JP2007282122A - Doherty amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドハティ増幅器に関する。 The present invention relates to a Doherty amplifier.
近年、無線通信技術の需要が拡大してきており、音声通信に加え、高速データ通信が要求されてきている。高速データ通信を実現し、かつ、周波数利用効率の観点から、無線LAN(Local Area Network)や地上波ディジタル放送では、互いに直交する複数のキャリアを用いる直交周波数多重変調方式(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)がすでに採用されている。 In recent years, the demand for wireless communication technology has increased, and high-speed data communication has been required in addition to voice communication. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) using multiple carriers orthogonal to each other in wireless LAN (Local Area Network) and digital terrestrial broadcasting from the viewpoint of high-speed data communication and frequency utilization efficiency ) Has already been adopted.
ところで、OFDM変調では、多数のキャリアを用いるために信号波形のピーク電力対平均電力比が高く、このような信号を増幅させるには、増幅器の実動作時の平均電力と飽和電力との差として与えられるバックオフを十分大きな状態で動作させる必要がある。しかしながら、増幅器の効率は、バックオフが大きな状態になるほど、一般的に効率が大幅に低下するという問題がある。 By the way, in OFDM modulation, since a large number of carriers are used, the peak power to average power ratio of the signal waveform is high, and in order to amplify such a signal, the difference between the average power and the saturated power in the actual operation of the amplifier It is necessary to operate the given backoff in a sufficiently large state. However, there is a problem that the efficiency of the amplifier generally decreases significantly as the back-off becomes larger.
このような問題を解決し、OFDM変調信号のようにピーク電力対平均電力比が高い信号を増幅する技術として、ドハティ増幅器が知られている。ドハティ増幅器は、1936年にW.H.Doherty氏によって最初に考案されたもので、非特許文献1および特許文献1に開示されている。 A Doherty amplifier is known as a technique for solving such a problem and amplifying a signal having a high peak power to average power ratio such as an OFDM modulated signal. The Doherty amplifier was first devised by W. H. Doherty in 1936 and is disclosed in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1.
以下、ドハティ増幅器について図面を参照しながら説明する。図3は、ドハティ増幅器の要部構成を示すブロック図である。図3に示すドハティ増幅器10は、キャリア増幅器13とピーク増幅器16の2つの増幅器を備えている。
Hereinafter, the Doherty amplifier will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing a main configuration of the Doherty amplifier. The Doherty
キャリア増幅器13は、A級、AB級、あるいは、B級にバイアスされた増幅器で、ピーク増幅器16は、B級よりも電流を絞った状態、すなわち、C級にバイアスされた増幅器である。 The carrier amplifier 13 is an amplifier biased in class A, class AB, or class B, and the peak amplifier 16 is an amplifier biased in class C, that is, biased in class C.
入力端子11から入力された無線信号は、分配器12によって2系統に分割された後、一方はキャリア増幅器13へ出力され、他方は1/4波長ネットワーク15へ出力されて位相差が付けられた後、ピーク増幅器16へ出力される。
The radio signal input from the
キャリア増幅器13の出力側には1/4波長ネットワーク14が接続されていて、1/4波長ネットワーク14経由後の無線信号は、合成器17によって、ピーク増幅器16から出力される無線信号と合成されて出力端子18へ出力される。なお、出力端子18には負荷が接続されている。
The 1/4
この時、キャリア増幅器13は、無線信号の電力レベルが小さくても、電力レベルに係わらず無線信号の電力を増幅する。一方、ピーク増幅器16は、C級にバイアスされているため、無線信号の電力レベルが小さく所定の閾値未満の場合には、オフ状態となって、増幅動作を行わない。この場合には、ピーク増幅器16で消費される電力が小さいため、ドハティ増幅器10全体としての効率が高くなる。
At this time, even if the power level of the radio signal is small, the carrier amplifier 13 amplifies the power of the radio signal regardless of the power level. On the other hand, since the peak amplifier 16 is biased to class C, when the power level of the radio signal is small and less than a predetermined threshold, the peak amplifier 16 is turned off and does not perform the amplification operation. In this case, since the power consumed by the peak amplifier 16 is small, the efficiency of the Doherty
