JP2012060275A - High-frequency power amplifier - Google Patents

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Yusuke Tamura
祐介 田村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency power amplifier capable of reducing a mounting area by decreasing the number of components that are used, and suppressing passage loss caused by passing a switch of signal.SOLUTION: A high-frequency power amplifier 21 includes matching circuits 23, 25, 26, and 27 and at least one high-frequency power amplification element 24. The matching circuit includes a circuit in which a first matching line 41 and a second matching line 42, with two reactance elements 37, 38, 39, and 40 being connected in series, are connected in parallel, and a switch 43 which is connected to a ground and between the reactance elements of the first matching line as well as between the reactance elements of the second matching line, for selecting one of them. By switching the switch, a signal is propagated to either the first matching line or the second matching line, with the other connected to the ground.

Description

本発明は、無線端末の送信部に使用する高周波電力増幅器、特に複数の周波数帯域の電力増幅が可能である高周波電力増幅器に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency power amplifier used for a transmission unit of a wireless terminal, and more particularly to a high-frequency power amplifier capable of amplifying power in a plurality of frequency bands.

先ず、図6に於いて従来のマルチバンド高周波電力増幅器について説明する。ここで、バンドとは連続する周波数帯域のことであり、マルチバンド高周波電力増幅器とは複数の連続する周波数帯域の電力増幅が可能である高周波電力増幅器を指す。又、複数の周波数帯域同士が連続している場合には、高周波電力増幅器の広帯域化を図ることができる。   First, a conventional multiband high frequency power amplifier will be described with reference to FIG. Here, the band refers to a continuous frequency band, and the multiband high-frequency power amplifier refers to a high-frequency power amplifier capable of amplifying power in a plurality of continuous frequency bands. In addition, when a plurality of frequency bands are continuous, the high-frequency power amplifier can be widened.

尚、図6は、異なる2つの連続する周波数帯域を、それぞれAバンド及びBバンドとし、2つのバンドについて電力増幅を行う従来方式のマルチバンド式高周波電力増幅器を示している。   FIG. 6 shows a conventional multiband high-frequency power amplifier that performs power amplification on two different bands, with two different frequency bands being A band and B band, respectively.

図6中、2は高周波電力増幅器1の入力端子、3は入力側スイッチ、4はAバンド用電力増幅器、5はBバンド用電力増幅器、6は出力側スイッチ、7は前記高周波電力増幅器1の出力端子を示している。前記入力端子2は前記入力側スイッチ3の共通端子3aと接続され、前記Aバンド用電力増幅器4は前記入力側スイッチ3の切替え端子3b及び出力側スイッチ6の切替え端子6bと接続され、前記Bバンド用電力増幅器5は前記入力側スイッチ3の切替え端子3c及び前記出力側スイッチ6の切替え端子6cと接続され、前記出力端子7は前記出力側スイッチ6の共通端子6aと接続されることで前記高周波電力増幅器1が構成されている。尚、前記Aバンド用電力増幅器4及び前記Bバンド用電力増幅器5は、それぞれ異なるバンドでの電力増幅に於いて最適化された構成となっている。   In FIG. 6, 2 is an input terminal of the high frequency power amplifier 1, 3 is an input side switch, 4 is an A band power amplifier, 5 is a B band power amplifier, 6 is an output side switch, and 7 is the high frequency power amplifier 1. Output terminals are shown. The input terminal 2 is connected to a common terminal 3a of the input side switch 3, and the A-band power amplifier 4 is connected to a switching terminal 3b of the input side switch 3 and a switching terminal 6b of the output side switch 6. The band power amplifier 5 is connected to the switching terminal 3 c of the input side switch 3 and the switching terminal 6 c of the output side switch 6, and the output terminal 7 is connected to the common terminal 6 a of the output side switch 6. A high frequency power amplifier 1 is configured. The A-band power amplifier 4 and the B-band power amplifier 5 are optimized for power amplification in different bands.

上記構成の前記高周波電力増幅器1に於いて、前記入力側スイッチ3を切替えて前記共通端子3aと前記切替え端子3bを接続させ、前記出力側スイッチ6を切替えて前記共通端子6aと前記切替え端子6bを接続させることで、前記入力端子2から入力された信号は前記Aバンド用電力増幅器4により増幅され、前記出力端子7より出力される。又、前記入力側スイッチ3を切替えて前記共通端子3aと前記切替え端子3cを接続させ、前記出力側スイッチ6を切替えて前記共通端子6aと前記切替え端子6cを接続させることで、前記入力端子2から入力された信号は前記Bバンド用電力増幅器5により増幅され、前記出力端子7より出力される。   In the high-frequency power amplifier 1 having the above configuration, the input side switch 3 is switched to connect the common terminal 3a and the switching terminal 3b, and the output side switch 6 is switched to switch the common terminal 6a and the switching terminal 6b. , The signal input from the input terminal 2 is amplified by the A-band power amplifier 4 and output from the output terminal 7. The input terminal 2 is switched by switching the input side switch 3 to connect the common terminal 3a and the switching terminal 3c, and the output side switch 6 is switched to connect the common terminal 6a and the switching terminal 6c. Is amplified by the B-band power amplifier 5 and output from the output terminal 7.

