JP2012205013A - Doherty amplifier - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an intermodulation distortion characteristic by reducing effects of load changes due to a difference in output current due to a device characteristic difference between two peak amplifiers.SOLUTION: A Doherty amplifier includes: a carrier amplifier for amplifying a first signal divided by a division circuit; a first peak amplifier for amplifying a second divided signal when the output power of the carrier amplifier approaches a saturation state; a second peak amplifier for amplifying a third divided signal; a first combination circuit for combining respective output signals of the first peak amplifier and second peak amplifier; and a second combination circuit for combining and outputting respective output signals of the carrier amplifier and first combination circuit through matching from respective output sides of the carrier amplifier and first combination circuit to a combination point. The first combination circuit can adjust an impedance of the first and second peak amplifiers seen from the combination point to infinity at a back-off time when the output of the carrier amplifier is backed off by a predetermined value from the saturation state.

Description

本発明の実施形態は、地上デジタル放送送信機用パワーアンプに用いられるドハティ増幅器に関する。   Embodiments described herein relate generally to a Doherty amplifier used for a power amplifier for a terrestrial digital broadcast transmitter.

近年、高効率かつ低歪みで電力を増幅するドハティ増幅器が開発されている。このドハティ増幅器は、キャリア増幅器とピーク増幅器とを備え、これらキャリア増幅器及びピーク増幅器の各出力端を合成する構成になっている。キャリア増幅器はＡＢ級動作し、ピーク増幅器はＣ級動作するようにバイアス条件が与えられる。   In recent years, Doherty amplifiers have been developed that amplify power with high efficiency and low distortion. This Doherty amplifier includes a carrier amplifier and a peak amplifier, and is configured to synthesize the output terminals of the carrier amplifier and the peak amplifier. The bias condition is given so that the carrier amplifier operates in class AB and the peak amplifier operates in class C.

ドハティ増幅器は、キャリア増幅器及びピーク増幅器の各出力端の合成点からピーク増幅器を見た負荷インピーダンスが開放に近い状態となるように位相線路長が構成されている。この構成により小信号動作時、ピーク増幅器はＣ級動作しているので、キャリア増幅器しか動作しない状態となり、効率が向上する。   In the Doherty amplifier, the phase line length is configured such that the load impedance when the peak amplifier is viewed from the combined point of the output ends of the carrier amplifier and the peak amplifier is close to the open state. With this configuration, when the small signal is operated, the peak amplifier is operating in class C, so that only the carrier amplifier is operated, and the efficiency is improved.

例えば、地上デジタル放送送信機用パワーアンプに用いられ、大電力増幅に対応するドハティ増幅器は、３素子型であり、１つのキャリア増幅器と２つのピーク増幅器とを有する。このようなドハティ増幅器は、上記キャリア増幅器及びピーク増幅器の各出力端の合成点からピーク増幅器側を見たインピーダンスは、キャリア増幅器の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に無限大（開放）となる。このとき、キャリア増幅器のみが動作していたとしても、キャリア増幅器の出力端から合成点を介して２つのピーク増幅器側に流れることはなく、２つのピーク増幅器側への電力の漏洩が防止される。   For example, a Doherty amplifier used for a power amplifier for a terrestrial digital broadcast transmitter and corresponding to high power amplification is a three-element type, and has one carrier amplifier and two peak amplifiers. In such a Doherty amplifier, the impedance seen from the combined point of the output ends of the carrier amplifier and the peak amplifier when viewed from the peak amplifier side is infinite at backoff when the carrier amplifier output is backed off by a predetermined value. (Open). At this time, even if only the carrier amplifier is operating, it does not flow from the output end of the carrier amplifier to the two peak amplifiers via the synthesis point, and leakage of power to the two peak amplifiers is prevented. .

特開２００６−１５７９００号公報JP 2006-157900 A 特開２００６−３３２８２９号公報JP 2006-332829 A

しかしながら、２つのピーク増幅器を同時に動作させるとき、これらピーク増幅器の各デバイス特性差があるために、当該デバイス特性差による出力電流の違いから負荷が変動し、左右の相互変調歪みのアンバランス等により所望の特性が得られない。   However, when two peak amplifiers are operated simultaneously, there is a difference in device characteristics between these peak amplifiers, so the load fluctuates due to the difference in output current due to the difference in device characteristics, and due to imbalance between the left and right intermodulation distortions, etc. Desired characteristics cannot be obtained.

本発明が解決しようとする課題は、２つのピーク増幅器のデバイス特性差による出力電流の違いから生ずる負荷変動の影響を低減して、相互変調歪み特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にある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a Doherty amplifier capable of reducing the influence of load fluctuations resulting from a difference in output current due to a difference in device characteristics between two peak amplifiers and improving intermodulation distortion characteristics. It is in.

