JP2002270431A - Balance transformer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主として携帯電話
等の移動体通信の基地局において送信系に使用される高
出力の電力増幅用プッシュプル増幅器の入力側および出
力側に設けられ、入力側では不平衡（アンバランス）線
路から平衡（バランス）線路への変換器として用いら
れ、出力側では平衡線路から不平衡線路への変換器とし
て用いられるバラントランスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high output power amplifying push-pull amplifier used for a transmission system in a base station for mobile communication such as a portable telephone, and is provided on the input side and the output side. And a balun transformer used as a converter from an unbalanced line to an unbalanced line on the output side.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えばデジタル移動体通信の基地
局において、その送信系には数十Ｗから数百Ｗに及ぶ高
出力の電力増幅器が使用されている。このような高出力
の電力増幅器では、同一特性を有する２つのトランジス
タを並列に設け互いに逆相の信号を入力信号として供給
するようなプッシュプル増幅器を用い、大きな出力電力
を得ている。2. Description of the Related Art In recent years, for example, in a base station for digital mobile communication, a power amplifier having a high output ranging from several tens of watts to several hundreds of watts has been used in its transmission system. In such a high-output power amplifier, a large output power is obtained by using a push-pull amplifier in which two transistors having the same characteristics are provided in parallel and signals having phases opposite to each other are supplied as input signals.
【０００３】以下、従来の高出力電力増幅器の一例を図
２を参照しながら説明する。図２において、入力端子と
してのアンバランスポート１０１およびバランスポート
１０２，１０３を有するバラントランス１００は、同一
特性を有する２つのトランジスタを並列に設けてなるプ
ッシュプル増幅器２００に、バランスポート１０２，１
０３を介して接続されている。このプッシュプル増幅器
２００は、バランスポート３０１，３０２および出力端
子としてのアンバランスポート３０３を有するバラント
ランス３００に、バランスポート３０１，３０２を介し
て接続されている。すなわち、入力側のバラントランス
１００は、不平衡線路から平衡線路（位相差１８０°）
への変換器として用いられ、出力側のバラントランス３
００は、平衡線路（位相差１８０°）から不平衡線路へ
の変換器として用いられる。Hereinafter, an example of a conventional high output power amplifier will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a balun transformer 100 having an unbalanced port 101 and balance ports 102 and 103 as input terminals includes a push-pull amplifier 200 in which two transistors having the same characteristics are provided in parallel.
03 is connected. The push-pull amplifier 200 is connected via balance ports 301 and 302 to a balun transformer 300 having balance ports 301 and 302 and an unbalance port 303 as an output terminal. That is, the balun transformer 100 on the input side changes from an unbalanced line to a balanced line (180 ° phase difference).
Output balun transformer 3
00 is used as a converter from a balanced line (180 ° phase difference) to an unbalanced line.
【０００４】このような電力増幅器において、アンバラ
ンスポート１０１から入力された信号は、バラントラン
ス１００により、使用周波数帯において、１８０°の位
相差をもって二分配され、バランスポート１０２，１０
３に出力される。これらの信号は、プッシュプル増幅器
２００により増幅され、バランスポート３０１，３０２
を介してバラントランス３００に供給される。そして、
これらの増幅された１８０°の位相差を有する信号は、
バラントランス３００により合成され、アンバランスポ
ート３０３に出力される。このようにして、大きな出力
電力を得るようにしている。In such a power amplifier, a signal input from an unbalanced port 101 is divided into two by a balun transformer 100 with a phase difference of 180 ° in a used frequency band.