この様に、従来の前記高周波電力増幅器1では、前記入力側スイッチ3及び前記出力側スイッチ6を切替えることで、バンド毎に最適化された前記Aバンド用電力増幅器4及び前記Bバンド用電力増幅器5の何れかを選択し、マルチバンド化を実現している。   As described above, in the conventional high-frequency power amplifier 1, the A-band power amplifier 4 and the B-band power amplifier optimized for each band by switching the input side switch 3 and the output side switch 6. 5 is selected to realize multiband.

図7は高周波電力増幅器1の他の従来例を示しており、該従来例では各バンド毎に最適化された電力増幅器を選択するのではなく、バンド毎に最適化された整合回路のみを切替えて前記高周波電力増幅器1のマルチバンド化を図っている。   FIG. 7 shows another conventional example of the high-frequency power amplifier 1. In this conventional example, only the matching circuit optimized for each band is switched instead of selecting the power amplifier optimized for each band. Thus, the high-frequency power amplifier 1 is made multiband.

図7中、8は高周波電力増幅器1の入力端子、9は整合回路、11は高周波電力増幅素子、12は整合回路入力側スイッチ、13はAバンド用整合回路、14はBバンド用整合回路、15は整合回路出力側スイッチ、16は前記高周波電力増幅器1の出力端子を示している。前記入力端子8は前記整合回路9及び前記高周波電力増幅素子11を介して前記整合回路入力側スイッチ12の共通端子12aと接続され、前記Aバンド用整合回路13は前記整合回路入力側スイッチ12の切替え端子12b及び前記整合回路出力側スイッチ15の切替え端子15bと接続され、前記Bバンド用整合回路14は前記整合回路入力側スイッチ12の切替え端子12c及び前記整合回路出力側スイッチ15の切替え端子15cと接続され、前記出力端子16が前記整合回路出力側スイッチ15の共通端子15aと接続されることで、前記高周波電力増幅器1が構成されている。   In FIG. 7, 8 is an input terminal of the high-frequency power amplifier 1, 9 is a matching circuit, 11 is a high-frequency power amplifying element, 12 is a matching circuit input side switch, 13 is an A-band matching circuit, 14 is a B-band matching circuit, Reference numeral 15 denotes a matching circuit output side switch, and 16 denotes an output terminal of the high-frequency power amplifier 1. The input terminal 8 is connected to the common terminal 12a of the matching circuit input side switch 12 via the matching circuit 9 and the high-frequency power amplifying element 11, and the A-band matching circuit 13 is connected to the matching circuit input side switch 12. The B-band matching circuit 14 is connected to the switching terminal 12b and the switching terminal 15c of the matching circuit output side switch 15, and is connected to the switching terminal 12b of the matching circuit output side switch 12 and the switching terminal 15c of the matching circuit output side switch 15. The high frequency power amplifier 1 is configured by connecting the output terminal 16 to the common terminal 15a of the matching circuit output side switch 15.

図7の他の従来例でも図6の従来例と同様、前記整合回路入力側スイッチ12及び前記整合回路出力側スイッチ15を切替えることで、前記入力端子8より入力され前記高周波電力増幅素子11によって増幅された信号が、前記Aバンド用整合回路13と前記Bバンド用整合回路14の何れか一方を通過することで整合され、前記出力端子16より出力される。   In the other conventional example of FIG. 7, as in the conventional example of FIG. 6, the matching circuit input side switch 12 and the matching circuit output side switch 15 are switched to input from the input terminal 8 by the high frequency power amplifying element 11. The amplified signal is matched by passing through one of the A-band matching circuit 13 and the B-band matching circuit 14 and is output from the output terminal 16.

前記Aバンド用整合回路13と前記Bバンド用整合回路14は、それぞれ異なるバンド毎に最適化された整合回路となっているので、周波数に応じて前記Aバンド用整合回路13と前記Bバンド用整合回路14の何れか一方を選択することでマルチバンド化を実現している。   Since the A-band matching circuit 13 and the B-band matching circuit 14 are optimized for different bands, respectively, the A-band matching circuit 13 and the B-band matching circuit according to the frequency. Multibanding is realized by selecting one of the matching circuits 14.

