JP2009253500A

JP2009253500A - 高周波電力増幅器

Info

Publication number: JP2009253500A
Application number: JP2008096944A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yoshii; 泰吉井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: JP5082993B2; US7679441B2; US20090251209A1

Abstract

【課題】通過損失を低減することができる高周波電力増幅器を得る。
【解決手段】増幅器１０は、第１の入力端子ＩＮ１から入力した信号を増幅して出力端子ＯＵＴに出力する。バイパス経路１２は、増幅器１０を介さずに第２の入力端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴを接続する。コンデンサ２０の一端は増幅器１０に接続され、コンデンサ２０の他端は出力端子ＯＵＴに接続されている。第１のスイッチ２２の一端はコンデンサ２０の他端及び出力端子ＯＵＴに接続され、第１のスイッチ２２の他端はバイパス経路１２に接続されている。インダクタ２４はコンデンサ２０に並列に接続されている。第２のスイッチ２６は、コンデンサ２０に並列に接続され、インダクタ２４に直列に接続されている。制御部２８は、高出力時には第１のスイッチ２２及び第２のスイッチ２６をＯＦＦにし、低出力時には制御部２８は第１のスイッチ２２及び第２のスイッチ２６をＯＮにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、増幅器を通る経路と増幅器を迂回する経路とをスイッチにより切り替える高周波電力増幅器に関し、特に通過損失を低減することができる高周波電力増幅器に関するものである。

増幅器を通る経路と増幅器を迂回する経路とをスイッチにより切り替える高周波電力増幅器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２２５５９号公報

図５は、高周波電力増幅器の参考例を示すブロック図である。増幅器１０は、第１の入力端子ＩＮ１から入力した信号を増幅して出力端子ＯＵＴに出力する。バイパス経路１２は、増幅器１０を介さずに第２の入力端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴを接続する。増幅器１０のゲートは入力整合回路１４を介して第１の入力端子ＩＮ１に接続され、増幅器１０のドレインはインダクタ１６を介して電源端子Ｖｃに接続され、増幅器１０のソースは接地されている。コンデンサ３４の一端は出力整合回路１８を介して増幅器１０のドレインに接続され、コンデンサ３４の他端は出力端子ＯＵＴに接続されている。スイッチ３６は、制御部２８により制御されて、高出力時にはコンデンサ３４の他端と出力端子ＯＵＴを接続し、低出力時にはバイパス経路１２と出力端子ＯＵＴを接続する。

図５の高周波電力増幅器では、高出力時に増幅器１０から出力された信号はスイッチ３６を介して出力端子ＯＵＴに出力されるため、スイッチ３６において通過損失が生じるという問題があった。また、特許文献１の回路では、増幅器と出力端子の間にあるサーキュレータにおいて同様に通過損失が生じるという問題があった。これらのスイッチ３６やサーキュレータにおける通過損失分を増幅器１０で補正しなければならないため、出力電力が同じ単体の増幅器と比べて動作電流が増加するという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は通過損失を低減することができる高周波電力増幅器を得るものである。

本発明に係る高周波電力増幅器は、第１の入力端子から入力した信号を増幅して出力端子に出力する増幅器と、増幅器を介さずに第２の入力端子と出力端子を接続するバイパス経路と、一端が増幅器に接続され、他端が出力端子に接続されたコンデンサと、一端がコンデンサの他端及び出力端子に接続され、他端がバイパス経路に接続された第１のスイッチと、コンデンサに並列に接続されたインダクタと、コンデンサに並列に接続され、インダクタに直列に接続された第２のスイッチと、高出力時には第１のスイッチ及び第２のスイッチをＯＦＦにし、低出力時には第１のスイッチ及び第２のスイッチをＯＮにする制御部とを備える。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明により、通過損失を低減することができる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。増幅器１０は、第１の入力端子ＩＮ１から入力した信号を増幅して出力端子ＯＵＴに出力する。バイパス経路１２は、増幅器１０を介さずに第２の入力端子ＩＮ２と出力端子ＯＵＴを接続する。

増幅器１０のゲートは入力整合回路１４を介して第１の入力端子ＩＮ１に接続され、増幅器１０のドレインはインダクタ１６を介して電源端子Ｖｃに接続され、増幅器１０のソースは接地されている。コンデンサ２０の一端は出力整合回路１８を介して増幅器１０のドレインに接続され、コンデンサ２０の他端は出力端子ＯＵＴに接続されている。

第１のスイッチ２２の一端はコンデンサ２０の他端及び出力端子ＯＵＴに接続され、第１のスイッチ２２の他端はバイパス経路１２に接続されている。

インダクタ２４はコンデンサ２０に並列に接続されている。第２のスイッチ２６は、コンデンサ２０に並列に接続され、インダクタ２４に直列に接続されている。制御部２８は第１のスイッチ２２及び第２のスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

上記の高周波電力増幅器の動作について説明する。高出力時には、制御部２８は第１のスイッチ２２及び第２のスイッチ２６をＯＦＦにする。このように第２のスイッチ２６がＯＦＦであるため、第２のスイッチ２６による通過損失は影響しない。また、第１のスイッチ２２がＯＦＦであるため、バイパス経路１２側は増幅器１０側から分離される。従って、通過損失を低減することができる。従って、出力電力が同じ単体増幅器と比べて動作電流を同程度に抑えることができる。なお、コンデンサ２０は出力整合回路１８の一部として動作する。

低出力時には、制御部２８は第１のスイッチ２２及び第２のスイッチ２６をＯＮにする。これにより、第２の入力端子ＩＮ２から入力された信号は、増幅器１０を介することなく出力端子ＯＵＴから出力される。この際に、コンデンサ２０とインダクタ２４からなるＬＣ共振回路は入力された信号の周波数で共振し、バイパス経路１２から増幅器１０側を見たインピーダンスが高くなり、バイパス経路１２から増幅器１０側が分離される。この結果、バイパス経路１２の通過損失をほぼ第１のスイッチ２２による通過損失だけに抑えることができる。

