JP2009272679A - 並列合成増幅器 - Google Patents
並列合成増幅器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009272679A JP2009272679A JP2008118838A JP2008118838A JP2009272679A JP 2009272679 A JP2009272679 A JP 2009272679A JP 2008118838 A JP2008118838 A JP 2008118838A JP 2008118838 A JP2008118838 A JP 2008118838A JP 2009272679 A JP2009272679 A JP 2009272679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- substrate
- parallel
- heat
- parallel synthesis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
【課題】並列合成された増幅器の発熱による電気特性の変化を防止できる並列合成増幅器を提供する。
【解決手段】並列合成増幅器において、発熱量の異なるキャリヤ増幅器2a,及びピーク増幅器2bを搭載した各基板3,4及び前記基板の増幅器搭載面の裏面にある各放熱板5,6を各増幅器ごとに分離し、熱的なアイソレーションをとることにより一方の増幅器の発熱による温度上昇により他方の増幅器の電気特性が変化するのを防止する。
【選択図】図1
【解決手段】並列合成増幅器において、発熱量の異なるキャリヤ増幅器2a,及びピーク増幅器2bを搭載した各基板3,4及び前記基板の増幅器搭載面の裏面にある各放熱板5,6を各増幅器ごとに分離し、熱的なアイソレーションをとることにより一方の増幅器の発熱による温度上昇により他方の増幅器の電気特性が変化するのを防止する。
【選択図】図1
Description
この発明は、移動体通信用増幅器、衛星通信用増幅器、レーダ用増幅器、及び地上マイクロ波通信用増幅器に適用される、複数の増幅器を並列合成した高出力の増幅器に関するものである。
近年、移動体通信に代表される無線通信技術の需要が拡大し、音声通信に加えてより高速なデータ通信が要求されてきている。このような高速データ通信を実現するにあたり、OFDM(直交周波数多重変調方式:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)が無線LAN(Local Area Network)や放送などの分野で採用されている。
OFDMによる変調波は、クレストファクタ(波形のピーク値と実効値の比)が大きいという欠点がある。このため、OFDMによるマイクロ波信号を増幅する場合、増幅器の実動作時における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ないと、波形のピーク値がなまり、信号歪みが発生する。また、信号歪みを防ぐためにバックオフを十分大きな状態で動作させると、一般的に増幅器の効率が大きく低下する。
上述のような不具合を回避してマイクロ波信号を増幅する技術として、例えば特許文献1に記載されるようなドハティ型増幅器が広く知られている。このドハティ型増幅器は、理論上バックオフが6dBである場合と飽和時(バックオフ0dB)に最大効率が得られる。
また、特許文献2には、電力増幅器の放熱実装構造が開示されている。この構造は、H形の放熱器の外周にパワートランジスタを配置したものであり、パワートランジスタ以外の電子部品がパワートランジスタで発生した熱の影響を受けないようにしたことを特徴としている。
さらに、特許文献3に記載された電子モジュールの放熱構造では、増幅器筐体と放熱器との接合部の機械的な接触圧と接触面積を増やすことで、放熱効率の向上を図っている。
従来の並列合成増幅器は、並列合成された増幅器のうち発熱量の大きい増幅器から発生した熱により増幅器全体の電気特性が変化する可能性があるという課題があった。以下、この課題を具体的に説明する。
図10は、従来の並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図10に示す従来の並列合成増幅器100では、キャリア増幅器101aとピーク増幅器101bが、合分配器102a,102bを介して並列に接続されており、これらが1枚の基板103上に配置されている。また、基板103の裏側全面には1枚の放熱板104が設けられる。並列接続された増幅器101a,101bのうち、キャリア増幅器101aは、ピーク増幅器101bよりも発熱量が大きい。
並列合成増幅器100を動作させると、キャリア増幅器101aで発生した熱が、放熱板104を介して、発熱量の小さいピーク増幅器101bに伝わる。これにより、ピーク増幅器101bの電気特性が変化する。このような並列合成された個々の増幅器の電気特性の変化は、特に特許文献1のようなドハティ型増幅器において増幅器全体の電気特性に大きく影響を与える。
図11は、従来のドハティ型増幅器における効率特性とキャリア増幅器及びピーク増幅器の消費電力特性の一例を示すグラフであり、ドハティ型増幅器の効率がバックオフ8dBで高くなるように調整した場合を示している。図11に示すように、キャリア増幅器の消費電力がピーク増幅器より大幅に大きくなっており、キャリア増幅器の発熱量がピーク増幅器と比べて非常に大きいことがわかる。