実施形態によれば、入力信号を分配する分配回路と、前記分配回路により分配された第１の信号を増幅するキャリア増幅器と、前記キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、前記分配回路により分配された第２の信号を増幅する第１のピーク増幅器と、前記キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、前記分配回路により分配された第３の信号を増幅する第２のピーク増幅器と、前記第１のピーク増幅器の出力信号と前記第２のピーク増幅器の出力信号とを合成する第１の合成回路と、前記キャリア増幅器の出力信号と前記第１の合成部の出力信号とを合成する合成点を有し、前記キャリア増幅器の出力側と前記第１の合成部の出力側とのそれぞれから前記合成点に向かって整合を取って前記キャリア増幅器の出力信号と前記第１の合成部の出力信号とを合成して出力する第２の合成回路とを具備し、前記第１の合成回路は、前記キャリア増幅器の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、前記合成点から前記第１及び第２のピーク増幅器側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とするドハティ増幅器である。   According to the embodiment, a distribution circuit that distributes an input signal, a carrier amplifier that amplifies the first signal distributed by the distribution circuit, and the output when the output power of the carrier amplifier approaches a saturation state, A first peak amplifier that amplifies the second signal distributed by the circuit, and a second amplifier that amplifies the third signal distributed by the distribution circuit when the output power of the carrier amplifier approaches a saturation state. Peak amplifier, a first combining circuit for combining the output signal of the first peak amplifier and the output signal of the second peak amplifier, the output signal of the carrier amplifier and the output of the first combining unit A combining point for combining the signal, and matching is performed from each of the output side of the carrier amplifier and the output side of the first combining unit toward the combining point to output the carrier amplifier. A second synthesizing circuit that synthesizes and outputs the signal and the output signal of the first synthesizing unit, and the first synthesizing circuit backs up a predetermined value from the time when the output of the carrier amplifier is saturated. It is a Doherty amplifier that can adjust the impedance of the first and second peak amplifiers viewed from the synthesis point to infinity when backoff is turned off.

ドハティ増幅器の一実施形態を示す回路構成図。The circuit block diagram which shows one Embodiment of Doherty amplifier. 同ドハティ増幅器における調整用線路の具体的な回路構成図。The specific circuit block diagram of the adjustment track | line in the same Doherty amplifier. 同ドハティ増幅器における第１及び第２のピーク増幅器側の調整用線路の線路長さを短く調整したときの相互変調歪み特性（ＩＭ）の一例を示す図。The figure which shows an example of the intermodulation distortion characteristic (IM) when the line length of the adjustment line by the side of the 1st and 2nd peak amplifier in the same Doherty amplifier is adjusted short. 同ドハティ増幅器における第１及び第２のピーク増幅器側の調整用線路が無いときの相互変調歪み特性（ＩＭ）の一例を示す図。The figure which shows an example of the intermodulation distortion characteristic (IM) when there is no adjustment line by the side of the 1st and 2nd peak amplifier in the same Doherty amplifier. 同ドハティ増幅器の相互変調歪みを説明するための図。The figure for demonstrating the intermodulation distortion of the Doherty amplifier.

以下、一実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１はドハティ増幅器の回路構成図を示す。このドハティ増幅器は、例えば地上デジタル放送送信機用パワーアンプに用いられるもので、大電力増幅に対応した３素子型の増幅器であり、１つのキャリア増幅器６と、２つのピーク増幅器１３、１６を有する。
このドハティ増幅器は、入力端子１を設け、この入力端子１に連結器（カプラ）２が接続されている。この連結器２の各出力端には、アッテネータ３と分配器４とが接続されている。この連結器２は、入力端子１を通して入力された電気信号をアッテネータ３と分配器４とに１：１の割合で分配する。この分配の割合１：１で分配するのは、１つのキャリア増幅器６と、２つのピーク増幅器１３、１６とに同一電力を供給するためである。 Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of a Doherty amplifier. This Doherty amplifier is used, for example, as a power amplifier for a terrestrial digital broadcast transmitter, and is a three-element amplifier corresponding to high power amplification, and has one carrier amplifier 6 and two peak amplifiers 13 and 16. .
This Doherty amplifier has an input terminal 1 to which a coupler (coupler) 2 is connected. An attenuator 3 and a distributor 4 are connected to each output terminal of the coupler 2. The coupler 2 distributes the electrical signal input through the input terminal 1 to the attenuator 3 and the distributor 4 at a ratio of 1: 1. The reason why the distribution is 1: 1 is to supply the same power to one carrier amplifier 6 and two peak amplifiers 13 and 16.