一方、無線信号の電力レベルが所定の閾値以上の場合には、ピーク増幅器16がオン状態となり、無線信号の電力レベルがキャリア増幅器13とピーク増幅器16の双方で増幅される。そして、合成器17によって、キャリア増幅器13の出力電力とピーク増幅器16の出力電力とが合成されることにより、大きな飽和電力を得ることができる。
On the other hand, when the power level of the radio signal is equal to or higher than a predetermined threshold, the peak amplifier 16 is turned on, and the power level of the radio signal is amplified by both the carrier amplifier 13 and the peak amplifier 16. Then, by combining the output power of the carrier amplifier 13 and the output power of the peak amplifier 16 by the
1/4波長ネットワーク14は、キャリア増幅器13の出力側に接続されて、無線信号の電力レベルに応じて、キャリア増幅器13の実効インピーダンスを変化させて、高効率化を実現する役割を担っている。無線信号の電力レベルが小さい場合には、ピーク増幅器16がオフ状態となるため、ピーク増幅器16の出力インピーダンスは理想的には開放状態となる。この場合に、効率が良好となるようにキャリア増幅器13を設計することで、キャリア増幅器13を最大の効率で動作させることができる。
The
一方、無線信号の電力レベルが大きい場合には、キャリア増幅器13およびピーク増幅器16との双方が動作して、無線信号の電力レベルが増幅される。キャリア増幅器13とピーク増幅器16は並列に接続されているので、1/4波長ネットワーク14により、電力レベルが所定の閾値以上の場合、キャリア増幅器13の出力端での実効インピーダンスが減少する。すなわち、1/4波長ネットワーク14により、キャリア増幅器13の出力端での実効インピーダンスを減少させて、キャリア増幅器13にかかる電圧を一定に維持することができようになって、キャリア増幅器13を最大効率で動作することができる。
On the other hand, when the power level of the radio signal is large, both the carrier amplifier 13 and the peak amplifier 16 operate to amplify the power level of the radio signal. Since the carrier amplifier 13 and the peak amplifier 16 are connected in parallel, the effective impedance at the output terminal of the carrier amplifier 13 is reduced by the
このようにして、1/4波長ネットワーク14をキャリア増幅器13の出力側に接続することにより、キャリア増幅器13を最大効率で動作させながら、かつ、ピーク増幅器16が動作するようになるので、全体として大きな飽和電力を得ることができ、高い効率を維持できることになる。
By connecting the
上記のようにキャリア増幅器13とピーク増幅器16とを備えたドハティ増幅器10の入出力特性を図4に示す。さらに、図4〜図7に、ピーク増幅器の動作領域を変えた場合の入出力特性と効率との関係を示す。なお、図4および図6において、S1はキャリア増幅器13の入出力特性を、S2はピーク増幅器16の入出力特性を、S3は合成後の入出力特性を示している。図4に示すようにピーク増幅器16の動作領域ΔPを広くした場合には、広い範囲で高効率を維持することができるが、図5に示すように入出力特性の線形性が劣化するという課題が生じる。一方、図6に示すようにピーク増幅器16の動作領域ΔPを狭くした場合には、線形性は得られるが、図7に示すように効率は劣化するという問題がある。なお、効率は、出力電力と入力電力との差と、消費電力との比をいう。
FIG. 4 shows input / output characteristics of the Doherty
この課題を解決するために、特許文献2には、ドハティ増幅器の前段に歪補償回路を挿入する方法が開示されている。図8は、歪補償回路をドハティ増幅器の前段に挿入した場合の入出力特性を示す図である。同図において、S4はドハティ増幅器の入出力特性を示し、S5は歪補償回路の入出力特性を示し、S6は歪み補償回路およびドハティ増幅器を経由した場合の入出力特性を示している。図8に示すように、ドハティ増幅器の歪み(S4)の逆特性(S5)を有する歪補償回路をドハティ増幅器の前段に挿入することにより、入出力特性の線形性(S6)が得られるようになる。
しかしながら、特許文献2に開示されるようにドハティ増幅器の前段に歪補償回路を挿入する方法においては、ドハティ増幅器の歪が大きい場合、それに応じた逆特性を作ることが難しいという問題がある。さらに、歪補償回路を挿入すると、図8に示すように歪補償回路を挿入することにより利得が低下し、増幅効率が劣化するという課題が生じる。 However, as disclosed in Patent Document 2, in the method of inserting a distortion compensation circuit in the previous stage of the Doherty amplifier, there is a problem that when the distortion of the Doherty amplifier is large, it is difficult to create an inverse characteristic corresponding to the distortion. Further, when the distortion compensation circuit is inserted, there is a problem that the gain is lowered and the amplification efficiency is deteriorated by inserting the distortion compensation circuit as shown in FIG.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ドハティ増幅器において、高効率を確保しつつ、線形性を改善することができるドハティ増幅器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a Doherty amplifier capable of improving linearity while ensuring high efficiency in the Doherty amplifier.
