JP2014072557A - Harmonic processing circuit and amplifying device using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a harmonic processing circuit and amplifying device having the same, capable of more suppressing the power efficiency of an amplifier from being degraded.SOLUTION: A harmonic processing circuit 10 processes harmonic waves contained in signals input and output into/from an amplifier. The harmonic processing circuit 10 includes an adjustment section 11 that adjusts a load impedance relative to a harmonic wave on the basis of the amplitude of an input signal input into the amplifier, of the signals.

Description

本発明は、例えば、無線通信装置等に用いられる、高調波処理回路、及びこれを用いた増幅装置に関するものである。   The present invention relates to a harmonic processing circuit used in, for example, a radio communication device and an amplification device using the same.

電力増幅器の高効率化において、ピーク電力の低減は重要技術の1つである。例えば、広帯域伝送を行う場合、変調方式としてW-CDMA,OFDMが導入されており、これらの信号は平均電力対ピーク電力比が大きいという特徴を持っている。   Reducing peak power is one of the important technologies in increasing the efficiency of power amplifiers. For example, in the case of performing broadband transmission, W-CDMA and OFDM are introduced as modulation schemes, and these signals have a feature of a large average power to peak power ratio.

このため、これらの信号を電力増幅器で増幅する場合、まれにしか発生しないピーク電力を出力する瞬間に対しても線形に増幅しなければならず、ピーク電力を出力可能な大出力の増幅器が必要となる。
従って、平均電力とピーク電力の比が大きい場合には、極端に大きな増幅器が必要となり、非常に無駄の多い、電力効率の低い装置になる。
For this reason, when these signals are amplified by a power amplifier, they must be linearly amplified even at the moment when peak power that occurs infrequently is output, and a high-power amplifier capable of outputting peak power is required. It becomes.
Therefore, when the ratio of the average power and the peak power is large, an extremely large amplifier is required, resulting in a very wasteful and low power efficiency device.

そこで、出力電力に応じて必要な分だけ増幅器を動作させる方式が有効である。そのための1つの方式として、ET方式又はEER方式などの電源変調方式(Supply Modulation:SM方式)がある。
また、もう1つの方式として、負荷インピーダンスを変更する方式(Load Modulation:LM方式)がある(例えば、非特許文献1参照)。
Therefore, a method of operating the amplifier by a necessary amount according to the output power is effective. As one method for this purpose, there is a power supply modulation method (Supply Modulation: SM method) such as an ET method or an EER method.
Further, as another method, there is a method (Load Modulation: LM method) of changing load impedance (see, for example, Non-Patent Document 1).

前者のSM方式は、増幅器の電源電圧を変化させて、出力電力を変化させるものである。一方、後者のLM方式は、増幅器の電源に一定電圧を印加するが、増幅器の出力側の負荷インピーダンスを変化させる事で、出力電力を変化させる方式である。   The former SM system changes the output power by changing the power supply voltage of the amplifier. On the other hand, the latter LM method is a method in which a constant voltage is applied to the power supply of the amplifier, but the output power is changed by changing the load impedance on the output side of the amplifier.

Hossein Mashad Nemati et al.,"Evaluation of a GaN HEMT Transistor for Load- and Supply-Modulation Applications Using Intrinsic Waveform Measurements", IEEE MTT-S IMS, May 2010Hossein Mashad Nemati et al., "Evaluation of a GaN HEMT Transistor for Load- and Supply-Modulation Applications Using Intrinsic Waveform Measurements", IEEE MTT-S IMS, May 2010

本発明者は、入力信号の振幅情報を増幅後の信号に反映させる上記2つの方法を採用した増幅装置について、さらなる電力効率の向上を可能とする技術について鋭意研究を行った。その中で、LM方式において、入力信号の振幅に応じた当該基本波に対する負荷インピーダンスの変更によって生じる、高調波に対する負荷インピーダンスの変化が、増幅器の電力効率を低下させる要因となる場合があることを見出した。
また、本発明者は、一般に出力側の負荷インピーダンスを固定するSM方式の場合においても、高調波に対する負荷インピーダンスが、特定の電圧で増幅器の電力効率を低下させる要因となる場合があることを見出した。
The present inventor has intensively studied a technique that can further improve the power efficiency of the amplifying apparatus adopting the above two methods for reflecting the amplitude information of the input signal in the amplified signal. Among them, in the LM system, a change in load impedance with respect to harmonics caused by a change in load impedance with respect to the fundamental wave according to the amplitude of the input signal may cause a reduction in the power efficiency of the amplifier. I found it.
Further, the present inventor has found that, even in the case of the SM system in which the load impedance on the output side is generally fixed, the load impedance with respect to the harmonics may cause a reduction in the power efficiency of the amplifier at a specific voltage. It was.

つまり、上記知見から、入力信号の振幅と、高調波に対する負荷インピーダンスとの関係(基本波に対する負荷インピーダンスと、高調波に対する負荷インピーダンスとの関係と実質的に等しい)が、増幅器の電力効率に影響を与えていることが判る。
しかし、一般的な高調波整合回路は、基本波に対する負荷インピーダンスの影響を反映することができないため、増幅器の電力効率をさらに高める余地があるといえる。
In other words, from the above knowledge, the relationship between the amplitude of the input signal and the load impedance with respect to the harmonic (substantially equal to the relationship between the load impedance with respect to the fundamental and the load impedance with respect to the harmonic) affects the power efficiency of the amplifier. It can be seen that
However, since a general harmonic matching circuit cannot reflect the influence of the load impedance on the fundamental wave, it can be said that there is room for further improving the power efficiency of the amplifier.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、増幅器の電力効率低下をより抑制することが可能な高調波処理回路、及びこれを用いた増幅装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a harmonic processing circuit capable of further suppressing a reduction in power efficiency of an amplifier, and an amplification device using the same.

(1)上記目的を達成するための本発明は、増幅器に入出力される信号に含まれる高調波を処理する高調波処理回路であって、前記信号のうち前記増幅器に入力される入力信号の振幅に基づいて前記高調波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴としている。 (1) The present invention for achieving the above object is a harmonic processing circuit for processing harmonics included in a signal input / output to / from an amplifier, wherein an input signal input to the amplifier among the signals is processed. An adjustment unit that adjusts the load impedance for the harmonics based on the amplitude is provided.

上記構成の高調波処理回路によれば、高調波に対する負荷インピーダンスを入力信号の振幅に基づいて変更することができる。前記信号に含まれる基本波の負荷インピーダンスは、入力信号の振幅に応じて変化する。よって、増幅器の電力効率が最適となる、基本波に対する負荷インピーダンスと、高調波に対する負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておけば、関係に近似するように高調波に対する負荷インピーダンスを、入力信号の振幅に基づいて調整することができる。これにより、高調波が電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器の電力効率低下をより抑制することができる。   According to the harmonic processing circuit having the above configuration, the load impedance with respect to the harmonic can be changed based on the amplitude of the input signal. The load impedance of the fundamental wave included in the signal changes according to the amplitude of the input signal. Therefore, if the relationship between the load impedance with respect to the fundamental wave and the load impedance with respect to the harmonic wave, at which the power efficiency of the amplifier is optimal, is known in advance, the load impedance with respect to the harmonic wave can be calculated as an approximation of the relationship. Adjustments can be made based on the amplitude. Thereby, the influence which a harmonic gives to power efficiency can be reduced, and the power efficiency fall of an amplifier can be suppressed more.

(2)上記高調波処理回路において、前記調整部は、インダクタンス及び/又はキャパシタンスが可変とされていることが好ましい。
この場合、調整部は、インダクタンス及び/又はキャパシタンスが変更されることで、高調波の位相をずらし、高調波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
(2) In the above harmonic processing circuit, it is preferable that the adjustment unit has variable inductance and / or capacitance.
In this case, the adjustment unit can adjust the load impedance with respect to the harmonics by changing the phase of the harmonics by changing the inductance and / or the capacitance.

(3)また、前記調整部は、前記信号が伝送される信号線路から分岐した線路に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子と、前記インダクタンス素子と前記伝送線路との間に設けられ、前記インダクタンス素子を前記伝送線路に対して切断可能に接続するスイッチ部と、を備えていてもよい。
この場合、インダクタンス素子は、信号線路に対するスタブを構成するとともに、スイッチ部によって、当該インダクタンス素子を信号線路に対して接続、又は切断することができる。これにより、調整部のインダクタンスを変更することができ、高調波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
(3) The adjustment unit is provided between an inductance element having a predetermined inductance connected to a line branched from a signal line through which the signal is transmitted, and between the inductance element and the transmission line, And a switch unit that severably connects the inductance element to the transmission line.
In this case, the inductance element constitutes a stub for the signal line, and the inductance element can be connected to or disconnected from the signal line by the switch unit. Thereby, the inductance of an adjustment part can be changed and the load impedance with respect to a harmonic can be adjusted.

(4)また、前記調整部は、前記信号が伝送される信号線路から分岐した線路に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子と、前記インダクタンス素子の後段に接続された、キャパシタンスが可変とされている可変容量素子と、を備えていてもよい。
この場合、キャパシタンスを変更することで、高調波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
(4) In the adjustment unit, an inductance element having a predetermined inductance connected to a line branched from a signal line through which the signal is transmitted, and a capacitance connected to a subsequent stage of the inductance element are variable. And a variable capacitance element.
In this case, the load impedance with respect to the harmonic can be adjusted by changing the capacitance.

(5)上記高調波処理回路において、前記入力信号の振幅に基づいて、前記増幅器の電力効率が高まるように前記調整部を制御する制御部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、制御部によって、適切な負荷インピーダンスとなるように調整部を制御することができる。
(5) It is preferable that the harmonic processing circuit further includes a control unit that controls the adjustment unit so that the power efficiency of the amplifier is increased based on the amplitude of the input signal.
In this case, the adjustment unit can be controlled by the control unit so as to obtain an appropriate load impedance.

(6)また、高調波処理回路は、互いに異なる複数の高調波それぞれに対応する前記調整部を備えていてもよい。
この場合、複数の高調波それぞれに対する負荷インピーダンスを個別に調整することで各高調波の影響を低減することができ、増幅器の電力効率低下をさらに抑制することができる。
(6) Moreover, the harmonic processing circuit may include the adjusting unit corresponding to each of a plurality of different harmonics.
In this case, by individually adjusting the load impedance for each of the plurality of harmonics, it is possible to reduce the influence of each harmonic and further suppress the reduction in power efficiency of the amplifier.

(7)また、前記調整部は、前記高調波に対する負荷インピーダンスを調整するとともに、前記高調波に対する信号源インピーダンスを調整するものである場合、前記増幅器への入力信号に対する高調波による影響を抑制でき、増幅器の電力効率低下をより抑制することができる。 (7) In addition, when the adjustment unit adjusts the load impedance with respect to the harmonic and adjusts the signal source impedance with respect to the harmonic, the adjustment unit can suppress the influence of the harmonic on the input signal to the amplifier. Thus, a reduction in power efficiency of the amplifier can be further suppressed.

(8)本発明は、入力信号の電力を増幅する増幅器と、前記入力信号の包絡線に応じて変調された電源電圧を、前記増幅器に付与する電源変調部と、を備えた増幅装置であって、上記(1)〜(7)に記載の高調波処理回路を備えていることを特徴としている。 (8) The present invention is an amplifying apparatus comprising: an amplifier that amplifies power of an input signal; and a power supply modulation unit that applies a power supply voltage modulated according to an envelope of the input signal to the amplifier. The harmonic processing circuit described in the above (1) to (7) is provided.