アッテネータ３は、連結器２からの電気信号を２分の１に減衰する。このアッテネータ３には、第１の整合回路５と、キャリア増幅器６と、第２の整合回路７と、線路長λ／８の第１の線路８と、線路長Ａの第２の線路９と、線路長λ／４の第３の線路１０とが直列接続されている。なお、λは波長である。キャリア増幅器６は、ＡＢ級動作を行うようにバイアス条件が与えられ、常時、電力を増幅する。バイアス条件としてキャリア増幅器６へのバイアス電圧は、Ｖｄｓである。   The attenuator 3 attenuates the electrical signal from the coupler 2 by half. The attenuator 3 includes a first matching circuit 5, a carrier amplifier 6, a second matching circuit 7, a first line 8 having a line length λ / 8, and a second line 9 having a line length A. A third line 10 having a line length λ / 4 is connected in series. Note that λ is a wavelength. The carrier amplifier 6 is given a bias condition so as to perform class AB operation, and always amplifies power. As a bias condition, the bias voltage to the carrier amplifier 6 is Vds.

一方、分配器４の各出力端子には、それぞれ第３の整合回路１１と、第４の整合回路１２とが接続されている。この分配器４は、連結器２からの電気信号を第３の整合回路１１側と第４の整合回路１２側とに均等（１：１の割合）に分配する。この分配器４は、例えばウィルキンソンデバイダーが用いられる。この分配器４と上記連結器２とにより分配回路が構成される。
ここで、入力端子１から連結器２に入力される電気信号をＰ１、第１の整合回路５に入力される電気信号をＰ５、第３の整合回路１１に入力される電気信号をＰ１１、第４の整合回路１２に入力される電気信号をＰ１２とすると、これら電気信号の分配比の関係は、
Ｐ５＝Ｐ１１＝Ｐ１２＝Ｐ１／３
となる。 On the other hand, a third matching circuit 11 and a fourth matching circuit 12 are connected to each output terminal of the distributor 4. The distributor 4 distributes the electrical signal from the coupler 2 equally (a ratio of 1: 1) between the third matching circuit 11 side and the fourth matching circuit 12 side. For example, a Wilkinson divider is used as the distributor 4. The distributor 4 and the coupler 2 constitute a distribution circuit.
Here, the electrical signal input from the input terminal 1 to the coupler 2 is P 1 , the electrical signal input to the first matching circuit 5 is P 5 , and the electrical signal input to the third matching circuit 11 is P 11 , where the electric signal input to the fourth matching circuit 12 is P 12 , the relationship of the distribution ratio of these electric signals is
P 5 = P 11 = P 12 = P 1/3
It becomes.

この分配器４の一方の出力端子には、上記第３の整合回路１１と、第１のピーク増幅器１３と、第５の整合回路１４とが直列接続され、さらに第５の整合回路１４の出力端子がコンバイナー１５に接続されている。
又、分配器４の他方の出力端子には、上記第４の整合回路１２と、第２のピーク増幅器１６と、第６の整合回路１７とが直列接続され、さらに第６の整合回路１７の出力端子がコンバイナー１５に接続されている。このコンバイナー１５の出力端子には、調整用線路１８が接続されている。 The third matching circuit 11, the first peak amplifier 13, and the fifth matching circuit 14 are connected in series to one output terminal of the distributor 4, and the output of the fifth matching circuit 14 is further connected. The terminal is connected to the combiner 15.
The other output terminal of the distributor 4 is connected to the fourth matching circuit 12, the second peak amplifier 16, and the sixth matching circuit 17 in series. An output terminal is connected to the combiner 15. An adjustment line 18 is connected to the output terminal of the combiner 15.

第１のピーク増幅器１３と第２のピーク増幅器１６とは、それぞれＣ級動作を行うようバイアス条件が与えられている。バイアス条件として第１のピーク増幅器１３と第２のピーク増幅器１６とへの各バイアス電圧は、Ｖｄｓである。これらバイアス条件がＣ級に設定されている第１と第２のピーク増幅器１３、１６は、それぞれＡＢ級に設定されているキャリア増幅器６の出力電力が飽和状態に近づくと、動作を開始する。   The first peak amplifier 13 and the second peak amplifier 16 are each given a bias condition so as to perform class C operation. As a bias condition, each bias voltage to the first peak amplifier 13 and the second peak amplifier 16 is Vds. The first and second peak amplifiers 13 and 16 whose bias conditions are set to class C start operation when the output power of the carrier amplifier 6 set to class AB approaches a saturated state.