3 is output. These signals are amplified by the push-pull amplifier 200, and the balance ports 301 and 302
Is supplied to the balun transformer 300. And
These amplified 180 ° phase difference signals are:
The signals are combined by the balun transformer 300 and output to the unbalance port 303. In this way, a large output power is obtained.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のバラントランス１００，３００では、使用周波
数帯付近での通過バランスしか考慮されていない。この
ため、プッシュプル増幅器２００の前段の増幅器（図示
せず）で発生した２倍波や３倍波等の高調波の場合、入
力側のバラントランス１００を通過した後のレベルのバ
ランスが悪く、その状態でプッシュプル増幅器２００に
供給されてしまう。また、プッシュプル増幅器２００か
ら出力される高調波のバランスも出力側のバラントラン
ス３００によって更に崩されてしまう。このように、従
来のバラントランス１００，３００は高調波の周波数帯
域での通過バランスが悪く、よって、出力電力を得るた
めの信号合成処理が理想的に行われず、プッシュプル増
幅器２００の飽和出力を低下させていた。However, in the above-mentioned conventional balun transformers 100 and 300, only the passing balance near the used frequency band is considered. For this reason, in the case of a harmonic such as a second harmonic or a third harmonic generated by an amplifier (not shown) in the preceding stage of the push-pull amplifier 200, the level balance after passing through the balun transformer 100 on the input side is poor. In that state, it is supplied to the push-pull amplifier 200. Further, the balance of the harmonic output from the push-pull amplifier 200 is further broken by the balun transformer 300 on the output side. As described above, the conventional balun transformers 100 and 300 have poor passing balance in the frequency band of harmonics, and therefore, the signal combining process for obtaining the output power is not ideally performed, and the saturated output of the push-pull amplifier 200 is reduced. Had been lowered.
【０００６】本発明は、このような実状に鑑みて為され
たものであり、プッシュプル増幅器の飽和出力の低下を
防止することができるようなバラントランスを提供する
ことを目的としている。The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a balun transformer capable of preventing a decrease in the saturation output of a push-pull amplifier.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、第１に、本発明のバラントランスは、信号の分配
・合成を行うバラン本体と、使用周波数に対する高調波
の周波数帯域までの前記バラン本体の通過バランスを補
正するバランス補正回路と、を備えていることを特徴と
している。To achieve the above object, first, a balun transformer of the present invention comprises a balun main body for distributing and synthesizing a signal, and a balun main body up to a frequency band of a harmonic with respect to a used frequency. And a balance correction circuit for correcting the passing balance of the balun body.
【０００８】第２に、本発明のバラントランスは、前記
第１に記載のバラントランスにおいて、前記バラン本体
が、基板上にパターンによって形成されていることを特
徴としている。[0008] Secondly, a balun transformer according to the present invention is characterized in that, in the balun transformer according to the first aspect, the balun main body is formed by a pattern on a substrate.
【０００９】第３に、本発明のバラントランスは、前記
第２に記載のバラントランスにおいて、前記バラン本体
が、両面基板上にパターンによって形成されていること
を特徴としている。Third, a balun transformer according to the present invention is characterized in that, in the balun transformer according to the second aspect, the balun main body is formed in a pattern on a double-sided substrate.
【００１０】第４に、本発明のバラントランスは、前記
第１に記載のバラントランスにおいて、前記バランス補
正回路が、基板上にパターンによって形成されているこ
とを特徴としている。Fourth, the balun transformer according to the present invention is characterized in that, in the balun transformer according to the first aspect, the balance correction circuit is formed by a pattern on a substrate.
【００１１】第５に、本発明のバラントランスは、前記
第４に記載のバラントランスにおいて、前記バランス補
正回路が、前記基板を構成する誘電体を挟んで裏面のパ
ターンの大きさを調整することにより、前記バラン本体
の通過バランスを補正するものであることを特徴として
いる。Fifthly, in the balun transformer according to the present invention, in the balun transformer according to the fourth aspect, the balance correction circuit adjusts a size of a pattern on a back surface with a dielectric material constituting the substrate interposed therebetween. Therefore, the passage balance of the balun main body is corrected.