実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。実施の形態１のコンデンサ２０の代わりにインダクタ３０が設けられ、実施の形態１のインダクタ２４の代わりにコンデンサ３２が設けられている。その他の構成は実施の形態１の構成と同じである。これにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図３は、実施の形態３に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。実施の形態１のインダクタ２４の代わりに複数のインダクタ２４（１）〜２４（ｎ）がコンデンサ２０にそれぞれ並列に接続されている。実施の形態１の第２のスイッチ２６の代わりに複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）がコンデンサ２０にそれぞれ並列に接続され、複数のインダクタ２４（１）〜２４（ｎ）にそれぞれ直列に接続されている。制御部２８は、高出力時には第１のスイッチ２２及び複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）をＯＦＦにし、低出力時には第１のスイッチ２２及び複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）をＯＮにする。その他の構成は実施の形態１の構成と同じである。

第２の入力端子ＩＮ２から入力される信号の周波数帯域が広い場合、上記のように複数のインダクタ２４（１）〜２４（ｎ）と複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）で共振周波数を重ねて設計することにより、広帯域にわたって通過損失を低減することができる。

実施の形態４．
図４は、実施の形態４に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。実施の形態２のコンデンサ３２の代わりに複数のコンデンサ３２（１）〜３２（ｎ）がインダクタ３０にそれぞれ並列に接続されている。実施の形態２の第２のスイッチ２６の代わりに複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）がインダクタ３０にそれぞれ並列に接続され、複数のコンデンサ３２（１）〜３２（ｎ）にそれぞれ直列に接続されている。制御部２８は、高出力時には第１のスイッチ２２及び複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）をＯＦＦにし、低出力時には第１のスイッチ２２及び複数の第２のスイッチ２６（１）〜２６（ｎ）をＯＮにする。その他の構成は実施の形態２の構成と同じである。これにより、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

実施の形態１に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。実施の形態２に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。実施の形態３に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。実施の形態４に係る高周波電力増幅器を示すブロック図である。高周波電力増幅器の参考例を示すブロック図である。

符号の説明

１０増幅器
１２バイパス経路
２０，３２，３２（１）〜３２（ｎ）コンデンサ
２２第１のスイッチ
２４，２４（１）〜２４（ｎ），３０インダクタ
２６，２６（１）〜２６（ｎ）第２のスイッチ
２８制御部
ＩＮ１第１の入力端子
ＩＮ２第２の入力端子
ＯＵＴ出力端子

Claims

第１の入力端子から入力した信号を増幅して出力端子に出力する増幅器と、
前記増幅器を介さずに第２の入力端子と前記出力端子を接続するバイパス経路と、
一端が前記増幅器に接続され、他端が前記出力端子に接続されたコンデンサと、
一端が前記コンデンサの他端及び前記出力端子に接続され、他端が前記バイパス経路に接続された第１のスイッチと、
前記コンデンサに並列に接続されたインダクタと、
前記コンデンサに並列に接続され、前記インダクタに直列に接続された第２のスイッチと、
高出力時には前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをＯＦＦにし、低出力時には前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをＯＮにする制御部とを備えることを特徴とする高周波電力増幅器。
第１の入力端子から入力した信号を増幅して出力端子に出力する増幅器と、
前記増幅器を介さずに第２の入力端子と前記出力端子を接続するバイパス経路と、
一端が前記増幅器に接続され、他端が前記出力端子に接続されたインダクタと、
一端が前記インダクタの他端及び前記出力端子に接続され、他端が前記バイパス経路に接続された第１のスイッチと、
前記インダクタに並列に接続されたコンデンサと、
前記インダクタに並列に接続され、前記コンデンサに直列に接続された第２のスイッチと、
高出力時には前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをＯＦＦにし、低出力時には前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチをＯＮにする制御部とを備えることを特徴とする高周波電力増幅器。
第１の入力端子から入力した信号を増幅して出力端子に出力する増幅器と、
前記増幅器を介さずに第２の入力端子と前記出力端子を接続するバイパス経路と、
一端が前記増幅器に接続され、他端が前記出力端子に接続されたコンデンサと、
一端が前記コンデンサの他端及び前記出力端子に接続され、他端が前記バイパス経路に接続された第１のスイッチと、
前記コンデンサにそれぞれ並列に接続された複数のインダクタと、
前記コンデンサにそれぞれ並列に接続され、前記複数のインダクタにそれぞれ直列に接続された複数の第２のスイッチと、
高出力時には前記第１のスイッチ及び前記複数の第２のスイッチをＯＦＦにし、低出力時には前記第１のスイッチ及び前記複数の第２のスイッチをＯＮにする制御部とを備えることを特徴とする高周波電力増幅器。
第１の入力端子から入力した信号を増幅して出力端子に出力する増幅器と、
前記増幅器を介さずに第２の入力端子と前記出力端子を接続するバイパス経路と、
一端が前記増幅器に接続され、他端が前記出力端子に接続されたインダクタと、
一端が前記インダクタの他端及び前記出力端子に接続され、他端が前記バイパス経路に接続された第１のスイッチと、
前記インダクタにそれぞれ並列に接続された複数のコンデンサと、
前記インダクタにそれぞれ並列に接続され、前記複数のコンデンサにそれぞれ直列に接続された第２のスイッチと、
高出力時には前記第１のスイッチ及び前記複数の第２のスイッチをＯＦＦにし、低出力時には前記第１のスイッチ及び前記複数の第２のスイッチをＯＮにする制御部とを備えることを特徴とする高周波電力増幅器。