(9)また、本発明は、振幅情報及び位相情報を有する入力信号を増幅する増幅装置であって、前記位相情報を有する信号を増幅する増幅器と、前記増幅器の出力側に接続された負荷変動部と、前記振幅情報に基づいて前記負荷変動部における負荷を変動させて、前記増幅器の出力信号に振幅変動を生じさせる負荷制御部と、上記(1)〜(7)に記載の高調波処理回路と、を備えていることを特徴としている。 (9) Further, the present invention is an amplifying apparatus for amplifying an input signal having amplitude information and phase information, an amplifier for amplifying the signal having the phase information, and a load fluctuation connected to the output side of the amplifier A load control unit that varies the load in the load variation unit based on the amplitude information to cause amplitude variation in the output signal of the amplifier, and the harmonic processing described in (1) to (7) above And a circuit.

上記(7)及び(8)による増幅装置によれば、電力効率低下をより抑制することができる。   According to the amplification device according to the above (7) and (8), it is possible to further suppress a decrease in power efficiency.

本発明によれば、増幅器の電力効率低下をより抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to further suppress a reduction in power efficiency of the amplifier.

第1の実施形態に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the amplifier which concerns on 1st Embodiment. 高調波処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a harmonic processing circuit. 増幅器の電力効率が最適となるときの、基本波のMAGと、2倍波のANGとの関係を測定した結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of having measured the relationship between MAG of a fundamental wave and ANG of a 2nd harmonic when the power efficiency of an amplifier becomes optimal. (a)は、第1の実施形態の第1の変形例に係る高調波処理回路の構成を示すブロック図であり、(b)は、第2の変形例に係る高調波処理回路の構成を示すブロック図である。(A) is a block diagram which shows the structure of the harmonic processing circuit which concerns on the 1st modification of 1st Embodiment, (b) is the structure of the harmonic processing circuit which concerns on a 2nd modification. FIG. 第3の変形例に係る高調波処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the harmonic processing circuit which concerns on a 3rd modification. 第4の変形例に係る高調波処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the harmonic processing circuit which concerns on a 4th modification. 第2の実施形態に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the amplifier which concerns on 2nd Embodiment. LM方式の増幅装置に接続された第1のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 1st model connected to the LM system amplifier. 2倍波及び3倍波に対する負荷インピーダンスをプロットしたスミスチャートである。It is a Smith chart which plotted the load impedance with respect to the 2nd harmonic and the 3rd harmonic. LM方式の増幅装置に接続された第2のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 2nd model connected to the LM system amplifier. LM方式の増幅装置に接続された第3のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 3rd model connected to the LM system amplifier. LM方式の増幅装置に接続された第4のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 4th model connected to the LM system amplifier. LM方式の増幅装置に、第3のモデルに係る高調波処理回路を設けた場合の電力効率を求めた結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having calculated | required the power efficiency at the time of providing the harmonic processing circuit which concerns on a 3rd model in the LM type amplifier. SM方式の増幅装置に接続された第5のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 5th model connected to the amplifier apparatus of SM system. SM方式の増幅装置に接続された第6のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 6th model connected to the amplifier apparatus of SM system. SM方式の増幅装置に接続された第7のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the harmonic processing circuit which concerns on the 7th model connected to the amplifier apparatus of SM system. SM方式の増幅装置に接続された第8のモデルに係る高調波処理回路を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a harmonic processing circuit according to an eighth model connected to an SM type amplification device. SM方式の増幅装置に、第8のモデルに係る高調波処理回路を設けた場合の電力効率を求めた結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having calculated | required the power efficiency at the time of providing the harmonic processing circuit which concerns on an 8th model in the SM type amplifier.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔1. 第1の実施形態〕
〔1.1 全体構成について〕
図1は、第1の実施形態に係る増幅装置1の構成を示すブロック図である。この増幅装置1は、移動体通信システムにおけるモバイル端末又は基地局装置などの無線通信装置に搭載され、通信信号の増幅を行う。
無線通信装置は、OFDM(OFDMAを含む)、W−CDMAなどの広帯域信号を扱う方式に準拠したものである。OFDM及びW−CDMAなどの方式における信号は、ピーク電力がまれにしか発生しない。つまり、これらの方式における信号は、瞬時電力変動を伴う信号である。なお、OFDM及びW−CDMAなどの方式において、平均電力とピーク電力との比は、3dB以上となる。
[1. First Embodiment]
[1.1 Overall configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an amplifying apparatus 1 according to the first embodiment. The amplification device 1 is mounted on a wireless communication device such as a mobile terminal or a base station device in a mobile communication system, and amplifies a communication signal.
The wireless communication apparatus is compliant with a scheme that handles wideband signals such as OFDM (including OFDMA) and W-CDMA. Signals in systems such as OFDM and W-CDMA rarely have peak power. That is, the signals in these systems are signals accompanied by instantaneous power fluctuations. Note that, in the schemes such as OFDM and W-CDMA, the ratio between the average power and the peak power is 3 dB or more.

図1に示す増幅装置1は、LM方式に準拠した回路構成を有している。つまり、この増幅装置1の増幅器2には、位相情報を有するが振幅情報を有しない定包絡線信号(振幅が一定の信号)が入力として与えられる。
増幅器2の出力側に接続された負荷変動部3は、入力信号に対する負荷インピーダンスが当該入力信号の振幅変動に応じて変化するように構成されている。
負荷変動部3による入力信号の振幅変動に応じた負荷インピーダンスの変動によって、増幅器2の出力信号には、入力信号の振幅が反映される。これによって、増幅装置1は、入力信号の位相及び振幅と同様の位相及び振幅を有する出力信号を負荷変動部3を通じて出力する。
The amplifying apparatus 1 shown in FIG. 1 has a circuit configuration conforming to the LM method. In other words, a constant envelope signal (a signal having a constant amplitude) having phase information but not amplitude information is given to the amplifier 2 of the amplifying apparatus 1 as an input.
The load changing unit 3 connected to the output side of the amplifier 2 is configured such that the load impedance for the input signal changes according to the amplitude change of the input signal.
The amplitude of the input signal is reflected in the output signal of the amplifier 2 due to the variation of the load impedance corresponding to the amplitude variation of the input signal by the load variation unit 3. As a result, the amplifying apparatus 1 outputs an output signal having the same phase and amplitude as the phase and amplitude of the input signal through the load changing unit 3.

増幅装置1は、入力信号であるI/Q信号に対する信号処理を行う処理部4を備えている。処理部4は、I/Q信号が示す振幅を演算する振幅演算部4aと、この振幅演算部4aが演算した振幅に基づいて、負荷変動部3の負荷インピーダンスを変動させるための制御信号を生成する負荷制御部4cとを備えている。
負荷制御部4cは、入力信号(I/Q信号)の振幅が小さいほど負荷変動部3の負荷インピーダンスを大きくし、入力信号の振幅が大きいほど、負荷変動部3の負荷インピーダンスを小さくする制御信号を生成する。
The amplifying apparatus 1 includes a processing unit 4 that performs signal processing on an I / Q signal that is an input signal. The processing unit 4 generates an amplitude calculating unit 4a that calculates the amplitude indicated by the I / Q signal, and a control signal for changing the load impedance of the load changing unit 3 based on the amplitude calculated by the amplitude calculating unit 4a. Load control unit 4c.
The load control unit 4c increases the load impedance of the load changing unit 3 as the amplitude of the input signal (I / Q signal) is smaller, and decreases the load impedance of the load changing unit 3 as the amplitude of the input signal is larger. Is generated.

負荷制御部4cから出力された制御信号は、負荷変動部3との間に設けられた遅延調整部5によって遅延調整がなされる。遅延調整された信号は、負荷変動部3に与えられる。
遅延調整部5は、増幅器2の出力信号と、制御信号との間のタイミングが一致するように、制御信号の遅延調整を行う。
The control signal output from the load control unit 4 c is subjected to delay adjustment by a delay adjustment unit 5 provided between the load control unit 4 c and the load fluctuation unit 3. The delay-adjusted signal is given to the load changing unit 3.
The delay adjustment unit 5 adjusts the delay of the control signal so that the timing between the output signal of the amplifier 2 and the control signal matches.

処理部4の前段には、歪補償を行うためのDPD部9が配置されている。
また、処理部4の後段には、直交変調部6が接続されている。処理部4は、I/Q信号を直交変調部6に与える。
直交変調部6は、I/Q信号を直交変調した直交変調信号を出力する。すなわち、直交変調部6が出力する直交変調信号は、位相情報及び振幅情報を含んでいる(図1のA参照)。
直交変調部6が出力する変調信号は、直交変調部6後段の増幅器2への入力信号Piとなる。
A DPD unit 9 for performing distortion compensation is arranged in the previous stage of the processing unit 4.
A quadrature modulation unit 6 is connected to the subsequent stage of the processing unit 4. The processing unit 4 gives the I / Q signal to the quadrature modulation unit 6.
The quadrature modulation unit 6 outputs a quadrature modulation signal obtained by quadrature modulation of the I / Q signal. That is, the quadrature modulation signal output from the quadrature modulation unit 6 includes phase information and amplitude information (see A in FIG. 1).
The modulation signal output from the quadrature modulation unit 6 is an input signal Pi to the amplifier 2 subsequent to the quadrature modulation unit 6.

増幅器2は、GaN−HEMT等の半導体素子等を用いて構成された、D級、E級、F級などのスイッチング増幅器(Switching Amplifier)である。スイッチング増幅器は、スイッチング動作する増幅器であり、デジタル増幅器(Digital Amplifier)とも呼ばれる。スイッチング増幅器は、基本的に常に飽和状態で動作するため、理論的な電力効率は、出力電力の大きさに関わらず、常に100%である。   The amplifier 2 is a switching amplifier (Class D, Class E, Class F, etc.) configured using a semiconductor element such as GaN-HEMT. The switching amplifier is an amplifier that performs a switching operation, and is also called a digital amplifier. Since the switching amplifier basically operates in a saturated state at all times, the theoretical power efficiency is always 100% regardless of the magnitude of the output power.

本実施形態における増幅器2は、上述のようにスイッチング増幅器により構成されているので、位相情報及び振幅情報を含んだ直交変調信号が入力されたとしても、位相情報は含むが振幅情報のない信号(定包絡線信号)を出力する(図1のB参照)。   Since the amplifier 2 in the present embodiment is configured by a switching amplifier as described above, even if a quadrature modulation signal including phase information and amplitude information is input, a signal (including amplitude information but no amplitude information) ( Constant envelope signal) (see B of FIG. 1).

増幅器2の出力信号Poは、信号線路7を通じて負荷変動部3に与えられる。信号線路7には、増幅器2の入力信号Piに含まれる高調波のインピーダンス整合を行うための整合基板やワイヤ等(図示省略)が配置されている。
さらに、本実施形態では、増幅器2と負荷変動部3との間には、高調波処理回路10が接続されている。高調波処理回路10は、信号線路7に接続されており、増幅器2の入力信号Piに含まれる高調波に関する処理を行う機能を有している。この高調波処理回路10による処理については、後に詳述する。
The output signal Po of the amplifier 2 is given to the load changing unit 3 through the signal line 7. The signal line 7 is provided with a matching substrate, wires, and the like (not shown) for matching impedances of harmonics included in the input signal Pi of the amplifier 2.
Further, in the present embodiment, a harmonic processing circuit 10 is connected between the amplifier 2 and the load changing unit 3. The harmonic processing circuit 10 is connected to the signal line 7 and has a function of performing processing related to harmonics included in the input signal Pi of the amplifier 2. The processing by the harmonic processing circuit 10 will be described in detail later.

