JP2012209757A - Amplification device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplification device that operates with higher efficiency.SOLUTION: The amplification device includes a carrier amplifier 1 for amplifying one of two branch signals of an input signal by class A, B or AB operation, and a plurality of peak amplifiers 2 and 3 disposed in parallel to the other of the two branch signals to amplify it by class C operation. A 90° hybrid coupler 5 is used to combine outputs of the plurality of peak amplifiers 2 and 3. An output of the plurality of peak amplifiers 2 and 3 combined by the 90° hybrid coupler 5 and an output of the carrier amplifier 1 are supplied to a load 14.

Description

本発明は増幅装置に関し、特に高効率で高出力の増幅器を実現するドハティ型増幅器に関する。   The present invention relates to an amplifying apparatus, and more particularly to a Doherty amplifier that realizes a high-efficiency and high-power amplifier.

図7は本発明に関連するドハティアンプの基本回路を示す図である。図7を参照すると、RF入力端子111から供給された高周波信号は2分岐されて、一方はキャリアアンプ101へ入力される。このキャリアアンプ101はA級、AB級またはB級にバイアスされた増幅器であり、このキャリアアンプ101により増幅された信号は伝送線路107及び108を介してRF出力端子112に供給される。他方は伝送線路106を介してピークアンプ102へ入力される。このピークアンプ102はC級にバイアスされた増幅器であり、このピークアンプ102により増幅された信号は伝送線路108を介してRF出力端子112に供給される。   FIG. 7 is a diagram showing a basic circuit of a Doherty amplifier related to the present invention. Referring to FIG. 7, the high frequency signal supplied from the RF input terminal 111 is branched into two, and one is input to the carrier amplifier 101. The carrier amplifier 101 is an amplifier biased in class A, class AB or class B, and a signal amplified by the carrier amplifier 101 is supplied to the RF output terminal 112 via transmission lines 107 and 108. The other is input to the peak amplifier 102 via the transmission line 106. The peak amplifier 102 is an amplifier biased in class C, and the signal amplified by the peak amplifier 102 is supplied to the RF output terminal 112 via the transmission line 108.

また、特許文献1には、ピークアンプを複数用いたドハティアンプが開示されている。   Patent Document 1 discloses a Doherty amplifier using a plurality of peak amplifiers.

特開2008−199625号公報JP 2008-199625 A

図8は図7のドハティアンプの特性を示す図である。図8に示すように、飽和電力に対して6dB低い出力レベルで最高効率が得られる。ピーク電力対平均電力の比が6dB以上必要な信号を増幅する場合、飽和電力に対してバックオフを6dBより大きく取って増幅するため、最高効率が得られなくなる。例えば、DVB−T信号のようにピーク電力対平均電力の比が8dB程度の信号を増幅する場合、理論効率は78.5%から62.3%へ低下する。   FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of the Doherty amplifier of FIG. As shown in FIG. 8, the maximum efficiency is obtained at an output level 6 dB lower than the saturated power. When a signal that requires a peak power to average power ratio of 6 dB or more is amplified, the back-off is larger than 6 dB with respect to the saturation power, so that the maximum efficiency cannot be obtained. For example, when a signal having a peak power to average power ratio of about 8 dB is amplified, such as a DVB-T signal, the theoretical efficiency decreases from 78.5% to 62.3%.

また、特許文献1には、上述したようにピークアンプを複数用いて高効率ドハティアンプを実現することが記載されている。しかしながら、特許文献1は、複数のピークアンプを用いるものの、これら複数のピークアンプの出力をまず合成してからキャリアアンプの出力と合成する構成を開示しない。特許文献1とは異なる構成で高効率ドハティアンプを実現することも望まれる。   Patent Document 1 describes that a high-efficiency Doherty amplifier is realized by using a plurality of peak amplifiers as described above. However, although Patent Document 1 uses a plurality of peak amplifiers, it does not disclose a configuration in which the outputs of the plurality of peak amplifiers are first combined with the output of the carrier amplifier. It is also desired to realize a highly efficient Doherty amplifier with a configuration different from that of Patent Document 1.

