JP2003046340A - 高周波電力増幅器 - Google Patents
高周波電力増幅器Info
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- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
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- H03F2203/72—Indexing scheme relating to gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
- H03F2203/7209—Indexing scheme relating to gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal the gated amplifier being switched from a first band to a second band
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高出力時と低出力時で電力増幅部を切り替える
際に高周波損失が発生しない高周波電力増幅器を提供す
ること。 【解決手段】動作を切り替えて使用する大出力電力増幅
部A11及び小出力電力増幅部A12の出力側にそれぞれ前段
整合回路M12及び前段整合回路M13を接続し、該前段整合
回路M12，M13の出力側を並列に接続し、該接続点と出力
端子OUTとの間に後段整合回路M11を接続し、電力増幅部A
11，A12のどちらに対しても、いずれか一方が動作し他
方が停止しているときに動作している電力増幅部が出力
端子OUTでインピーダンス整合が行なわれるように前段
整合回路M12，M13及び後段整合回路M11を構成する。 【効果】高周波スイッチ使用せずに電力増幅部を切り替
えることができる。
際に高周波損失が発生しない高周波電力増幅器を提供す
ること。 【解決手段】動作を切り替えて使用する大出力電力増幅
部A11及び小出力電力増幅部A12の出力側にそれぞれ前段
整合回路M12及び前段整合回路M13を接続し、該前段整合
回路M12，M13の出力側を並列に接続し、該接続点と出力
端子OUTとの間に後段整合回路M11を接続し、電力増幅部A
11，A12のどちらに対しても、いずれか一方が動作し他
方が停止しているときに動作している電力増幅部が出力
端子OUTでインピーダンス整合が行なわれるように前段
整合回路M12，M13及び後段整合回路M11を構成する。 【効果】高周波スイッチ使用せずに電力増幅部を切り替
えることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信システム
を構成する携帯電話端末、基地局等に用いられる高周波
電力増幅器の高効率化に関する。
を構成する携帯電話端末、基地局等に用いられる高周波
電力増幅器の高効率化に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信分野では、小型化、軽
量化が携帯端末のみならず基地局においても求められて
おり、それに伴い全体の消費電力に大きく影響する電力
増幅器の高効率化が要求されている。携帯端末では、電
池が電源として用いられるため、回路中で最も電力消費
の大きい電力増幅器部の消費電力を下げて高効率化する
ことが携帯端末を長時間動作させるための大きな課題と
なっている。また、基地局においても、ケーブル損失の
低減などの目的から高周波電力増幅器をアンテナ近傍に
設置されるようになってきており、そのため高周波電力
増幅器の小型化と高効率化が強く求められている。
量化が携帯端末のみならず基地局においても求められて
おり、それに伴い全体の消費電力に大きく影響する電力
増幅器の高効率化が要求されている。携帯端末では、電
池が電源として用いられるため、回路中で最も電力消費
の大きい電力増幅器部の消費電力を下げて高効率化する
ことが携帯端末を長時間動作させるための大きな課題と
なっている。また、基地局においても、ケーブル損失の
低減などの目的から高周波電力増幅器をアンテナ近傍に
設置されるようになってきており、そのため高周波電力
増幅器の小型化と高効率化が強く求められている。
【０００３】一般に半導体素子を用いた高周波電力増幅
器の効率は、出力が大きくなるほど高くなり、その取り
出し得る最大出力即ち飽和出力の近傍で最も高くなる。
また、飽和出力のレベルは、使う半導体素子の大きさに
依存する。
器の効率は、出力が大きくなるほど高くなり、その取り
出し得る最大出力即ち飽和出力の近傍で最も高くなる。
また、飽和出力のレベルは、使う半導体素子の大きさに
依存する。
【０００４】このため、低出力時の効率を良くしようと
して、小さい半導体素子を用いて飽和出力レベルの低い
増幅器を作ると、高出力時に必要とする出力が得られな
い。逆に、大きい半導体素子を用いて高出力時で高効率
となる増幅器を作ると、低出力時に効率が低下する。
して、小さい半導体素子を用いて飽和出力レベルの低い
増幅器を作ると、高出力時に必要とする出力が得られな
い。逆に、大きい半導体素子を用いて高出力時で高効率
となる増幅器を作ると、低出力時に効率が低下する。
【０００５】このように、一個の増幅器を高出力時と低
出力時の両方で高効率となるように動作させることは極
めて難しい。そこで、飽和出力の異なる複数の出力段電
力増幅部を用意しておき、出力レベルに応じてそれぞれ
の出力段電力増幅部をスイッチで切り替えることによ
り、高出力時と低出力時の両方において高効率を得るよ
うにした回路構成が提案されており、そのような回路の
例が特開平７−３３６１６８号公報等に記載されてい
る。
出力時の両方で高効率となるように動作させることは極
めて難しい。そこで、飽和出力の異なる複数の出力段電
力増幅部を用意しておき、出力レベルに応じてそれぞれ
の出力段電力増幅部をスイッチで切り替えることによ
り、高出力時と低出力時の両方において高効率を得るよ
うにした回路構成が提案されており、そのような回路の
例が特開平７−３３６１６８号公報等に記載されてい
る。
【０００６】従来の出力レベルに応じて出力段を切り替
える増幅器の一例を図１６に示す。図１６において、入
力端子IN1から入った高周波信号は、高出力時用となる
大出力増幅素子A161で増幅された後、整合回路M161を経
て通路切り替え用の高周波スイッチSW1に入る。また、
入力端子IN2から入った高周波信号は、低出力時用とな
る小出力増幅素子A162で増幅された後、整合回路M162を
経て高周波スイッチSW1に入る。高周波スイッチSW1は、
高出力時に大出力増幅素子A161側に切り替えられ（その
場合、増幅素子A162は停止状態になる）、低出力時に小
出力増幅素子A162側に切り替えられ（その場合、増幅素
子A161は停止状態になる）、一方の増幅素子の出力信号
が出力端子OUTから取り出される。
える増幅器の一例を図１６に示す。図１６において、入
力端子IN1から入った高周波信号は、高出力時用となる
大出力増幅素子A161で増幅された後、整合回路M161を経
て通路切り替え用の高周波スイッチSW1に入る。また、
入力端子IN2から入った高周波信号は、低出力時用とな
る小出力増幅素子A162で増幅された後、整合回路M162を
経て高周波スイッチSW1に入る。高周波スイッチSW1は、
高出力時に大出力増幅素子A161側に切り替えられ（その
場合、増幅素子A162は停止状態になる）、低出力時に小
