JP2002344255A - High-frequency power amplifier - Google Patents

High-frequency power amplifier

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JP2002344255A
JP2002344255A JP2001149055A JP2001149055A JP2002344255A JP 2002344255 A JP2002344255 A JP 2002344255A JP 2001149055 A JP2001149055 A JP 2001149055A JP 2001149055 A JP2001149055 A JP 2001149055A JP 2002344255 A JP2002344255 A JP 2002344255A
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JP
Japan
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power amplifier
matching circuit
circuit
frequency
frequency power
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Application number
JP2001149055A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimiharu Hattori
公春 服部
Hideaki Katayama
秀昭 片山
Akira Ota
彰 太田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high-frequency power amplifier that can improve efficiency over a wide-range output power by giving a plurality of appropriate matching conditions. SOLUTION: This high-frequency power amplifier has a high-frequency matching circuit 18 using an active element 20 comprising a diode switch and the like, thus arbitrarily imparting the resonance frequency of the high-frequency matching circuit 18, according to the state transition of the active element 20, and hence providing the plurality of satisfactory matching conditions for improving efficiency over a wide-range output level.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電界効果トランジ
スタやバイポーラトランジスタ等を備えた高周波電力増
幅器、特に移動体通信やマイクロ波帯通信機等に使用す
る高効率増幅器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency power amplifier provided with a field-effect transistor, a bipolar transistor, and the like, and more particularly to a high-efficiency amplifier used for mobile communication, microwave band communication equipment, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図12に、特開2000−106510
号公報に記載された、従来の高周波電力増幅器の例を示
した概略のブロック図を示す。図12に示す高周波信号
の増幅を行う高周波電力増幅器1は、電界効果トランジ
スタやバイポーラトランジスタ等の能動素子からなる高
周波信号の増幅を行う増幅素子2と、信号入力端子3に
入力される高周波信号に対してインピーダンス整合を行
う入力整合回路4、及び増幅素子2の出力端から出力さ
れた高周波信号に対するインピーダンス整合を行う出力
整合回路5からなる。
2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of a conventional high-frequency power amplifier described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. H11-157,004. A high-frequency power amplifier 1 for amplifying a high-frequency signal shown in FIG. 12 includes an amplifying element 2 for amplifying a high-frequency signal composed of an active element such as a field-effect transistor or a bipolar transistor, and a high-frequency signal input to a signal input terminal 3. An input matching circuit 4 performs impedance matching on the input signal, and an output matching circuit 5 performs impedance matching on a high-frequency signal output from the output terminal of the amplifier 2.

【0003】図13は、図12で示した高周波電力増幅
器の具体例を示した回路図である。図13において、図
12と同一の符号は、図12に示されたものと同一また
は相当なものであることを示す。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a specific example of the high-frequency power amplifier shown in FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 12 indicate that they are the same as or correspond to those shown in FIG.