本発明の目的は、上述した課題を解決し、より高効率で動作することができる増幅装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide an amplifying apparatus that can operate with higher efficiency.

本発明による増幅装置は、入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、前記2分岐した他方の信号に対して並列に設けられC級増幅する複数のピーク増幅器とを含み、前記複数のピーク増幅器の出力の合成に90°ハイブリッドカプラを用い、前記90°ハイブリッドカプラによる前記複数のピーク増幅器の合成出力と前記キャリア増幅器の出力とを負荷に供給するようにしたことを特徴とする。   An amplifying apparatus according to the present invention includes a carrier amplifier that amplifies one signal obtained by bifurcating an input signal into a class A, B, or AB, and a plurality of peaks that are provided in parallel with the other signal that is bifurcated and perform class C amplification. A 90 ° hybrid coupler is used for combining the outputs of the plurality of peak amplifiers, and the combined outputs of the plurality of peak amplifiers and the outputs of the carrier amplifiers by the 90 ° hybrid coupler are supplied to a load. It is characterized by that.

本発明による増幅装置は、入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、前記2分岐した他方の信号を2分岐して出力する第1の90°ハイブリッドカプラと、前記90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれC級増幅する第1及び第2のピーク増幅器と、前記第1及び第2のピーク増幅器の出力を合成して出力する第2の90°ハイブリッドカプラとを含み、前記第2の90°ハイブリッドカプラの出力と前記キャリア増幅器の出力とを負荷に供給するようにしたことを特徴とする。   An amplifying apparatus according to the present invention includes a carrier amplifier that amplifies one of the two signals divided into two, class A, B, or AB, and a first 90 ° hybrid coupler that outputs the other two signals divided into two And first and second peak amplifiers that respectively amplify the outputs of the 90 ° hybrid couplers in class C, and second 90 ° hybrid couplers that combine and output the outputs of the first and second peak amplifiers. And the output of the second 90 ° hybrid coupler and the output of the carrier amplifier are supplied to a load.

本発明による増幅装置は、入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、前記2分岐した他方の信号を2分岐して出力する第1の90°ハイブリッドカプラと、前記第1の90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれ2分岐して出力する第2及び第3の90°ハイブリッドカプラと、前記第2の90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれC級増幅する第1及び第2のピーク増幅器と、前記第3の90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれC級増幅する第3及び第4のピーク増幅器と、前記第1及び第2のピーク増幅器の出力を合成して出力する第4の90°ハイブリッドカプラと、前記第3及び第4のピーク増幅器の出力を合成して出力する第5の90°ハイブリッドカプラと、前記第4及び第5の90°ハイブリッドカプラの出力を合成して出力する第6の90°ハイブリッドカプラとを含み、前記第6の90°ハイブリッドカプラの出力と前記キャリア増幅器の出力とを負荷に供給するようにしたことを特徴とする。   An amplifying apparatus according to the present invention includes a carrier amplifier that amplifies one of the two signals divided into two, class A, B, or AB, and a first 90 ° hybrid coupler that outputs the other two signals divided into two And second and third 90 ° hybrid couplers that respectively output the output of the first 90 ° hybrid coupler in two branches, and a first C amplifier that amplifies the outputs of the second 90 ° hybrid coupler, respectively. And the second peak amplifier, the third and fourth peak amplifiers for class C amplification of the output of the third 90 ° hybrid coupler, and the outputs of the first and second peak amplifiers, respectively, A fourth 90 ° hybrid coupler, a fifth 90 ° hybrid coupler that combines and outputs the outputs of the third and fourth peak amplifiers, and the fourth and fifth 90 °. And a sixth 90 ° hybrid coupler that synthesizes and outputs the output of the hybrid coupler, and supplies the output of the sixth 90 ° hybrid coupler and the output of the carrier amplifier to a load. To do.

本発明によれば、より高効率で動作することができるという効果が得られる。   According to the present invention, an effect of being able to operate with higher efficiency is obtained.