然し乍ら、従来のマルチバンド高周波電力増幅器の場合、必要なバンド数と同数の電力増幅器や整合回路が必要であり、又同様にスイッチも複数個必要となり、実装面積が増大するという問題がある。又、信号の伝搬経路上にスイッチが存在する為、信号がスイッチを通過する際に電力の通過損失が発生していた。   However, the conventional multiband high-frequency power amplifier requires the same number of power amplifiers and matching circuits as the required number of bands, and similarly requires a plurality of switches, which increases the mounting area. In addition, since a switch exists on the signal propagation path, a power passing loss occurs when the signal passes through the switch.

特開2010−41634号公報JP 2010-41634 A

本発明は斯かる実情に鑑み、部品の使用点数を減少させて実装面積を縮小すると共に、信号のスイッチ通過による通過損失を抑制する高周波電力増幅器を提供するものである。   In view of such a situation, the present invention provides a high-frequency power amplifier that reduces the number of parts used and reduces the mounting area and suppresses the passage loss due to signal passing through a switch.

本発明は、整合回路と少なくとも1以上の高周波電力増幅素子とを有する高周波電力増幅器であって、前記整合回路は2つのリアクタンス素子が直列に接続された第1の整合ライン及び第2の整合ラインが並列に接続された回路と、前記第1の整合ラインの前記リアクタンス素子間及び前記第2の整合ラインの前記リアクタンス素子間とグランドに接続され何れか一方を選択可能なスイッチとを有し、該スイッチを切替えることで前記第1の整合ライン及び前記第2の整合ラインの何れか一方に信号を伝搬させ、他方を前記グランドに接続させる高周波電力増幅器に係るものである。   The present invention is a high-frequency power amplifier having a matching circuit and at least one high-frequency power amplifying element, wherein the matching circuit includes a first matching line and a second matching line in which two reactance elements are connected in series. And a switch connected to the ground between the reactance elements of the first matching line and between the reactance elements of the second matching line, and capable of selecting one of them. By switching the switch, a signal is propagated to one of the first matching line and the second matching line, and the other is related to a high-frequency power amplifier that connects the other to the ground.

本発明によれば、整合回路と少なくとも1以上の高周波電力増幅素子とを有する高周波電力増幅器であって、前記整合回路は2つのリアクタンス素子が直列に接続された第1の整合ライン及び第2の整合ラインが並列に接続された回路と、前記第1の整合ラインの前記リアクタンス素子間及び前記第2の整合ラインの前記リアクタンス素子間とグランドに接続され何れか一方を選択可能なスイッチとを有し、該スイッチを切替えることで前記第1の整合ライン及び前記第2の整合ラインの何れか一方に信号を伝搬させ、他方を前記グランドに接続させるので、信号の伝搬経路上に前記スイッチが存在せず、該スイッチを信号が通過することによる通過損失を抑制できると共に、信号の伝搬経路を変更するのに複数の整合回路を用意する必要がなく、部品点数を減少させることで実装面積を縮小できるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, a high frequency power amplifier having a matching circuit and at least one or more high frequency power amplifying elements, the matching circuit includes a first matching line in which two reactance elements are connected in series, and a second matching line. A circuit in which matching lines are connected in parallel, and a switch that is connected to the ground between the reactance elements of the first matching line and between the reactance elements of the second matching line and is selectable. By switching the switch, the signal is propagated to one of the first matching line and the second matching line, and the other is connected to the ground, so that the switch exists on the signal propagation path. Without passing through the switch, and it is necessary to prepare a plurality of matching circuits to change the signal propagation path. Ku, exhibits an excellent effect that can reduce the mounting area by reducing the number of parts.

本発明の第1の実施例に於ける高周波電力増幅器の回路図である。1 is a circuit diagram of a high-frequency power amplifier according to a first embodiment of the present invention. (A)は第1の実施例に於いてAバンド用整合回路に切替えた際の等価回路図であり、(B)は第1の実施例に於いてBバンド用整合回路に切替えた際の等価回路図である。(A) is an equivalent circuit diagram when switching to the A-band matching circuit in the first embodiment, and (B) is a diagram when switching to the B-band matching circuit in the first embodiment. It is an equivalent circuit diagram. 図1の回路を用い電力利得のシミュレーションを行った際のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result at the time of simulating a power gain using the circuit of FIG. 本発明の第2の実施例に於ける高周波電力増幅器の回路図である。It is a circuit diagram of the high frequency power amplifier in the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に於ける高周波電力増幅器の回路図である。It is a circuit diagram of the high frequency power amplifier in the 3rd Example of this invention. マルチバンド高周波電力増幅器の従来例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the prior art example of a multiband high frequency power amplifier. マルチバンド高周波電力増幅器の他の従来例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the other conventional example of a multiband high frequency power amplifier.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、図1に於いて、本発明の第1の実施例に於ける高周波電力増幅器について説明する。   First, referring to FIG. 1, a high-frequency power amplifier according to a first embodiment of the present invention will be described.

