiten des Hauptabschnitts 24a heraus. Folglich weist die erste Ausgangsübertragungsleitung 24 einen breiten Abschnitt 24b auf, der breiter ist als andere Abschnitte der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24. Der breite Abschnitt 24b ist durch die konvexen Abschnitte und einen Abschnitt neben den konvexen Abschnitten unter dem Hauptabschnitt 24a ausgebildet. Mit anderen Worten ist der breite Abschnitt 24b mit den konvexen Abschnitten und einem Abschnitt ausgebildet, welcher zwischen die konvexen Abschnitte unter dem Hauptabschnitt 24a eingefügt ist.
Der breite Abschnitt 24b ist an der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 lokal ausgebildet. Eine Breite w2 des breiten Abschnitts 24b entspricht 2,10 mm. Die Breite w2 ist eine Breite in einer Richtung, die parallel zur einer Montagefläche liegt, auf welcher der Transistor-Chip montiert ist und welche rechtwinklig zur ersten Richtung ist. Eine Länge l3 in der ersten Richtung des breiten Abschnitts 24b entspricht 2,00 mm. Darüber hinaus beträgt ein Abstand l2 von einem Leitungsende der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 zum breiten Abschnitt 24b 7,50 mm.
Die oben beschriebenen Leitungslängen und -breiten sind in Übereinstimmung mit einem Fall festgelegt, in dem eine Mittenfrequenz auf 2,6 GHz festgelegt ist. Die oben beschriebene Dimensionierung ist ein Beispiel, und es können andere Werte festgelegt sein.
Als Nächstes werden Funktionen des Doherty-Verstärkers 100 beschrieben. Das vom Eingangsanschluss 10 eingespeiste HF-Signal wird am Verzweigungsabschnitt 12 aufgeteilt und über die erste Eingangsübertragungsleitung 14 und die zweite Eingangsübertragungsleitung 16 in den Trägerverstärker 20 und den Spitzenverstärker 22 eingespeist. Die HF-Signale werden am Trägerverstärkers 20 und am Spitzenverstärker 22 verstärkt und über die erste Ausgangsübertragungsleitung 24 und die zweite Ausgangsübertragungsleitung 26 an der Zusammenführungsleitung 28 zusammengeführt. Das zusammengeführte HF-Signal wird vom Ausgangsanschluss 30 nach außen ausgegeben.
Der Doherty-Verstärker 100 wird zum Beispiel als ein Übertragungsverstärker für eine Mobiltelefonbasisstation verwendet. Typischerweise wird am Übertragungsverstärker für die Mobiltelefonbasisstation ein Modulationssignal mit einer großen Amplitudenschwankung verwendet, um eine Hochgeschwindigkeitsdatenkommunikation zu erzielen. Gemäß dem Doherty-Verstärker 100 ist es möglich, eine hohe Leistungseffizienz auch in einem Back-Off-Bereich zu erzielen.
Typischerweise weist ein Transistor, welcher als Verstärker mit hoher Ausgangsleistung wie ein Doherty-Verstärker verwendet wird, eine geringe Ausgangsimpedanz auf. Folglich wird beim Doherty-Verstärker 100 eine Impedanz durch eine Anpassungsschaltung und eine Phasenanpassungsleitung gewandelt. Auf diese Weise wird eine Ausgangsimpedanz in 50 Ω gewandelt, was an eine externe Last wie eine Antenne angepasst ist.
Beim Doherty-Verstärker wird bewirkt, dass ein Trägerverstärker und ein Spitzenverstärker, die unterschiedliche Betriebe ausführen, auf integrierte Weise arbeiten. Folglich ist ein Impedanzwandlungsverhältnis des Trägerverstärkers optimal in Übereinstimmung mit einem Zweck wie einer Maximierung einer Ausgangsleistung oder eines Wirkungsgrades festgelegt, welche typisch sind im Hinblick auf einen Betriebszustand.
