JP2002118428A - 高周波増幅器 - Google Patents

高周波増幅器

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JP2002118428A
JP2002118428A JP2000307275A JP2000307275A JP2002118428A JP 2002118428 A JP2002118428 A JP 2002118428A JP 2000307275 A JP2000307275 A JP 2000307275A JP 2000307275 A JP2000307275 A JP 2000307275A JP 2002118428 A JP2002118428 A JP 2002118428A
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JP
Japan
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capacitor
inductor
frequency amplifier
series
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JP2000307275A
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Hiroshi Kushitani
洋 櫛谷
Hisayoshi Katou
久賀 加藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯電話等の高周波機器に用いられる高周波
増幅器に適用でき、低域通過フィルタを用いずに増幅器
の高調波歪みを低減し、かつ高効率の高周波増幅器を実
現する、また合波回路を用いないで、異なる帯域を増幅
する二つの増幅器を接続できる回路を実現することを目
的とする。 【解決手段】 増幅回路と入力側整合回路と出力側整合
回路からなる高周波増幅器であって、前記出力側整合回
路の通過特性が少なくとも一つの減衰極を有する回路と
することにより、増幅器による高調波歪みを低減できる
ので出力側の低域通過フィルタを削除でき、出力回路の
低損失化が実現されて高効率の増幅器を実現することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として携帯電話等
の機器に用いられる高周波増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来の高周波増幅器は図１１に
示すように、増幅回路１１０１に第１のコンデンサ１１
０２の一端と第１のインダクタ１１０３の一端を接続
し、第１のインダクタ１１０３の他端と第２のコンデン
サ１１０４の一端と第３のコンデンサ１１０５の一端を
接続し、第３のコンデンサ１１０５の他端と第４のコン
デンサ１１０６の一端と第２のインダクタ１１０７の一
端を接続し、第２のインダクタ１１０７の他端と第５の
コンデンサ１１０８の一端と端子１１０９を接続し、第
１のコンデンサ１１０２の他端と第２のコンデンサ１１
０４の他端と第４のコンデンサ１１０６の他端と第５の
コンデンサ１１０８の他端を接地した回路で構成されて
いる。
【０００３】第１のコンデンサ１１０２と第１のインダ
クタ１１０３と第２のコンデンサ１１０４は整合回路を
形成し、増幅回路１１０１の出力インピーダンスを５０
オームに整合する。第３のコンデンサ１１０５は直流成
分を遮断する作用を行い、前記整合回路の整合条件を乱
さないように設定されている。第４のコンデンサ１１０
６と第２のインダクタ１１０７と第５のコンデンサ１１
０８は低域通過フィルタを形成し、増幅回路１１０１が
増幅した信号の周波数を通過帯域とするように設定され
る。
【０００４】この結果、本回路は増幅回路１１０１が出
力した信号は第１のコンデンサ１１０２と第１のインダ
クタ１１０３と第２のコンデンサ１１０４が形成する整
合回路で５０オームに整合され、増幅回路１１０１が出
力した高調波歪みは第４のコンデンサ１１０６と第２の
インダクタ１１０７と第５のコンデンサ１１０８が形成
する低域通過フィルタで低減され端子１１０９で出力す
る高周波増幅器として作用する。
【０００５】一例として図１２に増幅回路１１０１の出
力インピーダンスが３．２−ｊ５．７Ωで出力する周波
数帯が９００ＭＨｚである高周波増幅器の周波数特性を
示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例の高周波増幅器
では、高調波歪みを低減させるために整合回路に続いて
低域通過フィルタを接続する必要があり、回路が大きく
なるうえに低域通過フィルタの損失が加わるために高周
波増幅器の効率を下げ、所望の電力を発生させるための
消費電流が増大するという課題を有していた。
【０００７】また近年開発がすすめられている二つの帯
域で使用できるデュアルバンド端末のような機器で使用
する場合、従来例ではそれぞれの帯域で動作する高周波
増幅器とこれらを接続するスイッチのような素子、もし
くはダイプレクサのような回路が必要となり、回路の実
装面積が大きくなり損失も大きくなるため増幅器の効率