一般に、増幅器の発熱量が大きくなった際の放熱板の温度上昇を抑えるには、放熱板のサイズも大きくする必要がある。また、放熱板の放熱効率を示す指標として、下記式で表される熱抵抗がある。下記式において、温度差は増幅器の温度と外気の温度の差であり、熱は増幅器で発生する熱量を示している。
熱抵抗=温度差/熱(電力)
熱抵抗=温度差/熱(電力)
また、上述した熱抵抗は、放熱板の表面積に大きく依存する。従って、図11に示す消費電力特性を有するキャリア増幅器とピーク増幅器を用いて、図10中の並列合成増幅器100を構成した場合、発熱量の大きいキャリア増幅器101aに合わせて放熱板104を形成すると発熱量の小さいピーク増幅器101bにとっては過剰放熱になり、放熱板104が必要以上に大きくなる。
さらに、放熱は放熱源を中心に温度が減少していくため、発熱量の大きい増幅器の近くに発熱量の小さい増幅器が存在すると、熱の影響を受けやすく電気特性に大きな影響を与える。
このように、並列合成増幅器には、並列合成された増幅器間の発熱量の違いに起因する特有の課題があり、特許文献2,3に記載されるような放熱構造をそのまま適用することができない。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、並列合成された増幅器の発熱による電気特性の変化を防止できる並列合成増幅器を得ることを目的とする。
この発明に係る並列合成増幅器は、発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、前記増幅器を搭載した基板および前記基板の増幅器搭載面の裏面に設けた放熱板を、前記増幅器ごとに分離したことを特徴とするものである。
この発明によれば、並列合成された増幅器を搭載した基板及び放熱板を増幅器ごとに分離したので、発熱量の大きい増幅器から発熱量の小さい増幅器への熱伝達を抑制することができ、並列合成された増幅器の発熱による電気特性の変化を防止できるという効果がある。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図1において、実施の形態1による並列合成増幅器1は、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが、合分配器7a,7bを介して並列に接続されており、これらが基板3,4,8,9上にそれぞれ配置されている。つまり、キャリア増幅器2aは、基板3上に配置され、ピーク増幅器2bが基板4上に配置され、合分配器7aが基板8上に配置され、合分配器7bが基板9上に配置されている。
図1は、この発明の実施の形態1による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図1において、実施の形態1による並列合成増幅器1は、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが、合分配器7a,7bを介して並列に接続されており、これらが基板3,4,8,9上にそれぞれ配置されている。つまり、キャリア増幅器2aは、基板3上に配置され、ピーク増幅器2bが基板4上に配置され、合分配器7aが基板8上に配置され、合分配器7bが基板9上に配置されている。
また、基板3,4,8,9は、図1に示すようにそれぞれ間隔を空けて配置され、基板3,4,8,9には、同一の厚さの放熱板5,6,10,11がそれぞれ設けられる。並列に接続された増幅器2a,2bのうち、キャリア増幅器2aは、ピーク増幅器2bよりも発熱量が大きい。
基板8上に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、合分配器7aで増幅器2a,2bに分配され、増幅器2a,2bで電力増幅された後に合分配器7bで合成され、基板9上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
上述した動作においてキャリア増幅器2aで発生した熱は、キャリア増幅器2aの放熱板5に伝達されて放熱される。このとき、キャリア増幅器2aの放熱板5とピーク増幅器2bの放熱板6は、図1に示すように間隔を空けて配置することにより分離されているので、ピーク増幅器2bがキャリア増幅器2aからの熱の影響を受けにくい。
また、ピーク増幅器2bで発生した熱は、ピーク増幅器2bの放熱板6に伝達されて放熱される。この場合も、ピーク増幅器2bの放熱板6とキャリア増幅器2aの放熱板5が間隔を空けて配置することにより分離されているので、キャリア増幅器2aがピーク増幅器2bからの熱の影響を受けにくい。
このように、図1に示す並列合成増幅器1では、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bの放熱板5,6を物理的に分離しているので、増幅器2a,2bについて熱的なアイソレーションをとることができる。これにより、増幅器2a,2bが互いに発生した熱の影響を受けない構造となり、一方の増幅器で発生した熱の影響で他方の増幅器の電気特性が変化するのを防止できる。