【００１２】第６に、本発明のバラントランスは、前記
第４に記載のバラントランスにおいて、前記バランス補
正回路が、前記バラン本体との電磁結合を調整すること
により、前記バラン本体の通過バランスを補正するもの
であることを特徴としている。Sixth, a balun transformer according to the present invention, in the balun transformer according to the fourth aspect, wherein the balance correction circuit adjusts electromagnetic coupling with the balun main body so as to reduce a passing balance of the balun main body. It is characterized in that it is to be corrected.
【００１３】第７に、本発明のバラントランスは、前記
第６に記載のバラントランスにおいて、前記バランス補
正回路と前記バラン本体との電磁結合を、前記基板に溝
を掘ることにより調整することを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the balun transformer according to the sixth aspect, the electromagnetic coupling between the balance correction circuit and the balun body is adjusted by digging a groove in the substrate. Features.
【００１４】第８に、本発明のバラントランスは、前記
第１に記載のバラントランスにおいて、前記バランス補
正回路が、前記バラン本体の通過バランスの補正を調整
する機能を有していることを特徴としている。Eighth, the balun transformer according to the present invention is characterized in that, in the balun transformer according to the first aspect, the balance correction circuit has a function of adjusting a passage balance of the balun body. And
【００１５】第９に、本発明のバラントランスは、前記
第１に記載のバラントランスにおいて、前記バラン本体
および前記バランス補正回路が、基板上にパターンによ
って形成されていることを特徴としている。Ninth, a balun transformer according to the present invention is characterized in that, in the balun transformer according to the first aspect, the balun body and the balance correction circuit are formed by a pattern on a substrate.
【００１６】第１０に、本発明のバラントランスは、前
記第９に記載のバラントランスにおいて、前記バラン本
体および前記バランス補正回路が、両面基板上にパター
ンによって形成されていることを特徴としている。Tenthly, a balun transformer according to the present invention is characterized in that, in the balun transformer according to the ninth aspect, the balun body and the balance correction circuit are formed in a pattern on a double-sided substrate.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１８】図１は、本発明がプッシュプル増幅器の入
力側および出力側のバラントランスに適用された、本実
施形態の高出力電力増幅器の構成を示すブロック図であ
る。図１において、入力端子としてのアンバランスポー
ト１１およびバランスポート１２，１３を有するバラン
トランス１０は、同一特性を有する２つのトランジスタ
を並列に設けてなるプッシュプル増幅器２０に、バラン
スポート１２，１３を介して接続されている。このプッ
シュプル増幅器２０は、バランスポート３１，３２およ
び出力端子としてのアンバランスポート３３を有するバ
ラントランス３０に、バランスポート３１，３２を介し
て接続されている。すなわち、入力側のバラントランス
１０は、不平衡線路から平衡線路（位相差１８０°）へ
の変換器として用いられ、出力側のバラントランス３０
は、平衡線路（位相差１８０°）から不平衡線路への変
換器として用いられる。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a high-output power amplifier according to the present embodiment in which the present invention is applied to balun transformers on the input and output sides of a push-pull amplifier. In FIG. 1, a balun transformer 10 having an unbalance port 11 and balance ports 12 and 13 as input terminals includes a push-pull amplifier 20 in which two transistors having the same characteristics are provided in parallel, and balance ports 12 and 13. Connected through. The push-pull amplifier 20 is connected to the balun transformer 30 having balance ports 31 and 32 and an unbalance port 33 as an output terminal via the balance ports 31 and 32. That is, the input-side balun transformer 10 is used as a converter from an unbalanced line to a balanced line (a phase difference of 180 °), and the output-side balun transformer 30 is used.
Are used as converters from balanced lines (180 ° phase difference) to unbalanced lines.