コンバイナー１５と調整用線路１８とは、第１の合成回路を構成する。これらコンバイナー１５と調整用線路１８とは、第１のピーク増幅器１３の出力信号と第２のピーク増幅器１６の出力信号とを合成して出力する。
これらコンバイナー１５と調整用線路１８とは、キャリア増幅器６の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、後述する合成点Ｃから第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側を見たインピーダンスを無限大（∞，開放）に調整可能とする。すなわち、当該ドハティ増幅器のドハティ動作を決定するための上記インピーダンスを無限大（開放）にするコンバイナー１５と調整用線路１８との線路長を短くする必要がある場合に、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側の主に調整用線路１８の線路長さを短く調整可能である。この調整用線路１８の線路長さの調整では、調整する線路長さの範囲を広く取れる。コンバイナー１５は、第１のピーク増幅器１３の出力信号と第２のピーク増幅器１６の出力信号とを合成する。調整用線路１８は、線路長さＡを調整可能である。コンバイナー１５においても線路長が調整可能である。 The combiner 15 and the adjustment line 18 constitute a first synthesis circuit. The combiner 15 and the adjustment line 18 synthesize and output the output signal of the first peak amplifier 13 and the output signal of the second peak amplifier 16.
The combiner 15 and the adjustment line 18 connect the first and second peak amplifiers 13 and 16 side from a synthesis point C, which will be described later, at the time of backoff when the output of the carrier amplifier 6 is saturated by a predetermined value from the time of saturation. The seen impedance can be adjusted to infinity (∞, open). That is, when it is necessary to shorten the line length between the combiner 15 and the adjustment line 18 that makes the impedance for determining the Doherty operation of the Doherty amplifier infinite (open), the first and second peaks The line length of the adjustment line 18 mainly on the amplifiers 13 and 16 side can be adjusted to be short. In the adjustment of the line length of the adjustment line 18, the range of the line length to be adjusted can be widened. The combiner 15 combines the output signal of the first peak amplifier 13 and the output signal of the second peak amplifier 16. The adjustment line 18 can adjust the line length A. In the combiner 15, the track length can be adjusted.

コンバイナー１５は、１／８波長（λ／８）を含む長さ領域内で線路長を調整可能とする。
コンバイナー１５と調整用線路１８とは、これらの組み合わせによりバックオフ時に、合成点Ｃから第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする。
上記コンバイナー１５と調整用線路１８とでのインピーダンスの調整では、主に調整用線路１８の長さを調整し、必要時にコンバイナー１５の線路長さを調整する。
これらコンバイナー１５と調整用線路１８とにおける線路長さの調整は、例えば図２に示すようにコンバイナー１５側からの線路Ｌ１と、合成点Ｃ側の線路Ｌ２とを互いに並行に配線し、これら線路Ｌ１、Ｌ２の間に複数の接点１８−１、１８−１、１８−２、１８−２、…、１８−ｎ、１８−ｎを接続する。これら接点１８−１、１８−１、１８−２、１８−２、…、１８−ｎ、１８−ｎは、それぞれ接点１８−１、１８−１と、接点１８−２、１８−２と、…、接点１８−ｎ、１８−ｎとで対を成す。しかるに、これら対の接点１８−１、１８−１等のうちいずれか１つの対の接点間、例えば接点１８−２、１８−２間を接続することにより調整用線路１８における線路長さＡを調整できる。 The combiner 15 makes it possible to adjust the line length within a length region including 1/8 wavelength (λ / 8).
The combiner 15 and the adjustment line 18 can adjust the impedance of the first and second peak amplifiers 13 and 16 viewed from the synthesis point C to infinity at the time of backoff by the combination thereof.
In adjusting the impedance between the combiner 15 and the adjustment line 18, the length of the adjustment line 18 is mainly adjusted, and the line length of the combiner 15 is adjusted when necessary.
For example, as shown in FIG. 2, the line lengths L1 from the combiner 15 side and the line L2 on the synthesis point C side are wired in parallel with each other, as shown in FIG. A plurality of contacts 18-1, 18-1, 18-2, 18-2, ..., 18-n, 18-n are connected between L1 and L2. These contacts 18-1, 18-1, 18-2, 18-2, ..., 18-n, 18-n are respectively contacts 18-1, 18-1, and contacts 18-2, 18-2. ..., paired with contacts 18-n and 18-n. However, the line length A in the adjustment line 18 is set by connecting any one of the contacts 18-1, 18-1, etc., for example, between the contacts 18-2, 18-2. Can be adjusted.