さらに、図1に示す並列合成増幅器1は、分離して配置された別個の基板上に個々の増幅器が実装されているので、図10で示した1枚の基板の裏側全面に放射板を設けたドハティ型増幅器と比べ、個々の増幅器間の距離が不可避的に離れる。このため、増幅器同士のRF的なアイソレーションも大きくなる。
図2は、実施の形態1による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図であり、放熱板を分離しない構成を示している。図2において、並列合成増幅器1Aは、図1で示した並列合成増幅器1と同様に、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが、合分配器7a,7bを介して並列に接続されており、これらが基板3,4,8,9上にそれぞれ配置されている。
図1と異なる構成として、基板3,4,8,9が、図2に示すように間隔を空けずに配置され、基板3,4,8,9には1枚の放熱板12が設けられる。この放熱板12には、キャビティ(孔部)13が形成されており、キャビティ13はキャリア増幅器2aを配置した基板3とピーク増幅器2bを配置した基板4との間に位置する。
これにより、キャビティ13でキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bの基板3,4が物理的に分離され、増幅器2a,2bについて熱的なアイソレーションをとることができる。ただし、図2の構成は1枚の放熱板12であり、合分配器7a,7bを通して放熱板12が繋がっているため、図1の構成と比べて熱的なアイソレーションは小さいが、基板3,4,8,9を離して配置する必要がないので、より小型化することができる。
図3は、実施の形態1による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図であり、図1中のキャリア増幅器2aに対応する放熱板の表面積を大きくした場合を示している。図3において、並列合成増幅器1Bは、図1で示した並列合成増幅器1と同様に、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが、合分配器7a,7bを介して並列に接続されており、これらが基板3,4,8,9上にそれぞれ配置されている。
図1と異なる構成として、発熱量の大きいキャリア増幅器2aを配置した基板3に取り付ける放熱板5aの表面積を大きくしている。つまり、並列に合成された増幅器2a,2bの発熱量に応じて、増幅器2a,2bを搭載する基板3,4に設ける放熱板5a,6の表面積を変更している。図3の例では、放熱板5aの厚さを他の放熱板6,10,11よりも厚くして表面積を増加させることにより、放熱板5aの熱抵抗を下げ、キャリア増幅器2aで発生した熱の放熱効果を高めている。
このようにすることで、図1の構成と比べて、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bとの熱的なアイソレーションをさらに大きくすることができる。なお、放熱板の表面積をどの程度増加させるかについては、並列合成増幅器として許容すべき寸法や熱抵抗に基づく放熱効果の概算等により適宜決定するようにしてもよい。
図4は、実施の形態1による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図である。図4において、並列合成増幅器1Cは、図1中の並列合成増幅器1に放熱フィン14を取り付けている。このように、放熱効果を高めるために櫛形状の突起が形成された放熱フィン14を取り付けることで、放熱性が高まり、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bとの熱的なアイソレーションをさらに大きくすることができる。
なお、図4の例は、図1で示した並列合成増幅器1に放熱フィン14を取り付けたが、図2、図3で示した並列合成増幅器1A,1Bに放熱フィン14を取り付けても、同様な効果を得ることができる。
以上のように、この実施の形態1によれば、並列合成された増幅器2a,2bを搭載した基板3,4及び放熱板5,6を増幅器ごとに分離したので、発熱量の大きいキャリア増幅器2aから発熱量の小さいピーク増幅器2bへの熱伝達を抑制することができ、並列合成された増幅器2a,2bの発熱による電気特性の変化を防止することができる。
また、この実施の形態1によれば、並列に合成された増幅器2a,2bの発熱量に応じて、増幅器2a,2bを搭載する基板3,4に設ける放熱板5a,6の表面積を変更したので、発熱量の大きいキャリア増幅器2aで発生した熱の放熱効果を高めることが可能である。
さらに、この実施の形態1によれば、増幅器2a,2bを搭載した基板3,4の裏面に設けた放熱板12に、発熱量の異なる増幅器2a,2b間を分離するためのキャビティ13を設けたので、キャビティ13によってキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bの基板3,4が物理的に分離され、増幅器2a,2bについて熱的なアイソレーションをとることができる。
なお、上記実施の形態1では、図1において基板と放熱板の双方を分離する例を示したが、1枚の基板で放熱板のみを増幅器等ごとに分離する構成にしてもよい。さらに、この構成において、図2のように基板上の増幅器2a,2b間に孔部を設けた構成としても構わない。
実施の形態2.