を下げてしまうという課題を有していた。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、簡単な構成で高調波歪みを低減できる低損失の整
合回路を構成する、またデュアルバンド端末のような機
器で用いるのに適した小型で部品点数の少ない高周波増
幅器を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、増幅回路と入力側整合回路と出力側整合回
路からなる高周波増幅器であって、前記出力側整合回路
の通過特性が少なくとも一つの減衰極を有するように設
定したものである。
【００１０】この構成によって増幅回路の出力端子のイ
ンピーダンスを整合しながら減衰極を形成することにな
り、低域通過フィルタを用いることなく高調波歪みを低
減することができる。
【００１１】また増幅回路と入力側整合回路と出力側整
合回路からなる高周波増幅器であり、かつ前記出力側整
合回路の通過特性が二つ以上の減衰極を有し、前記減衰
極のうち少なくとも一つは整合している周波数帯よりも
低い周波数で形成したものである。
【００１２】この構成によって増幅回路の出力端子のイ
ンピーダンスを整合しながら減衰極を形成するととも
に、整合している帯域よりも低い周波数で高周波的に高
インピーダンス状態を形成できることになり、別の増幅
器を有する回路との接続が容易に実現することができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、増幅回路と入力側整合回路と出力側整合回路からな
る高周波増幅器であって、前記出力側整合回路の通過特
性が少なくとも一つの減衰極を有することを特徴とする
高周波増幅器であり、増幅器による高調波歪みを低減で
きるので出力側の低域通過フィルタを削除でき、出力回
路の低損失化が実現されて増幅器の高効率が可能となる
効果がある。
【００１４】本発明の請求項２に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続のインダクタと並列接続のコンデン
サからなり、前記インダクタにコンデンサが並列に接続
されていることを特徴とする請求項１記載の高周波増幅
器であり、出力側整合回路の整合条件を変更することな
く減衰極を形成でき、かつインダクタの素子値を小さく
することができる効果がある。
【００１５】本発明の請求項３に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続のインダクタと並列接続のコンデン
サからなり、前記コンデンサにインダクタが直列に接続
されていることを特徴とする請求項１記載の高周波増幅
器であり、出力側整合回路の整合条件を変更することな
く減衰極を形成でき、また大電力の信号が伝播する経路
の素子数は変更しないので整合回路の低損失化ができる
効果がある。
【００１６】本発明の請求項４に記載の発明は、増幅回
路と入力側整合回路と出力側整合回路からなる高周波増
幅器であり、かつ前記出力側整合回路の通過特性が二つ
以上の減衰極を有し、前記減衰極のうち少なくとも一つ
は整合している周波数帯よりも低い周波数で形成されて
いることを特徴とする高周波増幅器であり、増幅器によ
る高調波歪みを低減できるので出力側の低域通過フィル
タを削除でき、出力回路の低損失化が実現されて増幅器
の高効率が可能となり、かつ増幅器が整合されている周
波数より低い帯域で動作する回路との接続が可能になる
効果がある。
【００１７】本発明の請求項５に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続の直列共振回路と並列接続の並列共
振回路からなり、前記直列共振回路を構成するインダク
タ成分にコンデンサが並列に接続されていることを特徴
とする請求項４記載の高周波増幅器であり、出力側整合
回路の整合条件を変更することなく整合帯域より高い周
波数において減衰極を形成でき、かつインダクタの素子
値を小さくすることができる効果がある。
【００１８】本発明の請求項６に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続の直列共振回路と並列接続の並列共
振回路からなり、前記並列共振回路を構成するコンデン
サ成分にインダクタが直列に接続されていることを特徴
とする請求項４記載の高周波増幅器であり、出力側整合
回路の整合条件を変更することなく整合帯域より高い周
波数において減衰極を形成でき、また大電力の信号が伝
播する経路の素子数は変更しないので整合回路の低損失
化ができる効果がある。
【００１９】本発明の請求項７に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続の直列共振回路と並列接続の並列共
振回路からなり、前記直列共振回路を構成するコンデン
サ成分にインダクタが並列に接続されていることを特徴
とする請求項４記載の高周波増幅器であり、出力側整合
回路の整合条件を変更することなく整合帯域より低い周
波数において減衰極を形成できる効果がある。
【００２０】本発明の請求項８に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続の直列共振回路と並列接続の並列共
振回路からなり、前記並列共振回路を構成するインダク
タ成分にコンデンサが直列に接続されていることを特徴