図1中、21は高周波電力増幅器、22は該高周波電力増幅器21の入力端子、23は1次整合を行う第1の整合回路、24は前記入力端子22から入力された信号を増幅させる高周波電力増幅素子、25は2次整合を行う第2の整合回路、26は2種類の整合回路を適宜選択して3次整合を行う第3の整合回路部、27は4次整合を行う第4の整合回路、28は前記高周波電力増幅器21の出力端子を示しており、前記高周波電力増幅素子24の入力部と出力部には、それぞれ増幅用の電力を印加する端子29,31が接続されている。   In FIG. 1, 21 is a high-frequency power amplifier, 22 is an input terminal of the high-frequency power amplifier 21, 23 is a first matching circuit that performs primary matching, and 24 is a high-frequency power that amplifies a signal input from the input terminal 22. An amplifying element, 25 is a second matching circuit that performs second-order matching, 26 is a third matching circuit unit that performs third-order matching by appropriately selecting two types of matching circuits, and 27 is a fourth matching circuit that performs fourth-order matching. A matching circuit 28 indicates an output terminal of the high-frequency power amplifier 21, and terminals 29 and 31 for applying power for amplification are connected to the input and output of the high-frequency power amplifier 24, respectively. .

前記第1の整合回路23は、直列に接続されたコンデンサ32及びインダクタ33と、前記コンデンサ32と前記インダクタ33の間のラインとグランドに接続されたコンデンサ34を有している。又、前記第2の整合回路25は、インダクタ35及びグランドに接続されたコンデンサ36を有している。   The first matching circuit 23 includes a capacitor 32 and an inductor 33 connected in series, and a capacitor 34 connected to a line between the capacitor 32 and the inductor 33 and the ground. The second matching circuit 25 has an inductor 35 and a capacitor 36 connected to the ground.

前記第3の整合回路部26はリアクタンス素子であるコンデンサ37,38,39,40及びスイッチ43を有し、前記コンデンサ37,38が直列に接続された第1の整合ライン41が構成されると共に、前記コンデンサ39,40が直列に接続された第2の整合ライン42が構成され、前記第1の整合ライン41と前記第2の整合ライン42は並列接続となっている。又、前記第1の整合ライン41の前記コンデンサ37,38間及び前記第2の整合ライン42の前記コンデンサ39,40間には、それぞれスイッチ43の切替え端子43b,43cが接続され、前記スイッチ43の共通端子43aはグランドに接続されており、前記スイッチ43を切替えることで、前記第1の整合ライン41と前記第2の整合ライン42のどちらで3次整合を行うかを適宜選択できる様になっている。   The third matching circuit section 26 includes capacitors 37, 38, 39, and 40, which are reactance elements, and a switch 43, and a first matching line 41 is configured in which the capacitors 37 and 38 are connected in series. A second matching line 42 in which the capacitors 39 and 40 are connected in series is formed, and the first matching line 41 and the second matching line 42 are connected in parallel. Further, switching terminals 43b and 43c of a switch 43 are connected between the capacitors 37 and 38 of the first matching line 41 and between the capacitors 39 and 40 of the second matching line 42, respectively. The common terminal 43a is connected to the ground, and by switching the switch 43, it is possible to appropriately select which of the first matching line 41 and the second matching line 42 is used for the third matching. It has become.

又、前記第4の整合回路27は、コンデンサ44及びグランドに接続されたインダクタ45を有している。   The fourth matching circuit 27 includes a capacitor 44 and an inductor 45 connected to the ground.

尚、以下では、前記第2の整合回路25及び前記第4の整合回路27に接続された前記第1の整合ライン41と、グランドに接続された前記第2の整合ライン42とで構成される整合回路をAバンド用整合回路46とし、前記第2の整合回路25及び前記第4の整合回路27に接続された前記第2の整合ライン42と、グランドに接続された前記第1の整合ライン41とで構成される整合回路をBバンド用整合回路47としている。   In the following, the first matching line 41 connected to the second matching circuit 25 and the fourth matching circuit 27 and the second matching line 42 connected to the ground are included. The matching circuit is an A-band matching circuit 46, the second matching line 42 connected to the second matching circuit 25 and the fourth matching circuit 27, and the first matching line connected to the ground. 41 is a B-band matching circuit 47.