【0004】図に示されるように、ソース接地された電
界効果トランジスタ(以下「FET」と呼ぶ)2は、ド
レインバイアス線路8からドレインバイアス電圧が印加
され、ゲートには増幅を行う高周波信号が入力される。
ドレインバイアス線路8には、パスコン7が並列に付加
されている。第3次高調波整合回路6は、ドレインバイ
アス線路8の線路長を調整することで、第3次高調波の
インピーダンス整合を行って、FET2の出力端での第
3次高調波のインピーダンスを十分に小さい短絡負荷に
している。また、第2次高調波整合回路9は、FET2
の出力端における第2次高調波のインピーダンスを十分
に大きい開放負荷にすることで、逆F級電力増幅器とし
て動作する。また、FET2で増幅され第3次高調波整
合回路6及び第2次高調波整合回路9によって高調波処
理された信号は、基本波整合回路10を介して信号出力
端子11から出力される。
As shown in FIG. 1, a field-effect transistor (hereinafter referred to as "FET") 2 having a source grounded is supplied with a drain bias voltage from a drain bias line 8, and a gate receives a high-frequency signal for amplification. Is done.
A bypass capacitor 7 is added in parallel to the drain bias line 8. The third harmonic matching circuit 6 adjusts the line length of the drain bias line 8 so as to perform impedance matching of the third harmonic, and to sufficiently increase the impedance of the third harmonic at the output terminal of the FET 2. With a short-circuit load. Further, the second harmonic matching circuit 9 includes the FET 2
By operating the impedance of the second harmonic at the output end of the open circuit with a sufficiently large open load, it operates as an inverse class F power amplifier. The signal amplified by the FET 2 and subjected to the harmonic processing by the third harmonic matching circuit 6 and the second harmonic matching circuit 9 is output from the signal output terminal 11 via the fundamental wave matching circuit 10.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
高周波電力増幅器は、抵抗やコンデンサ等の受動素子お
よびマイクロストリップラインを用いて、基本波整合回
路と高調波整合回路が形成されていた。つまり、FET
2に対して単一の整合条件しか与えられず、複数の条件
を与えたい場合には、トレードオフとなる特性間で最適
なトレードオフポイントを与える必要があった。したが
って、そのような場合には、必ずしも求められる高周波
電力増幅器としての性能を与えられるとは限らない、と
いう問題があった。
As described above, in the conventional high-frequency power amplifier, a fundamental wave matching circuit and a harmonic matching circuit are formed using passive elements such as resistors and capacitors and microstrip lines. . In other words, FET
When only a single matching condition is given to 2 and a plurality of conditions are desired to be given, it is necessary to give an optimum trade-off point between the characteristics to be traded off. Therefore, in such a case, there is a problem that the required performance as a high-frequency power amplifier is not always provided.

【0006】図14は、従来の高周波電力増幅器の入出
力特性を表す図である。入力電力に対する、出力電力の
関係12と、電力変換効率の関係13をそれぞれ示して
いる。従来、移動体通信機等のアプリケーションでは最
大出力時の高効率化を求められており、受動素子からな
る出力整合回路を用いた電力増幅器では、図から分かる
ように、出力電力が下がると同時に電力変換効率も下が
っていた。
FIG. 14 is a diagram showing input / output characteristics of a conventional high-frequency power amplifier. The relationship 12 of the output power to the input power and the relationship 13 of the power conversion efficiency are shown. Conventionally, applications such as mobile communication devices require higher efficiency at the maximum output.As can be seen from the figure, in a power amplifier using an output matching circuit composed of passive elements, Conversion efficiency was also reduced.

【0007】図15は、移動体通信機のフロントエンド
部のブロック図を示している。いま、移動体通信機では
複数の通信方式の採用や、送受信に使用する周波数帯の
増加に伴い、電力増幅器1からアンテナ14までの間の
経路15a、15b、15cの数が増え、それら経路1
5a、15b、15c間の損失差が発生していると共
に、フィルタ16a、16b、16c等の影響で損失が
大きくなっている。尚、経路15a、15b、15cの
切り替えはスイッチ17によって行われている。また、
このスイッチ17の制御は、移動体通信機の制御部41
によって行われる。
FIG. 15 is a block diagram showing a front end portion of the mobile communication device. Now, with the adoption of a plurality of communication systems and an increase in frequency bands used for transmission and reception in the mobile communication device, the number of paths 15a, 15b, and 15c from the power amplifier 1 to the antenna 14 increases.
A loss difference occurs between 5a, 15b, and 15c, and the loss increases due to the influence of the filters 16a, 16b, and 16c. The switching of the paths 15a, 15b, 15c is performed by the switch 17. Also,
The control of the switch 17 is performed by the control unit 41 of the mobile communication device.
Done by

【0008】このような経路15a、15b、15c間
の損失差を補完するために、現在、電力増幅器1からの
出力電力の切り替えが要求されている。そして、現行の
歪特性等の電気的特性を保ったまま、最大出力電力を増
加させることを前提条件として要求されている。しか
し、図14に示されるように、最大出力電力を上げるこ
とは、従来の単一の整合条件のもとにおいては、現行の
出力電力時の効率を低下させるという問題点がある。
In order to compensate for such a loss difference between the paths 15a, 15b and 15c, switching of output power from the power amplifier 1 is currently required. Then, it is required as a precondition that the maximum output power be increased while maintaining the current electrical characteristics such as distortion characteristics. However, as shown in FIG. 14, increasing the maximum output power has a problem that the efficiency at the current output power is reduced under the conventional single matching condition.