調整用線路１８の出力側と第３の線路１０の出力側とは、合成点Ｃで連結されて第４の線路１９に接続される。これら調整用線路１８の出力側と、第３の線路１０の出力側と、合成点Ｃと、第４の線路１９とは、第２の合成回路を構成する。第４の線路１９の出力側は、出力端子２０に接続される。これにより、第３の線路１０からのキャリア増幅器６の出力信号と、調整用線路１８からの第１と第２のピーク増幅器１３、１６の合成の出力信号とは、合成点Ｃにおいて合成される。第１と第２のピーク増幅器１３、１６の各出力信号を合成する場合、キャリア増幅器６の出力側と調整用線路１８の出力側とのそれぞれから合成点Ｃに向かって整合を取って第１と第２のピーク増幅器１３、１６の各出力信号を合成する。   The output side of the adjustment line 18 and the output side of the third line 10 are connected at the synthesis point C and connected to the fourth line 19. The output side of the adjustment line 18, the output side of the third line 10, the synthesis point C, and the fourth line 19 constitute a second synthesis circuit. The output side of the fourth line 19 is connected to the output terminal 20. As a result, the output signal of the carrier amplifier 6 from the third line 10 and the combined output signal of the first and second peak amplifiers 13 and 16 from the adjustment line 18 are synthesized at the synthesis point C. . When the output signals of the first and second peak amplifiers 13 and 16 are synthesized, matching is performed from the output side of the carrier amplifier 6 and the output side of the adjustment line 18 toward the synthesis point C to obtain the first. And the output signals of the second peak amplifiers 13 and 16 are combined.

次に、上記の通り構成されたドハティ増幅器の動作について説明する。
入力端子１から入力される電気信号は、連結器２に送られる。この連結器２は、入力端子１を通して入力された電気信号をアッテネータ３と分配器４とに１：１の割合で分配する。この分配の割合１：１で分配するのは、１つのキャリア増幅器６と、２つのピーク増幅器１３、１６とに同一電力を供給するためである。アッテネータ３は、連結器２からの電気信号を２分の１に減衰して出力する。このアッテネータ３の出力信号（第１の信号）は、第１の整合回路５を通ってキャリア増幅器６に入力される。 Next, the operation of the Doherty amplifier configured as described above will be described.
An electrical signal input from the input terminal 1 is sent to the coupler 2. The coupler 2 distributes the electrical signal input through the input terminal 1 to the attenuator 3 and the distributor 4 at a ratio of 1: 1. The reason why the distribution is 1: 1 is to supply the same power to one carrier amplifier 6 and two peak amplifiers 13 and 16. The attenuator 3 attenuates the electrical signal from the coupler 2 by a factor of 2 and outputs it. The output signal (first signal) of the attenuator 3 is input to the carrier amplifier 6 through the first matching circuit 5.

このキャリア増幅器６は、ＡＢ級動作を行うようにバイアス条件が与えられ、常時、第１の信号の電力を増幅する。このキャリア増幅器６の出力信号は、第２の整合回路７と、線路長λ／８の第１の線路８と、線路長Ａの第２の線路９と、線路長λ／４の第３の線路１０とを通って合成点Ｃに送られる。   The carrier amplifier 6 is given a bias condition so as to perform class AB operation, and always amplifies the power of the first signal. The output signal of the carrier amplifier 6 is a second matching circuit 7, a first line 8 having a line length λ / 8, a second line 9 having a line length A, and a third line having a line length λ / 4. It is sent to the synthesis point C through the line 10.

一方、分配器４は、連結器２からの電気信号を第３の整合回路１１側と第４の整合回路１２側とに均等（１：１の割合）にそれぞれ第２の信号、第３の信号として分配する。この分配器４により分配された第２の信号は、第３の整合回路１１を通って第１のピーク増幅器１３に入力される。この第１のピーク増幅器１３は、Ｃ級動作を行うようバイアス条件が与えられ、ＡＢ級に設定されているキャリア増幅器６の出力電力が飽和状態に近づくと、動作を開始する。この第１のピーク増幅器１３の出力信号は、第５の整合回路１４を通ってコンバイナー１５の一入力端子に入力される。   On the other hand, the distributor 4 equally distributes the electrical signal from the coupler 2 to the third matching circuit 11 side and the fourth matching circuit 12 side (1: 1 ratio), respectively. Distribute as a signal. The second signal distributed by the distributor 4 is input to the first peak amplifier 13 through the third matching circuit 11. The first peak amplifier 13 is given a bias condition for performing class C operation, and starts operating when the output power of the carrier amplifier 6 set to class AB approaches a saturated state. The output signal of the first peak amplifier 13 is input to one input terminal of the combiner 15 through the fifth matching circuit 14.

これと共に、分配器４により分配された第３の信号は、第４の整合回路１２を通って第２のピーク増幅器１６に入力される。この第２のピーク増幅器１６は、Ｃ級動作を行うようバイアス条件が与えられ、ＡＢ級に設定されているキャリア増幅器６の出力電力が飽和状態に近づくと、動作を開始する。この第２のピーク増幅器１７の出力信号は、第６の整合回路１７を通ってコンバイナー１５の他入力端子に入力される。   At the same time, the third signal distributed by the distributor 4 is input to the second peak amplifier 16 through the fourth matching circuit 12. The second peak amplifier 16 starts operating when a bias condition is given to perform class C operation and the output power of the carrier amplifier 6 set to class AB approaches a saturation state. The output signal of the second peak amplifier 17 is input to the other input terminal of the combiner 15 through the sixth matching circuit 17.