本発明の第1の実施の形態による増幅装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the amplifier by the 1st Embodiment of this invention. 図1の増幅装置の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the amplifier of FIG. 本発明の第2の実施の形態による増幅装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the amplifier by the 2nd Embodiment of this invention. 図3のスタブに応じて変化するZP の軌跡を示すスミスチャートである。Is a Smith chart showing the trajectory of Z P that varies depending on the stub of FIG. 本発明の第3の実施の形態による増幅装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the amplifier by the 3rd Embodiment of this invention. 図5の増幅装置の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the amplifier of FIG. 本発明に関連するドハティアンプの基本回路を示す図である。It is a figure which shows the basic circuit of the Doherty amplifier relevant to this invention. 図7のドハティアンプの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the Doherty amplifier of FIG.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明による増幅装置の概要について説明する。本発明による増幅装置は、入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、2分岐した他方の信号に対して並列に設けられC級増幅する複数のピーク増幅器とを含み、これら複数のピーク増幅器の出力の合成に90°ハイブリッドカプラを用い、90°ハイブリッドカプラによる複数のピーク増幅器の合成出力とキャリア増幅器の出力とを負荷に供給する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of an amplifying apparatus according to the present invention will be described. An amplifying apparatus according to the present invention includes a carrier amplifier that amplifies one of two signals from an input signal by class A, B, or AB, and a plurality of peak amplifiers that are provided in parallel to the other two signals and that perform class C amplification The 90 ° hybrid coupler is used for combining the outputs of the plurality of peak amplifiers, and the combined output of the plurality of peak amplifiers and the output of the carrier amplifier by the 90 ° hybrid coupler are supplied to the load.

本発明による増幅装置は、90°ハイブリッドカプラを通して複数のピーク増幅器が1つのピーク増幅器のように振る舞い、飽和電力を大きくすることができるので、より高効率で動作することができる。   The amplifying apparatus according to the present invention can operate with higher efficiency because a plurality of peak amplifiers behave like one peak amplifier through a 90 ° hybrid coupler and the saturation power can be increased.

図1は本発明の第1の実施の形態による増幅装置の構成を示す図であり、図2は図1の増幅装置の特性を示す図である。図1に示す回路は1対2のドハティアンプであり、電力増幅器に備えられ、入力されたRF信号を増幅する役割を担っている。図1において、キャリアアンプ1はA級、AB級またはB級にバイアスされた増幅器であり、その出力は伝送線路8を介して伝送線路9に接続される。伝送線路8及び9は信号の1/4波長の長さを有する伝送線路であり、ドハティアンプにおいてインピーダンス変成器の役割を担っている。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an amplifying device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing characteristics of the amplifying device of FIG. The circuit shown in FIG. 1 is a one-to-two Doherty amplifier, which is provided in a power amplifier and plays a role of amplifying an input RF signal. In FIG. 1, a carrier amplifier 1 is an amplifier biased in class A, class AB or class B, and its output is connected to a transmission line 9 via a transmission line 8. The transmission lines 8 and 9 are transmission lines having a length of ¼ wavelength of the signal, and play the role of impedance transformers in the Doherty amplifier.

ピークアンプ2及び3はC級にバイアスされた増幅器であり、その出力は90°ハイブリッドカプラ5に接続される。90°ハイブリッドカプラ5の出力は接点10を介して伝送線路8及び9に接続されている。90°ハイブリッドカプラ5に吸収抵抗は接続しない。ピークアンプ2及び3の入力は90°ハイブリッドカプラ4に接続されている。90°ハイブリッドカプラ4は、ピークアンプ2及び3の出力が90°ハイブリッドカプラ5で合成できるような位相差で信号を分配する役割を担っている。   The peak amplifiers 2 and 3 are class C biased amplifiers, and their outputs are connected to the 90 ° hybrid coupler 5. The output of the 90 ° hybrid coupler 5 is connected to the transmission lines 8 and 9 through the contact 10. No absorption resistor is connected to the 90 ° hybrid coupler 5. The inputs of the peak amplifiers 2 and 3 are connected to the 90 ° hybrid coupler 4. The 90 ° hybrid coupler 4 plays a role of distributing signals with a phase difference such that the outputs of the peak amplifiers 2 and 3 can be combined by the 90 ° hybrid coupler 5.