とする請求項４記載の高周波増幅器であり、出力側整合
回路の整合条件を変更することなく整合帯域より低い周
波数において減衰極を形成でき、また大電力の信号が伝
播する経路の素子数は変更しないので整合回路の低損失
化ができる効果がある。
【００２１】本発明の請求項９に記載の発明は、出力側
整合回路が直列接続のコンデンサと並列接続の並列共振
回路からなり、前記並列共振回路を構成するコンデンサ
成分にインダクタが直列に接続されていることを特徴と
する請求項４記載の高周波増幅器であり、出力側整合回
路の整合条件を変更することなく整合帯域より高い周波
数において減衰極を形成でき、また大電力の信号が伝播
する経路の素子数は変更しないので整合回路の低損失化
ができる効果がある。
【００２２】本発明の請求項１０に記載の発明は、出力
側整合回路が直列接続のコンデンサと並列接続の並列共
振回路からなり、前記並列共振回路を構成するインダク
タ成分にコンデンサが直列に接続されていることを特徴
とする請求項４記載の高周波増幅器であり、出力側整合
回路の整合条件を変更することなく整合帯域より低い周
波数において減衰極を形成でき、また大電力の信号が伝
播する経路の素子数は変更しないので整合回路の低損失
化ができる効果がある。
【００２３】本発明の請求項１１に記載の発明は、第１
の帯域で整合している請求項１記載の高周波増幅器と、
第１の帯域より高い周波数帯域である第２の帯域で整合
している請求項４記載の高周波増幅器と共通端子を有
し、前記請求項１記載の高周波増幅器と共通端子の間に
第１の移相回路を接続し、前記請求項４記載の高周波増
幅器と共通端子の間に第２の移相回路を接続した回路で
あり、前記請求項１記載の高周波増幅器の出力側整合回
路で形成する減衰極の少なくとも一つは第２の帯域に設
定し、前記請求項４記載の高周波増幅器の出力側整合回
路で形成する減衰極の少なくとも一つは第１の帯域に設
けたことを特徴とする高周波増幅器であり、低域通過フ
ィルタおよび合波回路素子を用いることなく二つの増幅
器の出力端子を接続することができる効果がある。
【００２４】本発明の請求項１２に記載の発明は、第１
の移相回路が直列接続のインダクタであることを特徴と
する請求項１１記載の高周波増幅器であり、簡単な回路
で移相回路を構成できる効果がある。
【００２５】本発明の請求項１３に記載の発明は、第１
の移相回路が直列接続のインダクタを少なくとも一つ有
し、かつ並列接続のコンデンサを少なくとも一つ有する
回路で構成されていることを特徴とする請求項１１記載
の高周波増幅器であり、容易に整合条件を満たす移相回
路を構成できる効果がある。
【００２６】本発明の請求項１４に記載の発明は、第２
の移相回路が直列接続のコンデンサであることを特徴と
する請求項１１記載の高周波増幅器であり、簡単な回路
で移相回路を構成できる効果がある。
【００２７】本発明の請求項１５に記載の発明は、第１
の移相回路が直列接続のコンデンサを少なくとも一つ有
し、かつ並列接続のインダクタを少なくとも一つ有する
回路で構成されていることを特徴とする請求項１１記載
の高周波増幅器であり、容易に整合条件を満たす移相回
路を構成できる効果がある。
【００２８】本発明の請求項１６に記載の請求項１ない
し１５のいずれかに記載の高周波増幅器を用いたことを
特徴とする移動体通信機器であり、機器を小型化でき、
かつ出力効率の良い機器を構成できる効果がある。
【００２９】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図１２を用いて説明する。
【００３０】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における高周波増幅器の回路図である。図１におい
て、高周波増幅器は増幅回路１０１と第１のコンデンサ
１０２の一端と第１のインダクタ１０３の一端を接続
し、第１のインダクタ１０３の他端と第２のコンデンサ
１０４の一端を接続して第３のコンデンサ１０５を介し
て端子１０６を接続し、第４のコンデンサ１０７を第１
のインダクタ１０３に並列に接続し、第２のコンデンサ
１０４の他端と第２のインダクタ１０８の一端を接続
し、第１のコンデンサ１０２の他端と第２のインダクタ
１０８の他端を共に接地した回路で構成されている。
【００３１】以上のように構成された高周波増幅器につ
いて、以下その動作を説明する。
【００３２】第１のコンデンサ１０２、および第１のイ
ンダクタ１０３と第４のコンデンサ１０７からなる回路
の合成インピーダンスのインダクタ成分、および第２の
コンデンサ１０４と第２のインダクタ１０８からなる合
成インピーダンスのコンデンサ成分からなる三つの部分
は、増幅回路１０１が出力する信号の周波数帯域におい
て、増幅回路１０１の出力端子のインピーダンスを端子
１０６において５０オームに整合するように設定する。
【００３３】また、第３のコンデンサ１０５は上記の整
合条件を乱さない値に設定し、伝送経路の直流成分を遮
断する働きをする。
【００３４】ここで第４のコンデンサ１０７が無い場合
の回路における第１のインダクタ１０３のインダクタン
スをＬA0、増幅回路の整合している帯域をωA0、第４の
コンデンサ１０７を接続した後の回路における第１のイ
ンダクタ１０３のインダクタンスをＬA1、第４のコンデ
ンサ１０７の容量をＣA1、新たに形成した並列共振回路