又、前記スイッチ43としては、機械式リレー、FET(Field−Effect Transistor)を用いた電子スイッチ、PINダイオード等が使用可能となっている。   As the switch 43, a mechanical relay, an electronic switch using an FET (Field-Effect Transistor), a PIN diode, or the like can be used.

上記構成の前記高周波電力増幅器21に於いて、前記スイッチ43を切替え、前記共通端子43aに前記切替え端子43cを接続した場合には、前記コンデンサ37,38が前記第2の整合回路25及び前記第4の整合回路27に接続され、前記コンデンサ39,40が前記スイッチ43を介してグランドに接続された状態、即ち前記第3の整合回路部26が前記Aバンド用整合回路46となり、等価回路図は図2(A)の様になる。   In the high-frequency power amplifier 21 configured as described above, when the switch 43 is switched and the switching terminal 43c is connected to the common terminal 43a, the capacitors 37 and 38 are connected to the second matching circuit 25 and the second matching circuit 25a. 4 in which the capacitors 39 and 40 are connected to the ground via the switch 43, that is, the third matching circuit section 26 becomes the A-band matching circuit 46, and is an equivalent circuit diagram. Is as shown in FIG.

従って、前記入力端子22から入力された信号は、前記第1の整合回路23により1次整合され、前記高周波電力増幅素子24によって増幅され、前記第2の整合回路25により2次整合され、前記Aバンド用整合回路46により3次整合され、前記第4の整合回路27により4次整合された後、前記出力端子28より出力される。   Accordingly, the signal input from the input terminal 22 is primarily matched by the first matching circuit 23, amplified by the high frequency power amplifier 24, and secondarily matched by the second matching circuit 25. Third-order matching is performed by the A-band matching circuit 46 and fourth-order matching is performed by the fourth matching circuit 27, and then output from the output terminal 28.

又、前記スイッチ43を切替え、前記共通端子43aに前記切替え端子43bを接続した場合には、前記コンデンサ39,40が前記第2の整合回路25及び前記第4の整合回路27に接続され、前記コンデンサ37,38が前記スイッチ43を介してグランドに接続された状態、即ち第3の整合回路部26が前記Bバンド用整合回路47となり、等価回路図は図2(B)の様になる。   When the switch 43 is switched and the switching terminal 43b is connected to the common terminal 43a, the capacitors 39 and 40 are connected to the second matching circuit 25 and the fourth matching circuit 27, and A state in which the capacitors 37 and 38 are connected to the ground via the switch 43, that is, the third matching circuit unit 26 becomes the B-band matching circuit 47, and an equivalent circuit diagram is as shown in FIG.

従って、前記入力端子22から入力された信号は、前記第1の整合回路23により1次整合され、前記高周波電力増幅素子24によって増幅され、前記第2の整合回路25により2次整合され、前記Bバンド用整合回路47により3次整合され、前記第4の整合回路27により4次整合された後、前記出力端子28より出力される。   Accordingly, the signal input from the input terminal 22 is primarily matched by the first matching circuit 23, amplified by the high frequency power amplifier 24, and secondarily matched by the second matching circuit 25. Third-order matching is performed by the B-band matching circuit 47 and fourth-order matching is performed by the fourth matching circuit 27, and then output from the output terminal 28.

上述の様に、前記Aバンド用整合回路46により3次整合を行う場合と、前記Bバンド用整合回路47により3次整合を行う場合の何れの場合でも、信号の伝搬経路上に前記スイッチ43が存在しないので、信号が該スイッチ43を通過することにより発生する通過損失を抑制することができる。   As described above, the switch 43 is placed on the signal propagation path in both cases where the third-order matching is performed by the A-band matching circuit 46 and the third-order matching is performed by the B-band matching circuit 47. Therefore, it is possible to suppress a passage loss caused by a signal passing through the switch 43.

又、該スイッチ43のみで前記Aバンド用整合回路46と、前記Bバンド用整合回路47とを切替え可能であるので、2つの整合回路の周波数特性を異なる様に設定することで、前記高周波電力増幅器21のマルチバンド化を実現できる。   Further, since the A-band matching circuit 46 and the B-band matching circuit 47 can be switched only by the switch 43, the high-frequency power can be set by setting the frequency characteristics of the two matching circuits differently. Multibanding of the amplifier 21 can be realized.