出力増幅素子A162側に切り替えられ（その場合、増幅素
子A161は停止状態になる）、一方の増幅素子の出力信号
が出力端子OUTから取り出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、上述し
たように高出力時に使用する高出力増幅素子A161と低出
力時に使用する小出力増幅素子A162の出力信号を高周波
スイッチSW1によって切り替えることにより、高出力時
及び低出力時の両方で効率向上を実現していた。しか
し、増幅素子A161，A161の後に高周波スイッチSW1を用
いるため、この部分で発生する損失が効率を低下させる
ことになり、効率向上の効果が不十分となることが避け
られなかった。更に、高周波スイッチSW1を動作させる
ためにも電力が必要となり、それよる効率の低下が避け
られない。
たように高出力時に使用する高出力増幅素子A161と低出
力時に使用する小出力増幅素子A162の出力信号を高周波
スイッチSW1によって切り替えることにより、高出力時
及び低出力時の両方で効率向上を実現していた。しか
し、増幅素子A161，A161の後に高周波スイッチSW1を用
いるため、この部分で発生する損失が効率を低下させる
ことになり、効率向上の効果が不十分となることが避け
られなかった。更に、高周波スイッチSW1を動作させる
ためにも電力が必要となり、それよる効率の低下が避け
られない。
【０００８】また、入力端子IN1及び入力端子IN2への信
号の切り替えのために、通常、高周波スイッチ（図示せ
ず）が用いられるが、そのスイッチ挿入により、出力側
と同様に効率の低下が発生する。
号の切り替えのために、通常、高周波スイッチ（図示せ
ず）が用いられるが、そのスイッチ挿入により、出力側
と同様に効率の低下が発生する。
【０００９】本発明の目的は、高出力時と低出力時で電
力増幅部（増幅素子）を切り替える際に高周波損失が発
生しない高周波電力増幅器を提供することにある。
力増幅部（増幅素子）を切り替える際に高周波損失が発
生しない高周波電力増幅器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、動
作を切り替えて使用する飽和出力の異なる少なくとも２
個の電力増幅部の出力側のそれぞれに個別の前段整合回
路を接続し、該前段整合回路の出力側を並列に接続し、
その接続点と出力端子の間に後段整合回路を接続し、前
記複数のどの電力増幅部に対しても、前記少なくとも２
個の電力増幅部の内のいずれか１個が動作し他が停止し
ているときに、動作している電力増幅部の出力インピー
ダンスと出力端子における特性インピーダンスとの間で
インピーダンス整合が行なわれるように、各前段整合回
路及び後段整合回路を構成することによって効果的に解
決することが可能である。このような手段を採用すれ
ば、高周波スイッチを設けることなく、どの電力増幅部
もインピーダンス整合の条件を満たしながら出力端子に
出力信号を取り出すことができるからである。
作を切り替えて使用する飽和出力の異なる少なくとも２
個の電力増幅部の出力側のそれぞれに個別の前段整合回
路を接続し、該前段整合回路の出力側を並列に接続し、
その接続点と出力端子の間に後段整合回路を接続し、前
記複数のどの電力増幅部に対しても、前記少なくとも２
個の電力増幅部の内のいずれか１個が動作し他が停止し
ているときに、動作している電力増幅部の出力インピー
ダンスと出力端子における特性インピーダンスとの間で
インピーダンス整合が行なわれるように、各前段整合回
路及び後段整合回路を構成することによって効果的に解
決することが可能である。このような手段を採用すれ
ば、高周波スイッチを設けることなく、どの電力増幅部
もインピーダンス整合の条件を満たしながら出力端子に
出力信号を取り出すことができるからである。
【００１１】また、本発明の上記課題は、動作を切り替
えて使用する飽和出力の異なる少なくとも２個の電力増
幅部の上記出力側の他、それぞれの入力側にも個別の後
段整合回路を接続し、該後段整合回路の入力側を並列に
接続し、その接続点と高周波電力増幅器の入力端子の間
に前段整合回路を接続し、前記少なくとも２個のどの電
力増幅部に対しても、前記少なくとも２個の電力増幅部
の内のいずれか１個が動作し他が停止しているときに、
動作している電力増幅部の入力インピーダンスと入力端
子における特性インピーダンスとの間でインピーダンス
整合が行なわれるように各後段整合回路及び前段整合回
路を構成することによって効果的に解決することが可能
である。このような手段を採用すれば、高周波スイッチ
を設けることなく、どの電力増幅部も、動作時に出力信
号をインピーダンス整合の条件を満たしながら出力端子
に取り出すことができると同時に、入力信号をインピー
ダンス整合の条件を満たしながら入力することできるか
らである。
えて使用する飽和出力の異なる少なくとも２個の電力増
幅部の上記出力側の他、それぞれの入力側にも個別の後
段整合回路を接続し、該後段整合回路の入力側を並列に
接続し、その接続点と高周波電力増幅器の入力端子の間
に前段整合回路を接続し、前記少なくとも２個のどの電
力増幅部に対しても、前記少なくとも２個の電力増幅部
の内のいずれか１個が動作し他が停止しているときに、
動作している電力増幅部の入力インピーダンスと入力端
子における特性インピーダンスとの間でインピーダンス
整合が行なわれるように各後段整合回路及び前段整合回
路を構成することによって効果的に解決することが可能
である。このような手段を採用すれば、高周波スイッチ
を設けることなく、どの電力増幅部も、動作時に出力信
号をインピーダンス整合の条件を満たしながら出力端子
に取り出すことができると同時に、入力信号をインピー
ダンス整合の条件を満たしながら入力することできるか
らである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る高周波電力増
幅器を図面に示した幾つかの発明の実施の形態を参照し
て更に詳細に説明する。 ＜発明の実施の形態１＞図１において、A11は大出力電
力増幅部、A12は小出力電力増幅部、M12，M13は、それ
ぞれ電力増幅部A11及び電力増幅部A12の出力側に接続し
た前段整合回路、M11は、整合回路M12，M13の出力側を
相互に接続した接続点と出力端子OUTとの間に接続した
後段整合回路である。電力増幅部A11及び電力増幅部A12
はそれぞれ１個の増幅素子で構成した。入力信号は、電
力増幅部A11には入力端子IN1から、電力増幅部A12には
入力端子IN2から入力される。また、電力増幅部A11は、
ベース電圧端子Vb11及びコレクタ電圧端子Vc11を備え、
電力増幅部A12は、ベース電圧端子Vb12及びコレクタ電
圧端子Vc12を備えている。
幅器を図面に示した幾つかの発明の実施の形態を参照し
て更に詳細に説明する。 ＜発明の実施の形態１＞図１において、A11は大出力電
力増幅部、A12は小出力電力増幅部、M12，M13は、それ
ぞれ電力増幅部A11及び電力増幅部A12の出力側に接続し
た前段整合回路、M11は、整合回路M12，M13の出力側を
相互に接続した接続点と出力端子OUTとの間に接続した
後段整合回路である。電力増幅部A11及び電力増幅部A12
はそれぞれ１個の増幅素子で構成した。入力信号は、電
力増幅部A11には入力端子IN1から、電力増幅部A12には
入力端子IN2から入力される。また、電力増幅部A11は、
ベース電圧端子Vb11及びコレクタ電圧端子Vc11を備え、
電力増幅部A12は、ベース電圧端子Vb12及びコレクタ電
圧端子Vc12を備えている。