負荷変動部3による、増幅器2の出力信号Poに対する負荷インピーダンスは、負荷制御部4cから出力された制御信号に応じて変化する。このため、負荷変動部3を通じて出力される増幅装置1の出力信号は、図1のCに示すように、振幅振動する信号となる。制御信号は、入力信号の振幅情報に基づいて生成されているため、増幅装置1の出力信号には、増幅装置1の入力信号の振幅が反映される。
これによって、増幅装置1の出力信号は、入力信号の位相及び振幅と同様の振幅を有する信号となる。増幅装置1の出力信号は、前記無線通信装置が有する図示しないアンテナ等から出力される。
The load impedance for the output signal Po of the amplifier 2 by the load changing unit 3 changes according to the control signal output from the load control unit 4c. For this reason, the output signal of the amplifying device 1 output through the load changing unit 3 is a signal that vibrates in amplitude as shown in C of FIG. Since the control signal is generated based on the amplitude information of the input signal, the output signal of the amplification device 1 reflects the amplitude of the input signal of the amplification device 1.
As a result, the output signal of the amplification device 1 becomes a signal having the same amplitude as the phase and amplitude of the input signal. An output signal of the amplifying apparatus 1 is output from an antenna (not shown) included in the wireless communication apparatus.

なお、図1では、振幅情報を有する入力信号Piを増幅器2に与える構成を示したが、増幅器2の前段に位相変調器を設けた構成であってもよい。この場合、直交変調部6から出力される振幅情報を有する信号を前記位相変調器によって定包絡線信号に変換した信号が、入力信号Piとして増幅器2に与えられる。   Although FIG. 1 shows a configuration in which the input signal Pi having amplitude information is supplied to the amplifier 2, a configuration in which a phase modulator is provided in front of the amplifier 2 may be used. In this case, a signal obtained by converting the signal having amplitude information output from the quadrature modulation unit 6 into a constant envelope signal by the phase modulator is supplied to the amplifier 2 as the input signal Pi.

〔1.2 高調波処理回路について〕
図2は、高調波処理回路10の構成を示すブロック図である。
図2中、増幅器2に入出力される信号である入力信号Pi、及び出力信号Poは、基本波成分の他に高調波成分を含んでいる。
高調波処理回路10は、信号線路7に接続されており、増幅器2の出力信号Poに含まれる高調波に対する負荷インピーダンスを調整する機能を有している。
なお、上記高調波に対する負荷インピーダンスとは、増幅器2から出力側(負荷変動部3側)をみたときの高調波に対するインピーダンスを示している。
[1.2 Harmonic processing circuit]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the harmonic processing circuit 10.
In FIG. 2, an input signal Pi and an output signal Po, which are signals input to and output from the amplifier 2, include harmonic components in addition to the fundamental component.
The harmonic processing circuit 10 is connected to the signal line 7 and has a function of adjusting the load impedance for the harmonics included in the output signal Po of the amplifier 2.
The load impedance with respect to the harmonics indicates the impedance with respect to the harmonics when the output side (load variation unit 3 side) is viewed from the amplifier 2.

高調波処理回路10は、調整部11と、制御部12とを備えている。
調整部11は、当該調整部11のインダクタンスが可変とされている。高調波処理回路10は、調整部11のインダクタンスが変更されることで、高調波に対する負荷インピーダンスを調整する。
The harmonic processing circuit 10 includes an adjustment unit 11 and a control unit 12.
The adjusting unit 11 has a variable inductance of the adjusting unit 11. The harmonic processing circuit 10 adjusts the load impedance with respect to the harmonic by changing the inductance of the adjusting unit 11.

調整部11は、信号線路7から分岐した分岐線路15に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子(第1インダクタンス素子13a及び第2インダクタンス素子13b)と、分岐線路15に接続されたスイッチ部14とを備えている。
両インダクタンス素子13a,13bは、マイクロストリップライン(ストリップライン)等からなる伝送線路により構成されている。両インダクタンス素子13a,13bは、分岐線路15においてそれぞれ互いに直列に接続されている。
第1インダクタンス素子13aは、一端が信号線路7側に接続されるとともに、他端が第2インダクタンス素子13bの一端側に接続されている。第2インダクタンス素子13bは、他端がオープン状態で終端されている。
両インダクタンス素子13a,13bは、互いに異なるインダクタンスに設定されていてもよいし、同じインダクタンスに設定されていてもよい。
The adjustment unit 11 includes an inductance element (first inductance element 13 a and second inductance element 13 b) having a predetermined inductance connected to the branch line 15 branched from the signal line 7, and a switch unit 14 connected to the branch line 15. And.
Both inductance elements 13a and 13b are constituted by transmission lines composed of microstrip lines (strip lines) or the like. Both inductance elements 13a and 13b are connected in series with each other in the branch line 15.
The first inductance element 13a has one end connected to the signal line 7 side and the other end connected to one end side of the second inductance element 13b. The other end of the second inductance element 13b is terminated in an open state.
Both inductance elements 13a, 13b may be set to different inductances or may be set to the same inductance.

スイッチ部14は、第1インダクタンス素子13aと、第2インダクタンス素子13bとの間に接続されている。
スイッチ部14は、分岐線路15から分岐して接続された電源部16と、分岐線路15に直列に接続されたPINダイオード17と、一端が分岐線路15から分岐して接続され他端が接地された抵抗器18とを備えている。
PINダイオード17は、電源部16の接続部よりも後段に接続されており、アノード側が信号線路7側となるように接続されている。抵抗器18は、PINダイオード17の後段側に接続されている。
The switch unit 14 is connected between the first inductance element 13a and the second inductance element 13b.
The switch unit 14 includes a power supply unit 16 branched and connected from the branch line 15, a PIN diode 17 connected in series to the branch line 15, one end branched from the branch line 15, and the other end grounded. And a resistor 18.
The PIN diode 17 is connected downstream from the connection portion of the power supply unit 16 and is connected such that the anode side is on the signal line 7 side. The resistor 18 is connected to the rear stage side of the PIN diode 17.

電源部16は、コイル19を介して分岐線路15に接続されている。このコイル19のインダクタンスは、増幅器2の出力信号Poに対して十分大きな値に設定されており、コイル19以降後段の電源部16が出力信号Poに影響を与えないようにされている。
電源部16は、分岐線路15に対して、所定値の直流電圧を印加する機能を有している。電源部16は、制御部12の制御に基づいて、正電圧の印加のオン、オフを選択的に行う。
The power supply unit 16 is connected to the branch line 15 via the coil 19. The inductance of the coil 19 is set to a sufficiently large value with respect to the output signal Po of the amplifier 2 so that the power supply unit 16 subsequent to the coil 19 does not affect the output signal Po.
The power supply unit 16 has a function of applying a predetermined DC voltage to the branch line 15. The power supply unit 16 selectively turns on / off the application of the positive voltage based on the control of the control unit 12.

電源部16が分岐線路15に対して正電圧を印加している状態では、PINダイオード17には順方向の電圧が作用し、抵抗器18の接地端に向けて電流が流れる。これによって、分岐線路15におけるPINダイオード17の前段側と後段側とが電気的に接続される。
よって、スイッチ部14は、この場合、第2インダクタンス素子13bと、第1インダクタンス素子13aとを電気的に接続する。
なお、抵抗器18は、PINダイオード17の後段側の抵抗値を高めることによって、当該PINダイオード17のバイアス電圧を実質的に高めている。これによって、電源部16による正電圧が印加されたときにのみ、PINダイオード17の前段側と後段側とが接続される。
In a state where the power supply unit 16 applies a positive voltage to the branch line 15, a forward voltage acts on the PIN diode 17, and a current flows toward the ground terminal of the resistor 18. As a result, the front side and the rear side of the PIN diode 17 in the branch line 15 are electrically connected.
Therefore, in this case, the switch unit 14 electrically connects the second inductance element 13b and the first inductance element 13a.
The resistor 18 substantially increases the bias voltage of the PIN diode 17 by increasing the resistance value on the rear stage side of the PIN diode 17. Thus, the front side and the rear side of the PIN diode 17 are connected only when a positive voltage is applied by the power supply unit 16.

一方、電源部16が分岐線路15に対する電圧印加を停止している状態では、PINダイオード17の前段側と後段側とは、電気的に切断される。
よって、スイッチ部14は、この場合、第2インダクタンス素子13bと、第1インダクタンス素子13aとを電気的に切断する。
On the other hand, when the power supply unit 16 stops applying the voltage to the branch line 15, the front side and the rear side of the PIN diode 17 are electrically disconnected.
Therefore, in this case, the switch unit 14 electrically disconnects the second inductance element 13b and the first inductance element 13a.

以上のようにして、スイッチ部14は、第2インダクタンス素子13bを第1インダクタンス素子13a(信号線路7)に対して切断可能に接続している。なお、調整部11は、信号線路7との間には、増幅器2の出力信号Poを調整部11に導くと同時に電源部16の直流電圧が信号線路7に達するのを遮断するために、信号線路7側の基端にキャパシタンス素子20を備えている。   As described above, the switch unit 14 connects the second inductance element 13b to the first inductance element 13a (signal line 7) so as to be disconnected. The adjusting unit 11 is connected to the signal line 7 so as to guide the output signal Po of the amplifier 2 to the adjusting unit 11 and simultaneously prevent the DC voltage of the power supply unit 16 from reaching the signal line 7. A capacitance element 20 is provided at the base end on the line 7 side.

第1インダクタンス素子13aと、第2インダクタンス素子13bとは、互いにスイッチ部14を介して分岐線路15に直列に接続されている。また、第2インダクタンス素子13bは、上述のように、他端がオープン状態で終端されている。
よって、調整部11は、スイッチ部14が接続状態である場合、信号線路7に接続されたオープンスタブを構成する。調整部11が前記オープンスタブを構成する場合のインダクタンスは、両インダクタンス素子13a,13bによって定まる。
また、調整部11は、スイッチ部14が切断状態である場合、PINダイオード17により終端される。よってこの場合、調整部11は、PINダイオード17より上段に接続された第1インダクタンス素子13aによって定まるインダクタンスを有するスタブを構成する。
The first inductance element 13 a and the second inductance element 13 b are connected in series to the branch line 15 via the switch unit 14. Further, as described above, the other end of the second inductance element 13b is terminated in an open state.
Therefore, the adjustment part 11 comprises the open stub connected to the signal track | line 7, when the switch part 14 is a connection state. Inductance when the adjusting unit 11 constitutes the open stub is determined by both the inductance elements 13a and 13b.
The adjustment unit 11 is terminated by the PIN diode 17 when the switch unit 14 is in a disconnected state. Therefore, in this case, the adjustment unit 11 constitutes a stub having an inductance determined by the first inductance element 13a connected to the upper stage from the PIN diode 17.

本実施形態の調整部11は、第2インダクタンス素子13bが接続された状態におけるオープンスタブとしてのライン長が、1/4λ ± 1/8λ以内の長さ(1/8λ<ライン長<3/8λ)に設定されている。   In the adjustment unit 11 of the present embodiment, the line length as an open stub in a state where the second inductance element 13b is connected is a length within 1 / 4λ ± 1 / 8λ (1 / 8λ <line length <3 / 8λ). ) Is set.