RF入力端子11は伝送線路7を介してキャリアアンプ1の入力に接続され、かつ伝送線路6を介して90°ハイブリッドカプラ4に接続されている。キャリアアンプ1を通る信号と、ピークアンプ2及び3を通る信号が接点10にて位相が合うように、伝送線路6及び7の長さは調整されている。吸収抵抗13は、90°ハイブリッドカプラ4で分配されたRF信号がピークアンプ2及び3で反射してきた場合に吸収する役割を担っている。   The RF input terminal 11 is connected to the input of the carrier amplifier 1 via the transmission line 7, and is connected to the 90 ° hybrid coupler 4 via the transmission line 6. The lengths of the transmission lines 6 and 7 are adjusted so that the signal passing through the carrier amplifier 1 and the signal passing through the peak amplifiers 2 and 3 are in phase at the contact 10. The absorption resistor 13 plays a role of absorbing when the RF signal distributed by the 90 ° hybrid coupler 4 is reflected by the peak amplifiers 2 and 3.

次に、本実施形態の動作について説明する。まず、キャリアアンプ1の動作について説明する。RF入力端子11から入力されたRF信号は、伝送線路7を介してキャリアアンプ1に入力され増幅される。増幅された信号は、伝送線路8及び9を通ってRF出力端子12に出力される。キャリアアンプ1の負荷は、伝送線路8及び9の特性インピーダンスと、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP によって決まる。ドハティアンプとして動作させる場合、入力RF信号のレベルが低くピークアンプ2及び3がオフしている領域(図2の領域A)ではZP がハイインピーダンス、入力RF信号のレベルが高くピークアンプ2及び3がオンして飽和レベル付近で動作している領域(図2の領域B)ではZP がハイインピーダンスから50Ωに遷移し、飽和レベルで動作しているときにZP が50Ωとなるのが一般的である。 Next, the operation of this embodiment will be described. First, the operation of the carrier amplifier 1 will be described. An RF signal input from the RF input terminal 11 is input to the carrier amplifier 1 via the transmission line 7 and amplified. The amplified signal is output to the RF output terminal 12 through the transmission lines 8 and 9. The load of the carrier amplifier 1 is determined by the characteristic impedance of the transmission lines 8 and 9 and the impedance Z P that allows the 90 ° hybrid coupler 5 from the contact 10. When operating as a Doherty amplifier, in a region where the level of the input RF signal is low and the peak amplifiers 2 and 3 are off (region A in FIG. 2), Z P is high impedance, the level of the input RF signal is high, and the peak amplifier 2 and In the region where 3 is turned on and operating near the saturation level (region B in FIG. 2), Z P transitions from high impedance to 50Ω, and Z P becomes 50Ω when operating at the saturation level. It is common.

次に、ピークアンプ2及び3の動作について説明する。RF入力端子11から入力され伝送線路6を介して90°ハイブリッドカプラ4に入力されたRF信号は、ピークアンプ2及び3に等分配される。ピークアンプ3側に分配されたRF信号の位相は、ピークアンプ2側に分配された信号に対し−90°の位相になっている。ピークアンプ2及び3で増幅されたRF信号は90°ハイブリッドカプラ5で合成され、位相の関係から接点10側へ出力される。   Next, the operation of the peak amplifiers 2 and 3 will be described. The RF signal input from the RF input terminal 11 and input to the 90 ° hybrid coupler 4 via the transmission line 6 is equally distributed to the peak amplifiers 2 and 3. The phase of the RF signal distributed to the peak amplifier 3 side is −90 ° with respect to the signal distributed to the peak amplifier 2 side. The RF signals amplified by the peak amplifiers 2 and 3 are synthesized by the 90 ° hybrid coupler 5 and output to the contact 10 side due to the phase relationship.

伝送線路6及び7で位相が調整されていれば、キャリアアンプ1とピークアンプ2及び3で増幅された信号は接点10で合成され、伝送線路9を通して負荷14に供給される。   If the phase is adjusted by the transmission lines 6 and 7, the signals amplified by the carrier amplifier 1 and the peak amplifiers 2 and 3 are combined at the contact 10 and supplied to the load 14 through the transmission line 9.