【００１３】高出力動作時の場合、入力端子IN1から入
力された高周波信号は、飽和出力の大きい電力増幅部A1
1で増幅され整合回路M12及び整合回路M11を通り出力端
子OUTから出力される。このとき電力増幅部A12は、端子
Vb12へのベース電圧又は端子Vc12へのコレクタ電圧を下
げることによって停止状態になっている。なお、端子Vb
12へのベース電圧及び端子Vc12へのコレクタ電圧は同時
に下げるようにしてもよい。
力された高周波信号は、飽和出力の大きい電力増幅部A1
1で増幅され整合回路M12及び整合回路M11を通り出力端
子OUTから出力される。このとき電力増幅部A12は、端子
Vb12へのベース電圧又は端子Vc12へのコレクタ電圧を下
げることによって停止状態になっている。なお、端子Vb
12へのベース電圧及び端子Vc12へのコレクタ電圧は同時
に下げるようにしてもよい。
【００１４】また、低出力動作時の場合は、入力端子IN
2から入力された高周波信号は、飽和出力の小さい電力
増幅部A12で増幅され整合回路M13及び整合回路M11を通
り出力端子OUTから出力される。このとき電力増幅部A11
は、端子Vb11へのベース電圧又は端子Vc11へのコレクタ
電圧を下げることによって停止状態になっている。な
お、端子Vb11へのベース電圧及び端子Vc11へのコレクタ
電圧は同時に下げるようにしてもよい。
2から入力された高周波信号は、飽和出力の小さい電力
増幅部A12で増幅され整合回路M13及び整合回路M11を通
り出力端子OUTから出力される。このとき電力増幅部A11
は、端子Vb11へのベース電圧又は端子Vc11へのコレクタ
電圧を下げることによって停止状態になっている。な
お、端子Vb11へのベース電圧及び端子Vc11へのコレクタ
電圧は同時に下げるようにしてもよい。
【００１５】動作時の電力増幅部A11と電力増幅部A12
は、図２に示すような特性を示す。電力増幅部A11の出
力は大出力増幅部高出力ポイントPOL1であり、そのとき
の効率は大出力増幅部高出力時効率EL1である。一方、
電力増幅部A12の出力は小出力増幅部低出力ポイントPOS
1であり、そのときの効率は小出力増幅部低出力時効率E
S1となる。高出力時と低出力時で電力増幅部A11と電力
増幅部A12の動作を切り替えることによってほぼ同じ高
い値の高出力時効率EL1と低出力時効率ES1を得ることが
できる。
は、図２に示すような特性を示す。電力増幅部A11の出
力は大出力増幅部高出力ポイントPOL1であり、そのとき
の効率は大出力増幅部高出力時効率EL1である。一方、
電力増幅部A12の出力は小出力増幅部低出力ポイントPOS
1であり、そのときの効率は小出力増幅部低出力時効率E
S1となる。高出力時と低出力時で電力増幅部A11と電力
増幅部A12の動作を切り替えることによってほぼ同じ高
い値の高出力時効率EL1と低出力時効率ES1を得ることが
できる。
【００１６】ところで、仮に、大出力電力増幅部A11の
入力電力を下げて低出力とすると、電力増幅部A11の出
力及び効率は、大出力増幅部低出力ポイントPOL2及び大
出力増幅部低出力時効率EL2となって著しく効率が低下
することになる。
入力電力を下げて低出力とすると、電力増幅部A11の出
力及び効率は、大出力増幅部低出力ポイントPOL2及び大
出力増幅部低出力時効率EL2となって著しく効率が低下
することになる。
【００１７】なお、本実施形態では、電力増幅部A11と
電力増幅部A12は、上述のようにそれぞれ１個の増幅素
子で構成したが、これを複数の増幅素子によって構成す
ることが可能である。
電力増幅部A12は、上述のようにそれぞれ１個の増幅素
子で構成したが、これを複数の増幅素子によって構成す
ることが可能である。
【００１８】ここで、本発明の切り替え動作を実現する
ためのインピーダンス整合について説明する。図３に大
出力増幅部動作時出力インピーダンスIMPL1及び大出力
増幅部停止時出力インピーダンスIMPL2をスミスチャー
ト上に示す。また、図４に小出力増幅部動作時出力イン
ピーダンスIMPS1及び小出力増幅部停止時出力インピー
ダンスIMPS2をスミスチャート上に示す。
ためのインピーダンス整合について説明する。図３に大
出力増幅部動作時出力インピーダンスIMPL1及び大出力
増幅部停止時出力インピーダンスIMPL2をスミスチャー
ト上に示す。また、図４に小出力増幅部動作時出力イン
ピーダンスIMPS1及び小出力増幅部停止時出力インピー
ダンスIMPS2をスミスチャート上に示す。
【００１９】前段整合回路M12、前段整合回路M13及び後
段整合回路M11による構成では、大出力電力増幅部A11が
動作し小出力電力増幅部A12が停止しているときには、
大出力増幅部動作時出力インピーダンスIMPL1が出力端
子OUTにおける特性インピーダンスとなるように、ま
た、大出力電力増幅部A11が停止し小出力電力増幅部A12
が動作しているときには、小出力増幅部動作時出力イン
ピーダンスIMPS1が出力端子OUTにおける特性インピーダ
ンスとなるように、電力増幅部A11及び電力増幅部A12の
双方の整合条件を満たすインピーダンス変換が行なわれ
る。
段整合回路M11による構成では、大出力電力増幅部A11が
動作し小出力電力増幅部A12が停止しているときには、
大出力増幅部動作時出力インピーダンスIMPL1が出力端
子OUTにおける特性インピーダンスとなるように、ま
た、大出力電力増幅部A11が停止し小出力電力増幅部A12
が動作しているときには、小出力増幅部動作時出力イン
ピーダンスIMPS1が出力端子OUTにおける特性インピーダ
ンスとなるように、電力増幅部A11及び電力増幅部A12の
双方の整合条件を満たすインピーダンス変換が行なわれ
る。
【００２０】本実施形態の整合回路M12，M13，M11の構
成を図５に示す。整合回路M12は、マイクロストリップ
線路MSL1によって構成される。整合回路M13は、直列接
続したマイクロストリップ線路MSL2及びマイクロストリ
ップ線路MSL3と、その接続点に接続したキャパシタC1と
からなる。整合回路M11は、マイクロストリップ線路MSL
4と、その出力端子OUT側に接続したキャパシタC2とから
なる。
成を図５に示す。整合回路M12は、マイクロストリップ
線路MSL1によって構成される。整合回路M13は、直列接
続したマイクロストリップ線路MSL2及びマイクロストリ
ップ線路MSL3と、その接続点に接続したキャパシタC1と
からなる。整合回路M11は、マイクロストリップ線路MSL
4と、その出力端子OUT側に接続したキャパシタC2とから
なる。
【００２１】ZL1で表す大出力増幅部出力インピーダン
スが大出力増幅部動作時出力インピーダンスIMPL1であ
り、ZL2で表す小出力増幅部出力インピーダンスが小出
力増幅部停止時出力インピーダンスIMPS2であるとき、
図６に示すように、出力インピーダンスIMPL1である大
出力増幅部出力インピーダンスZL1のスミスチャート上
のA1ポイントは、これに整合回路M12を構成するマイク
ロストリップ線路MSL1が接続されることによりB1ポイン
トに変換され、続いて小出力増幅部出力インピーダンス
ZL2を接続した整合回路M13が並列に接続されることでC1
ポイントに変換され、更にマイクロストリップ線路MSL4
が接続されることでD1ポイントに変換され、最後にキャ
パシタC2が並列に接続されることでE1ポイントに変換さ
れる。E1ポイントは出力端子OUTにおける特性インピー
ダンスであり、大出力増幅部出力インピーダンスZL1が
その特性インピーダンスに整合することとなる。
スが大出力増幅部動作時出力インピーダンスIMPL1であ