このコンバイナー１５は、第１のピーク増幅器１３の出力信号と第２のピーク増幅器１６の出力信号とを合成する。調整用線路１８は、コンバイナー１５の出力信号を合成点Ｃに送る。この調整用線路１８は、線路長さＡを調整可能である。すなわち、コンバイナー１５と調整用線路１８とは、キャリア増幅器６の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、合成点Ｃから第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側を見たインピーダンスを無限大（∞，開放）に調整する。なお、コンバイナー１５と調整用線路１８とは、これらの組み合わせによりバックオフ時に、合成点Ｃから第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側を見たインピーダンスを無限大に調整する。これらコンバイナー１５と調整用線路１８とでのインピーダンスの調整では、主に調整用線路１８の長さを調整し、必要時にコンバイナー１５の線路長さを調整する。コンバイナー１５は、１／８波長を含む長さ領域内で線路長を調整可能とする。
具体的にコンバイナー１５と調整用線路１８とにおける線路長さの調整は、例えば図２に示すように対を成す各接点１８−１、１８−１、１８−２、１８−２、…、１８−ｎ、１８−ｎのうちいずれか１つの対の接点間、例えば接点１８−２、１８−２間を接続することにより調整用線路１８における線路長さＡを調整する。 The combiner 15 combines the output signal of the first peak amplifier 13 and the output signal of the second peak amplifier 16. The adjustment line 18 sends the output signal of the combiner 15 to the synthesis point C. The adjustment line 18 can adjust the line length A. That is, the combiner 15 and the adjustment line 18 look at the first and second peak amplifiers 13 and 16 side from the synthesis point C at the time of backoff when the output of the carrier amplifier 6 is backed off by a predetermined value. Adjust the impedance to infinity (∞, open). Note that the combiner 15 and the adjustment line 18 adjust the impedance of the first and second peak amplifiers 13 and 16 viewed from the synthesis point C to infinity at the time of backoff by the combination thereof. In adjusting the impedance between the combiner 15 and the adjustment line 18, the length of the adjustment line 18 is mainly adjusted, and the line length of the combiner 15 is adjusted when necessary. The combiner 15 makes it possible to adjust the line length within a length region including 1/8 wavelength.
Specifically, the adjustment of the line length in the combiner 15 and the adjustment line 18 is performed by, for example, each contact 18-1, 18-1, 18-2, 18-2,. The line length A in the adjustment line 18 is adjusted by connecting between any one pair of contacts among -n and 18-n, for example, between the contacts 18-2 and 18-2.

第３の線路１０からのキャリア増幅器６の出力信号と、調整用線路１８からの第１と第２のピーク増幅器１３、１６の合成の出力信号とは、合成点Ｃにおいて合成される。第１と第２のピーク増幅器１３、１６の各出力信号を合成する場合、キャリア増幅器６の出力側と調整用線路１８の出力側とのそれぞれから合成点Ｃに向かって整合を取って第１と第２のピーク増幅器１３、１６の各出力信号を合成する。
合成点Ｃから見た第１及び第２のピーク増幅器１３、１６の負荷インピーダンスは、開放となり、キャリア増幅器６のみ動作している場合、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側への電力の漏洩が防止される。 The output signal of the carrier amplifier 6 from the third line 10 and the synthesized output signal of the first and second peak amplifiers 13 and 16 from the adjustment line 18 are synthesized at the synthesis point C. When the output signals of the first and second peak amplifiers 13 and 16 are synthesized, matching is performed from the output side of the carrier amplifier 6 and the output side of the adjustment line 18 toward the synthesis point C to obtain the first. And the output signals of the second peak amplifiers 13 and 16 are combined.
The load impedances of the first and second peak amplifiers 13 and 16 viewed from the synthesis point C are open, and when only the carrier amplifier 6 is operating, the power to the first and second peak amplifiers 13 and 16 side is Leakage is prevented.

このように上記一実施の形態によれば、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側に調整用線路１８を接続し、当該ドハティ増幅器のドハティ動作を決定するための上記インピーダンスを無限大（開放）にする１／８波長のコンバイナー１５と調整用線路１８との線路長を短くする必要がある場合に、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側の主に調整用線路１８の線路長さを短く調整可能である。この調整用線路１８の線路長さの調整では、調整する線路長さの範囲を広く取れる。   As described above, according to the embodiment, the adjustment line 18 is connected to the first and second peak amplifiers 13 and 16, and the impedance for determining the Doherty operation of the Doherty amplifier is infinite ( When the line length between the 1/8 wavelength combiner 15 to be opened and the adjustment line 18 needs to be shortened, the line mainly of the adjustment line 18 on the first and second peak amplifiers 13 and 16 side. The length can be adjusted short. In the adjustment of the line length of the adjustment line 18, the range of the line length to be adjusted can be widened.