の共振周波数をωA1として、以下の連立方程式 １／（ｊωA0ＬA0）＝ｊωA1ＣA1＋１／（ＪωA1ＬA1） ωA1 2＝１／（ＬA1ＣA1） を満たすようにＬA1、ＣA1を設定すると、本来の整合条
件を乱すことなく周波数ωA1において共振点を得る。従
って、整合回路における伝送経路に並列共振回路を有す
ることになり、元の整合条件を維持したまま新たに減衰
極を一つ追加した通過特性が得られる。
【００３５】また第２のインダクタ１０８が無い場合の
回路における第２のコンデンサ１０４の容量をＣA0、第
２のインダクタ１０８を接続した後の回路における第２
のインダクタ１０８のインダクタンスＬA2、第３のコン
デンサ１０５の容量をＣA2、新たに形成した直列共振回
路の共振周波数をωA2として、以下の連立方程式 １／（ｊωA0ＣA0）＝ｊωA2ＬA2＋１／（ＪωA2ＣA2） ωA2 2＝１／（ＬA2ＣA2） を満たすようにＬA2、ＣA2を設定すると、本来の整合条
件を乱すことなく周波数ωA2において共振点を得る。従
って、整合回路における伝送経路とグランドの間に直列
共振回路を有することになり、元の整合条件を維持した
まま新たに減衰極を一つ追加した通過特性が得られる。
【００３６】以上のような構成により、所望の周波数で
高減衰量となる整合回路が実現できるので、本実施の形
態は低域通過フィルタを使用しなくても高効率を達成で
きる高周波増幅器として作用する。
【００３７】なお、本実施の形態の減衰極は二つである
が、これは一つでもよい。この場合は回路が小型化でき
る効果がある。
【００３８】また、本実施の形態の減衰極は二つである
が、これは図２に示すように第１のコンデンサ１０２の
他端に第３のインダクタ２０９の一端を接続し、第３の
インダクタ２０９の他端を接地した回路で構成して三ヶ
所で減衰極を構成してもよい。この場合の減衰極周波数
の計算式は上記の第２のコンデンサ１０４と第２のイン
ダクタ１０８の関係と同じであり、共振周波数はωA1で
もωA2でもよく、また別でもよい。共振周波数がωA1で
もωA2の場合は減衰量が大きくなり、別の場合は新たに
減衰極を構成できる効果がある。
【００３９】なお、本実施の形態における二つの減衰極
は ωA1＝２×ωA0 ωA2＝３×ωA0 なる関係を有するか、もしくは ωA1＝３×ωA0 ωA2＝２×ωA0 なる関係を有することが望ましい。増幅回路は通常では
整合している帯域の２倍波および３倍波の帯域で高調波
歪みが発生するため、上記条件で減衰極を形成しておく
ことで高調波歪みを低減しやすくなる。
【００４０】一例として、増幅回路１０１の出力端子の
インピーダンスが３．２−ｊ５．７Ω、ωA0＝９００Ｍ
Ｈｚである場合の周波数特性を図３に示す。図３に示す
ように１８００ＭＨｚおよび２７００ＭＨｚ近傍に減衰
極が形成されていることが分かる。
【００４１】なお、本実施の形態におけるインダクタお
よびコンデンサの形成方法にはさまざまな方法がある
が、本発明はそれらの細部に限定されるものではない。
【００４２】また、移動体通信機器において本発明の高
周波増幅器を用いることにより低域通過フィルタを使用
しなくても不要な信号の大部分を削除でき、かつ低損失
であるため効率良く信号を出力できるので、性能の良い
移動体通信機器を構成できる。
【００４３】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２における高周波増幅器の回路図である。図４におい
て、高周波増幅器は増幅回路４０１と第６のコンデンサ
４０２の一端と第４のインダクタ４０３の一端と第５の
インダクタ４０４の一端を接続し、第５のインダクタ４
０４の他端と第７のコンデンサ４０５の一端を接続し、
第７のコンデンサ４０５の他端と第８のコンデンサ４０
６の一端と第６のインダクタ４０７の一端を接続して第
９のコンデンサ４０８を介して端子４０９を接続し、第
６のコンデンサ４０２の他端と第７のインダクタ４１０
の一端を接続し、第８のインダクタ４１１を第７のコン
デンサ４０５に並列に接続し、第８のコンデンサ４０６
の他端と第９のインダクタ４１２の一端を接続し、第４
のインダクタ４０３の他端と第６のインダクタ４０７の
他端と第７のインダクタ４１０の他端と第９のインダク
タ４１２の他端はそれぞれ接地した回路で構成されてい
る。
【００４４】以上のように構成された高周波増幅器につ
いて、以下その動作を説明する。
【００４５】第６のコンデンサ４０２と第７のインダク
タ４１０からなる回路の合成インピーダンスのコンデン
サ成分と第４のインダクタ４０３が並列共振回路を構成
し、第７のコンデンサ４０５と第８のインダクタ４１１
からなる回路の合成インピーダンスのコンデンサ成分と
第５のインダクタ４０４が直列共振回路を構成し、第８
のコンデンサ４０６と第９のインダクタ４１２からなる
回路の合成インピーダンスのコンデンサ成分と第６のイ
ンダクタ４０７が並列共振回路を構成し、これらの三つ
の共振回路は増幅回路４０１が出力する信号の周波数帯
域において、増幅回路４０１の出力端子のインピーダン
スを端子４０９において５０オームに整合するように設
定する。
【００４６】また、第９のコンデンサ４０８は上記の整
合条件を乱さない値に設定し、伝送経路の直流成分を遮
断する働きをする。
【００４７】ここで第７のインダクタ４１０が無い場合