Ferner besteht ein Fall, in dem es erforderlich ist, dass Übertragungsverstärker für Basisstationen der nächsten Generation Mehrträger erreichen. Demnach werden sowohl eine Effizienz in einem Back-Off-Bereich, als auch ein Frequenzband, in welchem eine hohe Leistungseffizienz erreicht werden kann, als wichtige Gütekriterien festgelegt. Hier hängt ein typisches Frequenzband des Doherty-Verstärkers von einer Ausgangsimpedanz in einem Back-Off-Bereich des Trägerverstärkers ab. Daher ist es wichtig, die Ausgangsimpedanz des Trägerverstärkers 20 mit hoher Genauigkeit anzupassen, um eine hohe Funktionalität des Doherty-Verstärkers zu erzielen.
Ferner besteht typischerweise eine Kompromissbeziehung zwischen einem Wirkungsgrad des Doherty-Verstärkers und einem Frequenzband. Mit anderen Worten wird, indem ein kleineres Impedanzwandlungsverhältnis des Trägerverstärkers festgelegt wird, während eine breitere Bandcharakteristik erreicht werden kann, ein Wirkungsgrad geringer.
Die Ausgangsimpedanz des Trägerverstärkers kann typischerweise durch Anpassen einer Breite einer Ausgangsübertragungsleitung angepasst werden. Hier wird ein Fall betrachtet, in dem ein geringes Impedanzwandlungsverhältnis des Trägerverstärkers so festgelegt ist, dass ein Frequenzband erweitert wird. In diesem Fall ist es denkbar, die Breite der Ausgangsübertragungsleitung des Trägerverstärkers einheitlich zu erhöhen. Jedoch kann es notwendig sein, die Breite der Leitung in einem feinen Bereich zu Prozessieren, um eine geeignete Impedanzwandlung an der Leitung mit einheitlicher Breite zu bewirken. Dies kann eine Prozessierung erschweren und einen Erhalt einer optimalen Ausgangsimpedanz verhindern. In einem Fall, in dem die Ausgangsimpedanz nicht mit hoher Genauigkeit festgelegt wird, besteht ferner die Möglichkeit, dass das Impedanzwandlungsverhältnis niedriger als notwendig wird und sich ein Wirkungsgrad stark verschlechtert.
2 ist eine Ansicht, welche ein Berechnungsergebnis einer Impedanz gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 2 gibt ein Berechnungsergebnis einer Impedanz an, wenn die Ausgangsübertragungsleitung vom Trägerverstärker in einem Fall betrachtet wird, in dem Formen der Ausgangsübertragungsleitung des Trägerverstärkers m1 bis m3 entsprechen. Bei der Berechnung wird ferner von der Zusammenführungsleitung 28 zum Ausgangsanschluss 30 als ein idealer 25 Ω Anschluss betrachtet. Ferner kennzeichnet 2 eine Impedanz bei 2,6 GHz. Ferner wird als jeweilige Übertragungsleitung eine Mikrostreifenleitung verwendet, welche eine Substratdicke von 0,508 mm, eine relative Permittivität von 3,72, eine Leiterdicke von 43 um und eine dielektrische Tangente von 0,007 aufweist.
In m1 weist die Ausgangsübertragungsleitung eine einheitliche Breite von 1,05 mm und eine Länge von 17,00 mm auf. In m2 weist die Ausgangsübertragungsleitung eine einheitliche Breite von 1,2 mm auf. In m2 ist die Ausgangsübertragungsleitung um 0,15 mm breiter als die Ausgangsübertragungsleitung in m1. In der vorliegenden Ausführungsform korrespondiert m3 mit einer Form der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24. In m3 verfügt die Ausgangsübertragungsleitung einen lokal breiten Abschnitt mit einer Länge von 2,00 mm. Eine Breite des breiten Abschnitts beträgt 2,10 mm, und ein Abstand von einem Leitungsende bis zum breiten Abschnitt beträgt 7,50 mm. Eine Impedanz in m2 ist gleich einer Impedanz in m3.