このような構成であっても、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６のデバイス特性差による出力電流の違いから生ずる負荷変動の影響を低減して、相互変調歪み特性（ＩＭ）を改善することができる。
又、デバイスや整合回路１１、１２等によって当該ドハティ増幅器のドハティ動作を決定するための上記インピーダンスを無限大（開放）に見せる長さが１／４波長よりも短くなる場合であっても、上記の通り、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６のデバイス特性差による出力電流の違いから生ずる負荷変動の影響を低減して、相互変調歪み特性（ＩＭ）を改善することができる。 Even with such a configuration, the influence of load fluctuations resulting from the difference in output current due to the difference in device characteristics between the first and second peak amplifiers 13 and 16 is reduced, and the intermodulation distortion characteristic (IM) is improved. be able to.
In addition, even when the length at which the impedance for determining the Doherty operation of the Doherty amplifier is infinite (open) by the device or the matching circuit 11 or 12 is shorter than ¼ wavelength, As described above, it is possible to improve the intermodulation distortion characteristic (IM) by reducing the influence of the load fluctuation caused by the difference in output current due to the difference in device characteristics between the first and second peak amplifiers 13 and 16.

図３は上記一実施の形態のドハティ増幅器における第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側の調整用線路１８の線路長さを短く調整したときの相互変調歪み特性（ＩＭ）の実測値の一例を示す。この相互変調歪み特性（ＩＭ）は、ドハティ増幅器の出力Ｐｏｕｔに対する相互変調歪み特性（ＩＭ）を示す。この相互変調歪み特性（ＩＭ）は、例えば１ｄＢを示し、図４に示す第１及び第２のピーク増幅器１３、１６側の調整用線路１８の線路長さを短く調整することの無い技術と対比すると分るように、調整用線路１８の線路長さの調整が無い場合には相互変調歪み特性（ＩＭ）が４ｄＢであり、上記一実施の形態のドハティ増幅器であれば、第１及び第２のピーク増幅器１３、１６のデバイス特性差による出力電流の違いから生ずる負荷変動の影響を低減して、相互変調歪み特性（ＩＭ）を改善できることが分る。   FIG. 3 shows measured values of the intermodulation distortion characteristics (IM) when the line lengths of the adjustment lines 18 on the first and second peak amplifiers 13 and 16 side in the Doherty amplifier according to the embodiment are adjusted to be short. An example is shown. This intermodulation distortion characteristic (IM) indicates the intermodulation distortion characteristic (IM) with respect to the output Pout of the Doherty amplifier. This intermodulation distortion characteristic (IM) indicates, for example, 1 dB, and contrasts with the technique in which the line length of the adjustment line 18 on the first and second peak amplifiers 13 and 16 side shown in FIG. As can be seen, when the line length of the adjustment line 18 is not adjusted, the intermodulation distortion characteristic (IM) is 4 dB. If the Doherty amplifier according to the one embodiment is used, the first and second It can be seen that the intermodulation distortion characteristic (IM) can be improved by reducing the influence of the load fluctuation caused by the difference in output current due to the difference in device characteristics of the peak amplifiers 13 and 16.

なお、相互変調歪みは、図５に示すように周波数ｆ１に対して下側周波数ＩＭ−と周波数ｆ２に対して上側周波数ＩＭ＋とに発生する。下側周波数ＩＭ−は、ｆ１−（ｆ２−ｆ１）であり、上側周波数ＩＭ＋は、ｆ２＋（ｆ２−ｆ１）である。異なる周波数ｆ１、ｆ２の２つの入力信号の信号レベルに対して下側周波数ＩＭ−の信号及び上側周波数ＩＭ＋の信号のレベルが小さければ、相互変調歪み特性（ＩＭ）が良い。   As shown in FIG. 5, the intermodulation distortion occurs at the lower frequency IM− with respect to the frequency f1 and the upper frequency IM + with respect to the frequency f2. The lower frequency IM− is f1− (f2−f1), and the upper frequency IM + is f2 + (f2−f1). If the level of the signal of the lower frequency IM− and the signal of the upper frequency IM + is small with respect to the signal levels of two input signals of different frequencies f1 and f2, the intermodulation distortion characteristic (IM) is good.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