【0009】本発明は、上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、良好な整合条件を複数与える
ことで、広い範囲の出力電力での効率を向上させること
ができる高周波電力増幅器を得ることを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a high frequency power amplifier capable of improving the efficiency in a wide range of output power by providing a plurality of good matching conditions. The purpose is to get.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波電
力増幅器は、高周波信号の増幅を行う第1の能動素子
と、該第1の能動素子の出力端に接続され、該出力端か
ら出力される高周波信号に対するインピーダンス整合を
行う出力整合回路とを備えた高周波電力増幅器におい
て、該出力整合回路は、基本波に対するインピーダンス
整合を行う基本波整合回路と、基本波以外の高調波に対
するインピーダンス整合が可能であるとともに、第2の
能動素子を有し共振周波数の切り替えが可能な高調波整
合回路とを備えたものである。
A high-frequency power amplifier according to the present invention is connected to a first active element for amplifying a high-frequency signal and an output terminal of the first active element. A high-frequency power amplifier having an output matching circuit that performs impedance matching with respect to a high-frequency signal, the output matching circuit can perform impedance matching with respect to a fundamental wave that performs impedance matching with respect to a fundamental wave and impedance matching with respect to harmonics other than the fundamental wave. And a harmonic matching circuit having a second active element and capable of switching the resonance frequency.

【0011】又、高調波整合回路が、外部からの制御信
号により第2の能動素子が制御されることで、共振周波
数が切り替えられるものである。
In the harmonic matching circuit, the resonance frequency is switched by controlling the second active element by an external control signal.

【0012】又、第2の能動素子がダイオードであるも
のである。
Further, the second active element is a diode.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、本発明の
実施の形態における高周波電力増幅器100を示した回
路図である。図1において、図13と同一の符号は、図
13に示されたものと同一または相当なものであること
を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing a high-frequency power amplifier 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 13 indicate that they are the same as or correspond to those shown in FIG.

【0014】図中、18はダイオードスイッチを用いた
高調波整合回路、20はPINダイオード、24、25
はコンデンサ、26はバイアス回路、27はバイアス電
源端子、28はインダクタ、29は抵抗器である。バイ
アス回路26には、端子27以降のインピーダンスが見
えにくいように、直列にインダクタ28とレジスタ29
が付加されている。
In the figure, 18 is a harmonic matching circuit using a diode switch, 20 is a PIN diode, 24, 25
Is a capacitor, 26 is a bias circuit, 27 is a bias power supply terminal, 28 is an inductor, and 29 is a resistor. The inductor 28 and the resistor 29 are connected in series to the bias circuit 26 so that the impedance after the terminal 27 is difficult to see.
Is added.

【0015】図2は、本実施の形態における高周波電力
増幅器100を備えた、移動体通信端末機のフロントエ
ンド部を示すブロック図である。図2において、図15
と同一の符号は、図15に示されたものと同一または相
当なものであることを示す。図中Aは、移動体通信機の
制御部41より、高周波電力増幅器100に与えられる
制御信号である。
FIG. 2 is a block diagram showing a front end portion of a mobile communication terminal provided with the high-frequency power amplifier 100 according to the present embodiment. In FIG. 2, FIG.
The same reference numerals indicate that they are the same as or correspond to those shown in FIG. A in the figure is a control signal provided to the high-frequency power amplifier 100 from the control unit 41 of the mobile communication device.