Anhand einer Berechnung wurde bestätigt, dass es zum Bewirken einer Impedanzwandlung an einer Leitung mit einer Form wie m1, welche eine einheitliche Breite von 1,05 mm aufweist, erforderlich ist, dass die Breite wie in m2 auf 1,20 mm festgelegt wird. Mit anderen Worten ist es erforderlich, dass die Breite der Leitung einheitlich um 0,15 mm erhöht wird. Dies erfordert eine Prozessierung der Breite der Leitung in einem feinen Bereich. Typischerweise ist es annähernd unmöglich, die Breite der Leitung in einem solch feinen Bereich im Hinblick auf die Prozessierungsgenauigkeit der Übertragungsleitung manuell zu prozessieren.
Im Gegensatz kann in m3 eine Impedanzwandlung ähnlich der Impedanzwandlung in m2 erzielt werden, indem die Breite der Ausgangsübertragungsleitung lokal erhöht wird. In m3 ist im Vergleich mit einem Fall von m2 eine Höhe einer Abnahme des Impedanzwandlungsverhältnisses bezogen auf eine Höhe einer Zunahme der Breite kleiner. In m3 ist es nur erforderlich, die Breite eines Abschnitts, welcher eine Länge von 2,00 mm unter der Ausgangsübertragungsleitung aufweist, um 1,05 mm im Vergleich zu anderen Abschnitten zu erhöhen. Solch eine Prozessierung verursacht typischerweise kein Problem im Hinblick auf eine Prozessierungsgenauigkeit der Übertragungsleitung.
Auf diese Weise hat der breite Abschnitt 24b der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 eine solche Breite, dass das Impedanzwandlungsverhältnis des Trägerverstärkers 20 einem Zielwert entspricht. Hier ist das Impedanzwandlungsverhältnis ein Verhältnis der Ausgangsimpedanz des Trägerverstärkers 20 bezogen auf die Ausgangsimpedanz des Doherty-Verstärkers 100. Das Impedanzwandlungsverhältnis kann ein Wert sein, der durch Normieren der Ausgangsimpedanz des Trägerverstärkers 20 durch die Impedanz erhalten wird, die eine Referenz ist. Das Impedanzwandlungsverhältnis in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wert, der erhalten wird, indem die Ausgangsimpedanz des Trägerverstärkers 20 um 50 Ω normiert wird, was der Ausgangsimpedanz des Doherty-Verstärkers 100 entspricht.
In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Anpassungsbereich größer ausgelegt werden als ein Anpassungsbereich in einem Fall, in dem eine Breite der gesamten Ausgangsübertragungsleitung angepasst wird. Dies ermöglicht eine einfachere Prozessierung, sodass es möglich ist, die Ausgangsimpedanz mit hoher Genauigkeit anzupassen. Daher ist es möglich, ein Frequenzband anzupassen, in dem eine hohe Leistungseffizienz mit hoher Genauigkeit erreicht werden kann, indem das Impedanzwandlungsverhältnis mit hoher Genauigkeit angepasst wird. Darüber hinaus ist es möglich zu verhindern, dass ein Wirkungsgrad geringer wird als erwartet.
Darüber hinaus sind die breiten Abschnitte 24b lokal bereitgestellt. Durch Bereitstellen der konvexen Abschnitte am Hauptabschnitt 24a mit einem Goldbändchen oder dergleichen, können die breiten Abschnitte 24b folglich einfach ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung der Länge 13, der Breite w2 und der Position des breiten Abschnitts 24b. Ferner kann das Frequenzband zum Beispiel auch in einem Fall einfach angepasst werden, in dem ein Frequenzband des Doherty-Verstärkers 100, welcher experimentell hergestellt wird, schmaler ist als ein Zielwert.