６：キャリア増幅器、１：入力端子、２：連結器（カプラ）、３：アッテネータ、４：分配器、５：第１の整合回路、６：キャリア増幅器、７：第２の整合回路、８：第１の線路、９：第２の線路、１０：第３の線路、１１：第３の整合回路、１２：第４の整合回路、１３：第１のピーク増幅器、１４：第５の整合回路、１５：コンバイナー、１６：第２のピーク増幅器、１７：第６の整合回路、１８：調整用線路、１８−１，１８−１，１８−２，１８−２，…，１８−ｎ，１８−ｎ：接点、１９：第４の線路、２０：出力端子。   6: carrier amplifier, 1: input terminal, 2: coupler (coupler), 3: attenuator, 4: distributor, 5: first matching circuit, 6: carrier amplifier, 7: second matching circuit, 8: 1st line, 9: 2nd line, 10: 3rd line, 11: 3rd matching circuit, 12: 4th matching circuit, 13: 1st peak amplifier, 14: 5th matching circuit , 15: combiner, 16: second peak amplifier, 17: sixth matching circuit, 18: adjustment line, 18-1, 18-1, 18-2, 18-2, ..., 18-n, 18 -N: contact, 19: fourth line, 20: output terminal.

Claims (5)

入力信号を分配する分配回路と、
前記分配回路により分配された第１の信号を増幅するキャリア増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、前記分配回路により分配された第２の信号を増幅する第１のピーク増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、前記分配回路により分配された第３の信号を増幅する第２のピーク増幅器と、
前記第１のピーク増幅器の出力信号と前記第２のピーク増幅器の出力信号とを合成する第１の合成回路と、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記第１の合成部の出力信号とを合成する合成点を有し、前記キャリア増幅器の出力側と前記第１の合成部の出力側とのそれぞれから前記合成点に向かって整合を取って前記キャリア増幅器の出力信号と前記第１の合成部の出力信号とを合成して出力する第２の合成回路と、
を具備し、
前記第１の合成回路は、前記キャリア増幅器の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、前記合成点から前記第１及び第２のピーク増幅器側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする、
ことを特徴とするドハティ増幅器。 A distribution circuit for distributing the input signal;
A carrier amplifier for amplifying the first signal distributed by the distribution circuit;
A first peak amplifier that amplifies the second signal distributed by the distribution circuit when the output power of the carrier amplifier approaches a saturation state;
A second peak amplifier that amplifies the third signal distributed by the distribution circuit when the output power of the carrier amplifier approaches a saturation state;
A first combining circuit for combining the output signal of the first peak amplifier and the output signal of the second peak amplifier;
A synthesis point for synthesizing the output signal of the carrier amplifier and the output signal of the first synthesis unit; and from the output side of the carrier amplifier and the output side of the first synthesis unit to the synthesis point A second synthesis circuit that synthesizes and outputs the output signal of the carrier amplifier and the output signal of the first synthesis unit;
Comprising
The first synthesis circuit makes the impedance viewed from the synthesis point to the first and second peak amplifier sides infinite at the time of back-off when the output of the carrier amplifier is saturated by a predetermined value. Adjustable
Doherty amplifier characterized by the above. 前記第１の合成回路は、前記第１のピーク増幅器の出力信号と前記第２のピーク増幅器の出力信号とを合成するコンバイナーと、前記コンバイナーと前記合成点との間に接続されて線路長さを調整可能な調整用線路とを有することを特徴とする請求項１記載のドハティ増幅器。   The first combining circuit is connected between the combiner that combines the output signal of the first peak amplifier and the output signal of the second peak amplifier, and between the combiner and the combining point, and has a line length. The Doherty amplifier according to claim 1, further comprising an adjustment line capable of adjusting the frequency. 前記コンバイナーは、線路長を調整可能であることを特徴とする請求項２記載のドハティ増幅器。   3. The Doherty amplifier according to claim 2, wherein the combiner is capable of adjusting a line length. 前記コンバイナーは、１／８波長を含む長さ領域内で線路長を調整可能とし、
前記コンバイナーと前記線路長さの調整可能な前記調整用線路との組み合わせにより前記バックオフ時に、前記合成点から前記第１及び第２のピーク増幅器側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする、
ことを特徴とする請求項３記載のドハティ増幅器。 The combiner is capable of adjusting the line length within a length region including 1/8 wavelength,
The combination of the combiner and the adjustment line whose line length can be adjusted makes it possible to adjust the impedance when the first and second peak amplifiers are viewed from the synthesis point to infinity during the backoff. ,
The Doherty amplifier according to claim 3. 主に前記調整用線路の長さを調整し、必要時に前記コンバイナーの前記線路長さを調整することを特徴とする請求項４記載のドハティ増幅器。   5. The Doherty amplifier according to claim 4, wherein the length of the adjustment line is mainly adjusted, and the line length of the combiner is adjusted when necessary.
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