【0016】図1に戻り、バイアス電源端子27に制御
部41から与えられる制御信号Aに基づいて、バイアス
回路26からダイオード20に与えられる電力によって
ダイオード20の状態は遷移し、ダイオード20はON
状態では例えば0.5Ω程度の抵抗成分22として働
き、OFF状態では例えば0.6pF程度の容量成分と
して働く。
Returning to FIG. 1, the state of the diode 20 is changed by the power supplied from the bias circuit 26 to the diode 20 based on the control signal A supplied from the control unit 41 to the bias power supply terminal 27, and the diode 20 is turned on.
In the state, for example, it works as a resistance component 22 of about 0.5Ω, and in the OFF state, it works as a capacitance component of about 0.6 pF, for example.

【0017】図3は、図1に示した高調波整合回路18
を示す回路図である。図3に示すように、高調波整合回
路18は信号線路37に並列型の容量可変回路39が付
加されており、この容量可変回路39は、2つのコンデ
ンサ24(容量値α)、25(容量値β)、PINダイ
オード20、及び該ダイオード20へのバイアス回路2
6で構成されている。
FIG. 3 shows the harmonic matching circuit 18 shown in FIG.
FIG. As shown in FIG. 3, the harmonic matching circuit 18 has a parallel variable capacitance circuit 39 added to a signal line 37. The variable capacitance circuit 39 includes two capacitors 24 (capacity value α) and 25 (capacity value α). Value β), PIN diode 20 and bias circuit 2 for diode 20
6.

【0018】このような並列型の容量可変回路39にお
いては、ダイオード20がONの状態では、図4に示す
等価回路のように、ダイオード20は抵抗成分22とし
て働くので、回路39の容量値C1としては下記の式
(1)のようになる。 C1=α+β ・・・・・(1)
In such a parallel variable capacitance circuit 39, when the diode 20 is in the ON state, the diode 20 functions as the resistance component 22 as in the equivalent circuit shown in FIG. Equation (1) below is obtained. C1 = α + β (1)

【0019】一方、ダイオード20がOFFの状態で
は、図5に示す等価回路のように、ダイオード20は容
量成分23(容量値γ)として働き、回路39の容量値
C2は下記の式(2)のようになる。 C2={α×(β+γ)+β×γ}/(β+γ) ・・・・・(2)
On the other hand, when the diode 20 is in the OFF state, the diode 20 functions as a capacitance component 23 (capacity value γ) as shown in an equivalent circuit shown in FIG. become that way. C2 = {α × (β + γ) + β × γ} / (β + γ) (2)

【0020】尚、図4は、図3に示される並列型の容量
可変回路39において、ダイオード20がON状態の場
合における等価回路を示す図であり、図5は、ダイオー
ド20がOFF状態の場合における等価回路を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit when the diode 20 is in the ON state in the parallel variable capacitance circuit 39 shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing the case where the diode 20 is in the OFF state. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit in FIG.

【0021】又、図6に、複数のPINダイオードを用
いた本発明に係る高調波整合回路の変形例19を示す。
図6において、図1と同一の符号は、図1に示されたも
のと同一または相当なものであることを示す。図に示す
ように、任意の数のダイオード20a、20b・・・、
コンデンサ21a、21b・・・及びバイアス回路26
a、26b・・・を用いて構成される。これを利用する
ことで、ON/OFFの状態遷移とコンデンサ21の組
み合わせにより、任意の容量値を選択することが可能と
なる。
FIG. 6 shows a modification 19 of the harmonic matching circuit according to the present invention using a plurality of PIN diodes.
6, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate that they are the same as or correspond to those shown in FIG. As shown, any number of diodes 20a, 20b,.
Capacitors 21a, 21b... And bias circuit 26
a, 26b... By utilizing this, an arbitrary capacitance value can be selected by a combination of the ON / OFF state transition and the capacitor 21.