更に、該高周波電力増幅器21をマルチバンド化する為に整合回路を複数用意する必要がなく、スイッチも1個のみで実現可能であるので、部品の使用点数を減少させることで前記高周波電力増幅器21の実装面積を縮小できると共に、製造コストの削減を図ることができる。   Further, since it is not necessary to prepare a plurality of matching circuits in order to make the high-frequency power amplifier 21 multiband, the high-frequency power amplifier 21 can be realized with only one switch. Therefore, the high-frequency power amplifier 21 is reduced by reducing the number of parts used. The mounting area can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

図3は、図1の回路図を用い、電力利得のシミュレーションを行った際のシミュレーション結果である。図中、横軸が周波数、縦軸が電力利得を示しており、実線48が前記Aバンド用整合回路46を使用した際のシミュレーション結果、破線49が前記Bバンド用整合回路47を使用した際のシミュレーション結果となっている。   FIG. 3 is a simulation result when a power gain simulation is performed using the circuit diagram of FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the frequency and the vertical axis indicates the power gain, the solid line 48 indicates the simulation result when the A-band matching circuit 46 is used, and the broken line 49 indicates when the B-band matching circuit 47 is used. The simulation results are as follows.

尚、本シミュレーションでは、前記コンデンサ32を220pF、前記インダクタ33を8.2nH、前記コンデンサ34を9pF、前記インダクタ35を5.6nH、前記コンデンサ36を27pF、前記コンデンサ37を9pF、前記コンデンサ38を39pF、前記コンデンサ39を27pF、前記コンデンサ40を33pF、前記コンデンサ44を220pF、前記インダクタ45を3.6nHとし、前記高周波電力増幅素子24としてFETを使用すると共に、該高周波電力増幅素子24には電力供給用の前記端子29,31が接続されている。   In this simulation, the capacitor 32 is 220 pF, the inductor 33 is 8.2 nH, the capacitor 34 is 9 pF, the inductor 35 is 5.6 nH, the capacitor 36 is 27 pF, the capacitor 37 is 9 pF, and the capacitor 38 is 39 pF, the capacitor 39 is 27 pF, the capacitor 40 is 33 pF, the capacitor 44 is 220 pF, the inductor 45 is 3.6 nH, and an FET is used as the high-frequency power amplifying element 24. The terminals 29 and 31 for power supply are connected.

上記構成の前記高周波電力増幅器21に於いて、例えば電力利得が10dB以上必要な場合を考える。前記スイッチ43を切替えて前記共通端子43aを前記切替え端子43cに接続させた場合、図3より360MHz〜430MHzの周波数帯域で10dB以上の電力利得を得ることができる。又、前記スイッチ43を切替えて前記共通端子43aを前記切替え端子43bに接続させた場合、図3より300MHz〜370MHzの周波数帯域で10dB以上の電力利得を得ることができる。   In the high-frequency power amplifier 21 configured as described above, for example, consider a case where a power gain of 10 dB or more is required. When the switch 43 is switched and the common terminal 43a is connected to the switching terminal 43c, a power gain of 10 dB or more can be obtained in the frequency band of 360 MHz to 430 MHz from FIG. When the switch 43 is switched and the common terminal 43a is connected to the switching terminal 43b, a power gain of 10 dB or more can be obtained in the frequency band of 300 MHz to 370 MHz from FIG.

従って、前記スイッチ43を切替えることにより、2つの周波数帯域で電力利得が10dB以上得られるので、前記高周波電力増幅器21のマルチバンド化を実現でき、更に2つの周波数帯域は連続しているので、実質的には300MHz〜430MHz迄の所望の電力増幅が可能な高周波電力増幅器とすることができる。   Therefore, by switching the switch 43, a power gain of 10 dB or more can be obtained in two frequency bands, so that the high-frequency power amplifier 21 can be multibanded, and the two frequency bands are continuous. Specifically, a high frequency power amplifier capable of amplifying a desired power from 300 MHz to 430 MHz can be obtained.

次に、図4に於いて、本発明の第2の実施例について説明する。尚、図4中、図1中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第2の実施例は、第1の実施例に於けるコンデンサ37,38,39,40の代りにリアクタンス素子であるインダクタ50,51,52,53を使用し、更に電力を入力する端子31と第2の整合回路25との間のラインにコンデンサ54を設けており、その他の構成は第1の実施例と同様になっている。尚、直列に接続された前記インダクタ50,51により第1の整合ライン41が構成され、直列に接続された前記インダクタ52,53により第2の整合ライン42が構成され、前記第1の整合ライン41と前記第2の整合ライン42は並列に接続されている。   In the second embodiment, instead of the capacitors 37, 38, 39, and 40 in the first embodiment, inductors 50, 51, 52, and 53, which are reactance elements, are used. A capacitor 54 is provided on the line between the second matching circuit 25 and other configurations are the same as those in the first embodiment. Note that the inductors 50 and 51 connected in series constitute a first matching line 41, and the inductors 52 and 53 connected in series constitute a second matching line 42. The first matching line 41 and the second matching line 42 are connected in parallel.