かかる課題を解決するため、本発明に係るドハティ増幅器は、ドハティ増幅部と、非線形増幅部と、入力無線信号を前記ドハティ増幅部と前記非線形増幅部とに分配する分配器と、前記ドハティ増幅部の出力信号と非線形増幅部の出力信号を合成する合成器と、を具備する構成を採る。 In order to solve this problem, a Doherty amplifier according to the present invention includes a Doherty amplification unit, a nonlinear amplification unit, a distributor that distributes an input radio signal to the Doherty amplification unit and the nonlinear amplification unit, and the Doherty amplification unit. And a synthesizer that synthesizes the output signal of the non-linear amplifier.
この構成によれば、ドハティ増幅部に並列に非線形増幅部が設けられて、無線信号は、ドハティ増幅部と非線形増幅部に分配されて、ドハティ増幅部によって高効率に増幅され、非線形増幅部によって、ドハティ増幅部から出力される無線信号と非線形増幅部から出力される無線信号との合成信号の入出力特性が線形性を保つように、ドハティ増幅部が非線形動作する領域で、その非線形性を補充して増幅することができるため、無線信号を線形増幅することができるようになる。 According to this configuration, a non-linear amplification unit is provided in parallel to the Doherty amplification unit, and the radio signal is distributed to the Doherty amplification unit and the non-linear amplification unit, and is amplified with high efficiency by the Doherty amplification unit. In order to maintain the linearity of the input / output characteristics of the combined signal of the radio signal output from the Doherty amplifier and the radio signal output from the nonlinear amplifier, the nonlinearity is reduced in the region where the Doherty amplifier operates nonlinearly. Since it can be supplemented and amplified, the radio signal can be linearly amplified.
本発明によれば、高効率を確保しつつ、線形性を改善することができるドハティ増幅器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a Doherty amplifier capable of improving linearity while ensuring high efficiency.
本発明の特徴は、ドハティ増幅器に非線形増幅器を並列接続する点である。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 A feature of the present invention is that a nonlinear amplifier is connected in parallel to the Doherty amplifier. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明の実施の形態に係るドハティ増幅器の要部構成を示す。図1に示すドハティ増幅器100は、入力端子110と、分配器120と、ドハティ増幅部130と、非線形増幅部140と、インピーダンス変換器150と、合成器160と、出力端子170とを備えている。
FIG. 1 shows a main configuration of a Doherty amplifier according to an embodiment of the present invention. The Doherty
ドハティ増幅部130は、キャリア増幅器131と、整合回路132と、インピーダンス変換器133と、位相調整器134と、ピーク増幅器135と、整合回路136と、合成器137とを備え、非線形増幅部140は、位相調整器141と、振幅調整器142と、非線形増幅器143とを備え、同図に示すように、非線形増幅部140は、ドハティ増幅部に並列に接続されている。
The Doherty
分配器120は、入力端子110から出力されるマイクロ波のRF(Radio Frequency)信号を、3つの経路に分配し、RF信号をキャリア増幅器131、位相調整器134、位相調整器141へ出力する。
The
キャリア増幅器131は、RF信号の電力レベルを、その大きさに関わらず増幅し、増幅したRF信号を整合回路132へ出力する。
The carrier amplifier 131 amplifies the power level of the RF signal regardless of its magnitude, and outputs the amplified RF signal to the matching
整合回路132は、キャリア増幅器131の出力側に接続され、増幅されたRF信号に対し負荷インピーダンスRLとの整合を行う。
The