【0022】又、図7に、本発明に係る高調波整合回路
の他の変形例30を示す。図7において、図3と同一の
符号は、図3に示されたものと同一または相当なもので
あることを示す。図に示すように、この高調波整合回路
30は信号線路37に直列型容量可変回路40が付加さ
れており、図8に示すように、ダイオード20がONの
状態では、回路40の容量値C3は、下記の式(3)の
容量値になる。 C3=(α×β)/(α+β) ・・・・・(3) 一方、図9に示すように、OFFの状態の容量値C4
は、下記の式(4)のようになる。 C4=α×(β+γ)/(α+β+γ) ・・・・・(4)
FIG. 7 shows another modification 30 of the harmonic matching circuit according to the present invention. 7, the same reference numerals as those in FIG. 3 indicate that they are the same as or correspond to those shown in FIG. As shown in the figure, in the harmonic matching circuit 30, a series capacitance variable circuit 40 is added to the signal line 37, and as shown in FIG. Is the capacitance value of the following equation (3). C3 = (α × β) / (α + β) (3) On the other hand, as shown in FIG. 9, the capacitance value C4 in the OFF state
Is as shown in the following equation (4). C4 = α × (β + γ) / (α + β + γ) (4)

【0023】尚、図8は、図7に示される並列型の容量
可変回路40において、ダイオード20がON状態の場
合における等価回路を示す図であり、図9は、ダイオー
ド20がOFF状態の場合における等価回路を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit when the diode 20 is in the ON state in the parallel variable capacitance circuit 40 shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram showing the case where the diode 20 is in the OFF state. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit in FIG.

【0024】このように、本発明においては、ダイオー
ドスイッチ等からなる能動素子を用いた高調波整合回路
を備えるので、高調波整合回路の共振周波数を上記能動
素子の状態遷移によって任意に調節することができる。
As described above, according to the present invention, since the harmonic matching circuit using the active element such as the diode switch is provided, the resonance frequency of the harmonic matching circuit can be arbitrarily adjusted by the state transition of the active element. Can be.

【0025】図13に示される従来の高周波電力増幅器
においては、第2次高調波整合回路9によって、FET
2出力端の第2次高調波のインピーダンスは十分にイン
ピーダンスの大きい開放負荷にある。このとき、第2次
高調波整合回路9に接続されているコンデンサ38の容
量値は信号線路37の長さと第2次高調波の周波数に基
づいて定められるが、例えば基本波の周波数帯が900
MHz付近の場合には、3pF程度のコンデンサが付加
されている。このときに効率、ゲイン、歪み等を最適化
した、基本波のインピーダンスは図9に示す33にあ
る。
In the conventional high-frequency power amplifier shown in FIG.
The impedance of the second harmonic at the two output terminals is in an open load having a sufficiently large impedance. At this time, the capacitance value of the capacitor 38 connected to the second harmonic matching circuit 9 is determined based on the length of the signal line 37 and the frequency of the second harmonic.
In the vicinity of MHz, a capacitor of about 3 pF is added. At this time, the impedance of the fundamental wave obtained by optimizing the efficiency, the gain, the distortion, and the like is 33 shown in FIG.

【0026】一方、本実施の形態における高調波整合回
路18を用いて、並列型容量可変回路39の容量をダイ
オード20がOFF状態では3pF程度、ON状態で7
pF程度になるように、コンデンサ24,25の容量を
決定する。これにより、ダイオード20をOFF状態か
らON様態に遷移させると、図9の符号33から符号3
4への移動にて示されるように、FET端における基本
波のインピーダンスを、インピーダンスの低いほうに動
かす事ができる。
On the other hand, by using the harmonic matching circuit 18 in the present embodiment, the capacitance of the parallel-type variable capacitance circuit 39 is reduced to about 3 pF when the diode 20 is in the OFF state and to 7 pF in the ON state.
The capacitances of the capacitors 24 and 25 are determined so as to be about pF. As a result, when the diode 20 is changed from the OFF state to the ON state, reference numerals 33 to 3 in FIG.
As shown by the movement to 4, the impedance of the fundamental wave at the FET end can be moved to the lower impedance.