り、ZL2で表す小出力増幅部出力インピーダンスが小出
力増幅部停止時出力インピーダンスIMPS2であるとき、
図６に示すように、出力インピーダンスIMPL1である大
出力増幅部出力インピーダンスZL1のスミスチャート上
のA1ポイントは、これに整合回路M12を構成するマイク
ロストリップ線路MSL1が接続されることによりB1ポイン
トに変換され、続いて小出力増幅部出力インピーダンス
ZL2を接続した整合回路M13が並列に接続されることでC1
ポイントに変換され、更にマイクロストリップ線路MSL4
が接続されることでD1ポイントに変換され、最後にキャ
パシタC2が並列に接続されることでE1ポイントに変換さ
れる。E1ポイントは出力端子OUTにおける特性インピー
ダンスであり、大出力増幅部出力インピーダンスZL1が
その特性インピーダンスに整合することとなる。
【００２２】また、大出力増幅部出力インピーダンスZL
1が大出力増幅部停止時出力インピーダンスIMPL2であ
り、小出力増幅部出力インピーダンスZL2が小出力増幅
部動作時出力インピーダンスIMPS1であるとき、図７に
示すように、出力インピーダンスIMPS1である小出力増
幅部出力インピーダンスZL2のスミスチャート上のA2ポ
イントは、これにマイクロストリップ線路MSL2が接続さ
れることによりB2ポイントに変換され、続いてキャパシ
タC1が並列に接続されることによりC2ポイントに変換さ
れ、更にマイクロストリップ線路MSL3が接続されること
によりD2ポイントに変換され、続いて大出力増幅部出力
インピーダンスZL1を接続した整合回路M12が並列に接続
されることでE2ポイントに変換され、更にマイクロスト
リップ線路MSL4が接続されることでF2ポイントに変換さ
れ、最後にキャパシタC2が並列に接続されることでG2ポ
イントに変換される。G2ポイントは出力端子OUTにおけ
る特性インピーダンスであり、小出力増幅部出力インピ
ーダンスZL2がその特性インピーダンスに整合すること
となる。
1が大出力増幅部停止時出力インピーダンスIMPL2であ
り、小出力増幅部出力インピーダンスZL2が小出力増幅
部動作時出力インピーダンスIMPS1であるとき、図７に
示すように、出力インピーダンスIMPS1である小出力増
幅部出力インピーダンスZL2のスミスチャート上のA2ポ
イントは、これにマイクロストリップ線路MSL2が接続さ
れることによりB2ポイントに変換され、続いてキャパシ
タC1が並列に接続されることによりC2ポイントに変換さ
れ、更にマイクロストリップ線路MSL3が接続されること
によりD2ポイントに変換され、続いて大出力増幅部出力
インピーダンスZL1を接続した整合回路M12が並列に接続
されることでE2ポイントに変換され、更にマイクロスト
リップ線路MSL4が接続されることでF2ポイントに変換さ
れ、最後にキャパシタC2が並列に接続されることでG2ポ
イントに変換される。G2ポイントは出力端子OUTにおけ
る特性インピーダンスであり、小出力増幅部出力インピ
ーダンスZL2がその特性インピーダンスに整合すること
となる。
【００２３】このように、大出力電力増幅部A11が動作
し小出力電力増幅部A12が停止しているとき、反対に電
力増幅部A11が停止し電力増幅部A12が動作しているとき
のいずれの場合もインピーダンス整合の条件が満たさ
れ、従って、高出力と低出力の切り替えに高周波スイッ
チが不要となり、高効率の高周波電力増幅器を実現する
ことができる。
し小出力電力増幅部A12が停止しているとき、反対に電
力増幅部A11が停止し電力増幅部A12が動作しているとき
のいずれの場合もインピーダンス整合の条件が満たさ
れ、従って、高出力と低出力の切り替えに高周波スイッ
チが不要となり、高効率の高周波電力増幅器を実現する
ことができる。
【００２４】次に、図８にマイクロストリップ線路MSL
1，MSL2，MSL3，MSL4をそれぞれインダクタL1，L2，L
3，L4に置き換えて構成した整合回路M12，M13，M11を示
す。図８の整合回路M12，M13，M11は、図５の整合回路M
12，M13，M11と同様に動作することが可能である。
1，MSL2，MSL3，MSL4をそれぞれインダクタL1，L2，L
3，L4に置き換えて構成した整合回路M12，M13，M11を示
す。図８の整合回路M12，M13，M11は、図５の整合回路M
12，M13，M11と同様に動作することが可能である。
【００２５】なお、本発明の高周波電力増幅器は上記で
は、高出力と低出力の２出力に対応して２個の電力増幅
部を備えているが、対応を高出力、中出力及び低出力の
３出力としてそれぞれに電力増幅部を備え、計３個の電
力増幅部を用いて構成することが可能である。その場
合、３個の電力増幅部の出力側のそれぞれに前段整合器
が接続され、３個の前段整合器の出力側を相互に接続し
た接続点と出力端子の間に１個の後段整合回路が接続さ
れる。３個の電力増幅部のうちの１個のみがその出力に
応じて動作し、他は停止する。
は、高出力と低出力の２出力に対応して２個の電力増幅
部を備えているが、対応を高出力、中出力及び低出力の
３出力としてそれぞれに電力増幅部を備え、計３個の電
力増幅部を用いて構成することが可能である。その場
合、３個の電力増幅部の出力側のそれぞれに前段整合器
が接続され、３個の前段整合器の出力側を相互に接続し
た接続点と出力端子の間に１個の後段整合回路が接続さ
れる。３個の電力増幅部のうちの１個のみがその出力に
応じて動作し、他は停止する。
【００２６】上記の３個の前段整合器及び１個の後段整
合回路は、３個の電力増幅器のいずれか１個が動作し、
他の２個が停止しているとき、動作している１個の電力
増幅器の出力インピーダンスが出力端子における特性イ
ンピーダンスとなるように構成される。即ち、３個の内
のどの１個の電力増幅器に対しても、動作しているとき
にインピーダンス整合が行なわれる。 ＜発明の実施の形態２＞本発明によるインピーダンス整
合を入力側にも適用した高周波電力増幅器の実施形態を
図９に示す。大出力電力増幅部A91が動作し小出力電力
増幅部A92が停止した場合、入力端子INから入力された
高周波信号は、前段整合回路M91及び後段整合回路M92を
通過してから電力増幅部A91で増幅された後、前段整合
回路M95及び後段整合回路M94を通り出力端子OUTから出
力される。
合回路は、３個の電力増幅器のいずれか１個が動作し、
他の２個が停止しているとき、動作している１個の電力
増幅器の出力インピーダンスが出力端子における特性イ
ンピーダンスとなるように構成される。即ち、３個の内
のどの１個の電力増幅器に対しても、動作しているとき
にインピーダンス整合が行なわれる。 ＜発明の実施の形態２＞本発明によるインピーダンス整
合を入力側にも適用した高周波電力増幅器の実施形態を
図９に示す。大出力電力増幅部A91が動作し小出力電力
増幅部A92が停止した場合、入力端子INから入力された
高周波信号は、前段整合回路M91及び後段整合回路M92を
通過してから電力増幅部A91で増幅された後、前段整合
回路M95及び後段整合回路M94を通り出力端子OUTから出
力される。
【００２７】大出力電力増幅部A91が停止し小出力電力
増幅部A92が動作した場合、入力端子INから入力された
高周波信号は、前段整合回路M91及び後段整合回路M93を
通過してから電力増幅部A92で増幅された後、前段整合
回路M96及び後段整合回路M94を通り出力端子OUTから出
力される。
増幅部A92が動作した場合、入力端子INから入力された
高周波信号は、前段整合回路M91及び後段整合回路M93を