【００１９】入力側のバラントランス１０は、信号の分
配を行うバラン本体１４（図２に示した従来のバラント
ランス１００に相当するもの）と、使用周波数に対する
２倍波や３倍波等の高調波の周波数帯域までのバラン本
体１４の通過バランスを補正するバランス補正回路１５
とを備えている。また、出力側のバラントランス３０
は、信号の合成を行うバラン本体３４（図２に示した従
来のバラントランス３００に相当するもの）と、使用周
波数に対する２倍波や３倍波等の高調波の周波数帯域ま
でのバラン本体３４の通過バランスを補正するバランス
補正回路３５とを備えている。The balun transformer 10 on the input side is composed of a balun body 14 (corresponding to the conventional balun transformer 100 shown in FIG. 2) for distributing a signal and a harmonic such as a second harmonic or a third harmonic with respect to a used frequency. Balance correction circuit 15 for correcting the passing balance of the balun body 14 up to the frequency band of the wave
And The output side balun transformer 30
Is a balun body 34 for synthesizing signals (corresponding to the conventional balun transformer 300 shown in FIG. 2), and a balun body 34 up to a frequency band of a higher harmonic wave such as a second harmonic or a third harmonic with respect to a used frequency. And a balance correction circuit 35 for correcting the passing balance of the signals.
【００２０】このような構成を有する本実施形態の電力
増幅器において、アンバランスポート１１から入力され
た信号は、バラントランス１０のバラン本体１４によ
り、１８０°の位相差をもって二分配されるとともに、
バランス補正回路１５により、バラン本体１４の高調波
の周波数帯域までの通過バランスが補正されて、バラン
スポート１２，１３に出力される。これらの信号は、プ
ッシュプル増幅器２０により増幅され、バランスポート
３１，３２を介してバラントランス３０に供給される。
そして、これらの増幅された１８０°の位相差を有する
信号は、バランス補正回路３５により、バラン本体３４
の高調波の周波数帯域までの通過バランスを考慮の上補
正され、バラン本体３４により合成されて、アンバラン
スポート３３に出力される。このようにして、大きな出
力電力を得るようにしている。In the power amplifier according to the present embodiment having such a configuration, the signal input from the unbalance port 11 is divided into two by the balun main body 14 of the balun transformer 10 with a phase difference of 180 °.
The balance correction circuit 15 corrects the passing balance up to the frequency band of the harmonic of the balun main body 14 and outputs the result to the balance ports 12 and 13. These signals are amplified by the push-pull amplifier 20 and supplied to the balun transformer 30 via the balance ports 31 and 32.
The amplified signals having a phase difference of 180 ° are output from the balun body 34 by the balance correction circuit 35.
Are corrected in consideration of the passing balance up to the frequency band of the higher harmonics, are synthesized by the balun body 34, and output to the unbalance port 33. In this way, a large output power is obtained.
【００２１】このように、プッシュプル増幅器２０の入
力側では、バランス補正回路１５によりバラン本体１４
の高調波の周波数帯域までの通過バランスが補正され、
また、プッシュプル増幅器２０の出力側では、バランス
補正回路３５によりバラン本体３４の高調波の周波数帯
域までの通過バランスが補正される。従って、出力電力
を得るための信号合成処理が理想的に行われ、プッシュ
プル増幅器２０の飽和出力の低下を防止することができ
る。As described above, on the input side of the push-pull amplifier 20, the balun body 14 is
The pass balance up to the frequency band of the higher harmonics is corrected,
On the output side of the push-pull amplifier 20, the balance correction circuit 35 corrects the passing balance up to the frequency band of the harmonics of the balun body 34. Therefore, signal synthesis processing for obtaining output power is ideally performed, and a decrease in the saturation output of the push-pull amplifier 20 can be prevented.
【００２２】なお、バラン本体１４（３４）を基板上に
パターンによって形成することにより、実装のばらつき
を抑え、低コストのバラン本体を実現することができ
る。また、バラン本体１４（３４）を両面基板上にパタ
ーンによって形成することにより、多層基板の場合と比
較して、基板作成の簡略化、基板作成精度の緩和、基板
コストの低減を実現することができる。By forming the balun body 14 (34) in a pattern on a substrate, variations in mounting can be suppressed, and a low-cost balun body can be realized. In addition, by forming the balun body 14 (34) on a double-sided substrate by a pattern, simplification of substrate production, relaxation of substrate production accuracy, and reduction of substrate cost can be realized as compared with the case of a multilayer substrate. it can.