ここで、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見たときのインピーダンスZP を考える。接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見たときのインピーダンスZP は、ピークアンプ2及び3の動作レベルによって変わる。入力RF信号の振幅が小さくピークアンプ2及び3がオフになっているときは、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見たインピーダンスZP はハイインピーダンスに見える。入力RF信号の振幅が大きくピークアンプ2及び3がオンし飽和レベルで動作しているとき、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見たときのインピーダンスZP は50Ωになっている。以上のように、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP はドハティアンプとして必要な要件を満たしている。 Here, the impedance Z P when the 90 ° hybrid coupler 5 is viewed from the contact 10 is considered. The impedance Z P when the 90 ° hybrid coupler 5 is viewed from the contact 10 varies depending on the operation levels of the peak amplifiers 2 and 3. When the amplitude of the input RF signal is small and the peak amplifiers 2 and 3 are turned off, the impedance Z P when the 90 ° hybrid coupler 5 is viewed from the contact 10 appears to be high impedance. When the amplitude of the input RF signal is large and the peak amplifiers 2 and 3 are on and operating at the saturation level, the impedance Z P when the 90 ° hybrid coupler 5 is viewed from the contact 10 is 50Ω. As described above, the impedance Z P in view of the 90 ° hybrid coupler 5 from the contact 10 satisfies the requirements for a Doherty amplifier.

ピークアンプ2及び3の合計出力は増幅器2個分であるため、この回路は1対2のドハティアンプとして動作し、飽和電力を1.8dB伸ばすことができる。このため、出力レベルに対する効率の曲線は図2に示すようになり、飽和電力に対してバックオフ7.8dBで最高効率を得られる。   Since the total output of the peak amplifiers 2 and 3 is equivalent to two amplifiers, this circuit operates as a one-to-two Doherty amplifier and can increase the saturation power by 1.8 dB. For this reason, the curve of the efficiency with respect to the output level is as shown in FIG. 2, and the maximum efficiency can be obtained with a backoff of 7.8 dB with respect to the saturated power.

図2に示すように、飽和電力に対してバックオフ7.8dBで最高効率を得られるようになるため、DVB−T信号やISDB−T信号のようにピーク電力と平均電力の差が大きい信号を増幅するときの電力効率が改善する。電力効率が改善することで、増幅器の冷却システムを簡素化できたり消費電力を削減することができる。   As shown in FIG. 2, since the highest efficiency can be obtained with a backoff of 7.8 dB with respect to the saturated power, a signal having a large difference between the peak power and the average power, such as a DVB-T signal or an ISDB-T signal. The power efficiency when amplifying is improved. By improving the power efficiency, the amplifier cooling system can be simplified and the power consumption can be reduced.

また、本実施形態は、特許文献1と異なり、まずピークアンプ2及び3の出力が90°ハイブリッドカプラ5により合成され、そしてキャリアアンプ1の出力と合成されて負荷14に供給される構成により、高効率ドハティアンプを実現している。   Further, in this embodiment, unlike Patent Document 1, first, the outputs of the peak amplifiers 2 and 3 are combined by the 90 ° hybrid coupler 5 and then combined with the output of the carrier amplifier 1 and supplied to the load 14. A high-efficiency Doherty amplifier is realized.

図3は本発明の第2の実施の形態による増幅装置の構成を示す図であり、図4は図3のスタブ15に応じて変化するZP の軌跡を示すスミスチャートである。図3に示す構成では、図1に示す構成に対してスタブ15を追加している。スタブ15の長さを調整することで、図4に示すように接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP の値を容易にコントロールできる利点がある。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an amplifying device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a Smith chart showing a Z P trajectory that changes in accordance with the stub 15 of FIG. In the configuration shown in FIG. 3, a stub 15 is added to the configuration shown in FIG. By adjusting the length of the stub 15, there is an advantage that the value of the impedance Z P allowing the 90 ° hybrid coupler 5 from the contact 10 can be easily controlled as shown in FIG. 4.