通過してから電力増幅部A92で増幅された後、前段整合
回路M96及び後段整合回路M94を通り出力端子OUTから出
力される。
【００２８】本実施形態では、大出力電力増幅部A91が
動作し小出力電力増幅部A92が停止した場合、反対に電
力増幅部A91が停止し電力増幅部A92が動作した場合のい
ずれの場合も、動作中の電力増幅部A91の入力インピー
ダンス及び動作中の電力増幅部A92の入力インピーダン
スと入力端子INにおける特性インピーダンスとの間でイ
ンピーダンス整合の条件が満たされるように、実施形態
１と同様の手法によって整合回路M91，M92，M93が構成
される。また、整合回路M94，M95，M96には、実施形態
１の整合回路M11，M12，M13と同じものが採用される。
動作し小出力電力増幅部A92が停止した場合、反対に電
力増幅部A91が停止し電力増幅部A92が動作した場合のい
ずれの場合も、動作中の電力増幅部A91の入力インピー
ダンス及び動作中の電力増幅部A92の入力インピーダン
スと入力端子INにおける特性インピーダンスとの間でイ
ンピーダンス整合の条件が満たされるように、実施形態
１と同様の手法によって整合回路M91，M92，M93が構成
される。また、整合回路M94，M95，M96には、実施形態
１の整合回路M11，M12，M13と同じものが採用される。
【００２９】整合回路M91，M92，M93の例を図１０に示
す。整合回路M91は、入力側に接続したキャパシタC5と
マイクロストリップMSL5からなり、整合回路M92はイン
ダクタL5によって構成され、整合回路M93はインダクタL
6によって構成される。
す。整合回路M91は、入力側に接続したキャパシタC5と
マイクロストリップMSL5からなり、整合回路M92はイン
ダクタL5によって構成され、整合回路M93はインダクタL
6によって構成される。
【００３０】以上により、高出力と低出力の切り替えに
高周波スイッチが不要となり、高効率の高周波電力増幅
器を実現することができる。
高周波スイッチが不要となり、高効率の高周波電力増幅
器を実現することができる。
【００３１】なお、本実施形態においても、実施形態１
の場合と同様、対応を高出力、中出力及び低出力の３出
力とし、それぞれに電力増幅器を備えることが可能であ
る。その場合には、３個の電力増幅器の入力側のそれぞ
れに後段整合器が接続され、３個の後段整合器の入力側
を相互に接続した接続点と入力端子の間に１個の前段整
合回路が接続される。また、３個の電力増幅器の出力側
のそれぞれに前段整合器が接続され、３個の前段整合器
の出力側を相互に接続した接続点と出力端子の間に１個
の後段整合回路が接続される。
の場合と同様、対応を高出力、中出力及び低出力の３出
力とし、それぞれに電力増幅器を備えることが可能であ
る。その場合には、３個の電力増幅器の入力側のそれぞ
れに後段整合器が接続され、３個の後段整合器の入力側
を相互に接続した接続点と入力端子の間に１個の前段整
合回路が接続される。また、３個の電力増幅器の出力側
のそれぞれに前段整合器が接続され、３個の前段整合器
の出力側を相互に接続した接続点と出力端子の間に１個
の後段整合回路が接続される。
【００３２】更に、本実施形態では、入力側にのみ整合
回路を用い、出力側に切り替え用の高周波スイッチを用
いるようにすることも可能である。入力側で高周波スイ
ッチを用いずに高低出力で電力増幅部を切り替えること
ができる。 ＜発明の実施の形態３＞図９に示した高周波電力増幅器
の前段に別の小出力電力増幅部を配置して全体を２段構
成にした発明の実施の形態を図１１に示す。図１１にお
いて、A101は追加した小出力電力増幅部、M101は小出力
電力増幅部A101の入力側に配置した入力整合回路であ
る。
回路を用い、出力側に切り替え用の高周波スイッチを用
いるようにすることも可能である。入力側で高周波スイ
ッチを用いずに高低出力で電力増幅部を切り替えること
ができる。 ＜発明の実施の形態３＞図９に示した高周波電力増幅器
の前段に別の小出力電力増幅部を配置して全体を２段構
成にした発明の実施の形態を図１１に示す。図１１にお
いて、A101は追加した小出力電力増幅部、M101は小出力
電力増幅部A101の入力側に配置した入力整合回路であ
る。
【００３３】ここで、大出力電力増幅部A102が動作し小
出力電力増幅部A103が停止した場合、入力端子INから入
力された高周波信号は、入力整合回路M101を通過して小
出力電力増幅部A101で増幅された後、前段整合回路M102
及び後段整合回路M103を通過し、続いて大出力電力増幅
部A102で増幅された後、前段整合回路M106及び後段整合
回路M105を通って出力端子OUTから出力される。
出力電力増幅部A103が停止した場合、入力端子INから入
力された高周波信号は、入力整合回路M101を通過して小
出力電力増幅部A101で増幅された後、前段整合回路M102
及び後段整合回路M103を通過し、続いて大出力電力増幅
部A102で増幅された後、前段整合回路M106及び後段整合
回路M105を通って出力端子OUTから出力される。
【００３４】大出力電力増幅部A102が停止し小出力電力
増幅部A103が動作した場合、入力端子INから入力された
高周波信号は、入力整合回路M101を通過して小出力電力
増幅部A101で増幅された後、前段整合回路M102及び後段
整合回路M104を通過し、続いて小出力電力増幅部A103で
増幅された後、前段整合回路M107及び後段整合回路M105
を通って出力端子OUTから出力される。
増幅部A103が動作した場合、入力端子INから入力された
高周波信号は、入力整合回路M101を通過して小出力電力
増幅部A101で増幅された後、前段整合回路M102及び後段
整合回路M104を通過し、続いて小出力電力増幅部A103で
増幅された後、前段整合回路M107及び後段整合回路M105
を通って出力端子OUTから出力される。
【００３５】本実施形態では、大出力電力増幅部A102が
動作し小出力電力増幅部A103が停止した場合、反対に電
力増幅部A102が停止し電力増幅部A103が動作した場合の
いずれの場合も、動作中の電力増幅部A102の入力インピ
ーダンス及び動作中の電力増幅部A103の入力インピーダ
ンスと電力増幅部A101の出力インピーダンスとの間でイ
ンピーダンス整合の条件が満たされるように、実施形態
２と同様の手法によって整合回路M102，M103，M104が構
成される。以上により、高出力と低出力の切り替えに高
周波スイッチが不要となり、高効率の高周波電力増幅器
を実現することができる。更に、本実施形態は電力増幅
部の２段構成であるので、高い増幅度を得ることができ
る。 ＜発明の実施の形態４＞図１の前段整合回路M12、前段
整合回路M13及び後段整合回路M11を繋がりのあるマイク
ロストリップ線路で構成した発明の実施の形態を図１２
に示す。整合回路M12のマイクロストリップ線路MSL1が
マイクロストリップ線路MSL111に、整合回路M13のマイ
クロストリップ線路MSL2及びマイクロストリップ線路MS
L3がマイクロストリップ線路MSL112に、整合回路M11の
マイクロストリップ線路MSL4がマイクロストリップ線路
MSL113にそれぞれ置き換えられる。
動作し小出力電力増幅部A103が停止した場合、反対に電
力増幅部A102が停止し電力増幅部A103が動作した場合の
いずれの場合も、動作中の電力増幅部A102の入力インピ
ーダンス及び動作中の電力増幅部A103の入力インピーダ
ンスと電力増幅部A101の出力インピーダンスとの間でイ