Ferner ist es denkbar, ein Ausgangsverhältnis Pc/Pp des Trägerverstärkers und des Spitzenverstärkers zu erhöhen, indem ein Vorrichtungsgrößenverhältnis angepasst wird, um das Impedanzwandlungsverhältnis zu verringern. In diesem Fall ist es notwendig, eine Vorrichtungskonfiguration zu verändern, was die Anpassung umständlich macht. Im Gegensatz dazu ist es in der vorliegenden Ausführungsform nicht erforderlich, eine Vorrichtungskonfiguration zu verändern und es ist möglich, das Impedanzwandlungsverhältnis einfach anzupassen. Ferner kann das Impedanzwandlungsverhältnis allein durch Veränderung der Form der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 angepasst werden, sodass es möglich ist, eine Zunahme hinsichtlich der Größe des Doherty-Verstärkers 100 zu verhindern.
Als ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform kann der konvexe Abschnitt aus einer Seite des Hauptabschnitts 24a herausragen. In diesem Fall wird eine Größe des konvexen Abschnitts größer als die Größe in einem Fall, in dem die konvexen Abschnitte aus beiden Seiten des Hauptabschnitts 24a herausragen. Dies kann die Prozessierung weiter vereinfachen.
Ferner erstreckt sich der breite Abschnitt 24b in eine Richtung, die rechtwinklig zur ersten Richtung ist. Die Richtung, in welche sich der breite Abschnitt 24b erstreckt, ist nicht hierauf beschränkt, und es ist lediglich erforderlich, dass sich der breite Abschnitt 24b in eine Richtung erstreckt, welche die erste Richtung schneidet. Ferner kann eine Vielzahl breiter Abschnitte 24b an der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 bereitgestellt sein.
Ferner kann ein Hybridkoppler am Verzweigungsabschnitt 12 bereitgestellt sein. In diesem Fall ist eine passierende Phase zwischen dem Verzweigungsabschnitt 12 und der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 zum Beispiel um 90° kleiner als eine passierende Phase zwischen dem Verzweigungsabschnitt 12 und der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16. In diesem Fall kann die elektrische Länge der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 identisch zur elektrischen Länge der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 sein, und die elektrische Länge der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 kann um λ/4 länger sein als die elektrische Länge der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26.
Ferner kann die passierende Phase zwischen dem Verzweigungsabschnitt 12 und der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 um 90° größer sein als die passierende Phase zwischen dem Verzweigungsabschnitt 12 und der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16. In diesem Fall kann die elektrische Länge der ersten Eingangsübertragungsleitung 14 identisch zur elektrischen Länge der zweiten Eingangsübertragungsleitung 16 sein, und die elektrische Länge der zweiten Ausgangsübertragungsleitung 26 kann um λ/4 länger als die elektrische Länge der ersten Ausgangsübertragungsleitung 24 sein.
Diese Modifikationen können in geeigneter Weise auf einen Doherty-Verstärker gemäß der nachfolgenden Ausführungsform angewendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass der Doherty-Verstärker gemäß der nachfolgenden Ausführungsform in vielerlei Hinsicht ähnlich jenem der ersten Ausführungsform ist, und folglich werden unten hauptsächlich Unterschiede zwischen dem Doherty-Verstärker gemäß der nachfolgenden Ausführungsform und der ersten Ausführungsform beschrieben.
Zweite Ausführungsform.
3 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Doherty-Verstärkers 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert. Der Doherty-Verstärker 200 weicht hinsichtlich einer Form einer ersten Ausgangsübertragungsleitung 224 vom Doherty-Verstärker in der ersten Ausführungsform ab. Weitere Konfigurationen sind identisch zu den Konfigurationen in der ersten Ausführungsform.