図5は、この発明の実施の形態2による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図5において、筐体15の壁面を透明に記載して筐体15内の構成を視認できるようにしている。実施の形態2による並列合成増幅器1Dは、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが合分配器7a,7bを介して並列に接続されている。
図5は、この発明の実施の形態2による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図5において、筐体15の壁面を透明に記載して筐体15内の構成を視認できるようにしている。実施の形態2による並列合成増幅器1Dは、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが合分配器7a,7bを介して並列に接続されている。
キャリア増幅器2a及び合分配器7aが基板12a上に配置され、基板12aを被覆する筐体15(パッケージも含むものとする)の側面(内側面)にピーク増幅器2b及び合分配器7bが配置されている。基板12aには、放熱フィン14が設けられる。また、上記実施の形態1と同様に、並列に接続された増幅器2a,2bのうち、キャリア増幅器2aは、ピーク増幅器2bよりも発熱量が大きい。
基板12a上に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、合分配器7aで増幅器2a,2bに分配され、増幅器2a,2bで電力増幅された後に合分配器7bで合成され、基板12a上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
上述した動作においてキャリア増幅器2aで発生した熱は、基板12aを介してキャリア増幅器2aの放熱フィン14に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器2bで発生した熱は、筐体15の側面を介して放熱される。
この構成において、放熱フィン14によるキャリア増幅器2aの放熱効果が十分であれば、筐体15の側面に配置したピーク増幅器2bとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器2bがキャリア増幅器2aからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器2bは、キャリア増幅器2aと比べて格段に発熱量が小さいので、筐体15の側面に配置しても放熱効果は十分である。
以上のように、この実施の形態2によれば、キャリア増幅器2aを搭載した基板12aを被覆する筐体15を備え、基板12aに搭載された増幅器2aより発熱量の小さいピーク増幅器2bを筐体15内の側面に搭載したので、並列合成された増幅器2a,2b間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
また、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bとの間を物理的に離すのに別基板を用意することなく、筐体15の側面を利用したので、並列合成増幅器1D全体を小型化することが可能である。
なお、上記実施の形態2では、図5において、キャリア増幅器2aを実装する基板12aに放熱フィン14を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態1と同様に他の放熱板を介して放熱フィン14を取り付けるようにしてもよい。
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図6において、筐体15Aの壁面を透明に記載して筐体15A内の構成を視認できるようにしている。実施の形態3による並列合成増幅器1Eは、上記実施の形態1と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列に接続される。なお、図6では、合分配器の記載を省略している。
図6は、この発明の実施の形態3による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図6において、筐体15Aの壁面を透明に記載して筐体15A内の構成を視認できるようにしている。実施の形態3による並列合成増幅器1Eは、上記実施の形態1と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列に接続される。なお、図6では、合分配器の記載を省略している。
キャリア増幅器2a及び合分配器(図6では記載省略)が基板12aに配置され、基板12aを被覆する筐体15A(パッケージも含むものとする)内に設けた中間層16にピーク増幅器2b及び合分配器(図6では記載省略)が配置される。基板12aには放熱フィン14が設けられる。また、上記実施の形態1と同様に、並列に接続された増幅器2a,2bのうち、キャリア増幅器2aは、ピーク増幅器2bよりも発熱量が大きい。
キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bは、RFケーブル17aを介して入力側が互いに電気的に接続されており、RFケーブル17bを介して出力側が互いに電気的に接続されている。RFケーブル17a,17bにより、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列合成される。
中間層(中間層部)16上に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、不図示の合分配器(ピーク増幅器2bの入力に接続する合分配器)で増幅器2a,2bに分配され、増幅器2a,2bで電力増幅された後に不図示の合分配器(キャリア増幅器2aの出力に接続する合分配器)で合成され、基板12a上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
上述した動作においてキャリア増幅器2aで発生した熱は、基板12aを介してキャリア増幅器2aの放熱フィン14に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器2bで発生した熱は、中間層16を介して放熱される。
この構成において、放熱フィン14によるキャリア増幅器2aの放熱効果が十分であれば、中間層16に配置したピーク増幅器2bとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器2bがキャリア増幅器2aからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器2bは、キャリア増幅器2aと比べて格段に発熱量が小さいので、中間層16に配置しても放熱効果は十分である。