接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP をスタブ15でコントロールできる理由を以下に説明する。ピークアンプ2及び3がオフの状態で、接点10から90°ハイブリッドカプラ5へRF信号を入力した場合、分配された信号はピークアンプ2とピークアンプ3へ進むが、どちらもオフでハイインピーダンスとなっているため、RF信号はスタブ15側へ反射する。スタブ15は方端が開放のため、RF信号はスタブ15の開放端で反射して再び90°ハイブリッドカプラ5へ戻るが、ピークアンプ2及び3で反射されて接点10側へ戻る。 The reason why the impedance Z P in view of the 90 ° hybrid coupler 5 from the contact 10 can be controlled by the stub 15 will be described below. When the RF signal is input from the contact 10 to the 90 ° hybrid coupler 5 with the peak amplifiers 2 and 3 turned off, the distributed signal proceeds to the peak amplifier 2 and the peak amplifier 3, both of which are off and have high impedance. Therefore, the RF signal is reflected toward the stub 15 side. Since the stub 15 is open at one end, the RF signal is reflected at the open end of the stub 15 and returns to the 90 ° hybrid coupler 5 again, but is reflected by the peak amplifiers 2 and 3 and returns to the contact 10 side.

このような反射経路を取るため、スタブ15の長さによって反射波の位相が変わる。つまり、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP が変わって見えることになる。実際の設計では、接点10と90°ハイブリッドカプラ5を結ぶ線路で位相が回ってしまうため、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP は必ずしもハイインピーダンスにならず、図4のスミスチャートに示す軌跡のどこかで値を取る。これをハイインピーダンスにするためには、接点10と90°ハイブリッドカプラ5を結ぶ線路長を調整する必要があるが、両端が接続されている線路の長さを調整するのは難しい。スタブ15のように方端が開放されている線路であれば、線路を付けたりカットしたりするだけなので、調整が容易である。 In order to take such a reflection path, the phase of the reflected wave changes depending on the length of the stub 15. That is, the impedance Z P in which the 90 ° hybrid coupler 5 is seen from the contact 10 appears to change. In an actual design, the phase rotates around the line connecting the contact 10 and the 90 ° hybrid coupler 5, so that the impedance Z P that anticipates the 90 ° hybrid coupler 5 from the contact 10 does not necessarily become a high impedance, and Smith of FIG. Take a value somewhere along the trajectory shown in the chart. In order to make this high impedance, it is necessary to adjust the length of the line connecting the contact 10 and the 90 ° hybrid coupler 5, but it is difficult to adjust the length of the line to which both ends are connected. If the line is open like the stub 15, adjustment is easy because the line is only attached or cut.

図5は本発明の第3の実施の形態による増幅装置の構成を示す図であり、図6は図5の増幅装置の特性を示す図である。図5に示す構成は、ピーク電力対平均電力の比がさらに大きい信号、例えばISDB−Tのような信号を増幅する場合に効率を改善させることを目的とした構成である。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an amplifying device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing characteristics of the amplifying device of FIG. The configuration shown in FIG. 5 is a configuration aimed at improving efficiency when a signal having a larger ratio of peak power to average power, for example, a signal such as ISDB-T, is amplified.

図5において、RF入力端子11から入力され伝送線路6を介して90°ハイブリッドカプラ4に入力されたRF信号は、90°ハイブリッドカプラ20及び24に等分配される。90°ハイブリッドカプラ20は入力信号をピークアンプ2及び3に等分配し、90°ハイブリッドカプラ24は入力信号をピークアンプ22及び23に等分配する。ピークアンプ2及び3の出力は90°ハイブリッドカプラ21により合成され、ピークアンプ22及び23の出力は90°ハイブリッドカプラ25により合成される。   In FIG. 5, the RF signal input from the RF input terminal 11 and input to the 90 ° hybrid coupler 4 via the transmission line 6 is equally distributed to the 90 ° hybrid couplers 20 and 24. The 90 ° hybrid coupler 20 equally distributes the input signal to the peak amplifiers 2 and 3, and the 90 ° hybrid coupler 24 equally distributes the input signal to the peak amplifiers 22 and 23. The outputs of the peak amplifiers 2 and 3 are synthesized by the 90 ° hybrid coupler 21, and the outputs of the peak amplifiers 22 and 23 are synthesized by the 90 ° hybrid coupler 25.