の回路における第６のコンデンサ４０２の容量を
ＣB01、増幅回路の整合している帯域をωB0、第７のイ
ンダクタ４１０を接続した後の回路における第６のコン
デンサ４０２の容量をＣB1、第７のインダクタ４１０の
インダクタンスをＬB1、新たに形成した並列共振回路の
共振周波数をωB1として、以下の連立方程式 １／（ｊωB0ＣB01）＝ｊωB1ＬB1＋１／（ｊω
B1ＣB1） ωB1 2＝１／（ＬB1ＣB1） を満たすようにＬB1、ＣB1を設定すると、本来の整合条
件を乱すことなく周波数ωB1において共振点を得る。従
って、整合回路における伝送経路とグランドの間に直列
共振回路を有することになり、元の整合条件を維持した
まま新たに減衰極を一つ追加した通過特性が得られる。
【００４８】また同様に第９のインダクタ４１２が無い
場合の回路における第８のコンデンサ４０６の容量をＣ
B03、増幅回路の整合している帯域をωB0、第９のイン
ダクタ４１２を接続した後の回路における第８のコンデ
ンサ４０６の容量をＣB2、第９のインダクタ４１２のイ
ンダクタンスをＬB2、新たに形成した直列共振回路の共
振周波数をωB2として、以下の連立方程式 １／（ｊωB0ＣB03）＝ｊωB2ＬB2＋１／（ｊω
B2ＣB2） ωB2 2＝１／（ＬB2ＣB2） を満たすようにＬB2、ＣB2を設定すると、本来の整合条
件を乱すことなく周波数ωB2において共振点を得る。従
って、整合回路における伝送経路とグランドの間に直列
共振回路を有することになり、元の整合条件を維持した
まま新たに減衰極を一つ追加した通過特性が得られる。
【００４９】また第８のインダクタ４１１が無い場合の
回路における第７のコンデンサ４０５の容量をＣB02、
増幅回路の整合している帯域をωB0、第８のインダクタ
４１１を接続した後の回路における第７のコンデンサ４
０５の容量をＣB3、第８のインダクタ４１１のインダク
タンスをＬB3、新たに形成した直列共振回路の共振周波
数をωB3として、以下の連立方程式 ｊωB0ＣB02＝ｊωB3ＣB3＋１／（ｊωB3ＬB3） ωB3 2＝１／（ＬB3ＣB3） を満たすようにＬB3、ＣB3を設定すると、本来の整合条
件を乱すことなく周波数ωB2において共振点を得る。従
って、整合回路における伝送経路とグランドの間に直列
共振回路を有することになり、元の整合条件を維持した
まま新たに減衰極を一つ追加した通過特性が得られる。
【００５０】また上記三組の数式を満たすωB0、ωB1、
ωB2、ωB3には ωB3＜ωB0＜ωB1、ωB2 なる関係がある。
【００５１】以上のような構成により、整合している帯
域より低い周波数を少なくとも一つ含む所望の周波数で
高減衰量となる整合回路が実現できるので、本実施の形
態は他の高周波回路を接続しやすく、かつ低域通過フィ
ルタを使用しなくても高効率を達成できる高周波増幅器
として作用する。
【００５２】なお、本実施の形態における増幅回路で整
合している帯域より高い周波数帯域にある二つの減衰極
は ωB1＝２×ωB0 ωB2＝３×ωB0 なる関係を有するか、もしくは ωB1＝３×ωB0 ωB2＝２×ωB0 なる関係を有することが望ましい。増幅回路は通常では
整合している帯域の２倍波および３倍波の帯域で高調波
歪みが発生するため、上記条件で減衰極を形成しておく
ことで高調波歪みを低減しやすくなる。
【００５３】一例として、増幅回路４０１の出力端子の
インピーダンスが９．５−ｊ１０．３Ω、ωB0＝１８０
０ＭＨｚ、ωB3＝ωB0／２＝９００ＭＨｚである場合の
周波数特性を図５に示す。図５に示すように、９００Ｍ
Ｈｚ、３６００ＭＨｚ、および５４００ＭＨｚ近傍に減
衰極が形成されている。
【００５４】なお、本実施の形態において増幅回路で整
合している帯域より高い周波数帯域にある減衰極は二つ
であるが、これは図６に示すように第５のインダクタ４
０４に第１０のコンデンサ６１３を並列に接続した回路
で構成し、三ヶ所で減衰極を形成してもよい。この場合
の減衰極周波数の計算式は実施の形態１における第１の
インダクタ１０３と第４のコンデンサ１０７からなる回
路の関係と同じであり、共振周波数はωB1でもωB2でも
よく、また別でもよい。共振周波数がωB1でもωB2の場
合は減衰量が大きくなり、別の場合は新たに減衰極を構
成できる効果がある。
【００５５】なお、本実施の形態において整合している
帯域より低い周波数帯域にある減衰極は一つであるが、
これは図７に示すように第４のインダクタ４０３に第１
１のコンデンサ７１４を直列に接続した回路、もしくは
第６のインダクタ４０７に第１２のコンデンサ７１５を
直列に接続した回路で構成し、二箇所で減衰極を形成し
てもよいし、両方とも接続して三ヶ所で減衰極を形成し
てもよい。この場合の減衰極周波数の計算式は第８のコ
ンデンサ４０６と第９のインダクタ４１２の関係と同じ
であり、共振周波数はωB0でもよく、また別でもよい。
共振周波数がω B0の場合は減衰量が大きくなり、別の場
合は新たに減衰極を構成できる効果がある。
【００５６】なお、本実施の形態は二つの並列共振回路
と一つの直列共振回路を主な構成要素としているが、こ
れは図８に示すように増幅回路４０１と第６のコンデン
サ４０２と第４のインダクタ４０３の接続点に第１３の
コンデンサ８１６の一端を接続し、第１３のコンデンサ
８１６の他端に第１４のコンデンサ８１７の一端と第１