なお、上記波長λは、高調波の波長であり、2次高調波(2倍波)の波長の他、3次、4次等の高調波(n倍波)の波長も含んでいる。
上記設定とすることで、第2インダクタンス素子13bが接続された状態の調整部11は、2倍波の位相に対して大きく影響を与えることができる。このため、後述するように、スイッチ部14を断続したときに、その断続に応じて生じる2倍波の位相の変化を大きくすることができる。
The wavelength λ is a harmonic wavelength, and includes the wavelength of the second harmonic (second harmonic), the third harmonic, the fourth harmonic, and the like (n harmonic).
With the above setting, the adjusting unit 11 in a state where the second inductance element 13b is connected can greatly influence the phase of the second harmonic. For this reason, as will be described later, when the switch unit 14 is interrupted, a change in the phase of the second harmonic generated in accordance with the interrupt can be increased.

ここで、調整部11のスイッチ部14は、上述のように、第2インダクタンス素子13bを第1インダクタンス素子13a(信号線路7)に対して切断可能に接続している。よって、スイッチ部14は、第2インダクタンス素子13bを第1インダクタンス素子13aに対して接続、又は切断することで、調整部11全体のインダクタンスを変更することができる。
調整部11は、自己のインダクタンスが変更されることで、2倍波の位相をずらし、2倍波に対する負荷インピーダンスを変更する。
Here, as described above, the switch unit 14 of the adjustment unit 11 connects the second inductance element 13b to the first inductance element 13a (signal line 7) so as to be cut off. Therefore, the switch part 14 can change the inductance of the adjustment part 11 whole by connecting or disconnecting the 2nd inductance element 13b with respect to the 1st inductance element 13a.
The adjustment unit 11 shifts the phase of the second harmonic by changing its own inductance, and changes the load impedance for the second harmonic.

つまり、調整部11のインダクタンスは、スイッチ部14の断続によって、第2インダクタンス素子13bが接続されたときの値と、第2インダクタンス素子13bが切断されたとき値のいずれか一方に変更することができる。
これによって、2倍波の位相も、インダクタンスの変更に応じて2通りに変更することができ、位相に応じて定まる負荷インピーダンスについても2通りに変更することができる。
以上のように、本実施形態では、スイッチ部14によって、第2インダクタンス素子13bを第1インダクタンス素子13aに対して接続、又は切断することで、調整部11のインダクタンスの設定を変更し、2倍波に対する負荷インピーダンスを2つの設定の内のいずれかに調整できる。
In other words, the inductance of the adjustment unit 11 can be changed to one of the value when the second inductance element 13b is connected and the value when the second inductance element 13b is disconnected by the intermittent connection of the switch unit 14. it can.
As a result, the phase of the second harmonic can also be changed in two ways according to the change in inductance, and the load impedance determined according to the phase can also be changed in two ways.
As described above, in the present embodiment, the setting of the inductance of the adjustment unit 11 is changed by connecting or disconnecting the second inductance element 13b to or from the first inductance element 13a by the switch unit 14 and doubles. The load impedance for the wave can be adjusted to one of two settings.

スイッチ部14の断続は、制御部12によって制御される。制御部12は、電源部16による分岐線路15への電圧の印加を制御することで、スイッチ部14の断続を行う。   The switching of the switch unit 14 is controlled by the control unit 12. The control unit 12 controls the application of the voltage to the branch line 15 by the power supply unit 16, thereby switching the switch unit 14.

また、制御部12は、負荷制御部4c(図1)が出力する制御信号を取得する。制御信号は、上述のように、増幅装置1の入力信号の振幅情報に基づいて生成されており、増幅器2の出力信号Poに付加される振幅を示している。よって、制御部12は、制御信号より、増幅器2の入力信号Piの振幅に関する情報を取得することができる。
制御部12は、取得した入力信号Piの振幅情報に基づいて、スイッチ部14の断続を行い、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整する。
Moreover, the control part 12 acquires the control signal which the load control part 4c (FIG. 1) outputs. As described above, the control signal is generated based on the amplitude information of the input signal of the amplification device 1 and indicates the amplitude added to the output signal Po of the amplifier 2. Therefore, the control unit 12 can acquire information related to the amplitude of the input signal Pi of the amplifier 2 from the control signal.
Based on the amplitude information of the acquired input signal Pi, the control unit 12 intermittently switches the switch unit 14 and adjusts the load impedance for the second harmonic.

制御部12は、図示しない記憶部を備えている。記憶部には、入力信号Piの振幅レベルに応じて、スイッチ部14における接続、又は切断のいずれを選択するかについての制御情報が記憶されている。   The control unit 12 includes a storage unit (not shown). The storage unit stores control information on whether to select connection or disconnection in the switch unit 14 in accordance with the amplitude level of the input signal Pi.

前記制御情報は、増幅器の電力効率が最適となる、入力信号Piの振幅と、2倍波に対する負荷インピーダンスとの関係に基づいて設定される。すなわち、前記関係を予め把握しておき、入力信号Piの振幅レベルに対して、負荷インピーダンスを前記関係にできるだけ近似させることができるスイッチ部14の断続の設定を決定する。その決定した設定を制御情報として、制御部12に記憶させる。   The control information is set based on the relationship between the amplitude of the input signal Pi and the load impedance with respect to the second harmonic, at which the power efficiency of the amplifier is optimal. That is, the relationship is grasped in advance, and the intermittent setting of the switch unit 14 that can approximate the load impedance to the relationship as much as possible with respect to the amplitude level of the input signal Pi is determined. The determined setting is stored in the control unit 12 as control information.

図3は、増幅器2の電力効率が最適となるときの、基本波の負荷インピーダンスと、基本波に対する2倍波の負荷インピーダンスとの関係を測定した結果の一例を示すグラフである。
図3中、横軸は、基本波に対する負荷インピーダンスを示す値としてSパラメータのMAGを示している。縦軸は、2倍波に対する負荷インピーダンスを示す値としてSパラメータのANG(deg)を示している。
なお、上記基本波に対する負荷インピーダンスとは、増幅器2から出力側(負荷変動部3側)をみたときの基本波に対するインピーダンスを示している。
FIG. 3 is a graph showing an example of the result of measuring the relationship between the load impedance of the fundamental wave and the load impedance of the second harmonic wave with respect to the fundamental wave when the power efficiency of the amplifier 2 is optimum.
In FIG. 3, the horizontal axis indicates the MAG of the S parameter as a value indicating the load impedance with respect to the fundamental wave. The vertical axis represents S parameter ANG (deg) as a value indicating the load impedance with respect to the second harmonic.
The load impedance with respect to the fundamental wave indicates the impedance with respect to the fundamental wave when the output side (load fluctuation unit 3 side) is viewed from the amplifier 2.

図3に示すグラフは、実際の増幅器についてロードプル装置を用いて整合条件について評価試験を行った結果であり、増幅器の電力効率が最適となる、基本波のMAG(振幅)と、2倍波のANG(位相)の値との組み合わせがプロットされている。   The graph shown in FIG. 3 is a result of an evaluation test for matching conditions using a load-pull device for an actual amplifier, and the fundamental wave MAG (amplitude) and the second harmonic wave that optimize the power efficiency of the amplifier. Combinations with ANG (phase) values are plotted.

上記評価試験においては、基本波の負荷インピーダンスについては基本波の位相を固定した上で振幅(MAG)を変化させることで調整し、2倍波に対する負荷インピーダンスについては当該2倍波の振幅を0.85で固定した上で位相(ANG)を変化させることで調整した。
よって、図3は、実質的に基本波の負荷インピーダンスと、2倍波の負荷インピーダンスとの関係を示している。つまり、図3は、増幅器2の電力効率が最適となる、基本波の負荷インピーダンスと、2倍波の負荷インピーダンスとの関係を示している。
In the above evaluation test, the fundamental wave load impedance is adjusted by changing the amplitude (MAG) after fixing the fundamental wave phase, and the second harmonic wave amplitude is set to 0 for the load impedance for the second harmonic wave. It was adjusted by changing the phase (ANG) after fixing at .85.
Therefore, FIG. 3 substantially shows the relationship between the load impedance of the fundamental wave and the load impedance of the second harmonic wave. That is, FIG. 3 shows the relationship between the fundamental wave load impedance and the double wave load impedance at which the power efficiency of the amplifier 2 is optimized.

図3から、入力信号Piの振幅に対応する値である基本波のMAG(振幅)に応じて、増幅器の電力効率が最適となる2倍波のANG(位相)が変化することが判る。仮に、2倍波の位相を固定したとすると、基本波の振幅の変化によって2倍波の位相の最適値が変化するので、固定した位相と最適値との差が大きくなる場合、増幅器の電力効率が大きく劣化する。   It can be seen from FIG. 3 that the double wave ANG (phase) at which the power efficiency of the amplifier is optimal changes in accordance with the fundamental wave MAG (amplitude) which is a value corresponding to the amplitude of the input signal Pi. If the phase of the second harmonic wave is fixed, the optimum value of the phase of the second harmonic wave changes due to a change in the amplitude of the fundamental wave. Therefore, if the difference between the fixed phase and the optimum value becomes large, the power of the amplifier Efficiency is greatly degraded.

この点、本実施形態の高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを、基本波のMAGに対応する入力信号Piの振幅に基づいて調整することができる。出力信号Poに含まれる基本波の負荷インピーダンスは、入力信号Piの振幅に応じて変化する。よって、増幅器の電力効率が最適となる、基本波に対する負荷インピーダンスと、高調波に対する負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておけば、その関係に近似するように2倍波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Piの振幅に基づいて調整することができる。これにより、2倍波が増幅器2の電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器2の電力効率低下をより抑制することができる。   In this regard, the harmonic processing circuit 10 of the present embodiment can adjust the load impedance for the second harmonic based on the amplitude of the input signal Pi corresponding to the fundamental wave MAG. The load impedance of the fundamental wave included in the output signal Po changes according to the amplitude of the input signal Pi. Therefore, if the relationship between the load impedance with respect to the fundamental wave and the load impedance with respect to the harmonic wave, in which the power efficiency of the amplifier is optimal, is grasped in advance, the load impedance with respect to the second harmonic wave is input so as to approximate that relationship. Adjustments can be made based on the amplitude of the signal Pi. Thereby, the influence which the 2nd harmonic gives to the power efficiency of amplifier 2 can be reduced, and the power efficiency fall of amplifier 2 can be controlled more.

つまり、制御部12は、調整部11のスイッチ部14を制御することによって、図3に示すような、増幅器2の電力効率が最適となるときの、基本波の負荷インピーダンスと、2倍波の負荷インピーダンスとの関係に近似するように、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整する。
これによって、本実施形態の高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを適切に制御することができる。
In other words, the control unit 12 controls the switch unit 14 of the adjustment unit 11 to control the load impedance of the fundamental wave and the second harmonic wave when the power efficiency of the amplifier 2 is optimum as shown in FIG. The load impedance for the second harmonic is adjusted so as to approximate the relationship with the load impedance.
Thereby, the harmonic processing circuit 10 of this embodiment can appropriately control the load impedance with respect to the second harmonic.

なお、本実施形態の調整部12は、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整するとともに、2倍波に対する、増幅器2から入力側をみたときの信号源インピーダンスも調整することができる。これによって、増幅器2への入力信号に対する2倍波による影響を抑制でき、増幅器2の電力効率低下をより抑制することができる。   The adjustment unit 12 of the present embodiment can adjust the load impedance for the second harmonic and also adjust the signal source impedance when the input side is viewed from the amplifier 2 for the second harmonic. As a result, the influence of the double wave on the input signal to the amplifier 2 can be suppressed, and the power efficiency reduction of the amplifier 2 can be further suppressed.