【0027】基本波の整合条件はインピーダンスの低い
ほうに動くことで、よりゲインマッチになり、歪みを保
ったままで最大出力電力を上げる事ができる。ただし、
高調波整合回路18は、ダイオード20がOFF状態で
は第2次高調波のスタブとして働いているが、ON状態
では共振周波数は第2次高調波の帯域からずれるため
に、本来の第2次高調波性整合回路としての役割は失
う。つまり、ON状態では、最大出力電力を上げる事が
できるが反面、第2次高調波のスプリアスレベルは大き
くなる。
As the matching condition of the fundamental wave moves to the lower impedance, a gain match is achieved, and the maximum output power can be increased while maintaining the distortion. However,
The harmonic matching circuit 18 functions as a stub of the second harmonic when the diode 20 is in the OFF state, but the resonance frequency deviates from the band of the second harmonic when the diode 20 is in the ON state. It loses its role as a wave matching circuit. That is, in the ON state, the maximum output power can be increased, but the spurious level of the second harmonic increases.

【0028】ここで、図11に、図1で示した高周波電
力増幅器の入出力特性を示す。この図に示されるよう
に、効率の高い範囲が広くなる。
FIG. 11 shows the input / output characteristics of the high-frequency power amplifier shown in FIG. As shown in this figure, the range of high efficiency is widened.

【0029】本発明によれば、能動素子を備えた高調波
整合回路を従来の受動素子からなる第2次高調波整合回
路の代わりに用いることで、最大出力電力の切り替え可
能な電力増幅器が実現でき、そのため、効率の高い範囲
が広くなる。つまり、良好な整合条件を複数持つこと
で、広い範囲の出力レベルで効率を上げることが可能と
なっている。
According to the present invention, a power amplifier capable of switching the maximum output power is realized by using a harmonic matching circuit having an active element instead of a second harmonic matching circuit including a conventional passive element. Yes, so the range of high efficiency is widened. In other words, by having a plurality of good matching conditions, it is possible to increase the efficiency over a wide range of output levels.

【0030】尚、第2次高調波のスプリアスレベルは、
電力切り替え時(ダイオード20がON状態の時)には
劣化することとなる。しかし、一般に、移動体通信機の
信号経路にはフィルタが挿入されることから、スプリア
スレベルの許容量は大きくなることが予想され、スプリ
アスレベルの劣化は実際には問題とはならない。
The spurious level of the second harmonic is
When the power is switched (when the diode 20 is in the ON state), the power is deteriorated. However, in general, since a filter is inserted in the signal path of the mobile communication device, it is expected that the allowable amount of the spurious level will increase, and the degradation of the spurious level does not actually pose a problem.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明に係る高周波電力増幅器は、高
周波信号の増幅を行う第1の能動素子と、該第1の能動
素子の出力端に接続され、該出力端から出力される高周
波信号に対するインピーダンス整合を行う出力整合回路
とを備えた高周波電力増幅器において、該出力整合回路
は、基本波に対するインピーダンス整合を行う基本波整
合回路と、基本波以外の高調波に対するインピーダンス
整合が可能であるとともに、第2の能動素子を有し共振
周波数の切り替えが可能な高調波整合回路とを備えたの
で、良好な整合条件を複数与えることができ、そのた
め、広い範囲の出力電力での効率を向上させることが可
能となる。
The high-frequency power amplifier according to the present invention has a first active element for amplifying a high-frequency signal and a high-frequency power amplifier connected to an output terminal of the first active element for receiving a high-frequency signal output from the output terminal. In a high-frequency power amplifier including an output matching circuit that performs impedance matching, the output matching circuit can perform impedance matching with respect to a harmonic other than the fundamental wave, and a fundamental wave matching circuit that performs impedance matching with respect to the fundamental wave. Since there is provided a harmonic matching circuit having a second active element and capable of switching the resonance frequency, it is possible to provide a plurality of favorable matching conditions, thereby improving the efficiency in a wide range of output power. Becomes possible.