０のインダクタ８１８の一端と第１５のコンデンサ８１
９の一端を接続し、第１５のコンデンサ８１９の他端を
第８のコンデンサ４０６の一端と第６のインダクタ４０
７の一端と端子４０９に接続し、第１０のインダクタ８
１８の他端に第１６のコンデンサ８２０の一端を接続
し、第１４のコンデンサ８１７の他端と第１６のコンデ
ンサ８２０の他端を接地した回路で構成してもよい。図
８の回路において第６のコンデンサ４０２の容量の一部
と第１３のコンデンサ８１６と第１４のコンデンサ８１
７の容量の一部はインバータ回路を構成するように設定
し、また第１４のコンデンサ８１７の容量の一部と第１
５のコンデンサ８１９と第８のコンデンサ４０６の容量
の一部もインバータ回路を構成するように設定する。上
記条件のときに図８の回路は高周波的に図３の回路と等
価となる。この場合は信号の伝送経路にインダクタが不
要となるので、整合回路の損失が低減でき、増幅器の効
率が高くなる効果がある。また第１３のコンデンサ８１
６および第１５のコンデンサ８１９が伝送経路に直列に
接続しているので、直流成分の遮断を兼ねることがで
き、図４における第９のコンデンサ４０８を削除するこ
とができる。
【００５７】なお、本実施の形態におけるインダクタお
よびコンデンサの形成方法にはさまざまな方法がある
が、本発明はそれらの細部に限定されるものではない。
【００５８】また、移動体通信機器において本発明の高
周波増幅器を用いることにより低域通過フィルタを使用
しなくても不要な信号の大部分を削除でき、かつ低損失
であるため効率良く信号を出力できるので、性能の良い
移動体通信機器を構成できる。
【００５９】（実施の形態３）図９は本発明の実施の形
態３における高周波増幅器の回路図である。図９におい
て、高周波増幅器は第１の増幅回路９０１と第１のコン
デンサ１０２の一端と第１のインダクタ１０３の一端を
接続し、第１のインダクタ１０３の他端と第２のコンデ
ンサ１０４の一端と第３のコンデンサ１０５の一端を接
続し、第４のコンデンサ１０７を第１のインダクタ１０
３に並列に接続し、第２のコンデンサ１０４の他端と第
２のインダクタ１０８の一端を接続し、第１のコンデン
サ１０２の他端と第３のインダクタ２０９の一端を接続
し、第２のインダクタ１０８の他端と第３のインダクタ
２０９の他端を共に接地し、第３のコンデンサ１０５の
他端を第１の出力端子９０３とする第１の整合回路９０
２と、第２の増幅回路９０４と第６のコンデンサ４０２
の一端と第４のインダクタ４０３の一端と第５のインダ
クタ４０４の一端を接続し、第５のインダクタ４０４の
他端と第７のコンデンサ４０５の一端を接続し、第７の
コンデンサ４０５の他端と第８のコンデンサ４０６の一
端と第６のインダクタ４０７の一端を接続し、第６のコ
ンデンサ４０２の他端と第７のインダクタ４１０の一端
を接続し、第８のインダクタ４１１を第７のコンデンサ
４０５に並列に接続し、第８のコンデンサ４０６の他端
と第９のインダクタ４１２の一端を接続し、第６のイン
ダクタ４０７の他端と第１２のコンデンサ７１５の一端
を接続し、第４のインダクタ４０３の他端と第７のイン
ダクタ４１０の他端と第９のインダクタ４１２の他端と
第１２のコンデンサ７１５の他端をそれぞれ接地し、第
７のコンデンサ４０５と第８のコンデンサ４０６と第６
のインダクタ４０７の接続点を第２の出力端子９０６と
する第２の整合回路９０５からなり、第１の出力端子９
０３に第１１のインダクタ９０７の一端を接続し、第１
１のインダクタ９０７の他端に第１７のコンデンサ９０
８の一端と第３の出力端子９１１を接続し、第２の出力
端子９０６に第１８のコンデンサ９０９の一端を接続
し、第１８のコンデンサ９０９の他端に第１２のインダ
クタ９１０の一端と第３の出力端子９１１を接続した回
路で構成されている。
【００６０】以上のように構成された高周波増幅器につ
いて、以下その動作を説明する。
【００６１】本実施の形態の高周波増幅器において第１
の整合回路９０２は基本的には実施の形態１で説明した
高周波増幅器を用いており、また第２の整合回路９０５
は基本的には実施の形態２で説明した高周波増幅器を用
いているので、同じ作用をする部分については同一番号
を付して詳細な説明を省略する。
【００６２】第１の増幅回路９０１は第１の帯域ωA0で
整合がとれるように設定されており、第１の整合回路９
０２は２×ωA0、３×ωA0で減衰量が大きくなるように
設定されているので、第１の出力端子９０３では第１の
帯域ωA0においてのみ大電力をもつ信号が出力される。
また第２の増幅回路９０４はωB0＝２×ωA0となる第２
の帯域ωB0で整合がとれるように設定されており、第２
の整合回路９０５はω B0／２、２×ωB0、３×ωB0で減
衰量が大きくなるように設定されているので、第２の出
力端子９０６では第２の帯域ωB0においてのみ大電力を
もつ信号が出力される。
【００６３】第１の整合回路９０２は２×ωA0、すなわ
ち第２の帯域ωB0で充分な減衰量があり、第１１のイン
ダクタ９０７および第１７のコンデンサ９０８からなる
移相回路で所望の位相をまわすことにより、第３の出力
端子９１１から第１の増幅回路９０１側を見た第２の帯
域ωB0のインピーダンスは非常に高くなる。
【００６４】一方、第２の整合回路９０５はωB0／２、
すなわち第１の帯域ωA0で充分な減衰量があり、第１８