〔1.3 第1の実施形態の変形例について〕
上記実施形態では、1つのインダクタンス素子13と、1つのスイッチ部14とを備えた調整部11を1つ含む高調波処理回路10を示した。しかし、高調波処理回路10は、より多数の調整部11を含んだ構成とすることもできる。
[1.3 Modification of First Embodiment]
In the embodiment described above, the harmonic processing circuit 10 including one adjusting unit 11 including one inductance element 13 and one switch unit 14 is shown. However, the harmonic processing circuit 10 may be configured to include a larger number of adjusting units 11.

図4(a)は、第1の実施形態の第1の変形例に係る高調波処理回路10の構成を示すブロック図である。図4(a)に示す高調波処理回路10は、図2にて示した調整部11を3つ含んでいる。各調整部11は、それぞれ、信号線路7に対する分岐箇所が互いに異なっている。各調整部11は、信号線路7の異なる位置に接続されている。各調整部11それぞれのスイッチ部14は、1つの制御部12に接続されており、各スイッチ部14は、制御部12によって制御される。   FIG. 4A is a block diagram illustrating a configuration of the harmonic processing circuit 10 according to the first modification of the first embodiment. The harmonic processing circuit 10 shown in FIG. 4A includes three adjustment units 11 shown in FIG. Each adjustment unit 11 is different from each other in branching points with respect to the signal line 7. Each adjustment unit 11 is connected to a different position on the signal line 7. The switch unit 14 of each adjustment unit 11 is connected to one control unit 12, and each switch unit 14 is controlled by the control unit 12.

制御部12は、負荷制御部4c(図1)からの入力信号Piの振幅情報に基づいて、各スイッチ部14をそれぞれ独立して制御する。
また、各調整部11は、上述のように、スイッチ部14の断続によって、インダクタンスの設定を2通りに変更できる。
従って、本例の高調波処理回路10は、各スイッチ部14の設定を組み合わせることによって、インダクタンスを8通りに設定することができ、2倍波に対する負荷インピーダンスも8通りに設定することができる。
The control unit 12 controls each switch unit 14 independently based on the amplitude information of the input signal Pi from the load control unit 4c (FIG. 1).
Further, as described above, each adjustment unit 11 can change the inductance setting in two ways by the switching of the switch unit 14.
Therefore, the harmonic processing circuit 10 of this example can set the inductance in eight ways by combining the setting of each switch unit 14, and can also set the load impedance for the second harmonic in eight ways.

この場合、各調整部11におけるインダクタンス素子13のインダクタンスの値や、信号線路7に対する各調整部11の接続位置、信号線路7に接続される整合基板等を調整することにより、設定可能な8通りの負荷インピーダンスは、入力信号Piの振幅に応じた調整を行うために好適な値に設定される。   In this case, eight values can be set by adjusting the inductance value of the inductance element 13 in each adjustment unit 11, the connection position of each adjustment unit 11 with respect to the signal line 7, the matching substrate connected to the signal line 7, and the like. The load impedance is set to a value suitable for adjustment according to the amplitude of the input signal Pi.

これによって、高調波処理回路10は、入力信号Piの振幅に応じて2倍波に対する負荷インピーダンスを8通りの設定の中から選択して調整することが可能となる。
すなわち、図2で示した高調波処理回路10では、1つのインダクタンス素子13と、1つのスイッチ部14とにより構成された調整部11を1つ含むものであるため、2倍波に対する負荷インピーダンスを2通りに設定することができる。
一方、図4に示す本例の高調波処理回路10によれば、2倍波に対する負荷インピーダンスを8通りに設定することができるので、増幅器の電力効率が最適となる基本波のMAGに対応する入力信号Piの振幅と2倍波に対する負荷インピーダンスとの関係に、より近似するように、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
As a result, the harmonic processing circuit 10 can select and adjust the load impedance for the second harmonic from eight settings according to the amplitude of the input signal Pi.
That is, since the harmonic processing circuit 10 shown in FIG. 2 includes one adjusting unit 11 configured by one inductance element 13 and one switch unit 14, two load impedances for the second harmonic are provided. Can be set to
On the other hand, according to the harmonic processing circuit 10 of this example shown in FIG. 4, since the load impedance for the second harmonic can be set in eight ways, it corresponds to the fundamental wave MAG that optimizes the power efficiency of the amplifier. The load impedance for the second harmonic can be adjusted so as to approximate the relationship between the amplitude of the input signal Pi and the load impedance for the second harmonic.

つまり、入力信号Piの振幅の範囲を、2通りの負荷インピーダンスで設定する場合と、8通りの負荷インピーダンスで設定する場合とで比較すると、8通りの負荷インピーダンスで設定する場合の方が、自由度が高く、より前記関係に近似させることができる。
この結果、2倍波が増幅器2の電力効率に与える影響をより低減することができ、増幅器2の電力効率低下をより抑制することができる。
That is, when the range of the amplitude of the input signal Pi is set with two kinds of load impedances and when it is set with eight kinds of load impedances, it is more freely set with eight kinds of load impedances. The degree is high and can be more closely approximated to the relationship.
As a result, the influence of the second harmonic on the power efficiency of the amplifier 2 can be further reduced, and the reduction in power efficiency of the amplifier 2 can be further suppressed.

図4(b)は、第2の変形例に係る高調波処理回路10の構成を示すブロック図である。図4(b)に示す高調波処理回路10は、図2にて示した調整部11を2つ含んでいる。
この場合も、高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスの設定を複数通りに設定することができる。よって、高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Piの振幅に応じて調整することができる。この結果、2倍波が増幅器2の電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器2の電力効率低下をより抑制することができる。
FIG. 4B is a block diagram showing a configuration of the harmonic processing circuit 10 according to the second modification. The harmonic processing circuit 10 shown in FIG. 4B includes two adjustment units 11 shown in FIG.
Also in this case, the harmonic processing circuit 10 can set a plurality of load impedance settings for the second harmonic. Therefore, the harmonic processing circuit 10 can adjust the load impedance for the second harmonic according to the amplitude of the input signal Pi. As a result, the influence of the second harmonic on the power efficiency of the amplifier 2 can be reduced, and a decrease in the power efficiency of the amplifier 2 can be further suppressed.

図5は、第3の変形例に係る高調波処理回路10の構成を示すブロック図である。上記第1及び第2の変形例では、各調整部11が、スイッチ部14を1つ備えている場合を示したが、本例では、調整部11が、スイッチ部14を2つ備えている場合を示している。
図5に示す高調波処理回路10は、2つのスイッチ部(第1スイッチ部14a、第2スイッチ部14b)と、3つのインダクタンス素子(第1〜第3インダクタンス素子13a〜13c)とを備えた調整部11を1つ含んでいる。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the harmonic processing circuit 10 according to the third modification. In the first and second modifications, each adjustment unit 11 includes one switch unit 14. In this example, the adjustment unit 11 includes two switch units 14. Shows the case.
The harmonic processing circuit 10 illustrated in FIG. 5 includes two switch units (first switch unit 14a and second switch unit 14b) and three inductance elements (first to third inductance elements 13a to 13c). One adjustment unit 11 is included.

本例の調整部11は、図2に示した調整部11が有する第2インダクタンス素子13bの他端に、第2スイッチ部14bと、第3インダクタンス素子13cとを接続した構成とされている。
第3インダクタンス素子13cは、一端側が第2インダクタンス素子13bの他端に接続され他端側がオープン状態とされている。
The adjustment unit 11 of this example is configured such that the second switch unit 14b and the third inductance element 13c are connected to the other end of the second inductance element 13b included in the adjustment unit 11 illustrated in FIG.
The third inductance element 13c has one end connected to the other end of the second inductance element 13b and the other end opened.

第1スイッチ部14aは、上述のように、第1インダクタンス素子13aと、第2インダクタンス素子13bとの間に接続されている。
また、第2スイッチ部14bは、第2インダクタンス素子13bと、第3インダクタンス素子13cとの間に接続されている。
As described above, the first switch unit 14a is connected between the first inductance element 13a and the second inductance element 13b.
The second switch portion 14b is connected between the second inductance element 13b and the third inductance element 13c.

第1スイッチ部14aは、電源部16aと、PINダイオード17aと、抵抗器18aとを備えており、スイッチ部14(図2)と同様の機能を有している。
すなわち、第1スイッチ部14aは、上述のように、第1インダクタンス素子13aと、第2インダクタンス素子13bとを切断可能に接続している。なお、第1スイッチ部14aの構成は、図2で示したスイッチ部14と同様なので各部の説明は省略する。
The first switch unit 14a includes a power supply unit 16a, a PIN diode 17a, and a resistor 18a, and has the same function as the switch unit 14 (FIG. 2).
That is, as described above, the first switch portion 14a connects the first inductance element 13a and the second inductance element 13b so as to be cut off. The configuration of the first switch section 14a is the same as that of the switch section 14 shown in FIG.

第2スイッチ部14bは、電源部16bと、PINダイオード17bとを備えている。第2スイッチ部14bも、スイッチ部14(図2)と同様の機能を有しており、第2インダクタンス素子13bと、第3インダクタンス素子13cとを切断可能に接続している。
なお、第2スイッチ部14bのPINダイオード17bは、カソード側が信号線路7側となるように接続されているとともに、電源部16bの接続部よりも前段に接続されている。
この場合、電源部16bが分岐線路15に対して正電圧を印加すると、PINダイオード17bには順方向の電圧が作用し、第1スイッチ部14aの抵抗器18の接地端に向けて電流が流れる。これによって、PINダイオード17bの前段側と後段側とを電気的に接続する。
このように、第2スイッチ部14bは、第1スイッチ部14aの抵抗器18を利用するように構成されている。
The second switch unit 14b includes a power supply unit 16b and a PIN diode 17b. The second switch part 14b also has the same function as the switch part 14 (FIG. 2), and connects the second inductance element 13b and the third inductance element 13c so as to be cut off.
The PIN diode 17b of the second switch section 14b is connected so that the cathode side is on the signal line 7 side, and is connected upstream of the connection section of the power supply section 16b.
In this case, when the power supply unit 16b applies a positive voltage to the branch line 15, a forward voltage acts on the PIN diode 17b, and a current flows toward the ground terminal of the resistor 18 of the first switch unit 14a. . As a result, the front side and the rear side of the PIN diode 17b are electrically connected.
Thus, the 2nd switch part 14b is comprised so that the resistor 18 of the 1st switch part 14a may be utilized.

各インダクタンス素子13a,13b,13cは、第1スイッチ部14a、及び第2スイッチ部14bを介して直列に接続されている。また、第3インダクタンス素子13cの他端はオープン状態であるので、両スイッチ部14a,14bが接続状態である場合、調整部11は、信号線路7に接続されたオープンスタブを構成する。調整部11が前記オープンスタブを構成する場合のインダクタンスは、各インダクタンス素子13a,13b,13cによって定まる。   Each inductance element 13a, 13b, 13c is connected in series via the first switch part 14a and the second switch part 14b. Further, since the other end of the third inductance element 13c is in an open state, when both the switch portions 14a and 14b are in a connected state, the adjustment unit 11 constitutes an open stub connected to the signal line 7. Inductance when the adjustment unit 11 constitutes the open stub is determined by the inductance elements 13a, 13b, and 13c.