なお、中間層16は、多層基板を用いて実現することができる。例えば、多層基板中の異なる層に増幅器2a,2bをそれぞれ配置する。この場合、RFケーブル17a,17bの代わりに、ヴィアホールでキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bを並列合成することにより、並列合成増幅器1Eをさらに小型化できる。
また、多層基板をセラミック又はLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)によって形成することで、ドハティ型増幅器(増幅器を配置した基板12aと中間層16部分)とパッケージ(筐体15A)とを一体化でき、さらなる小型化が可能である。
以上のように、この実施の形態3によれば、キャリア増幅器2aを搭載した基板12aを被覆する筐体15Bと、筐体15B内を上下に仕切る中間層16とを備え、基板12aに搭載されたキャリア増幅器2aより発熱量の小さいピーク増幅器2bを中間層16に搭載したので、並列合成された増幅器2a,2b間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
また、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bとの間を物理的に離すのに別基板を同一平面上に配置することなく、筐体15A内の中間層16を利用したので、並列合成増幅器1E全体を小型化することが可能である。
さらに、この実施の形態3によれば、基板12aとピーク増幅器2bを搭載する中間層16とを多層基板の異なる層に形成することにより、並列合成増幅器1Eをさらに小型化することができる。
なお、上記実施の形態3では、図6において、キャリア増幅器2aを実装する基板12aに放熱フィン14を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態1と同様に他の放熱板を介して放熱フィン14を取り付けるようにしてもよい。
実施の形態4.
図7は、この発明の実施の形態4による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図7において、筐体15Bの壁面を透明に記載して筐体15B内の構成を視認できるようにしている。実施の形態4による並列合成増幅器1Fは、上記実施の形態1と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列に接続される。なお、図7では、合分配器の記載を省略している。
図7は、この発明の実施の形態4による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図7において、筐体15Bの壁面を透明に記載して筐体15B内の構成を視認できるようにしている。実施の形態4による並列合成増幅器1Fは、上記実施の形態1と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列に接続される。なお、図7では、合分配器の記載を省略している。
キャリア増幅器2a及び合分配器(図7では記載省略)が基板12aに配置され、基板12aを被覆する筐体15B(パッケージも含むものとする)の蓋部18の裏面にピーク増幅器2b及び合分配器(図7では記載省略)を一体形成している(図7中に破線で示す)。基板12aには、放熱フィン14が設けられる。また、上記実施の形態1と同様に、並列に接続された増幅器2a,2bのうち、キャリア増幅器2aは、ピーク増幅器2bよりも発熱量が大きい。
キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bは、上記実施の形態3と同様に、RFケーブル17aを介して入力側が互いに電気的に接続されており、RFケーブル17bを介して出力側が互いに電気的に接続されている。RFケーブル17a,17bにより、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列合成される。
蓋部18の裏面に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、不図示の合分配器(ピーク増幅器2bの入力に接続する合分配器)で増幅器2a,2bに分配され、増幅器2a,2bで電力増幅された後に不図示の合分配器(キャリア増幅器2aの出力に接続する合分配器)で合成され、基板12a上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
上述した動作においてキャリア増幅器2aで発生した熱は、基板12aを介してキャリア増幅器2aの放熱フィン14に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器2bで発生した熱は、蓋部18を介して放熱される。
この構成において、放熱フィン14によるキャリア増幅器2aの放熱効果が十分であれば、蓋部18の裏面に配置したピーク増幅器2bとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器2bがキャリア増幅器2aからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器2bは、キャリア増幅器2aと比べて格段に発熱量が小さいので、蓋部18の裏面に配置しても放熱効果は十分である。
以上のように、この実施の形態4によれば、キャリア増幅器2aを搭載した基板12aを被覆する筐体15Bを備え、基板12aに搭載された増幅器2aより発熱量の小さいピーク増幅器2bを筐体15B内の上面(蓋部18の裏面)に搭載したので、並列合成された増幅器2a,2b間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
また、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bとの間を物理的に離すのに別基板を同一平面上に配置することなく、蓋部18の裏面を利用したので、上記実施の形態3の構成よりも増幅器全体を小型化することが可能である。ただし、RF信号の放射の影響を無くすことはできない。
なお、上記実施の形態4では、図7において、キャリア増幅器2aを実装する基板12aに放熱フィン14を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態1と同様に他の放熱板を介して放熱フィン14を取り付けるようにしてもよい。
実施の形態5.