第2の実施例に於いて、前記コンデンサ54を設けるのは、例えばスイッチ43を切替えて共通端子43aを切替え端子43cに接続させ、第2の整合回路25及び第4の整合回路27に接続された前記第1の整合ライン41と、グランドに接続された前記第2の整合ライン42により整合回路が構成された際に、前記端子31から入力された電力の直流成分が、前記第2の整合回路25、前記インダクタ52、前記スイッチ43を通じてグランドに接続されるのを防止する為である。   In the second embodiment, the capacitor 54 is provided, for example, by switching the switch 43 to connect the common terminal 43a to the switching terminal 43c, and is connected to the second matching circuit 25 and the fourth matching circuit 27. In addition, when a matching circuit is configured by the first matching line 41 and the second matching line 42 connected to the ground, the DC component of the power input from the terminal 31 is changed to the second matching line. This is to prevent connection to the ground through the circuit 25, the inductor 52, and the switch 43.

又、前記スイッチ43を切替えて前記共通端子43aを切替え端子43bに接続させた場合にも、前記端子31から入力された電力の直流成分が、前記第2の整合回路25、前記インダクタ50、前記スイッチ43を通じてグランドに接続されるのを前記コンデンサ54により防止することができる。   Also, when the switch 43 is switched and the common terminal 43a is connected to the switching terminal 43b, the DC component of the power input from the terminal 31 is converted into the second matching circuit 25, the inductor 50, the Connection to the ground through the switch 43 can be prevented by the capacitor 54.

第2の実施例の場合、第3の整合回路部26に構成される整合回路は、インダクタンス成分が大きい前記インダクタ50,51、或は前記インダクタ52,53が信号の伝搬経路上に直列に接続されるので、大きなインダクタンス成分を得ることができる。従って、VHF(Very High Frequency)帯等の、大きなインダクタンス成分が直列に接続されていることが必要な低周波数領域での増幅に適した整合回路を得ることができる。   In the case of the second embodiment, the matching circuit configured in the third matching circuit unit 26 includes the inductors 50 and 51 having a large inductance component or the inductors 52 and 53 connected in series on the signal propagation path. Therefore, a large inductance component can be obtained. Therefore, it is possible to obtain a matching circuit suitable for amplification in a low frequency region where a large inductance component such as a VHF (Very High Frequency) band needs to be connected in series.

又、前記スイッチ43を切替えることで得られる2つの整合回路を、周波数特性が異なる様に設定することで、高周波電力増幅器21のマルチバンド化を実現することができる。   Further, by setting the two matching circuits obtained by switching the switch 43 so as to have different frequency characteristics, the multi-band configuration of the high-frequency power amplifier 21 can be realized.

尚、前記コンデンサ54は、前記第2の整合回路25内の信号の伝搬経路上にコンデンサが設けられている場合には省略してもよい。又、前記コンデンサ54は前記第2の整合回路25と前記第3の整合回路部26との間に設けてもよい。   The capacitor 54 may be omitted when a capacitor is provided on the signal propagation path in the second matching circuit 25. The capacitor 54 may be provided between the second matching circuit 25 and the third matching circuit unit 26.

次に、図5に於いて第3の実施例について説明する。尚、図5中、図1中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 5 that are the same as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第3の実施例では、第1の実施例に於けるコンデンサ37,38,39,40の一部(図中ではコンデンサ38及び40)をリアクタンス素子であるインダクタ55,56へと変更しており、直列に接続された前記コンデンサ37と前記インダクタ55とで第1の整合ライン41が構成され、直列に接続された前記コンデンサ39と前記インダクタ56とで第2の整合ライン42が構成され、前記第1の整合ライン41と前記第2の整合ライン42は並列に接続されている。   In the third embodiment, a part of the capacitors 37, 38, 39, and 40 (capacitors 38 and 40 in the figure) in the first embodiment are changed to inductors 55 and 56 that are reactance elements. The capacitor 37 and the inductor 55 connected in series constitute a first matching line 41, and the capacitor 39 and the inductor 56 connected in series constitute a second matching line 42. The first matching line 41 and the second matching line 42 are connected in parallel.

第3の実施例の場合も、第1の実施例及び第2の実施例と同様、スイッチ43を切替えることで2種類の整合回路が第3の整合回路部26に構成され、構成される2種類の整合回路を周波数特性が異なる様に設定することで、高周波電力増幅器21のマルチバンド化を実現することができる。   In the case of the third embodiment, similarly to the first embodiment and the second embodiment, two types of matching circuits are configured in the third matching circuit section 26 by switching the switch 43, and 2 By setting the types of matching circuits so that the frequency characteristics are different, it is possible to realize a multiband configuration of the high-frequency power amplifier 21.