また、調整部11は、第1スイッチ部14aが接続状態、第2スイッチ部14bが切断状態である場合、PINダイオード17bにより終端される。よってこの場合、調整部11は、PINダイオード17bよりも上段に位置する第1インダクタンス素子13a及び第2インダクタンス素子13bによって定まるインダクタンスを有するスタブを構成する。
また、調整部11は、第1スイッチ部14aが切断状態である場合、第1スイッチ部14aのPINダイオード17aにより終端される。よってこの場合、調整部11は、PINダイオード17aより上段に接続された第1インダクタンス素子13aによって定まるインダクタンスを有するスタブを構成する。
The adjustment unit 11 is terminated by the PIN diode 17b when the first switch unit 14a is connected and the second switch unit 14b is disconnected. Therefore, in this case, the adjustment unit 11 constitutes a stub having an inductance determined by the first inductance element 13a and the second inductance element 13b located on the upper stage than the PIN diode 17b.
Further, the adjustment unit 11 is terminated by the PIN diode 17a of the first switch unit 14a when the first switch unit 14a is in a disconnected state. Therefore, in this case, the adjustment unit 11 constitutes a stub having an inductance determined by the first inductance element 13a connected to the upper stage from the PIN diode 17a.

本例の調整部11も、第1及び第2の変形例と同様、全てのインダクタンス素子13a,13b,13cが接続された状態におけるオープンスタブとしてのライン長が、1/4λ ± 1/8λ以内の長さに設定されている。   Similarly to the first and second modifications, the adjusting unit 11 of this example has a line length as an open stub in a state where all the inductance elements 13a, 13b, and 13c are connected within 1 / 4λ ± 1 / 8λ. Is set to the length of

制御部12は、負荷制御部4c(図1)からの入力信号Piの振幅情報に基づいて、両スイッチ部14a,14bをそれぞれ独立して制御する。
この場合、制御部12は、両スイッチ部14a,14bを共に接続状態とすることで、全てのインダクタンス素子13a,13b,13cを直列に接続する場合、第1スイッチ部14aを接続状態とし、第2スイッチ部14bを切断状態とすることで、第1インダクタンス素子13aと、第2インダクタンス素子13bとを信号線路7に接続する場合、及び、第1スイッチ部14aを切断状態とすることで、第1インダクタンス素子13aのみを接続する場合の3通りの設定のいずれかを選択するように制御する。
The control unit 12 controls both switch units 14a and 14b independently based on the amplitude information of the input signal Pi from the load control unit 4c (FIG. 1).
In this case, the control unit 12 places both the switch units 14a and 14b in the connected state, and when all the inductance elements 13a, 13b and 13c are connected in series, the first switch unit 14a is set in the connected state, 2 When the switch part 14b is in the disconnected state, the first inductance element 13a and the second inductance element 13b are connected to the signal line 7, and the first switch part 14a is in the disconnected state. Control is performed so as to select one of three settings when only one inductance element 13a is connected.

従って、調整部11のインダクタンスは、全てのインダクタンス素子13a,13b,13cを直列に信号線路7に接続したときのインダクタンス、第1インダクタンス素子13aと、第2インダクタンス素子13bとを接続したときのインダクタンス、及び、第1インダクタンス素子13aのみを接続したときのインダクタンスの3通りに設定することができる。   Therefore, the inductance of the adjusting unit 11 is the inductance when all the inductance elements 13a, 13b, and 13c are connected in series to the signal line 7, and the inductance when the first inductance element 13a and the second inductance element 13b are connected. And, it is possible to set three types of inductance when only the first inductance element 13a is connected.

これによって、高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを3通りに設定することができる。よって、高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Piの振幅に応じて調整することができる。この結果、2倍波が増幅器2の電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器2の電力効率低下をより抑制することができる。   Thereby, the harmonic processing circuit 10 can set the load impedance for the second harmonic in three ways. Therefore, the harmonic processing circuit 10 can adjust the load impedance for the second harmonic according to the amplitude of the input signal Pi. As a result, the influence of the second harmonic on the power efficiency of the amplifier 2 can be reduced, and a decrease in the power efficiency of the amplifier 2 can be further suppressed.

図6は、第4の変形例に係る高調波処理回路10の構成を示すブロック図である。本例の調整部11は、分岐線路15に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子30と、インダクタンス素子30の後段に接続されたバラクタダイオード31とを備えている。
バラクタダイオード31は、カソード側がインダクタンス素子30に接続されており、、アノード側が接地されている。
インダクタンス素子30は、一端が信号線路7側に接続され、他端には上述のようにバラクタダイオード31のカソード側が接続されている。よって、このインダクタンス素子30は、バラクタダイオード31によって終端されている。
このため、本例の調整部11は、インダクタンス素子30を含んだスタブを構成している。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the harmonic processing circuit 10 according to the fourth modification. The adjustment unit 11 of this example includes an inductance element 30 having a predetermined inductance connected to the branch line 15 and a varactor diode 31 connected to a subsequent stage of the inductance element 30.
The varactor diode 31 has a cathode side connected to the inductance element 30 and an anode side grounded.
The inductance element 30 has one end connected to the signal line 7 side and the other end connected to the cathode side of the varactor diode 31 as described above. Therefore, the inductance element 30 is terminated by the varactor diode 31.
For this reason, the adjustment part 11 of this example constitutes a stub including the inductance element 30.

本例の調整部11も、第1及び第2の変形例と同様、スタブとしてのライン長が、1/4λ ± 1/8λ以内の長さに設定されている。   Similarly to the first and second modified examples, the adjusting unit 11 of this example has a line length as a stub set to a length within 1 / 4λ ± 1 / 8λ.

インダクタンス素子30の前段に接続された電源部16は、制御部12による制御に基づいて、接続線路33に正電圧を印加する。また、電源部16は、印加電圧を所定の範囲で設定することができる。   The power supply unit 16 connected to the previous stage of the inductance element 30 applies a positive voltage to the connection line 33 based on control by the control unit 12. The power supply unit 16 can set the applied voltage within a predetermined range.

ここで、電源部16が分岐線路15に正電圧を印加すると、バラクタダイオード31には、印加電圧によって逆電圧が作用する。つまり、バラクタダイオード31への逆電圧は、電源部16の印加電圧の設定によって定まる。
よって、電源部16の印加電圧を調整すれば、バラクタダイオード31への逆電圧を調整することができ、この結果、バラクタダイオード31のキャパシタンスを変更することができる。つまり、バラクタダイオード31は、自己の有するキャパシタンスが変更可能な可変容量素子を構成している。
Here, when the power supply unit 16 applies a positive voltage to the branch line 15, a reverse voltage acts on the varactor diode 31 by the applied voltage. That is, the reverse voltage to the varactor diode 31 is determined by the setting of the applied voltage of the power supply unit 16.
Therefore, by adjusting the voltage applied to the power supply unit 16, the reverse voltage to the varactor diode 31 can be adjusted. As a result, the capacitance of the varactor diode 31 can be changed. That is, the varactor diode 31 constitutes a variable capacitance element that can change its own capacitance.

バラクタダイオード31のキャパシタンスが変化すると、調整部11全体としてのインピーダンスを変化させることができる。
これによって、本例の高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
When the capacitance of the varactor diode 31 changes, the impedance of the adjustment unit 11 as a whole can be changed.
Thereby, the harmonic processing circuit 10 of this example can adjust the load impedance with respect to the second harmonic.

制御部12は、負荷制御部4c(図1)からの入力信号Piの振幅情報に基づいて、電源部16の印加電圧を調整する。
本例の制御部12は、入力信号の振幅レベルに応じた電源部16の印加電圧の設定値に関する情報を、制御情報として記憶している。
The control unit 12 adjusts the voltage applied to the power supply unit 16 based on the amplitude information of the input signal Pi from the load control unit 4c (FIG. 1).
The control unit 12 of this example stores information regarding the set value of the applied voltage of the power supply unit 16 according to the amplitude level of the input signal as control information.

入力信号の振幅レベルに応じた電源部16の印加電圧の設定値は、増幅器の電力効率が最適となる、入力信号Piの振幅と、2倍波に対する負荷インピーダンスとの関係に基づいて設定される。すなわち、前記関係を予め把握しておき、入力信号Piの振幅レベルに対して、負荷インピーダンスが前記関係に近似するような印加電圧の設定値を取得する。取得した設定値を制御情報として、制御部12に記憶させる。   The set value of the applied voltage of the power supply unit 16 according to the amplitude level of the input signal is set based on the relationship between the amplitude of the input signal Pi and the load impedance with respect to the second harmonic wave, which optimizes the power efficiency of the amplifier. . That is, the relationship is grasped in advance, and a set value of the applied voltage is obtained such that the load impedance approximates the relationship with respect to the amplitude level of the input signal Pi. The acquired setting value is stored in the control unit 12 as control information.

本例の高調波処理回路10は、制御部12が印加電圧を調整することにより、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
よって、高調波処理回路10は、2倍波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Piの振幅に応じて調整することができる。この結果、2倍波が電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器の電力効率低下をより抑制することができる。
The harmonic processing circuit 10 of this example can adjust the load impedance with respect to the second harmonic by the controller 12 adjusting the applied voltage.
Therefore, the harmonic processing circuit 10 can adjust the load impedance for the second harmonic according to the amplitude of the input signal Pi. As a result, the influence of the second harmonic on the power efficiency can be reduced, and the reduction in the power efficiency of the amplifier can be further suppressed.

この場合、制御部12が印加電圧を無段階に調整すれば、2倍波に対する負荷インピーダンスも無段階に調整することができる。このため、前記関係に近似するように、より好適に2倍波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。   In this case, if the control unit 12 adjusts the applied voltage steplessly, the load impedance for the second harmonic can also be adjusted steplessly. For this reason, the load impedance with respect to the second harmonic can be adjusted more suitably so as to approximate the relationship.

なお、上記各例は、例示的に示したものであり、例えば、図2に示した高調波処理回路10の調整部11において、スイッチ部14の前段に設けた第1インダクタンス素子13aを省略することもできる。
また、図4(a)では、3つの調整部11を、互いに異なる分岐箇所となるように信号線路7に接続した場合を示したが、より多くの調整部11を接続してもよい。
さらに、図4(a)のように互いに異なる分岐箇所に接続した複数の調整部11の内、少なくともいずれか1つの調整部11については、図4(b)で示したように同一の分岐箇所に複数の調整部11を接続する構成とすることもできる。
また、図4(b)では、同一の分岐箇所に2つの調整部11を接続した場合を示したが、より多数の調整部11を接続してもよい。
Each of the above examples is exemplarily shown. For example, in the adjustment unit 11 of the harmonic processing circuit 10 illustrated in FIG. 2, the first inductance element 13 a provided in the previous stage of the switch unit 14 is omitted. You can also.
4A shows the case where the three adjustment units 11 are connected to the signal line 7 so as to be different from each other. However, more adjustment units 11 may be connected.
Furthermore, as shown in FIG. 4 (b), at least one of the plurality of adjustment units 11 connected to different branch locations as shown in FIG. 4 (a), the same branch location as shown in FIG. 4 (b). A plurality of adjusting units 11 may be connected to the same.
4B shows a case where two adjustment units 11 are connected to the same branch location, a larger number of adjustment units 11 may be connected.

また、図5では、2つのスイッチ部14a,14bと、3つのインダクタンス素子13a,13b,13cを信号線路7からみて交互に配置した場合を示したが、スイッチ部を3つ以上直列に接続してもよいし、それに応じて、より多くのインダクタンス素子を接続してもよい。
また、調整部11そのものを直列に多数接続してもよい。
さらに、上記図2、4、5、及び6で示した各調整部11を混在させて信号線路7に接続してもよい。
FIG. 5 shows a case where two switch parts 14a and 14b and three inductance elements 13a, 13b and 13c are alternately arranged when viewed from the signal line 7, but three or more switch parts are connected in series. Alternatively, more inductance elements may be connected accordingly.
Further, a large number of adjusting units 11 themselves may be connected in series.
Furthermore, the adjustment units 11 shown in FIGS. 2, 4, 5, and 6 may be mixed and connected to the signal line 7.