ンピーダンス整合の条件が満たされるように、実施形態
２と同様の手法によって整合回路M102，M103，M104が構
成される。以上により、高出力と低出力の切り替えに高
周波スイッチが不要となり、高効率の高周波電力増幅器
を実現することができる。更に、本実施形態は電力増幅
部の２段構成であるので、高い増幅度を得ることができ
る。 ＜発明の実施の形態４＞図１の前段整合回路M12、前段
整合回路M13及び後段整合回路M11を繋がりのあるマイク
ロストリップ線路で構成した発明の実施の形態を図１２
に示す。整合回路M12のマイクロストリップ線路MSL1が
マイクロストリップ線路MSL111に、整合回路M13のマイ
クロストリップ線路MSL2及びマイクロストリップ線路MS
L3がマイクロストリップ線路MSL112に、整合回路M11の
マイクロストリップ線路MSL4がマイクロストリップ線路
MSL113にそれぞれ置き換えられる。
【００３６】また、整合回路M13のキャパシタC1に対応
するキャパシタC111がマイクロストリップ線路MSL112の
中間に接続され、整合回路M11のキャパシタC2に対応す
るキャパシタC112がマイクロストリップ線路MSL113の出
力端子OUT側に接続される。
するキャパシタC111がマイクロストリップ線路MSL112の
中間に接続され、整合回路M11のキャパシタC2に対応す
るキャパシタC112がマイクロストリップ線路MSL113の出
力端子OUT側に接続される。
【００３７】本実施形態では、大出力電力増幅部A111側
の整合回路に用いるマイクロストリップ線路MSL111の線
路長が、小出力電力増幅部A112側の整合回路に用いるマ
イクロストリップ線路MSL112の線路長と比較して短かく
構成されるので、マイクロストリップ線路MSL111の線路
損失を低く押さえることができる。それにより、大出力
電力増幅部A111の動作時の損失を低減させ、電力増幅部
A111の効率を向上させる効果を得ることができる。 ＜発明の実施の形態５＞相異なる周波数帯域Ａと周波数
帯域Ｂの信号をそれぞれで高低出力で分け、出力をいず
れか１信号とする高周波電力増幅器の発明の実施の形態
を図１３に示す。高周波電力増幅器は、周波数帯域Ａ用
の電力増幅ユニット13Aと周波数帯域Ｂ用の電力増幅ユ
ニット13Bを有している。
の整合回路に用いるマイクロストリップ線路MSL111の線
路長が、小出力電力増幅部A112側の整合回路に用いるマ
イクロストリップ線路MSL112の線路長と比較して短かく
構成されるので、マイクロストリップ線路MSL111の線路
損失を低く押さえることができる。それにより、大出力
電力増幅部A111の動作時の損失を低減させ、電力増幅部
A111の効率を向上させる効果を得ることができる。 ＜発明の実施の形態５＞相異なる周波数帯域Ａと周波数
帯域Ｂの信号をそれぞれで高低出力で分け、出力をいず
れか１信号とする高周波電力増幅器の発明の実施の形態
を図１３に示す。高周波電力増幅器は、周波数帯域Ａ用
の電力増幅ユニット13Aと周波数帯域Ｂ用の電力増幅ユ
ニット13Bを有している。
【００３８】電力増幅ユニット13Aは、大出力電力増幅
部A131と小出力電力増幅部A132を備え、出力側にそれぞ
れ前段整合回路M137，M138が接続され、入力側にそれぞ
れ後段整合回路M132，133が接続される。
部A131と小出力電力増幅部A132を備え、出力側にそれぞ
れ前段整合回路M137，M138が接続され、入力側にそれぞ
れ後段整合回路M132，133が接続される。
【００３９】電力増幅ユニット13Bは、大出力電力増幅
部A133と小出力電力増幅部A134を備え、出力側にそれぞ
れ前段整合回路M139，M140が接続され、入力側にそれぞ
れ後段整合回路M134，135が接続される。
部A133と小出力電力増幅部A134を備え、出力側にそれぞ
れ前段整合回路M139，M140が接続され、入力側にそれぞ
れ後段整合回路M134，135が接続される。
【００４０】前段整合回路M137〜M140の出力側は相互に
接続され、その接続点と出力端子OUTの間に後段整合回
路M136が接続され、後段整合回路M132〜M135の入力側は
相互に接続され、その接続点と入力端子INとの間に前段
整合回路M131が接続される。
接続され、その接続点と出力端子OUTの間に後段整合回
路M136が接続され、後段整合回路M132〜M135の入力側は
相互に接続され、その接続点と入力端子INとの間に前段
整合回路M131が接続される。
【００４１】ベース電圧の制御によって電力増幅部A131
〜A134の内のいずれか１個が動作し、他は停止するが、
どの電力増幅部も動作時にその出力インピーダンスと出
力端子OUTにおける特性インピーダンスとのインピーダ
ンス整合が行なわれるように整合回路M136〜M140が構成
され、更にその入力インピーダンスと入力端子INにおけ
る特性インピーダンスとのインピーダンス整合が行なわ
れるように整合回路M131〜M135が構成される。
〜A134の内のいずれか１個が動作し、他は停止するが、
どの電力増幅部も動作時にその出力インピーダンスと出
力端子OUTにおける特性インピーダンスとのインピーダ
ンス整合が行なわれるように整合回路M136〜M140が構成
され、更にその入力インピーダンスと入力端子INにおけ
る特性インピーダンスとのインピーダンス整合が行なわ
れるように整合回路M131〜M135が構成される。
【００４２】このように周波数帯域の異なる信号を出力
する場合でも、高周波スイッチを用いずに高低出力に応
じて電力増幅部を切り替えて使用することが可能とな
る。
する場合でも、高周波スイッチを用いずに高低出力に応
じて電力増幅部を切り替えて使用することが可能とな
る。
【００４３】なお、本実施形態では、入力側の整合回路
M131〜M135を用いずに、信号を高周波スイッチで切り替
えて各電力増幅部に入力するように構成することも可能
である。出力側で高周波スイッチを用いずに高低出力で
電力増幅部を切り替えることができる。 ＜発明の実施の形態６＞本発明の高周波電力増幅器を移
動通信システムの基地局に用いた発明の実施の形態を図
１４に示す。基地局は、携帯電話機（移動端末機）と共
に移動通信システムを構成する。局間インターフェース
INFを介してネットワークから入力した送信信号St1は、
ベースバンド回路BB1で信号処理を施されてから変調さ
れ、高周波信号になる。該高周波信号は、高周波電力増
幅器HAMP1で増幅され、アンテナANT1から空間に放射さ
れる。高周波電力増幅器HAMP1は本発明によるものであ
り、高い効率が得られることから、高周波電力増幅器HA
MP1をアンテナANT1の近傍に配置することが容易にな
る。
M131〜M135を用いずに、信号を高周波スイッチで切り替
えて各電力増幅部に入力するように構成することも可能
である。出力側で高周波スイッチを用いずに高低出力で
電力増幅部を切り替えることができる。 ＜発明の実施の形態６＞本発明の高周波電力増幅器を移
動通信システムの基地局に用いた発明の実施の形態を図
１４に示す。基地局は、携帯電話機（移動端末機）と共
に移動通信システムを構成する。局間インターフェース
INFを介してネットワークから入力した送信信号St1は、
ベースバンド回路BB1で信号処理を施されてから変調さ
れ、高周波信号になる。該高周波信号は、高周波電力増
幅器HAMP1で増幅され、アンテナANT1から空間に放射さ
れる。高周波電力増幅器HAMP1は本発明によるものであ
り、高い効率が得られることから、高周波電力増幅器HA
MP1をアンテナANT1の近傍に配置することが容易にな
る。