図8は、この発明の実施の形態5による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図8において、筐体15Bの壁面を透明に記載して筐体15B内の構成を視認できるようにしている。実施の形態5による並列合成増幅器1Gは、上記実施の形態1と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列に接続される。なお、図8では、合分配器の記載を省略している。
図8は、この発明の実施の形態5による並列合成増幅器の構成を示す斜視図である。図8において、筐体15Bの壁面を透明に記載して筐体15B内の構成を視認できるようにしている。実施の形態5による並列合成増幅器1Gは、上記実施の形態1と同様に、合分配器を介してキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列に接続される。なお、図8では、合分配器の記載を省略している。
上記実施の形態4と同様に、キャリア増幅器2a及び合分配器(図8では記載省略)が基板12aに配置され、基板12aを被覆する筐体15B(パッケージも含むものとする)の蓋部18の裏面にピーク増幅器2b及び合分配器(図8では記載省略)を一体形成している(図8中に破線で示す)。基板12aには、放熱フィン14が設けられる。また、上記実施の形態1と同様に、並列に接続された増幅器2a,2bのうち、キャリア増幅器2aは、ピーク増幅器2bよりも発熱量が大きい。
また、図8に示すように、筐体15B内には、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bのRF的なアイソレーションをとる仕切り板19が設けられている。キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bは、仕切り板19を貫通するRFケーブル17aを介して入力側が互いに電気的に接続されており、仕切り板19を貫通するRFケーブル17bを介して出力側が互いに電気的に接続されている。RFケーブル17a,17bにより、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bが並列合成される。
蓋部18の裏面に設けた入力端子を介して入力された高周波信号は、上記実施の形態4と同様に、不図示の合分配器(ピーク増幅器2bの入力に接続する合分配器)で増幅器2a,2bに分配され、増幅器2a,2bで電力増幅された後に不図示の合分配器(キャリア増幅器2aの出力に接続する合分配器)で合成され、基板12a上に設けた出力端子を介し高周波出力信号として出力される。
上述した動作においてキャリア増幅器2aで発生した熱は、基板12aを介してキャリア増幅器2aの放熱フィン14に伝達されて放熱される。また、ピーク増幅器2bで発生した熱は、蓋部18を介して放熱される。
この構成では、放熱フィン14によるキャリア増幅器2aの放熱効果が十分であれば、蓋部18の裏面に配置したピーク増幅器2bとの熱的なアイソレーションがとれ、ピーク増幅器2bがキャリア増幅器2aからの熱の影響を受けにくい。また、ピーク増幅器2bは、キャリア増幅器2aと比べて発熱量が小さいので、蓋部18の裏面に配置しても放熱効果は十分である。
また、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bのRF的なアイソレーションをとる仕切り板19によって、上記実施の形態4の構成と異なり、増幅器2a,2b間でのRF信号の放射による影響を抑制することができる。
図9は、実施の形態5による並列合成増幅器の他の構成を示す斜視図であり、図8中の蓋部18に金属製の放熱板20を取り付けた場合を示している。並列合成増幅器1Hは、高出力化に応じてピーク増幅器2bの発熱量が上がることに対応するための構造を有している。つまり、熱伝導のよい金属製の放熱板20を蓋部18に取り付けることによって、ピーク増幅器2bで発生した熱が、蓋部18を介して放熱板20に伝達され放熱される。
このように構成することで、各増幅器2a,2bの発熱量に差が無い場合であっても、増幅器2a,2b間の熱的なアイソレーションをとることが可能になる上、RF的なアイソレーションもとることができる。
以上のように、この実施の形態5によれば、キャリア増幅器2aを搭載した基板12aを被覆する筐体15Bを備え、基板12aに搭載された増幅器2aより発熱量の小さいピーク増幅器2bを筐体15B内の上面(蓋部18の裏面)に搭載するとともに、筐体15B内を上下に仕切り、基板12aに搭載されたキャリア増幅器2aと筐体15B内の上面に搭載されたピーク増幅器2bとを高周波的に分離する仕切り板19を設けたので、仕切り板19によりキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bのRF的なアイソレーションをとりつつ、並列合成された増幅器2a,2b間の発熱量の違いに起因する電気特性の変化を防止できる。