90°ハイブリッドカプラ21及び25の出力は90°ハイブリッドカプラ5により合成される。90°ハイブリッドカプラ5の出力とキャリアアンプ1の出力は接点10で合成され、伝送線路9を通して負荷14に供給される。90°ハイブリッドカプラ5,21及び25に吸収抵抗は接続されていない。   The outputs of the 90 ° hybrid couplers 21 and 25 are synthesized by the 90 ° hybrid coupler 5. The output of the 90 ° hybrid coupler 5 and the output of the carrier amplifier 1 are combined at the contact 10 and supplied to the load 14 through the transmission line 9. No absorption resistor is connected to the 90 ° hybrid couplers 5, 21 and 25.

図1の例と同様に、ピークアンプ2,3,22及び23がオフのときは、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見たインピーダンスZP はハイインピーダンスに見える。また、図1の例と同様に、ピークアンプ2,3,22及び23がオンし飽和レベルで動作しているとき、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見たインピーダンスZP は50Ωに見える。以上のように、接点10から90°ハイブリッドカプラ5を見込んだインピーダンスZP はドハティアンプとして必要な要件を満たしているため、この回路はドハティアンプとして動作することがわかる。 Similar to the example of FIG. 1, when the peak amplifiers 2, 3, 22 and 23 are off, the impedance Z P when the 90 ° hybrid coupler 5 is viewed from the contact 10 appears to be high impedance. Similarly to the example of FIG. 1, when the peak amplifiers 2, 3, 22 and 23 are turned on and operating at the saturation level, the impedance Z P when the 90 ° hybrid coupler 5 is viewed from the contact 10 appears to be 50Ω. As described above, since the impedance Z P in view of the 90 ° hybrid coupler 5 from the contact 10 satisfies the requirements necessary for a Doherty amplifier, it can be seen that this circuit operates as a Doherty amplifier.

ピークアンプ2,3,22及び23の合計出力は増幅器4個分であるため、この回路は1対4のドハティアンプとして動作し、飽和電力を4.0dB伸ばすことができる。このため、出力レベルに対する効率の曲線は図6のようになり、飽和電力に対して10dB低いレベルで最高効率を得られる。   Since the total output of the peak amplifiers 2, 3, 22 and 23 is equivalent to four amplifiers, this circuit operates as a one-to-four Doherty amplifier and can increase the saturation power by 4.0 dB. Therefore, the efficiency curve with respect to the output level is as shown in FIG. 6, and the maximum efficiency can be obtained at a level 10 dB lower than the saturation power.

増幅したい信号のピーク電力対平均電力の比に応じてピークアンプの平列数を変えれば、所望の信号に対して最高効率が得られるドハティアンプを構成することができる。また、図3の例と同様に、図5の90°ハイブリッドカプラ5,21及び25にスタブを接続するようにしてもよい。   If the number of parallel rows of peak amplifiers is changed in accordance with the ratio of peak power to average power of the signal to be amplified, a Doherty amplifier that can obtain the highest efficiency for a desired signal can be configured. Further, similarly to the example of FIG. 3, stubs may be connected to the 90 ° hybrid couplers 5, 21 and 25 of FIG.

1,101 キャリアアンプ
2,3,22,23,102 ピークアンプ
4,5,20,21,24,25 90°ハイブリッドカプラ
6〜9,106〜108 伝送線路
10,110 接点
11,111 RF入力端子
12,112 RF出力端子
13,26,27 吸収抵抗
14 負荷
15 スタブ
1,101 Carrier amplifier 2,3,22,23,102 Peak amplifier 4,5,20,21,24,25 90 ° hybrid coupler
6-9, 106-108 Transmission line
10,110 contacts
11, 111 RF input terminal
12,112 RF output terminal
13, 26, 27 Absorption resistance
14 Load
15 Stub

Claims (5)