また、上記各例では、調整部11は、二次高調波(2倍波)に対する負荷インピーダンスを調整するように構成したが、三次高調波等、より高次の高調波に対する負荷インピーダンスを調整するように構成してもよい。   In each of the above examples, the adjustment unit 11 is configured to adjust the load impedance with respect to the second harmonic (second harmonic), but adjusts the load impedance with respect to higher harmonics such as the third harmonic. You may comprise as follows.

さらに、図4(a)や(b)に示すように、複数の調整部11を含んだ高調波処理回路10において、複数の調整部11が、互いに異なる複数の高調波それぞれに対応するものであってもよい。
この場合、複数の高調波それぞれに対する負荷インピーダンスを個別に調整することで、各高調波の影響を低減することができ、増幅器の電力効率低下をさらに抑制することができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 4A and 4B, in the harmonic processing circuit 10 including the plurality of adjustment units 11, the plurality of adjustment units 11 correspond to a plurality of different harmonics, respectively. There may be.
In this case, by individually adjusting the load impedance for each of the plurality of harmonics, it is possible to reduce the influence of each harmonic and further suppress the power efficiency reduction of the amplifier.

また、上記実施形態の高調波処理回路は、増幅器2の後段に接続され、信号線路7における出力信号Poに含まれる高調波に対して処理を行う場合を例示したが、高調波処理回路は、増幅器2の前段に設け、増幅器2前段において入力信号Piに含まれる高調波に対して処理を行うように構成してもよいし、負荷変動部3の後段に設けてもよい。   Moreover, although the harmonic processing circuit of the said embodiment was connected to the back | latter stage of the amplifier 2 and illustrated the case where it processes with respect to the harmonic contained in the output signal Po in the signal track | line 7, It may be provided before the amplifier 2 and may be configured to perform processing on the harmonics included in the input signal Pi before the amplifier 2, or may be provided after the load changing unit 3.

〔2. 第2の実施形態〕
図7は、第2の実施形態に係る増幅装置50の構成を示すブロック図である。この増幅装置50は、ET方式(SM方式)に準拠した回路構成を有している。つまり、この増幅装置1の増幅器51には、電源変調部52により、入力信号Piに基づいて変調された電源電圧(以下、ドレイン電圧ともいう)が与えられる。
[2. Second Embodiment]
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the amplifying apparatus 50 according to the second embodiment. The amplifying apparatus 50 has a circuit configuration conforming to the ET system (SM system). That is, the power supply voltage (hereinafter also referred to as a drain voltage) modulated by the power supply modulation unit 52 based on the input signal Pi is applied to the amplifier 51 of the amplification device 1.

電源変調部52は、入力信号Piを検波してエンベロープ信号を取り出す検波部52aと、エンベロープ信号に対して電力−電圧変換を行い増幅器51にドレイン電圧を与える電圧制御部52bとを備えている。   The power supply modulation unit 52 includes a detection unit 52 a that detects an input signal Pi and extracts an envelope signal, and a voltage control unit 52 b that performs power-voltage conversion on the envelope signal and applies a drain voltage to the amplifier 51.

入力信号Piが、ゲート信号として増幅器51に与えられるとき、電圧制御部52bは、エンベロープ信号に応じて変調されたドレイン電圧を増幅器51に与える。
ここで、電圧制御部52bは、入力信号Piの振幅に応じて変調されたドレイン電圧を与えるので、必要な電力だけ増幅器51に与えることができる。これによって、増幅器51の電力効率を高めている。
増幅器51の出力信号Poは、図示しないアンテナ等が接続される出力端53に与えられる。増幅器51と、出力端53とは、信号線路54によって接続されている。
接続線路54には、増幅器51の出力信号Poに含まれる高調波の整合を行うための整合基板やワイヤ等(図示省略)が配置されている。
When the input signal Pi is supplied to the amplifier 51 as a gate signal, the voltage control unit 52b supplies the amplifier 51 with a drain voltage modulated according to the envelope signal.
Here, since the voltage control unit 52b provides the drain voltage modulated according to the amplitude of the input signal Pi, only the necessary power can be provided to the amplifier 51. Thereby, the power efficiency of the amplifier 51 is increased.
The output signal Po of the amplifier 51 is given to an output terminal 53 to which an antenna (not shown) is connected. The amplifier 51 and the output end 53 are connected by a signal line 54.
The connection line 54 is provided with a matching substrate, a wire, and the like (not shown) for matching harmonics included in the output signal Po of the amplifier 51.

増幅器51と出力端53との間には、高調波処理回路10が接続されている。高調波処理回路10は、信号線路54に接続されており、出力信号Poに含まれる高調波に関する処理を行う機能を有している。   The harmonic processing circuit 10 is connected between the amplifier 51 and the output terminal 53. The harmonic processing circuit 10 is connected to the signal line 54 and has a function of performing processing related to harmonics included in the output signal Po.

本実施形態の高調波処理回路10は、基本的に第1の実施形態によって示した高調波処理回路10(図2、4、5、及び6参照)と同じ構成を有している。
本実施形態の高調波処理回路10は、増幅器51の入力信号Piの振幅に関する情報を、検波部52aから取得する点において、第1の実施形態の高調波処理回路10と相違している。
The harmonic processing circuit 10 of the present embodiment basically has the same configuration as the harmonic processing circuit 10 (see FIGS. 2, 4, 5, and 6) shown in the first embodiment.
The harmonic processing circuit 10 of the present embodiment is different from the harmonic processing circuit 10 of the first embodiment in that information regarding the amplitude of the input signal Pi of the amplifier 51 is acquired from the detection unit 52a.

検波部52aが入力信号Piから取り出すエンベロープ信号は、入力信号Pi、及び増幅器51の出力信号Poの振幅を示している。
本実施形態の高調波処理回路10は、検波部52aが取り出すエンベロープ信号より、増幅器51の入力信号Piの振幅に関する情報を取得する。
The envelope signal extracted from the input signal Pi by the detector 52a indicates the amplitude of the input signal Pi and the output signal Po of the amplifier 51.
The harmonic processing circuit 10 of the present embodiment acquires information related to the amplitude of the input signal Pi of the amplifier 51 from the envelope signal extracted by the detection unit 52a.

本実施形態の高調波処理回路10の制御部12は、本実施形態の増幅器51の電力効率が最適となる、増幅器51の入力信号Piの振幅と、2倍波に対する負荷インピーダンスとの関係に基づいて設定された制御情報を記憶している。
これによって、本実施形態の高調波処理回路10は、上記第1の実施形態と同様、2倍波が増幅器2の電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器2の電力効率低下をより抑制することができる。
The control unit 12 of the harmonic processing circuit 10 of the present embodiment is based on the relationship between the amplitude of the input signal Pi of the amplifier 51 and the load impedance with respect to the second harmonic, at which the power efficiency of the amplifier 51 of the present embodiment is optimal. The control information set is stored.
As a result, the harmonic processing circuit 10 of the present embodiment can reduce the influence of the second harmonic on the power efficiency of the amplifier 2 as in the first embodiment, and can further reduce the power efficiency of the amplifier 2. Can be suppressed.

なお、上記実施形態の高調波処理回路は、増幅器51の後段に接続され、出力信号Poに含まれる高調波に対して処理を行う場合を例示したが、高調波処理回路は、増幅器51の前段に設けて入力信号Piに含まれる高調波に対する処理を行うように構成してもよいし、出力端53の後段に設けてもよい。   Although the harmonic processing circuit of the above embodiment is connected to the subsequent stage of the amplifier 51 and performs processing on the harmonics included in the output signal Po, the harmonic processing circuit is an upstream stage of the amplifier 51. May be configured to perform processing on harmonics included in the input signal Pi, or may be provided after the output terminal 53.

〔3. シミュレーションによる検証結果〕
本発明者は、上記実施形態にて示した高調波処理回路10について、コンピュータを用いたシミュレーションによって、その効果を検証するための試験を行った。
検証試験は、高調波処理回路10の構成について、LM方式及びSM方式それぞれの増幅装置1に対して複数のモデルを設定した。そしてこれらモデルにおける高調波に対する負荷インピーダンスをシミュレーションによって求めた。
[3. (Verification result by simulation)
The inventor conducted a test for verifying the effect of the harmonic processing circuit 10 shown in the above embodiment by simulation using a computer.
In the verification test, with respect to the configuration of the harmonic processing circuit 10, a plurality of models were set for the amplifying apparatuses 1 of the LM method and the SM method. And the load impedance to the harmonics in these models was obtained by simulation.

上記シミュレーションの結果から、高調波に対する負荷インピーダンスが調整可能かどうかを確認するとともに、本実施形態の高調波処理回路による、増幅器の電力効率に対する影響を評価した。   From the simulation results, it was confirmed whether or not the load impedance for the harmonics can be adjusted, and the influence on the power efficiency of the amplifier by the harmonic processing circuit of the present embodiment was evaluated.

〔3.1 LM方式の増幅装置における第1のモデル〕
図8は、LM方式の増幅装置に接続された第1のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。図中、増幅器2(図1)側の負荷抵抗を再現する負荷抵抗60と、負荷変動部3(図1)の負荷抵抗を再現する負荷抵抗61とが、信号線路7により接続されている。
[3.1 First Model in LM Amplifier]
FIG. 8 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the first model connected to the LM amplification device. In the figure, a load resistor 60 that reproduces the load resistance on the amplifier 2 (FIG. 1) side and a load resistor 61 that reproduces the load resistance of the load changing unit 3 (FIG. 1) are connected by a signal line 7.

信号線路7は、ワイヤ62や、整合基板63、テーパ線路64、リボン65、ジャンクション部66等を含んで構成されている。信号線路7を構成しているこれら部材は、高調波のインピーダンス整合を行うことができるように選定配置されている。
第1のモデルに係る高調波処理回路10は、信号線路7に含まれているT型のジャンクション部66に接続されている。
この高調波処理回路10は、1つの調整部11を含んで構成されている。調整部11は、電源部16、PINダイオード17、及び抵抗器18からなるスイッチ部14と、スイッチ部14の後段に接続されたインダクタンス素子13とを1つづつ備えている。調整部11の機能については上記第1の実施形態及び図2で説明した通りであり、スイッチ部14を断続することによって、2倍波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整することができる。
なお、図2で示した調整部11は、スイッチ部14の前段に接続された第1インダクタンス素子13aと、スイッチ部14の後段に接続された第2インダクタンス素子13bとを備えている。一方、第1のモデルの調整部11は、調整部11の後段にのみインダクタンス素子が接続されている。この場合でも、第1のモデルの調整部11は、スイッチ部14を断続することによって、2倍波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整する機能を備えている。
The signal line 7 includes a wire 62, a matching substrate 63, a taper line 64, a ribbon 65, a junction portion 66, and the like. These members constituting the signal line 7 are selectively arranged so that harmonic impedance matching can be performed.
The harmonic processing circuit 10 according to the first model is connected to a T-type junction unit 66 included in the signal line 7.
The harmonic processing circuit 10 includes a single adjustment unit 11. The adjustment unit 11 includes a switch unit 14 including a power supply unit 16, a PIN diode 17, and a resistor 18, and one inductance element 13 connected to the subsequent stage of the switch unit 14. The function of the adjustment unit 11 is as described in the first embodiment and FIG. 2, and the load impedance for the second harmonic can be selectively adjusted by intermittently switching the switch unit 14.
2 includes a first inductance element 13a connected to the front stage of the switch section 14 and a second inductance element 13b connected to the rear stage of the switch section 14. The adjustment section 11 shown in FIG. On the other hand, the adjustment unit 11 of the first model has an inductance element connected only to the subsequent stage of the adjustment unit 11. Even in this case, the adjustment unit 11 of the first model has a function of selectively adjusting the load impedance with respect to the second harmonic by intermittently switching the switch unit 14.