また、キャリア増幅器2aとピーク増幅器2bとの間を物理的に離すのに別基板を同一平面上に配置することなく、蓋部18の裏面を利用したので、上記実施の形態3の構成よりも増幅器全体を小型化することが可能である。
さらに、この実施の形態5によれば、筐体15の上部(蓋部18の表面(外上面))に放熱板20を設けたので、仕切り板19によってキャリア増幅器2aとピーク増幅器2bのRF的及び熱的なアイソレーションをとりつつ、放熱板20により増幅器2bの放熱効果を高めることが可能である。
さらに、上記実施の形態5では、図9及び図10において、キャリア増幅器2aを実装する基板12aに放熱フィン14を取り付けた場合を示したが、上記実施の形態1と同様に他の放熱板を介して放熱フィン14を取り付けるようにしてもよい。
なお、上記実施の形態1〜5では、1個のキャリア増幅器と1個のピーク増幅器とで構成される2WAYドハティ型増幅器を示したが、この構成に限定されるものではない。
例えば、1個のキャリア増幅器とn(nは2以上の整数)個のピーク増幅器とからなるnWAYドハティ型増幅器においても、上記実施の形態1〜5の概念を適用することにより、発熱量の異なる増幅器間の熱的なアイソレーションをとることができる。
ただし、nWAYドハティ型増幅器では、キャリア増幅器の消費電力とピーク増幅器の消費電力の差が2WAYドハティ型増幅器に比べて小さいため、熱的なアイソレーションをとることにより得られる効果は小さくなる。
例えば、1個のキャリア増幅器とn(nは2以上の整数)個のピーク増幅器とからなるnWAYドハティ型増幅器においても、上記実施の形態1〜5の概念を適用することにより、発熱量の異なる増幅器間の熱的なアイソレーションをとることができる。
ただし、nWAYドハティ型増幅器では、キャリア増幅器の消費電力とピーク増幅器の消費電力の差が2WAYドハティ型増幅器に比べて小さいため、熱的なアイソレーションをとることにより得られる効果は小さくなる。
1,1A〜1H 並列合成増幅器、2a キャリア増幅器、2b ピーク増幅器、3,4,8,9,12a 基板、5,5a,6,10,11,12,20 放熱板、7a,7b 合分配器、13 キャビティ(孔部)、14 放熱フィン、15,15A,15B 筐体、16 中間層(中間層部)、17a,17b RFケーブル、18 蓋部(筐体の上面)、19 仕切り板。
Claims (10)
- 発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、
前記増幅器を搭載した基板および前記基板の増幅器搭載面の裏面に設けた放熱板を、前記増幅器ごとに分離したことを特徴とする並列合成増幅器。 - 発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、
前記増幅器を搭載した基板の裏面に設けた放熱板を、前記増幅器ごとに分離したことを特徴とする並列合成増幅器。 - 並列に合成された増幅器の発熱量に応じて、前記増幅器を搭載する基板に設ける放熱板の表面積を変更したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の並列合成増幅器。
- 発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、
前記増幅器を搭載する基板と、
前記基板の増幅器搭載面の裏面に設けた放熱板とを備え、
発熱量の異なる増幅器間を分離する孔部を前記放熱板に形成したことを特徴とする並列合成増幅器。 - 発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、
前記増幅器を搭載した基板を被覆する筐体を備え、
前記基板に搭載された増幅器より発熱量の小さい増幅器を前記筐体内の側面若しくは上面に搭載したことを特徴とする並列合成増幅器。 - 筐体内を上下に仕切り、基板に搭載された増幅器と前記筐体内の上面に搭載された増幅器とを高周波的に分離する仕切り板を設けたことを特徴とする請求項5記載の並列合成増幅器。
- 発熱量の異なる増幅器を複数個並列に合成した並列合成増幅器において、
前記増幅器を搭載した基板を被覆する筐体と、
前記筐体内を上下に仕切る中間層部とを備え、
前記基板に搭載された増幅器より発熱量の小さい増幅器を前記中間層部に搭載したことを特徴とする並列合成増幅器。 - 多層基板を備え、
増幅器を搭載する基板と当該増幅器より発熱量の小さい増幅器を搭載する中間層部とを前記多層基板の異なる層に形成したことを特徴とする請求項7記載の並列合成増幅器。 - 筐体の上部に放熱板を設けたことを特徴とする請求項5から請求項8のうちのいずれか1項記載の並列合成増幅器。