入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、
前記2分岐した他方の信号に対して並列に設けられC級増幅する複数のピーク増幅器とを含み、
前記複数のピーク増幅器の出力の合成に90°ハイブリッドカプラを用い、前記90°ハイブリッドカプラによる前記複数のピーク増幅器の合成出力と前記キャリア増幅器の出力とを負荷に供給するようにしたことを特徴とする増幅装置。
A carrier amplifier that amplifies one of the two signals divided into A, B, or AB,
A plurality of peak amplifiers that are provided in parallel with the other two-branched signals and perform class C amplification,
A 90 ° hybrid coupler is used for combining the outputs of the plurality of peak amplifiers, and a combined output of the plurality of peak amplifiers by the 90 ° hybrid coupler and an output of the carrier amplifier are supplied to a load. Amplifying device.
入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、
前記2分岐した他方の信号を2分岐して出力する第1の90°ハイブリッドカプラと、
前記90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれC級増幅する第1及び第2のピーク増幅器と、
前記第1及び第2のピーク増幅器の出力を合成して出力する第2の90°ハイブリッドカプラとを含み、
前記第2の90°ハイブリッドカプラの出力と前記キャリア増幅器の出力とを負荷に供給するようにしたことを特徴とする増幅装置。
A carrier amplifier that amplifies one of the two signals divided into A, B, or AB,
A first 90 ° hybrid coupler for branching and outputting the other branched signal;
First and second peak amplifiers that respectively amplify the outputs of the 90 ° hybrid couplers in class C;
A second 90 ° hybrid coupler that combines and outputs the outputs of the first and second peak amplifiers;
An amplifying apparatus characterized in that the output of the second 90 ° hybrid coupler and the output of the carrier amplifier are supplied to a load.
入力信号を2分岐した一方の信号をA,BまたはAB級増幅するキャリア増幅器と、
前記2分岐した他方の信号を2分岐して出力する第1の90°ハイブリッドカプラと、
前記第1の90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれ2分岐して出力する第2及び第3の90°ハイブリッドカプラと、
前記第2の90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれC級増幅する第1及び第2のピーク増幅器と、
前記第3の90°ハイブリッドカプラの出力をそれぞれC級増幅する第3及び第4のピーク増幅器と、
前記第1及び第2のピーク増幅器の出力を合成して出力する第4の90°ハイブリッドカプラと、
前記第3及び第4のピーク増幅器の出力を合成して出力する第5の90°ハイブリッドカプラと、
前記第4及び第5の90°ハイブリッドカプラの出力を合成して出力する第6の90°ハイブリッドカプラとを含み、
前記第6の90°ハイブリッドカプラの出力と前記キャリア増幅器の出力とを負荷に供給するようにしたことを特徴とする増幅装置。
A carrier amplifier that amplifies one of the two signals divided into A, B, or AB,
A first 90 ° hybrid coupler for branching and outputting the other branched signal;
Second and third 90 ° hybrid couplers for outputting the output of the first 90 ° hybrid coupler in two branches respectively;
First and second peak amplifiers for respectively class-C amplifying the output of the second 90 ° hybrid coupler;
Third and fourth peak amplifiers for class C amplification of the output of the third 90 ° hybrid coupler, respectively;
A fourth 90 ° hybrid coupler that combines and outputs the outputs of the first and second peak amplifiers;
A fifth 90 ° hybrid coupler for combining and outputting the outputs of the third and fourth peak amplifiers;
A sixth 90 ° hybrid coupler that combines and outputs the outputs of the fourth and fifth 90 ° hybrid couplers;
An amplifying apparatus characterized in that the output of the sixth 90 ° hybrid coupler and the output of the carrier amplifier are supplied to a load.
前記合成を行う前記90°ハイブリッドカプラのアイソレーション端子は開放状態にあることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の増幅装置。   The amplification device according to claim 1, wherein an isolation terminal of the 90 ° hybrid coupler that performs the synthesis is in an open state. 前記合成を行う前記90°ハイブリッドカプラのアイソレーション端子にオープンスタブが接続されることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の増幅装置。   The amplification device according to claim 1, wherein an open stub is connected to an isolation terminal of the 90 ° hybrid coupler that performs the synthesis.
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