インピーダンス変換器133は、キャリア増幅器131の出力側に接続された整合回路132の後段に設けられ、合成後のRF信号に対しインピーダンス変換を行い、インピーダンス変換後のRF信号を合成器137へ出力する。インピーダンス変換器133は、負荷インピーダンスと同様にインピーダンスRLを有している。
The
位相調整器134は、合成器137における合成後の出力電力が最大となるように分配されたRF信号の位相を調整し、位相調整後のRF信号をピーク増幅器135へ出力する。
The phase adjuster 134 adjusts the phase of the distributed RF signal so that the combined output power in the
ピーク増幅器135は、RF信号の電力レベルが所定の閾値以上の場合、RF信号の電力レベルを増幅し、増幅後のRF信号を整合回路136へ出力する。
The peak amplifier 135 amplifies the power level of the RF signal when the power level of the RF signal is equal to or higher than a predetermined threshold, and outputs the amplified RF signal to the
整合回路136は、RF信号に対し負荷インピーダンスRLとの整合を行う。
The
合成器137は、キャリア増幅器131によって増幅されたRF信号とピーク増幅器135によって増幅されたRF信号とを合成し、合成後のRF信号をインピーダンス変換器150へ出力する。
The
インピーダンス変換器150は、λ/4のマイクロストリップライン又は同等の集合ネットワークを用いて、合成後のRF信号に対しインピーダンス変換を行い、インピーダンス変換後のRF信号を合成器160へ出力する。
The
なお、インピーダンス変換器133、150は、コンデンサやコイルなどによって構成してもよいが、特に、λ/4のマイクロストリップラインを使うと電力ロスが少なく大電力を通電することができる。このようなマイクロストリップラインは、マイクロ波集積回路(MIC:Microwave Integrated Circuit)に使用される線路であって、導体基板上に低損失の誘電体をおき、その上に狭い幅の導体(ストリップ導体)を貼り付けた構成になっている。その他にも導体基板で誘電体を挟んで、その中にストリップと呼ばれる導体を埋め込んだ構造のものもある。このようなマイクロストリップラインは、小型・軽量の利点があると共に、回路的には構造の形状加工を工夫することによってマイクロ波帯でLやCの形成が容易であるなどの利点があり、任意のインピーダンスを容易に形成することができる。
The
なお、マイクロストリップラインの長さをλ/4にすることによって、分布定数回路のスミス図において特性インピーダンスが180度の位置関係となるので、特性インピーダンスが短絡と開放(あるいはインピーダンスZとその逆数Y)というように、正反対の特性へ変更することができる。そのため、マイクロ波の伝送回路では、インピーダンス変換器としてλ/4のマイクロストリップラインが好んで使用されている。 By setting the length of the microstrip line to λ / 4, the characteristic impedance is 180 degrees in the Smith diagram of the distributed constant circuit. Therefore, the characteristic impedance is short-circuited and opened (or impedance Z and its inverse Y). ) Can be changed to the opposite characteristics. Therefore, in a microwave transmission circuit, a λ / 4 microstrip line is preferably used as an impedance converter.
また、マイクロストリップラインは、ストリップ線の導体幅、誘電体の厚さ、及び誘電率によって、特性インピーダンスをかなり容易に変化させることができる。能動素子(または、能動回路)は、動作周波数、及び誘導性や容量性の負荷特性によって回路特性が大きく影響を受けるので出力インピーダンスの整合は極めて重要である。したがって、能動回路の出力端にマイクロストリップラインを接続することにより、比較的自由にインピーダンスを制御することができ、全体として伝送効率の向上につながる。 In addition, the characteristic impedance of the microstrip line can be changed considerably easily depending on the conductor width of the strip line, the thickness of the dielectric, and the dielectric constant. In the active element (or active circuit), the circuit characteristics are greatly affected by the operating frequency and the inductive and capacitive load characteristics, so that matching of output impedance is extremely important. Therefore, by connecting a microstrip line to the output terminal of the active circuit, the impedance can be controlled relatively freely, leading to an improvement in transmission efficiency as a whole.