のコンデンサ９０９および第１２のインダクタ９１０か
らなる移相回路で所望の移相をまわすことにより、第３
の出力端子９１１から第２の増幅回路９０４側を見た第
１の帯域ωA0のインピーダンスは非常に高くなる。
【００６５】従って、第１の増幅回路９０１で増幅され
た信号は第１の整合回路９０２で高調波歪みが低減さ
れ、第２の増幅回路９０４には流れずに第３の出力端子
９１１から出力される。また、第２の増幅回路９０４で
増幅された信号は第２の整合回路９０５で高調波歪みが
低減され、第１の増幅回路９０１には流れずに第３の出
力端子９１１から出力される。
【００６６】このとき、第１８のコンデンサ９０９は実
施の形態２における第９のコンデンサ４０８の作用、す
なわち伝送経路の直流成分を遮断する作用も兼ねてい
る。
【００６７】なお、本実施の形態においては第１１のイ
ンダクタ９０７および第１７のコンデンサ９０８からな
る移相回路および第１８のコンデンサ９０９および第１
２のインダクタ９１０からなる移相回路で位相をまわし
ているが、これは条件により第１７のコンデンサ９０８
および第１２のインダクタ９１０を省略してもよい。こ
の場合は回路を小型化できる効果がある。
【００６８】一例として、第１の増幅回路９０１の出力
端子のインピーダンスが３．２−ｊ５．７Ω、ωA0＝９
００ＭＨｚ、また第２の増幅回路９０４の出力端子のイ
ンピーダンスが９．５−ｊ１０．３Ω、ωB0＝１８００
ＭＨｚである場合の周波数特性を図１０に示す。図１０
に示すように本回路の第１の増幅回路９０１と第３の出
力端子９１１との間の周波数特性１００１は９００ＭＨ
ｚ帯の信号が通過し、１８００ＭＨｚおよび２７００Ｍ
Ｈｚ近傍は減衰量が増大し、また第２の増幅回路９０４
と第３の出力端子９１１との間の周波数特性１００２は
１８００ＭＨｚ帯の信号が通過し、９００ＭＨｚおよび
３６００ＭＨｚおよび５４００ＭＨｚ近傍は減衰量が増
大している。
【００６９】なお、本実施の形態におけるインダクタお
よびコンデンサの形成方法にはさまざまな方法がある
が、本発明はそれらの細部に限定されるものではない。
【００７０】また、移動体通信機器において本発明の高
周波増幅器を用いることにより低域通過フィルタを使用
しなくても不要な信号の大部分を削除でき、かつ低損失
であるため効率良く信号を出力できるので、性能の良い
２帯域で使用可能である移動体通信機器を構成できる。
【００７１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、増幅回路
と入力側整合回路と出力側整合回路からなる高周波増幅
器であって、前記出力側整合回路の通過特性が少なくと
も一つの減衰極を有する回路とすることにより、増幅器
による高調波歪みを低減できるので出力側の低域通過フ
ィルタを削除でき、出力回路の低損失化が実現されて高
効率の増幅器を実現することができる。
【００７２】また増幅回路と入力側整合回路と出力側整
合回路からなる高周波増幅器であり、かつ前記出力側整
合回路の通過特性が二つ以上の減衰極を有し、前記減衰
極のうち少なくとも一つは整合している周波数帯よりも
低い周波数で形成されている回路とすることにより、増
幅器による高調波歪みを低減できるので出力側の低域通
過フィルタを削除でき、出力回路の低損失化が高効率の
増幅器を実現でき、かつ増幅器が整合されている周波数
より低い帯域で動作する回路を容易に接続できる。
【００７３】また第１の帯域で整合している高周波増幅
器と、第１の帯域より高い周波数帯域である第２の帯域
で整合している高周波増幅器と共通端子を有し、第１の
帯域で整合している高周波増幅器と共通端子の間に第１
の移相回路を接続し、第２の帯域で整合している高周波
増幅器と共通端子の間に第２の移相回路を接続した回路
であり、第１の帯域で整合している高周波増幅器の出力
側整合回路で形成する減衰極の少なくとも一つは第２の
帯域に設定し、第２の帯域で整合している高周波増幅器
の出力側整合回路で形成する減衰極の少なくとも一つは
第１の帯域に設けた回路とすることにより、低域通過フ
イルタおよび合波回路素子を用いることなく二つの増幅
器の出力端子を接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における高周波増幅器の
回路図
【図２】本発明の実施の形態１における高周波増幅器の
別の構成例を示す回路図
【図３】本発明の実施の形態１における高周波増幅器の
周波数特性図
【図４】本発明の実施の形態２における高周波増幅器の
回路図
【図５】本発明の実施の形態２における高周波増幅器の
周波数特性図
【図６】本発明の実施の形態２における高周波増幅器の
別の構成例を示す回路図
【図７】本発明の実施の形態２における高周波増幅器の
別の構成例を示す回路図
【図８】本発明の実施の形態２における高周波増幅器の
別の構成例を示す回路図
【図９】本発明の実施の形態３における高周波増幅器の
回路図
【図１０】本発明の実施の形態３における高周波増幅器
の周波数特性図
【図１１】従来の高周波増幅器の回路図
【図１２】従来の高周波増幅器の周波数特性図
【符号の説明】