【００２３】更に、バランス補正回路１５（３５）を基
板上にパターンによって形成することにより、実装のば
らつきを抑え、低コストのバランス補正回路を実現する
ことができる。この場合、基板を構成する誘電体を挟ん
で裏面のパターンの大きさを調整してバラン本体１４
（３４）の通過バランスを補正することにより、表面の
パターンの大きさだけでは調整しきれないバランスを調
整することができる。また、バランス補正回路１５（３
５）のバラン本体１４（３４）との電磁結合を調整して
バラン本体１４（３４）の通過バランスを補正すること
により、バランス補正回路１５（３５）だけでは調整し
きれないバランスを調整することができる。この場合、
バランス補正回路１５（３５）とバラン本体１４（３
４）との電磁結合を基板に溝を掘って調整することによ
り、バランス補正回路１５（３５）だけでは調整しきれ
ないバランスの調整を簡単に実現することができる。ま
た、バランス補正回路１５（３５）にバラン本体１４
（３４）の通過バランスの補正を調整する機能を設ける
ことにより、バラントランス１０（３０）をプッシュプ
ル増幅器２０と組み合わせた後であっても、プッシュプ
ル増幅器２０の飽和出力等の特性を確認しながら最適な
バランスに調整することができる。Further, by forming the balance correction circuit 15 (35) on the substrate by a pattern, variations in mounting can be suppressed, and a low-cost balance correction circuit can be realized. In this case, the size of the pattern on the back surface is adjusted by sandwiching the dielectric constituting the substrate to adjust the balun body 14.
By correcting the passing balance in (34), it is possible to adjust the balance which cannot be adjusted only by the size of the surface pattern. The balance correction circuit 15 (3
5) By adjusting the electromagnetic coupling with the balun body 14 (34) to correct the passing balance of the balun body 14 (34), it is possible to adjust the balance that cannot be adjusted only by the balance correction circuit 15 (35). Can be. in this case,
The balance correction circuit 15 (35) and the balun body 14 (3
By adjusting the electromagnetic coupling with 4) by digging a groove in the substrate, it is possible to easily achieve balance adjustment that cannot be achieved by the balance correction circuit 15 (35) alone. Further, the balun body 14 is connected to the balance correction circuit 15 (35).
By providing the function of adjusting the correction of the passing balance in (34), even after the balun transformer 10 (30) is combined with the push-pull amplifier 20, the characteristics such as the saturation output of the push-pull amplifier 20 are confirmed. While it can be adjusted to the optimal balance.
【００２４】更にまた、バラン本体１４（３４）および
バランス補正回路１５（３５）を基板上にパターンによ
って形成することにより、実装のばらつきを抑え、低コ
ストのバラン本体およびバランス補正回路を実現するこ
とができる。また、バラン本体１４（３４）およびバラ
ンス補正回路１５（３５）を両面基板上にパターンによ
って形成することにより、多層基板の場合と比較して、
基板作成の簡略化、基板作成精度の緩和、基板コストの
低減を実現することができる。Further, by forming the balun body 14 (34) and the balance correction circuit 15 (35) on the substrate by patterns, a variation in mounting is suppressed, and a low-cost balun body and balance correction circuit are realized. Can be. In addition, by forming the balun body 14 (34) and the balance correction circuit 15 (35) in a pattern on a double-sided board, compared with the case of a multilayer board,
It is possible to realize simplification of substrate production, relaxation of substrate production accuracy, and reduction of substrate cost.