- 基板の増幅器搭載面の裏面に放熱フィンを有する放熱板を設けたことを特徴とする請求項1から請求項9のうちのいずれか1項記載の並列合成増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008118838A JP2009272679A (ja) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | 並列合成増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008118838A JP2009272679A (ja) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | 並列合成増幅器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009272679A true JP2009272679A (ja) | 2009-11-19 |
Family
ID=41438891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008118838A Pending JP2009272679A (ja) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | 並列合成増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009272679A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012028880A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | ドハティ増幅器および半導体装置 |
JP2019176282A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友電気工業株式会社 | 増幅器及びドハティ増幅回路 |
-
2008
- 2008-04-30 JP JP2008118838A patent/JP2009272679A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012028880A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | ドハティ増幅器および半導体装置 |
JP2019176282A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友電気工業株式会社 | 増幅器及びドハティ増幅回路 |
JP6996385B2 (ja) | 2018-03-28 | 2022-01-17 | 住友電気工業株式会社 | 増幅器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2321872B1 (en) | Modular solid-state millimeter wave (mmw) rf power source | |
US7532073B2 (en) | Solid state power amplifier with multi-planar MMIC modules | |
TW201711378A (zh) | 固態微波產生器及功率放大器 | |
JPWO2008053534A1 (ja) | ドハティ増幅器 | |
JP2003100989A (ja) | 高周波モジュール | |
US9800209B2 (en) | Doherty power amplifier | |
JPH11340724A (ja) | フェーズドアレーアンテナ | |
JP2009272679A (ja) | 並列合成増幅器 | |
JP6022136B1 (ja) | 高周波電力増幅器 | |
JP4664670B2 (ja) | 半導体装置 | |
WO2021140975A1 (ja) | 高周波増幅器 | |
JP2009159203A (ja) | 誘電体レンズ付きアンテナ | |
JP4575147B2 (ja) | 半導体装置 | |
KR102103461B1 (ko) | Rf 트랜지스터 패키지 및 이의 제조방법 | |
JP2011091801A (ja) | ドハティ増幅器用合成器 | |
WO2021141030A1 (ja) | 高周波増幅器 | |
KR102492306B1 (ko) | 방열 소재 및 양면냉각 파워모듈 | |
Jang et al. | X‐band dual channel transmit/receive module using heterojunction multilayer substrate | |
WO2022054936A1 (ja) | 電力増幅回路 | |
WO2022196066A1 (ja) | 電子機器の放熱構造 | |
JP2970530B2 (ja) | 高出力電力増幅器 | |
JP4761070B2 (ja) | 誘電体共振部品 | |
JP6996385B2 (ja) | 増幅器 | |
KR20060124898A (ko) | 다각 입체형 알에프 엠프 모듈 | |
JP2007281371A (ja) | 電子機器の放熱構造 |