Die erste Ausgangsübertragungsleitung 224 weist eine U-Form auf und ist gebogen. Die erste Ausgangsübertragungsleitung 224 weist einen ersten Hauptabschnitt 224a, einen zweiten Hauptabschnitt 224c und einen breiten Abschnitt 224b auf. Der erste Hauptabschnitt 224a weist ein Ende auf, welches mit dem Ausgang des Trägerverstärkers 20 verbunden ist und erstreckt sich in eine zweite Richtung. Die zweite Richtung ist eine Richtung, welche parallel zu einer Montagefläche liegt, an welcher ein Transistor-Chip montiert ist und welche rechtwinklig zur ersten Richtung liegt. Der zweite Hauptabschnitt 224c weist ein Ende auf, welches mit der Zusammenführungsleitung 28 verbunden ist und erstreckt sich in die zweite Richtung. Der breite Abschnitt 224b verbindet das andere Ende des ersten Hauptabschnitts 224a und das andere Ende des zweiten Hauptabschnitts 224c.
Eine Breite w21 des ersten Hauptabschnitts 224a, eine Länge w22 eines Abschnitts, dessen Breite sich unter dem ersten Hauptabschnitt 224a verändert, eine Breite w23 des zweiten Hauptabschnitts 224c, und eine Länge 122 des breiten Abschnitts 224b entsprechen 1,05 mm. Darüber hinaus entspricht eine Länge 121 eines Abschnitts, welcher unter dem ersten Hauptabschnitt 224a eine einheitliche Breite aufweist, 8,00 mm. Ein Breite w24 eines Abschnitts, der zwischen einen Abschnitt mit einer einheitlichen Breite des ersten Hauptabschnitts 224a und einen Abschnitt mit einer einheitlichen Breite des zweiten Hauptabschnitts 224c unter dem breiten Abschnitt 224b eingefügt ist, beträgt 1,05 mm. Ein Abstand von einem Ende der Leitung zum breiten Abschnitt 224b beträgt 1,00 mm. Oben beschriebene Ausmaße sind ein Beispiel, und die Längen, die Breiten und der Abstand können andere Werte annehmen.
Ein Breite der ersten Ausgangsübertragungsleitung 224 wird mit Ausnahme eines Abschnitts als einheitlich angesehen, welcher durch die Breite w24 unter dem breiten Abschnitt 224b gekennzeichnet ist. Indem in der vorliegenden Ausführungsform der breite Abschnitt 224b durch lokales Erhöhen der Breite der ersten Ausgangsübertragungsleitung 224 bereitgestellt wird, ist es darüber hinaus möglich, eine Impedanzwandlung zu erzielen. Folglich kann im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Breite der gesamten Ausgangsübertragungsleitung angepasst wird, ein Anpassungsbereich erhöht werden, sodass es möglich ist, die Ausgangsimpedanz mit hoher Genauigkeit anzupassen. Daher ist es möglich, ein Frequenzband anzupassen, in welchem eine hohe Leistungseffizienz mit der hohen Genauigkeit erreicht werden kann, indem ein Impedanzwandlungsverhältnis mit hoher Genauigkeit angepasst wird.
Als ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, dass die zweite Richtung, in welche sich der erste Hauptabschnitt 224a und der zweite Hauptabschnitt 224c erstrecken, rechtwinklig zur ersten Richtung ist. Die zweite Richtung muss nur eine Richtung sein, welche die erste Richtung schneidet. Ferner kann sich der zweite Hauptabschnitt 224c in eine Richtung erstrecken, die von einer Richtung abweicht, in welche sich der erste Hauptabschnitt 224a erstreckt. Mit anderen Worten kann sich der zweite Hauptabschnitt 224c in eine dritte Richtung erstrecken, welche die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet. Ferner kann die erste Ausgangsübertragungsleitung 224 in einer U-Form ausgebildet werden, indem sie zweimal gebogen wird. Die Konfiguration ist nicht hierauf beschränkt, und die erste Ausgangsübertragungsleitung 224 kann mehr als einmal gebogen sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass die technischen Merkmale, die in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben sind, in geeigneter Weise kombiniert werden können.