【００２５】[0025]
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発
明のバラントランスによれば、バランス補正回路により
バラン本体の高調波の周波数帯域までの通過バランスが
補正されることにより、プッシュプル増幅器の入力側お
よび出力側に設けた場合、出力電力を得るための信号合
成処理が理想的に行われ、該プッシュプル増幅器の飽和
出力の低下を防止することができる。As is clear from the above description, according to the balun transformer of the present invention, the balance correction circuit corrects the passing balance up to the frequency band of the harmonics of the balun main body, so that the push-pull amplifier is improved. When provided on the input side and the output side, signal synthesis processing for obtaining output power is ideally performed, and a decrease in the saturation output of the push-pull amplifier can be prevented.
【図１】本発明がプッシュプル増幅器の入力側および出
力側のバラントランスに適用された、一実施形態の高出
力電力増幅器の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a high-output power amplifier according to an embodiment in which the present invention is applied to a balun transformer on an input side and an output side of a push-pull amplifier.
【図２】従来の高出力電力増幅器の一例を示すブロック
図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional high output power amplifier.
１０，３０ バラントランス １４，３４ バラン本体 １５，３５ バランス補正回路 10, 30 Balun transformer 14, 34 Balun body 15, 35 Balance correction circuit
Claims (10)
ン本体の通過バランスを補正するバランス補正回路と、 を備えていることを特徴とするバラントランス。1. A balun, comprising: a balun main body for distributing and synthesizing a signal; and a balance correction circuit for correcting a passing balance of the balun main body up to a frequency band of a harmonic with respect to a used frequency. Trance.
よって形成されていることを特徴とする請求項１に記載
のバラントランス。2. The balun transformer according to claim 1, wherein the balun main body is formed by a pattern on a substrate.
ンによって形成されていることを特徴とする請求項２に
記載のバラントランス。3. The balun transformer according to claim 2, wherein the balun main body is formed by a pattern on a double-sided substrate.
ーンによって形成されていることを特徴とする請求項１
に記載のバラントランス。4. The circuit according to claim 1, wherein the balance correction circuit is formed by a pattern on a substrate.
The balun transformer described in 1.
成する誘電体を挟んで裏面のパターンの大きさを調整す
ることにより、前記バラン本体の通過バランスを補正す
るものであることを特徴とする請求項４に記載のバラン
トランス。5. The balance correcting circuit corrects a passing balance of the balun main body by adjusting a size of a pattern on a back surface with a dielectric material constituting the substrate interposed therebetween. The balun transformer according to claim 4.
体との電磁結合を調整することにより、前記バラン本体
の通過バランスを補正するものであることを特徴とする
請求項４に記載のバラントランス。6. The balun transformer according to claim 4, wherein the balance correction circuit corrects a passing balance of the balun main body by adjusting electromagnetic coupling with the balun main body.
との電磁結合を、前記基板に溝を掘ることにより調整す
ることを特徴とする請求項６に記載のバラントランス。7. The balun transformer according to claim 6, wherein the electromagnetic coupling between the balance correction circuit and the balun main body is adjusted by digging a groove in the substrate.
体の通過バランスの補正を調整する機能を有しているこ
とを特徴とする請求項１に記載のバラントランス。8. The balun transformer according to claim 1, wherein the balance correction circuit has a function of adjusting a correction of a passage balance of the balun main body.
回路が、基板上にパターンによって形成されていること
を特徴とする請求項１に記載のバラントランス。9. The balun transformer according to claim 1, wherein the balun main body and the balance correction circuit are formed by a pattern on a substrate.
正回路が、両面基板上にパターンによって形成されてい
ることを特徴とする請求項９に記載のバラントランス。10. The balun transformer according to claim 9, wherein the balun main body and the balance correction circuit are formed by a pattern on a double-sided board.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001070493A JP2002270431A (en) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Balance transformer |
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| JP2001070493A JP2002270431A (en) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Balance transformer |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2002270431A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536739A (en) * | 2004-05-04 | 2007-12-13 | レイセオン カンパニー | Differential mode inductor with center tap |
-
2001
- 2001-03-13 JP JP2001070493A patent/JP2002270431A/en active Pending
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