【００４４】なお、アンテナANT1で受信した受信高周波
信号は、低雑音増幅器LNAMP1で増幅され、ベースバンド
回路BB1で復調されてから信号処理を施され、受信信号S
r1となる。 ＜発明の実施の形態７＞本発明の高周波電力増幅器を移
動通信システムの携帯電話機{移動端末機）に用いた発
明の実施の形態を図１５に示す。伝送する送信信号St2
は、ベースバンド回路BB2で信号処理を施されてから変
調され、高周波信号になる。該高周波信号は、高周波電
力増幅器HAMP2で増幅され、アンテナANT2から空間に放
射される。高周波電力増幅器HAMP2は本発明によるもの
であり、高い効率が得られることから、消費電力の低い
小型の携帯電話機を実現することができる。
信号は、低雑音増幅器LNAMP1で増幅され、ベースバンド
回路BB1で復調されてから信号処理を施され、受信信号S
r1となる。 ＜発明の実施の形態７＞本発明の高周波電力増幅器を移
動通信システムの携帯電話機{移動端末機）に用いた発
明の実施の形態を図１５に示す。伝送する送信信号St2
は、ベースバンド回路BB2で信号処理を施されてから変
調され、高周波信号になる。該高周波信号は、高周波電
力増幅器HAMP2で増幅され、アンテナANT2から空間に放
射される。高周波電力増幅器HAMP2は本発明によるもの
であり、高い効率が得られることから、消費電力の低い
小型の携帯電話機を実現することができる。
【００４５】なお、アンテナANT2受信した受信高周波信
号は、低雑音増幅器LNAMP2で増幅され、ベースバンド回
路BB2で復調されてから信号処理を施され、受信信号Sr2
となる。
号は、低雑音増幅器LNAMP2で増幅され、ベースバンド回
路BB2で復調されてから信号処理を施され、受信信号Sr2
となる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、飽和出力の異なる少な
くとも２個の電力増幅部を配置し、いずれか１個の電力
増幅部を動作させ、他の電力増幅部を停止させた場合、
動作するどの電力増幅部も整合状態を満足する整合回路
を実現することができるので、高周波スイッチを用いず
に電力増幅部を切り替えることができ、電力増幅時の出
力損失を低減させることができる。それにより、携帯端
末機、基地局装置の小型化に適した高周波電力増幅器を
提供することができる。
くとも２個の電力増幅部を配置し、いずれか１個の電力
増幅部を動作させ、他の電力増幅部を停止させた場合、
動作するどの電力増幅部も整合状態を満足する整合回路
を実現することができるので、高周波スイッチを用いず
に電力増幅部を切り替えることができ、電力増幅時の出
力損失を低減させることができる。それにより、携帯端
末機、基地局装置の小型化に適した高周波電力増幅器を
提供することができる。
【図１】本発明に係る高周波電力増幅器の第１の発明の
実施の形態を説明するためのブロック図。
実施の形態を説明するためのブロック図。
【図２】図１に示した大出力電力増幅部と小出力電力増
幅部の入力電力と出力電力の関係及び入力電力と効率の
関係を説明するための曲線図。
幅部の入力電力と出力電力の関係及び入力電力と効率の
関係を説明するための曲線図。
【図３】図１に示した大出力電力増幅部の動作時及び停
止時の出力インピーダンスを説明するための図。
止時の出力インピーダンスを説明するための図。
【図４】図１に示した小出力電力増幅部の動作時及び停
止時の出力インピーダンスを説明するための図。
止時の出力インピーダンスを説明するための図。
【図５】図１に示した整合回路の一例を説明するための
回路図。
回路図。
【図６】大出力電力増幅部が動作し小出力電力増幅部が
停止した場合の整合回路の整合状態を説明するための
図。
停止した場合の整合回路の整合状態を説明するための
図。
【図７】小出力電力増幅部が停止し小出力電力増幅部が
動作した場合の整合回路の整合状態を説明するための
図。
動作した場合の整合回路の整合状態を説明するための
図。
【図８】図１に示した整合回路の別の例を説明するため
の回路図。
の回路図。
【図９】本発明の高周波電力増幅器の第２の発明の実施
の形態を説明するためのブロック図。
の形態を説明するためのブロック図。
【図１０】図９に示した入力側の整合回路の一例を説明
するための回路図。
するための回路図。
【図１１】本発明の高周波電力増幅器の第３の発明の実
施の形態を説明するためのブロック図。
施の形態を説明するためのブロック図。
【図１２】本発明の高周波電力増幅器の第４の発明の実
施の形態を説明するためのブロック図。
施の形態を説明するためのブロック図。
【図１３】本発明の高周波電力増幅器の第５の発明の実
施の形態を説明するためのブロック図。
施の形態を説明するためのブロック図。
【図１４】本発明の高周波電力増幅器を用いた携帯電話
基地局による第６の発明の実施の形態を説明するための
ブロック図。
基地局による第６の発明の実施の形態を説明するための
ブロック図。
【図１５】本発明の高周波電力増幅器を用いた携帯電話
基地局による第７の発明の実施の形態を説明するための
ブロック図。
基地局による第７の発明の実施の形態を説明するための
ブロック図。
【図１６】従来の高周波電力増幅器を説明するための構
成図。
成図。
IN，IN1，IN2 …入力端子、OUT…出力端子、A11，A91…
大出力電力増幅部、A12，A92…小出力電力増幅部、M1
1，M92，M93，M94…後段整合回路、M12，M13，M91…前
段整合回路、MSL1，MSL2，MSL3，MSL4…マイクロストリ
ップ線路、C1，C2…キャパシタ、ZL1…大出力電力増幅
部の出力インピーダンス、ZL2…小出力電力増幅部の出
力インピーダンス。
大出力電力増幅部、A12，A92…小出力電力増幅部、M1
1，M92，M93，M94…後段整合回路、M12，M13，M91…前
段整合回路、MSL1，MSL2，MSL3，MSL4…マイクロストリ
ップ線路、C1，C2…キャパシタ、ZL1…大出力電力増幅
部の出力インピーダンス、ZL2…小出力電力増幅部の出
力インピーダンス。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 田上 知紀
東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 加賀谷 修
東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(72)発明者 関根 健治
東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
Ｆターム(参考） 5J067 AA01 AA04 AA21 AA41 AA51
CA36 CA75 CA92 FA20 HA29
HA33 HA38 KA29 KA68 KS11
LS12 MA22 SA13 TA01 TA02
TA05
5J069 AA01 AA04 AA21 AA41 AA51
CA36 CA75 CA92 FA20 HA29
HA33 HA38 KA29 KA68 KC03
MA22 SA13 TA01 TA02 TA05
5J091 AA01 AA04 AA21 AA41 AA51
CA36 CA75 CA92 FA20 HA29
HA33 HA38 KA29 KA68 MA22
SA13 TA01 TA02 TA05
5J092 AA01 AA04 AA21 AA41 AA51
CA36 CA75 CA92 FA20 GR07
HA29 HA33 HA38 KA29 KA68
MA22 SA13 TA01 TA02 TA05