Bezugszeichenliste

10: Eingangsanschluss,
11: Eingangsübertragungsleitung,
12: Verzweigungsabschnitt,
14: erste Eingangsübertragungsleitung,
16: zweite Eingangsübertragungsleitung,
20: Trägerverstärker,
22: Spitzenverstärker,
24: erste Ausgangsübertragungsleitung,
24a: erster Hauptabschnitt,
24b: breiter Abschnitt,
26: zweite Ausgangsübertragungsleitung,
28: Zusammenführungsleitung,
30: Ausgangsanschluss,
100, 200: Doherty-Verstärker,
224: erste Ausgangsübertragungsleitung,
224a: erster Hauptabschnitt,
224b,: breiter Abschnitt,
224c: zweiter Hauptabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014075717 A [0003]

Claims

Doherty-Verstärker aufweisend: • einen Eingangsanschluss; • eine Eingangsübertragungsleitung, welche ein mit dem Eingangsanschluss verbundenes Ende und ein anderes Ende aufweist, an dem ein Verzweigungsabschnitt bereitgestellt ist; • eine erste Eingangsübertragungsleitung, welche ein mit dem Verzweigungsabschnitt verbundenes Ende aufweist; • eine zweite Eingangsübertragungsleitung, welche ein mit dem Verzweigungsabschnitt verbundenes Ende aufweist; • einen Trägerverstärker, dessen Eingang mit dem anderen Ende der ersten Eingangsübertragungsleitung verbunden ist; • einen Spitzenverstärker, dessen Eingang mit einem anderen Ende der zweiten Eingangsübertragungsleitung verbunden ist; • eine erste Ausgangsübertragungsleitung, welche ein mit dem Ausgang des Trägerverstärkers verbundenes Ende aufweist; • eine zweite Ausgangsübertragungsleitung, welche ein mit dem Ausgang des Spitzenverstärkers verbundenes Ende aufweist; • eine Zusammenführungsleitung, welche ein mit der ersten Ausgangsübertragungsleitung verbundenes Ende und ein mit der zweiten Ausgangsübertragungsleitung verbundenes anderes Ende aufweist; und • einen Ausgangsanschluss, welcher mit einem anderen Ende der Zusammenführungsleitung verbunden ist, • wobei die erste Ausgangsübertragungsleitung einen breiten Abschnitt aufweist, der breiter ist als ein anderer Abschnitt der ersten Ausgangsübertragungsleitung.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei der breite Abschnitt eine solche Breite aufweist, dass ein Impedanzwandlungsverhältnis des Trägerverstärkers einem Zielwert entspricht.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, wobei • die erste Ausgangsübertragungsleitung einen linearen Hauptabschnitt und einen konvexen Abschnitt aufweist, welcher aus dem Hauptabschnitt herausragt, und • der breite Abschnitt mit dem konvexen Abschnitt und einem zum konvexen Abschnitt benachbarten Abschnitt unter dem Hauptabschnitt ausgebildet ist.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 3, wobei die konvexen Abschnitte aus beiden Seiten des Hauptabschnitts herausragen.
Doherty-Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, wobei • die erste Ausgangsübertragungsleitung aufweist: ◯ einen ersten Hauptabschnitt, welcher ein Ende aufweist, das mit dem Trägerverstärker verbunden ist und sich in eine zweite Richtung erstreckt, welche eine erste Richtung vom Eingangsanschluss in Richtung des Ausgangsanschlusses schneidet; und ◯ einen zweiten Hauptabschnitt, welcher ein Ende aufweist, das mit der Zusammenführungsleitung verbunden ist und sich in eine dritte Richtung erstreckt, welche die erste Richtung schneidet, und • der breite Abschnitt ein anderes Ende des ersten Hauptabschnitts und ein anderes Ende des zweiten Hauptabschnitts verbindet.