【0032】又、高調波整合回路が、外部からの制御信
号により第2の能動素子が制御されることで、共振周波
数が切り替えられるので、整合条件の切り替えを容易に
行うことが可能となる。
In addition, since the harmonic matching circuit switches the resonance frequency by controlling the second active element by an external control signal, the matching condition can be easily switched.

【0033】又、第2の能動素子がダイオードであるの
で、高調波整合回路を安価に製造することが可能とな
る。
Also, since the second active element is a diode, it is possible to manufacture a harmonic matching circuit at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態における高周波電力増幅
器を示した概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a high-frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態における高周波電力増幅
器を備えた移動体通信端末機のフロントエンド部のブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a front end unit of a mobile communication terminal including a high-frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態における高調波整合回路
の例を示した図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a harmonic matching circuit according to the embodiment of the present invention.

【図4】 図3の並列型の容量可変回路39において、
ダイオードがON状態での等価回路を示した図である。
FIG. 4 shows a configuration of the parallel variable capacitance circuit 39 shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating an equivalent circuit when a diode is in an ON state.

【図5】 図3の並列型の容量可変回路39において、
ダイオードがOFF状態での等価回路を示した図であ
る。
FIG. 5 shows a configuration of the parallel variable capacitance circuit 39 shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an equivalent circuit when a diode is in an OFF state.

【図6】 本発明の実施の形態における高調波整合回路
の変形例を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing a modification of the harmonic matching circuit according to the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態における高調波整合回路
の例を示した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a harmonic matching circuit according to an embodiment of the present invention.

【図8】 図7の直列型の容量可変回路40において、
ダイオードがON状態での等価回路を示した図である。
8 is a circuit diagram of the series variable capacitance circuit 40 shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating an equivalent circuit when a diode is in an ON state.

【図9】 図7の直列型の容量可変回路40において、
ダイオードがON状態での等価回路を示した図である。
FIG. 9 shows a configuration of the series-type variable capacitance circuit 40 of FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating an equivalent circuit when a diode is in an ON state.

【図10】 図1で示した高周波電力増幅器を用いて最
大出力電力切り替えを行った場合における、基本波のイ
ンピーダンスの遷移を示した図である。
10 is a diagram showing a transition of the impedance of the fundamental wave when the maximum output power is switched using the high-frequency power amplifier shown in FIG. 1;

【図11】 図1で示した最大電力切り替え可能な高周
波電力増幅器の入出力特性を示した図である。
11 is a diagram illustrating input / output characteristics of the high-frequency power amplifier capable of switching maximum power illustrated in FIG. 1;

【図12】 従来の高周波電力増幅器の例を示した概略
ブロック図である。
FIG. 12 is a schematic block diagram showing an example of a conventional high-frequency power amplifier.

【図13】 図12に示した高周波電力増幅器の回路の
具体例を示した図である。
13 is a diagram showing a specific example of a circuit of the high-frequency power amplifier shown in FIG.

【図14】 図13で示した、高周波電力増幅器の入出
力特性を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing input / output characteristics of the high-frequency power amplifier shown in FIG.

【図15】 移動体通信端末機のフロントエンド部のブ
ロック図である。
FIG. 15 is a block diagram of a front end unit of the mobile communication terminal.