VL02 VL08
Claims (10)
- 【請求項１】動作を切り替えて使用する飽和出力の異な
る少なくとも２個の電力増幅部と、該少なくとも２個の
電力増幅部の出力側のそれぞれに接続した個別の前段整
合回路と、該前段整合回路の出力側を並列に接続した接
続点と出力端子の間に接続した後段整合回路とを備え、
該少なくとも２個のどの電力増幅部に対しても、該少な
くとも２個の電力増幅部の内のいずれか１個が動作し他
の電力増幅部が停止しているときに、該動作している電
力増幅部の出力インピーダンスと該出力端子における特
性インピーダンスとの間でインピーダンス整合が行なわ
れるように、該前段整合回路及び該後段整合回路が構成
されていることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項２】動作を切り替えて使用する飽和出力の異な
る少なくとも２個の電力増幅部と、該少なくとも２個の
電力増幅部の出力側のそれぞれに接続した個別の第１の
前段整合回路と、該第１の前段整合回路の出力側を並列
に接続した接続点と出力端子の間に接続した第１の後段
整合回路と、該少なくとも２個の電力増幅部の入力側の
それぞれに接続した個別の第２の後段整合回路と、該第
２の後段整合回路の入力側を並列に接続した接続点と入
力端子の間に接続した第２の前段整合回路とを備え、該
少なくとも２個のどの電力増幅部に対しても、該少なく
とも２個の電力増幅部の内のいずれか１個が動作し他の
電力増幅部が停止しているときに、該動作している電力
増幅部の出力インピーダンスと該出力端子における特性
インピーダンスとの間でインピーダンス整合が行なわれ
るように該第１の前段整合回路及び該第１の後段整合回
路が構成され、かつ、該動作している電力増幅部の入力
インピーダンスと該入力端子における特性インピーダン
スとの間でインピーダンス整合が行なわれるように該第
２の前段整合回路及び該第２の後段整合回路が構成され
ていることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項３】動作を切り替えて使用する飽和出力の異な
る少なくとも２個の電力増幅部と、該少なくとも２個の
電力増幅部の入力側のそれぞれに接続した個別の後段整
合回路と、該後段整合回路の入力側を並列に接続した接
続点と入力端子の間に接続した前段整合回路とを備え、
該少なくとも２個のどの電力増幅部に対しても、該少な
くとも２個の電力増幅部の内のいずれか１個が動作し他
の電力増幅部が停止しているときに、該動作している電
力増幅部の入力インピーダンスと該入力端子における特
性インピーダンスとの間でインピーダンス整合が行なわ
れるように、該前段整合回路及び該後段整合回路が構成
されていることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項４】動作を切り替えて使用する飽和出力の異な
る少なくとも２個の電力増幅部と、該少なくとも２個の
電力増幅部の出力側のそれぞれに接続した個別の第１の
前段整合回路と、該第１の前段整合回路の出力側を並列
に接続した接続点と出力端子の間に接続した第１の後段
整合回路と、該少なくとも２個の電力増幅部の入力側の
それぞれに接続した個別の第２の後段整合回路と、入力
端子に第３の前段整合回路を介して接続した別の電力増
幅部と、該第２の後段整合回路の入力側を並列に接続し
た接続点と該別の電力増幅部の出力側との間に接続した
第２の前段整合回路とを備え、該少なくとも２個のどの
電力増幅部に対しても、該少なくとも２個の電力増幅部
の内のいずれか１個が動作し他の電力増幅部が停止して
いるときに、該動作している電力増幅部の出力インピー
ダンスと出力端子における特性インピーダンスとの間で
インピーダンス整合が行なわれるように該第１の前段整
合回路及び該第１の後段整合回路が構成され、かつ、該
動作している電力増幅部の入力インピーダンスと該別の
電力増幅部の出力インピーダンスとの間でインピーダン
ス整合が行なわれるように該第２の前段整合回路及び該
第２の後段整合回路が構成されていることを特徴とする
高周波電力増幅器。 - 【請求項５】動作を切り替えて使用する飽和出力の異な
る少なくとも２個の電力増幅部と、該少なくとも２個の
電力増幅部の入力側のそれぞれに接続した個別の後段整
合回路と、入力端子に第２の前段整合回路を介して接続
した別の電力増幅部と、該後段整合回路の入力側を並列
に接続した接続点と該別の電力増幅部の出力側との間に
接続した第１の前段整合回路とを備え、該少なくとも２
個のどの電力増幅部に対しても、該少なくとも２個の電
力増幅部の内のいずれか１個が動作し他の電力増幅部が
停止しているときに、該動作している電力増幅部の入力
インピーダンスと該別の電力増幅部の出力インピーダン
スとの間でインピーダンス整合が行なわれるように該第
１の前段整合回路及び該後段整合回路が構成されている
ことを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項６】前記少なくとも２個の電力増幅部の内の飽
和出力の大きい電力増幅器に接続した前記前段整合回路
に用いられる信号線路の長さが飽和出力の小さい電力増
幅器に接続した前記前段整合回路に用いられる信号線路
の長さより短いことを特徴とする請求項１に記載の高周
波電力増幅器。 - 【請求項７】前記少なくとも２個の電力増幅部の内の飽
和出力の大きい電力増幅器に接続した前記第１の前段整
合回路に用いられる信号線路の長さが飽和出力の小さい
電力増幅器に接続した前記第１の前段整合回路に用いら
れる信号線路の長さより短いことを特徴とする請求項２
又は請求項４に記載の高周波電力増幅器。 - 【請求項８】異なる周波数帯域毎に電力増幅ユニットを
備え、各電力増幅ユニットは、動作を切り替えて使用す
る飽和出力の異なる少なくとも２個の電力増幅部と、該
少なくとも２個の電力増幅部の出力側のそれぞれに接続
した個別の前段整合回路とを有し、全ての電力増幅ユニ
ットの該前段整合回路の出力側は並列に接続され、その
接続点と出力端子の間に後段整合回路が接続され、全て
の電力増幅ユニットの該少なくとも２個のどの電力増幅
部に対しても、全ての電力増幅ユニットの該少なくとも
２個の電力増幅部の内のいずれか１個が動作し他の電力
増幅部が停止しているときに、該動作している電力増幅
部の出力インピーダンスと該出力端子における特性イン
ピーダンスとの間でインピーダンス整合が行なわれるよ
うに、該前段整合回路及び該後段整合回路が構成されて
いることを特徴とする高周波電力増幅器。 - 【請求項９】移動端末機と共に移動通信システムを構成
する基地局であって、局間インターフェースを介して入
力した送信信号に信号処理及び変調を施して高周波信号
を出力するベースバンド回路と、該高周波信号を増幅す
る請求項１又は請求項２の高周波電力増幅器と、該高周
波電力増幅器の出力信号を空間に放射するアンテナとを
備えていることを特徴とする基地局。 - 【請求項１０】基地局と共に移動通信システムを構成す
る移動端末機であって、伝送する送信信号に信号処理及
び変調を施して高周波信号を出力するベースバンド回路
と、該高周波信号を増幅する請求項１又は請求項２の高
周波電力増幅器と、該高周波電力増幅器の出力信号を空
間に放射するアンテナとを備えていることを特徴とする
移動端末機。
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|---|---|---|---|
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