位相調整器141は、分配されたRF信号の位相を調整し、位相調整後のRF信号を振幅調整器142へ出力する。
The
振幅調整器142は、RF信号の振幅を調整して、振幅調整後のRF信号を非線形増幅器143へ出力する。 The amplitude adjuster 142 adjusts the amplitude of the RF signal and outputs the RF signal after the amplitude adjustment to the nonlinear amplifier 143.
非線形増幅器143は、RF信号の電力レベルが所定の閾値以上の場合に、RF信号の電力レベルを増幅して合成器160へ出力する。ここで、非線形増幅器143は、ドハティ増幅部130のピーク増幅器135と同程度の特性を有し、図2(b)に実線(S12)で示すように、入出力特性がドハティ増幅部130と逆特性となるようにバイアス調整されたものである。なお、図2(a)の実線(S11)は、ドハティ増幅部130の入出力特性を示し、図2(c)は、合成後の入出力特性を示す。
The nonlinear amplifier 143 amplifies the power level of the RF signal and outputs it to the
具体的には、非線形増幅器143を構成するトランジスタのベース−エミッタ間に逆バイアスをかけ、コレクタ電流の流れる期間を調整する。このようにすることで、非線形増幅器143は、ピーク増幅器135と同様に、RF信号の電力レベルが小さい場合にはオフ状態となって、増幅動作せず、RF信号の電力レベルが所定の閾値以上の場合にだけ、非線形増幅動作する。このようにすることにより、非線形増幅器143の消費電力を小さくして、高効率を維持することができるようになる。また、トランジスタに接続する負荷抵抗やコレクタ抵抗の値を適切に調整することにより、入出力特性の傾きを制御して、非線形増幅器143の入出力特性が、ドハティ増幅部130の非線形特性と逆特性となるようにすることで、ドハティ増幅部130が非線形増幅する領域において、非線形増幅器143がその非線形性を補充して増幅するように動作するため、ドハティ増幅器100全体として、RF信号を広い領域で線形増幅することができるようになる。
Specifically, a reverse bias is applied between the base and emitter of the transistors constituting the nonlinear amplifier 143 to adjust the period during which the collector current flows. By doing so, the non-linear amplifier 143 is turned off when the power level of the RF signal is small, does not perform an amplification operation, and the power level of the RF signal is equal to or higher than a predetermined threshold, similarly to the peak amplifier 135. Only in this case, the nonlinear amplification operation is performed. By doing so, the power consumption of the nonlinear amplifier 143 can be reduced and high efficiency can be maintained. Further, by appropriately adjusting the values of the load resistance and collector resistance connected to the transistor, the slope of the input / output characteristic is controlled, so that the input / output characteristic of the nonlinear amplifier 143 is opposite to the nonlinear characteristic of the
合成器160は、ドハティ増幅部130によって増幅されインピーダンス変換されたRF信号と、非線形増幅器143によって増幅されたRF信号とを合成し、出力端子170へ出力する。上述したように、位相調整器141および振幅調整器142によって、RF信号の位相および振幅を調整し、非線形増幅器143の入出力特性が、ドハティ増幅部130の非線形動作領域の特性と逆特性となるように非線形増幅器143のバイアスを調整することにより、図2(c)に示すように、ドハティ増幅器100は、高電力領域においても、線形増幅することができるようになる。
The
次いで、上記のように構成されたドハティ増幅器100の動作について再度図2の入出力特性を用いながら説明する。
Next, the operation of the
入力端子110から出力されるマイクロ波のRF信号は、分配器120によって3つの経路に分配され、分配後のRF信号はキャリア増幅器131、位相調整器134、および位相調整器141へ出力される。
The microwave RF signal output from the
そして、キャリア増幅器131によって、RF信号は電力レベルの大きさに関わらずその電力が増幅され、整合回路132およびインピーダンス変換器133を経由して、合成器137へ出力される。