【符号の説明】 1 高周波電力増幅器、 2 増幅素子(第1の能動素
子)、3 信号入力端子、 4 入力整合回路、 5
出力整合回路、6 第3次高調波整合回路、 7、7
a、7b コンデンサ、8 ドレインバイアス線路、
9 第2次高調波整合回路、10 基本波整合回路、
11 信号出力端子、12 入力電力に対する出力電力
線の関係、13 入力電力に対する電力付加効率の関
係、 14 アンテナ、15a,15b,15c 経
路、16a,16b、16c フィルタ、 17 信号
線路切り替えスイッチ、18,19,30 高調波整合
回路、20、20a、20b PINダイオード(第2
の能動素子)、21,23,24,25,38 コンデ
ンサ、22,29、29a、29b 抵抗器、 26
バイアス回路、27、27a、27b バイアス電源端
子、28、28a、28b インダクタ、 31 接続
端子、33 通常出力時の基本波のインピーダンス、3
4 高出力時の基本波のインピーダンス、35 ドレイ
ンバイアス電源端子、 36,37 信号線路、39
並列型容量可変回路、 40 直列型容量可変回路、4
1 制御部、 100 高周波電力増幅器。
[Description of Signs] 1 High-frequency power amplifier, 2 Amplifying element (first active element), 3 Signal input terminal, 4 Input matching circuit, 5
Output matching circuit, 6 Third harmonic matching circuit, 7, 7
a, 7b capacitor, 8 drain bias line,
9 second harmonic matching circuit, 10 fundamental matching circuit,
REFERENCE SIGNS LIST 11 signal output terminal, 12 relation of output power line to input power, 13 relation of power added efficiency to input power, 14 antenna, 15 a, 15 b, 15 c path, 16 a, 16 b, 16 c filter, 17 signal line switch, 18, 19 , 30 harmonic matching circuit, 20, 20a, 20b PIN diode (second
, 23, 24, 25, 38 Capacitor, 22, 29, 29a, 29b Resistor, 26
Bias circuit, 27, 27a, 27b bias power supply terminal, 28, 28a, 28b inductor, 31 connection terminal, 33 impedance of fundamental wave at normal output, 3
4 Impedance of fundamental wave at high output, 35 drain bias power supply terminal, 36, 37 signal line, 39
Parallel capacity variable circuit, 40 Series capacity variable circuit, 4
1 control part, 100 high frequency power amplifier.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 彰 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J067 AA01 AA04 AA41 CA36 CA75 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA33 HA38 KA00 KA12 KA29 KA41 KA68 KS11 LS01 SA13 TA01 TA02 TA05 5J092 AA01 AA04 AA41 CA36 CA75 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA33 HA38 KA00 KA12 KA29 KA41 KA68 SA13 TA01 TA02 TA05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akira Ota 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 5J067 AA01 AA04 AA41 CA36 CA75 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA33 HA38 KA00 KA12 KA29 KA41 KA68 KS11 LS01 SA13 TA01 TA02 TA05 5J092 AA01 AA04 AA41 CA36 CA75 FA20 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA33 HA38 KA00 KA12 KA29 KA41 KA68 SA13 TA01 TA02 TA05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高周波信号の増幅を行う第1の能動素子
と、該第1の能動素子の出力端に接続され、該出力端か
ら出力される高周波信号に対するインピーダンス整合を
行う出力整合回路とを備えた高周波電力増幅器におい
て、 該出力整合回路は、基本波に対するインピーダンス整合
を行う基本波整合回路と、基本波以外の高調波に対する
インピーダンス整合が可能であるとともに、第2の能動
素子を有し共振周波数の切り替えが可能な高調波整合回
路とを備えたことを特徴とする高周波電力増幅器。
1. A first active element for amplifying a high-frequency signal, and an output matching circuit connected to an output terminal of the first active element and performing impedance matching on a high-frequency signal output from the output terminal. The output matching circuit includes a fundamental matching circuit that performs impedance matching with respect to a fundamental wave, an impedance matching with respect to harmonics other than the fundamental wave, and a second active element. A high frequency power amplifier comprising: a harmonic matching circuit capable of switching frequencies.
【請求項2】 高調波整合回路は、外部からの制御信号
により第2の能動素子が制御されることで、共振周波数
が切り替えられることを特徴とする請求項1記載の高周
波電力増幅器。
2. The high-frequency power amplifier according to claim 1, wherein the harmonic matching circuit switches the resonance frequency by controlling the second active element by an external control signal.
【請求項3】 第2の能動素子はダイオードであること
を特徴とする請求項1又は2記載の高周波電力増幅器。
3. The high-frequency power amplifier according to claim 1, wherein the second active element is a diode.
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