第3の実施例では、第1の実施例に於ける前記コンデンサ38,40を前記インダクタ55,56へと変更しているが、どのコンデンサをインダクタへと変更してもよいのは言う迄もない。   In the third embodiment, the capacitors 38 and 40 in the first embodiment are changed to the inductors 55 and 56, but it goes without saying that any capacitor may be changed to an inductor. Absent.

尚、第1の実施例〜第3の実施例では、高周波電力増幅素子24を1段構成として説明しているが、該高周波電力増幅素子24を2段以上に構成してもよく、又第1の整合回路23、第2の整合回路25、第4の整合回路27を別の構成の整合回路としてもよい。   In the first to third embodiments, the high-frequency power amplifying element 24 is described as having a single stage, but the high-frequency power amplifying element 24 may be configured in two or more stages. The one matching circuit 23, the second matching circuit 25, and the fourth matching circuit 27 may be matching circuits having different configurations.

(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.

(付記1)整合回路と少なくとも1以上の高周波電力増幅素子とを有する高周波電力増幅器であって、前記整合回路は2つのリアクタンス素子が直列に接続された第1の整合ライン及び第2の整合ラインが並列に接続された回路と、前記第1の整合ラインの前記リアクタンス素子間及び前記第2の整合ラインの前記リアクタンス素子間とグランドに接続され何れか一方を選択可能なスイッチとを有し、該スイッチを切替えることで前記第1の整合ライン及び前記第2の整合ラインの何れか一方に信号を伝搬させ、他方を前記グランドに接続させることを特徴とする高周波電力増幅器。   (Appendix 1) A high-frequency power amplifier having a matching circuit and at least one or more high-frequency power amplifying elements, wherein the matching circuit includes a first matching line and a second matching line in which two reactance elements are connected in series. And a switch connected to the ground between the reactance elements of the first matching line and between the reactance elements of the second matching line, and capable of selecting one of them. A high-frequency power amplifier, wherein a signal is propagated to one of the first matching line and the second matching line by switching the switch, and the other is connected to the ground.

(付記2)前記リアクタンス素子はコンデンサである付記1の高周波電力増幅器。   (Supplementary note 2) The high frequency power amplifier according to supplementary note 1, wherein the reactance element is a capacitor.

(付記3)前記リアクタンス素子はインダクタである付記1の高周波電力増幅器。   (Additional remark 3) The high frequency power amplifier of Additional remark 1 whose said reactance element is an inductor.

(付記4)前記リアクタンス素子はコンデンサ及びインダクタである付記1の高周波電力増幅器。   (Supplementary note 4) The high-frequency power amplifier according to supplementary note 1, wherein the reactance element is a capacitor and an inductor.

21 高周波電力増幅器
23 第1の整合回路
24 高周波電力増幅素子
25 第2の整合回路
26 第3の整合回路部
27 第4の整合回路
37〜40 コンデンサ
41 第1の整合ライン
42 第2の整合ライン
43 スイッチ
46 Aバンド用整合回路
47 Bバンド用整合回路
50〜53 インダクタ
55,56 インダクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 High frequency power amplifier 23 1st matching circuit 24 High frequency power amplification element 25 2nd matching circuit 26 3rd matching circuit part 27 4th matching circuit 37-40 Capacitor 41 1st matching line 42 2nd matching line 43 Switch 46 A-band matching circuit 47 B-band matching circuit 50 to 53 Inductors 55 and 56 Inductors

Claims (1)

整合回路と少なくとも1以上の高周波電力増幅素子とを有する高周波電力増幅器であって、前記整合回路は2つのリアクタンス素子が直列に接続された第1の整合ライン及び第2の整合ラインが並列に接続された回路と、前記第1の整合ラインの前記リアクタンス素子間及び前記第2の整合ラインの前記リアクタンス素子間とグランドに接続され何れか一方を選択可能なスイッチとを有し、該スイッチを切替えることで前記第1の整合ライン及び前記第2の整合ラインの何れか一方に信号を伝搬させ、他方を前記グランドに接続させることを特徴とする高周波電力増幅器。   A high-frequency power amplifier having a matching circuit and at least one or more high-frequency power amplifying elements, wherein the matching circuit includes a first matching line in which two reactance elements are connected in series and a second matching line connected in parallel. A switch connected to the ground between the reactance elements of the first matching line and between the reactance elements of the second matching line and to the ground, and switches the switch. Thus, a signal is propagated to one of the first matching line and the second matching line, and the other is connected to the ground.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014150448A (en) * 2013-02-01 2014-08-21 Murata Mfg Co Ltd Power amplifier module
JP2017092915A (en) * 2015-11-17 2017-05-25 株式会社東芝 amplifier

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