Then, the carrier amplifier 131 amplifies the RF signal regardless of the power level, and outputs the amplified RF signal to the
一方、位相調整器134へ出力されたRF信号は、位相調整器134によって、位相調整された後、ピーク増幅器135へ出力され、ピーク増幅器135によって、電力レベルが所定の閾値以上の場合に、電力レベルが増幅されて、整合回路136を経由して合成器137へ出力される。図2(a)に入出力特性を実線(S11)で示す。同図に示されるように、RF信号の電力レベルが大きくなるに伴い、入出力特性が非線形となることがわかる。
On the other hand, the RF signal output to the phase adjuster 134 is phase-adjusted by the phase adjuster 134 and then output to the peak amplifier 135. When the power level is equal to or higher than a predetermined threshold by the peak amplifier 135, the power is The level is amplified and output to the
そして、合成器137によって、キャリア増幅器131とピーク増幅器135の出力電力とが合成されて、合成後のRF信号がインピーダンス変換器150へ出力される。
Then, the
また、位相調整器141へ出力されたRF信号は、位相調整器141および振幅調整器142によって、位相及び振幅が調整され、調整後のRF信号は非線形増幅器143へ出力される。図2(b)に非線形増幅部140の入出力特性を実線(S12)で示す。同図に示されるように、非線形増幅部140では、非線形増幅器143はC級にバイアスされていて、さらに、RF信号の電力レベルが所定の閾値以上の場合、上述したドハティ増幅部130の入出力特性(図2(a)S11)と逆特性となるように、非線形増幅器143を構成する負荷抵抗やコレクタ抵抗値、位相調整器141および振幅調整器142によって調整されている。
The phase and amplitude of the RF signal output to the
このようにすることにより、ドハティ増幅部130によって増幅された後、インピーダンス変換器150を経由したRF信号と、非線形増幅部140によって増幅されたRF信号とが、合成器160によって合成されることで、電力レベルが高い領域においても、ドハティ増幅器100全体としては、RF信号を線形に増幅することができるようになる。図2(c)に、合成器160によってドハティ増幅部130によって増幅されたRF信号と非線形増幅部140によって増幅されたRF信号との合成後の入出力特性(S13)を示す。
By doing so, the RF signal that has been amplified by the
すなわち、ドハティ増幅部130に並列に非線形増幅部140を設け、非線形増幅部140の電力レベルが高い領域の入出力特性が、ドハティ増幅部130の特性と逆特性となるように非線形増幅部140のバイアスや負荷抵抗、コレクタ抵抗等を調整し、ドハティ増幅部130の出力信号と非線形増幅部140の出力信号とを合成することで、電力レベルが高い領域においても、ドハティ増幅器100を線形動作させることができるようになる。
That is, the
以上のように、本実施の形態によれば、ドハティ増幅部130の非線形領域の特性と逆特性を有するようバイアス等を調整した非線形増幅部140を、ドハティ増幅部130に並列に接続し、ドハティ増幅部130の出力信号を非線形増幅部140の出力信号とを合成するようにしたので、ドハティ増幅部130単体のみでは非線形増幅されていた領域において、非線形増幅部140で線形性を補うように増幅することで、高い電力レベルにおいても、線形にRF信号を増幅することができるようになる。また、非線形増幅部140は、C級にバイアスされているため、電力レベルが低い場合には動作せず、電力レベルが所定の閾値以上の場合にのみ動作するため、消費電力が少なく、高効率を維持できる。
As described above, according to the present embodiment, the
本発明の第1の態様に係るドハティ増幅器は、ドハティ増幅部と、非線形増幅部と、入力無線信号を前記ドハティ増幅部と前記非線形増幅部とに分配する分配器と、前記ドハティ増幅部の出力信号と非線形増幅部の出力信号を合成する合成器と、を具備する構成を採る。 A Doherty amplifier according to a first aspect of the present invention includes a Doherty amplification unit, a nonlinear amplification unit, a distributor that distributes an input radio signal to the Doherty amplification unit and the nonlinear amplification unit, and an output of the Doherty amplification unit And a synthesizer that synthesizes the signal and the output signal of the nonlinear amplifying unit.