１０１ 増幅回路 １０２ 第１のコンデンサ １０３ 第１のインダクタ １０４ 第２のコンデンサ １０５ 第３のコンデンサ １０６ 端子 １０７ 第４のコンデンサ １０８ 第２のインダクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J090 AA01 CA27 CA36 CA61 FA19 FA20 GN01 HA29 HA33 KA13 KA16 KA29 KA42 SA13 TA03 5J092 AA01 CA27 CA36 CA61 FA19 FA20 GR00 HA29 HA33 KA13 KA16 KA29 KA42 SA13 TA03

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 増幅回路と入力側整合回路と出力側整合
    回路からなる高周波増幅器であって、前記出力側整合回
    路の通過特性が少なくとも一つの減衰極を有することを
    特徴とする高周波増幅器。
  2. 【請求項２】 出力側整合回路が直列接続のインダクタ
    と並列接続のコンデンサからなり、前記インダクタにコ
    ンデンサが並列に接続されていることを特徴とする請求
    項１記載の高周波増幅器。
  3. 【請求項３】 出力側整合回路が直列接続のインダクタ
    と並列接続のコンデンサからなり、前記コンデンサにイ
    ンダクタが直列に接続されていることを特徴とする請求
    項１記載の高周波増幅器。
  4. 【請求項４】 増幅回路と入力側整合回路と出力側整合
    回路からなる高周波増幅器であり、かつ前記出力側整合
    回路の通過特性が二つ以上の減衰極を有し、前記減衰極
    のうち少なくとも一つは整合している周波数帯よりも低
    い周波数で形成されていることを特徴とする高周波増幅
    器。
  5. 【請求項５】 出力側整合回路が直列接続の直列共振回
    路と並列接続の並列共振回路からなり、前記直列共振回
    路を構成するインダクタ成分にコンデンサが並列に接続
    されていることを特徴とする請求項４記載の高周波増幅
    器。
  6. 【請求項６】 出力側整合回路が直列接続の直列共振回
    路と並列接続の並列共振回路からなり、前記並列共振回
    路を構成するコンデンサ成分にインダクタが直列に接続
    されていることを特徴とする請求項４記載の高周波増幅
    器。
  7. 【請求項７】 出力側整合回路が直列接続の直列共振回
    路と並列接続の並列共振回路からなり、前記直列共振回
    路を構成するコンデンサ成分にインダクタが並列に接続
    されていることを特徴とする請求項４記載の高周波増幅
    器。
  8. 【請求項８】 出力側整合回路が直列接続の直列共振回
    路と並列接続の並列共振回路からなり、前記並列共振回
    路を構成するインダクタ成分にコンデンサが直列に接続
    されていることを特徴とする請求項４記載の高周波増幅
    器。
  9. 【請求項９】 出力側整合回路が直列接続のコンデンサ
    と並列接続の並列共振回路からなり、前記並列共振回路
    を構成するコンデンサ成分にインダクタが直列に接続さ
    れていることを特徴とする請求項４記載の高周波増幅
    器。
  10. 【請求項１０】 出力側整合回路が直列接続のコンデン
    サと並列接続の並列共振回路からなり、前記並列共振回
    路を構成するインダクタ成分にコンデンサが直列に接続
    されていることを特徴とする請求項４記載の高周波増幅
    器。
  11. 【請求項１１】 第１の帯域で整合している請求項１記
    載の高周波増幅器と、第１の帯域より高い周波数帯域で
    ある第２の帯域で整合している請求項４記載の高周波増
    幅器と共通端子を有し、前記請求項１記載の高周波増幅
    器と共通端子の間に第１の移相回路を接続し、前記請求
    項４記載の高周波増幅器と共通端子の間に第２の移相回
    路を接続した回路であり、前記請求項１記載の高周波増
    幅器の出力側整合回路で形成する減衰極の少なくとも一
    つは第２の帯域に設定し、前記請求項４記載の高周波増
    幅器の出力側整合回路で形成する減衰極の少なくとも一
    つは第１の帯域に設けたことを特徴とする高周波増幅
    器。
  12. 【請求項１２】 第１の移相回路が直列接続のインダク
    タであることを特徴とする請求項１１記載の高周波増幅
    器。
  13. 【請求項１３】 第１の移相回路が直列接続のインダク
    タを少なくとも一つ有し、かつ並列接続のコンデンサを
    少なくとも一つ有する回路で構成されていることを特徴
    とする請求項１１記載の高周波増幅器。
  14. 【請求項１４】 第２の移相回路が直列接続のコンデン
    サであることを特徴とする請求項１１記載の高周波増幅
    器。
  15. 【請求項１５】 第１の移相回路が直列接続のコンデン
    サを少なくとも一つ有し、かつ並列接続のインダクタを
    少なくとも一つ有する回路で構成されていることを特徴
    とする請求項１１記載の高周波増幅器。
  16. 【請求項１６】 請求項１ないし１５のいずれかに記載
    の高周波増幅器を用いたことを特徴とする移動体通信機
    器。
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