この構成によれば、ドハティ増幅部に並列に非線形増幅部が設けられて、無線信号は、ドハティ増幅部と非線形増幅部に分配されて、ドハティ増幅部によって高効率に増幅され、非線形増幅部によって、ドハティ増幅部から出力される無線信号と非線形増幅部から出力される無線信号との合成信号の入出力特性が線形性を保つように、ドハティ増幅部が非線形動作する領域でその非線形性を補充して増幅することができるため、無線信号を線形増幅することができるようになる。 According to this configuration, a non-linear amplification unit is provided in parallel to the Doherty amplification unit, and the radio signal is distributed to the Doherty amplification unit and the non-linear amplification unit, and is amplified with high efficiency by the Doherty amplification unit. In order to maintain the linearity of the input / output characteristics of the combined signal of the wireless signal output from the Doherty amplifier and the wireless signal output from the nonlinear amplifier, the nonlinearity is supplemented in the region where the Doherty amplifier operates nonlinearly. Thus, the radio signal can be linearly amplified.
本発明の第2の態様に係るドハティ増幅器は、上記第1の態様において、前記非線形増幅部は、前記ドハティ増幅部に設けられたピーク増幅器の特性を補償する特性とされている構成を採る。 The Doherty amplifier according to a second aspect of the present invention employs a configuration in which, in the first aspect, the non-linear amplification unit has a characteristic that compensates for a characteristic of a peak amplifier provided in the Doherty amplification unit.
この構成によれば、非線形増幅部に、ドハティ増幅部を構成するピーク増幅器と同様、C級にバイアスされたものを用いることができ、非線形増幅部は電力レベルが所定の閾値以上の場合にだけ動作するようになって、電力レベルが小さい場合には消費される電力が小さくなって、高効率を実現することができる。 According to this configuration, a non-linear amplifier can be used that is biased to class C, like the peak amplifier that constitutes the Doherty amplifier, and the nonlinear amplifier is used only when the power level is equal to or higher than a predetermined threshold. When the power level is low, the power consumed is small and high efficiency can be realized.
本発明の第3の態様に係るドハティ増幅器は、上記第2の態様において、前記非線形増幅部は、前記合成器から出力される合成後の無線信号が線形増幅特性となるよう、前記ドハティ増幅部に設けられたピーク増幅器の特性を補償する構成を採る。 The Doherty amplifier according to a third aspect of the present invention is the Doherty amplifier according to the second aspect, wherein the non-linear amplification unit is configured such that the combined radio signal output from the combiner has a linear amplification characteristic. The configuration of compensating for the characteristics of the peak amplifier provided in FIG.
この構成によれば、ドハティ増幅部から出力される無線信号と非線形増幅部から出力される無線信号との合成信号の入出力特性が線形性を保ち、無線信号を線形増幅することができる。 According to this configuration, the input / output characteristics of the combined signal of the radio signal output from the Doherty amplifier and the radio signal output from the nonlinear amplifier can be kept linear, and the radio signal can be linearly amplified.
本発明の第4の態様に係るドハティ増幅器は、上記第1の態様において、前記分配器と前記非線形増幅部との間に設けられた位相調整器を具備する構成を採る。 A Doherty amplifier according to a fourth aspect of the present invention employs a configuration including the phase adjuster provided between the distributor and the nonlinear amplifier in the first aspect.
この構成によれば、分配器と非線形増幅部との間に設けられた位相調整器によって、非線形増幅部の入出力特性を、ドハティ増幅部の入出力特性に影響を与えず調整することができるため、比較的容易にドハティ増幅器の入出力特性を調整することができる。 According to this configuration, the input / output characteristics of the nonlinear amplifier can be adjusted without affecting the input / output characteristics of the Doherty amplifier by the phase adjuster provided between the distributor and the nonlinear amplifier. Therefore, the input / output characteristics of the Doherty amplifier can be adjusted relatively easily.
本発明の第5の態様に係るドハティ増幅器は、上記第1の態様において、前記分配器と前記非線形増幅部との間に設けられた振幅調整器を具備する構成を採る。 A Doherty amplifier according to a fifth aspect of the present invention employs a configuration including an amplitude adjuster provided between the distributor and the nonlinear amplifier in the first aspect.
この構成によれば、分配器と非線形増幅器との間に設けられた振幅調整器によって、非線形増幅部の入出力特性を、ドハティ増幅部の入出力特性に影響を与えず調整することができるため、比較的容易にドハティ増幅器の入出力特性を調整することができる。 According to this configuration, the input / output characteristics of the nonlinear amplifier can be adjusted without affecting the input / output characteristics of the Doherty amplifier by the amplitude adjuster provided between the distributor and the nonlinear amplifier. The input / output characteristics of the Doherty amplifier can be adjusted relatively easily.
本発明の第6の態様に係るドハティ増幅器は、上記第1の態様において、前記分配器と前記合成器との間に設けられたインピーダンス変換器を具備する構成を採る。 A Doherty amplifier according to a sixth aspect of the present invention employs a configuration including an impedance converter provided between the distributor and the combiner in the first aspect.
この構成によれば、分配器と合成器との間に設けられたインピーダンス変換器によって、ドハティ増幅部の見かけの負荷インピーダンスが変化して、ドハティ増幅部全体をより高効率化することができる。 According to this configuration, the apparent load impedance of the Doherty amplification unit is changed by the impedance converter provided between the distributor and the combiner, and the entire Doherty amplification unit can be made more efficient.
本発明の高効率ドハティ増幅器は、高効率を確保しつつ、線形性を改善することができ、例えば、低消費電力化が要求される通信機器に用いられる増幅器などに有用である。 The high-efficiency Doherty amplifier of the present invention can improve the linearity while ensuring high efficiency, and is useful, for example, for an amplifier used in communication equipment that requires low power consumption.
110 入力端子
120 分配器
130 ドハティ増幅部
131 キャリア増幅器
132 整合回路
133 インピーダンス変換器
134 位相調整器
135 ピーク増幅器
136 整合回路
137 合成器
140 非線形増幅部
141 位相調整器
142 振幅調整器
143 非線形増幅器
150 インピーダンス変換器
160 合成器
170 出力端子
DESCRIPTION OF
150
Claims (6)
非線形増幅部と、
入力無線信号を前記ドハティ増幅部と前記非線形増幅部とに分配する分配器と、
前記ドハティ増幅部の出力信号と非線形増幅部の出力信号を合成する合成器と、
を具備するドハティ増幅器。 Doherty amplification unit,
A non-linear amplifier,
A distributor for distributing an input radio signal to the Doherty amplification unit and the nonlinear amplification unit;
A combiner that combines the output signal of the Doherty amplifier and the output signal of the nonlinear amplifier;
A Doherty amplifier comprising:
請求項1に記載のドハティ増幅器。 2. The Doherty amplifier according to claim 1, wherein the nonlinear amplification unit has a characteristic that compensates for a characteristic of a peak amplifier provided in the Doherty amplification unit.
請求項2に記載のドハティ増幅器。 3. The Doherty amplifier according to claim 2, wherein the nonlinear amplification unit compensates for a characteristic of a peak amplifier provided in the Doherty amplification unit so that a combined radio signal output from the combiner has a linear amplification characteristic.
請求項1に記載のドハティ増幅器。 The Doherty amplifier according to claim 1, further comprising a phase adjuster provided between the distributor and the nonlinear amplifier.
請求項1に記載のドハティ増幅器。 The Doherty amplifier according to claim 1, further comprising an amplitude adjuster provided between the distributor and the nonlinear amplifier.
請求項1に記載のドハティ増幅器。
The Doherty amplifier according to claim 1, further comprising an impedance converter provided between the distributor and the combiner.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006109032A JP2007282122A (en) | 2006-04-11 | 2006-04-11 | Doherty amplifier |
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JP2006109032A JP2007282122A (en) | 2006-04-11 | 2006-04-11 | Doherty amplifier |
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Cited By (1)
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2006
- 2006-04-11 JP JP2006109032A patent/JP2007282122A/en active Pending
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JP2012511840A (en) * | 2008-12-09 | 2012-05-24 | テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) | Multistage amplifier |
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