また、基本波の周波数は、2.14GHzに設定し、シミュレーションを行った。以下に示すLM方式の増幅装置によるモデルについても、基本波の周波数を2.14GHzに設定し、シミュレーションを行った。   The frequency of the fundamental wave was set to 2.14 GHz and simulation was performed. For the model based on the LM amplification device shown below, the fundamental frequency was set to 2.14 GHz, and the simulation was performed.

表1は、第1のモデル(図8の回路)における、2倍波(周波数4.28GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果であり、図9は、求めた2倍波に対する負荷インピーダンスをプロットしたスミスチャートである。   Table 1 shows the result of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency 4.28 GHz) in the first model (circuit of FIG. 8), and FIG. 9 plots the obtained load impedance for the second harmonic. It is a Smith chart.

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表1では、2倍波に対する負荷インピーダンスに相当する値として、Sパラメータ(反射係数の大きさ(MAG)及び位相(ANG))を示している。
表1に示すように、スイッチ部14を切断状態にしたときの2倍波の位相(ANG)は、51度となり、スイッチ部14を接続したときの2倍波の位相(ANG)は、31度となった。
また、図9中、太線で示した実線は、スイッチ部14が切断状態のときのインピーダンス特性を示しており、一点鎖線は、スイッチ部14が接続状態のときのインピーダンス特性を示している。各線上に表した丸印は、求めた2倍波に対する負荷インピーダンスをプロットしたものである。
In Table 1, S parameters (reflection coefficient magnitude (MAG) and phase (ANG)) are shown as values corresponding to the load impedance for the second harmonic.
As shown in Table 1, the phase (ANG) of the second harmonic when the switch unit 14 is disconnected is 51 degrees, and the phase (ANG) of the second harmonic when the switch unit 14 is connected is 31. It was time.
In FIG. 9, a solid line indicated by a bold line indicates an impedance characteristic when the switch unit 14 is in a disconnected state, and a one-dot chain line indicates an impedance characteristic when the switch unit 14 is in a connected state. The circles shown on each line plot the load impedance with respect to the obtained second harmonic.

表1及び図9から、第1のモデルによる高調波処理回路10は、スイッチ部14の断続によって、2倍波の位相をずらし、負荷インピーダンスを2通りに調整できることが判る。   From Table 1 and FIG. 9, it can be seen that the harmonic processing circuit 10 according to the first model can adjust the load impedance in two ways by shifting the phase of the second harmonic by the switching of the switch unit 14.

また、表2は、第1のモデル(図8)の回路における、3倍波(周波数6.42GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。また、図9中、各線上に表した三角印は、求めた3倍波に対する負荷インピーダンスをプロットしたものである。   Table 2 shows the results of obtaining the load impedance for the third harmonic (frequency: 6.42 GHz) in the circuit of the first model (FIG. 8). Further, in FIG. 9, the triangular marks shown on each line are plots of the obtained load impedance with respect to the third harmonic.

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表2及び図9に示すように、第1のモデルによる高調波処理回路10は、スイッチ部14の断続によって、3倍波の位相及び負荷インピーダンスについても調整できることが確認できる。   As shown in Table 2 and FIG. 9, it can be confirmed that the harmonic processing circuit 10 according to the first model can adjust the phase and load impedance of the third harmonic wave by the switching of the switch unit 14.

〔3.2 LM方式の増幅装置における第2のモデル〕
図10は、LM方式の増幅装置に接続された第2のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。図中、信号線路7に含まれているワイヤ62や、整合基板63、テーパ線路64、リボン65、ジャンクション部66等は、図8にて示した信号線路7とは、配置や配列が異なっている。
第2のモデルに係る高調波処理回路10は、信号線路7に含まれているクロス型のジャンクション部66に接続されている。ジャンクション部66の信号線路7に交差する両接続端には、調整部11が1つづつ接続されている。
すなわち、この高調波処理回路10は、2つの調整部11(第1調整部11a、第2調整部11b)を含んで構成されている。両調整部11a,11bは、クロス型のジャンクション部66を用いて接続されることで、信号線路7に対する分岐箇所が同一である。
両調整部11a,11bの構成は、第1のモデルの調整部11と同様である。
[3.2 Second Model in LM Amplifier]
FIG. 10 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the second model connected to the LM amplification device. In the drawing, the wire 62, the matching substrate 63, the taper line 64, the ribbon 65, the junction portion 66, and the like included in the signal line 7 are different in arrangement and arrangement from the signal line 7 shown in FIG. Yes.
The harmonic processing circuit 10 according to the second model is connected to a cross-type junction unit 66 included in the signal line 7. One adjustment section 11 is connected to each connection end of the junction section 66 that intersects the signal line 7.
That is, the harmonic processing circuit 10 includes two adjustment units 11 (a first adjustment unit 11a and a second adjustment unit 11b). Both adjustment parts 11a and 11b are connected using the cross-type junction part 66, and the branch location with respect to the signal line 7 is the same.
The configuration of both adjustment units 11a and 11b is the same as that of the adjustment unit 11 of the first model.

表3は、第2のモデル(図10の回路)における、2倍波(周波数4.28GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 3 shows the results of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency: 4.28 GHz) in the second model (circuit of FIG. 10).

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表3に示すように、第2のモデルによる高調波処理回路10は、第1調整部11aと第2調整部11bそれぞれのスイッチ部14の断続の組み合わせによって、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを4通りに調整できることが確認できる。   As shown in Table 3, the harmonic processing circuit 10 according to the second model has the second harmonic phase and the load impedance depending on the intermittent combination of the switch units 14 of the first adjustment unit 11a and the second adjustment unit 11b. Can be adjusted in four ways.

〔3.3 LM方式の増幅装置における第3のモデル〕
図11は、LM方式の増幅装置に接続された第3のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。図中、信号線路7は、ワイヤ62や、整合基板63、テーパ線路64、リボン65を含んでいる。また信号線路7は、クロス型ジャンクション部66aと、T型ジャンクション部66bとをさらに含んでいる。
[3.3 Third Model in LM Amplifier]
FIG. 11 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the third model connected to the LM amplification device. In the figure, the signal line 7 includes a wire 62, a matching substrate 63, a tapered line 64, and a ribbon 65. The signal line 7 further includes a cross-type junction portion 66a and a T-type junction portion 66b.

第3のモデルに係る高調波処理回路10は、信号線路7に含まれているクロス型ジャンクション部66aと、T型ジャンクション部66bとに接続されている。この高調波処理回路10は、3つの調整部11(第1調整部11a、第2調整部11b、第3調整部11c)を含んで構成されている。
クロス型ジャンクション部66aの信号線路7に交差する両接続端には、第1及び第2調整部11a,11bが1つづつ接続されている。また、T型ジャンクション部66bには、第3調整部11cが1つ接続されている。
すなわち、第1及び第2調整部11a,11bは、クロス型ジャンクション部66aを用いて接続されることで、信号線路7に対する分岐箇所が同一である。第3調整部11cは、T型ジャンクション部66bによって、第1及び第2調整部11b,11cとは異なる箇所に接続されている。
各調整部11a,11b,11cの構成は、第1のモデルの調整部11と同様である。
The harmonic processing circuit 10 according to the third model is connected to a cross-type junction portion 66a and a T-type junction portion 66b included in the signal line 7. The harmonic processing circuit 10 includes three adjustment units 11 (a first adjustment unit 11a, a second adjustment unit 11b, and a third adjustment unit 11c).
The first and second adjusting portions 11a and 11b are connected to the connection ends of the cross-type junction portion 66a that intersect the signal line 7 one by one. In addition, one third adjusting unit 11c is connected to the T-type junction unit 66b.
That is, the 1st and 2nd adjustment parts 11a and 11b are connected using the cross-type junction part 66a, and the branch location with respect to the signal track | line 7 is the same. The 3rd adjustment part 11c is connected to the location different from the 1st and 2nd adjustment parts 11b and 11c by the T-shaped junction part 66b.
The configuration of each of the adjustment units 11a, 11b, and 11c is the same as that of the adjustment unit 11 of the first model.

表4は、第3のモデル(図11の回路)における、2倍波(周波数4.28GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 4 shows the result of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency: 4.28 GHz) in the third model (circuit of FIG. 11).

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表4に示すように、第3のモデルによる高調波処理回路10は、第1調整部11a、第2調整部11b、及び第3調整部11cそれぞれのスイッチ部14の断続の組み合わせによって、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを8通りに調整できることが確認できる。   As shown in Table 4, the harmonic processing circuit 10 according to the third model is doubled by the intermittent combination of the switch units 14 of the first adjustment unit 11a, the second adjustment unit 11b, and the third adjustment unit 11c. It can be confirmed that the wave phase and the load impedance can be adjusted in eight ways.

〔3.4 LM方式の増幅装置における第4のモデル〕
図12は、LM方式の増幅装置に接続された第4のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。図中、信号線路7は、ワイヤ62や、整合基板63、テーパ線路64、リボン65、ジャンクション部66を含んでいる。
第4のモデルに係る高調波処理回路10は、信号線路7に含まれているT型のジャンクション部66に接続されている。
この高調波処理回路10は、1つの調整部11を含んで構成されている。この調整部11は、電源部16と、インダクタンス素子30と、バラクタダイオード31とを備えており、上記第1の実施形態の第4の変形例(図6)にて説明した調整部11と同様の構成である。
バラクタダイオード31を用いた調整部11の機能については第1の実施形態の第4の変形例にて説明した通りであり、電源部16の印加電圧を調整することによって、2倍波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
[3.4 Fourth Model in LM Amplifier]
FIG. 12 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the fourth model connected to the LM amplification device. In the figure, the signal line 7 includes a wire 62, a matching substrate 63, a taper line 64, a ribbon 65, and a junction portion 66.
The harmonic processing circuit 10 according to the fourth model is connected to a T-type junction unit 66 included in the signal line 7.
The harmonic processing circuit 10 includes a single adjustment unit 11. The adjustment unit 11 includes a power supply unit 16, an inductance element 30, and a varactor diode 31, and is the same as the adjustment unit 11 described in the fourth modification (FIG. 6) of the first embodiment. It is the composition.
The function of the adjustment unit 11 using the varactor diode 31 is as described in the fourth modification of the first embodiment. By adjusting the applied voltage of the power supply unit 16, the load impedance with respect to the second harmonic wave Can be adjusted.

表5は、第4のモデル(図12の回路)における、2倍波(周波数4.28GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果の一例である。
なお、第4のモデルでは、電源部16の印加電圧を無段階に調整すれば、2倍波に対する負荷インピーダンスも無段階に調整が可能であるが、ここでは、3つの電圧に設定したときの負荷インピーダンスを求めた。
Table 5 is an example of the result of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency: 4.28 GHz) in the fourth model (circuit of FIG. 12).
In the fourth model, if the applied voltage of the power supply unit 16 is adjusted steplessly, the load impedance for the second harmonic can be adjusted steplessly, but here, when the voltage is set to three voltages The load impedance was determined.

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表5に示すように、第4のモデルによる高調波処理回路10は、バラクタダイオード31の逆電圧(電源部16の印加電圧)を変更することで、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを調整できることが確認できる。   As shown in Table 5, the harmonic processing circuit 10 according to the fourth model adjusts the phase of the second harmonic and the load impedance by changing the reverse voltage of the varactor diode 31 (the voltage applied to the power supply unit 16). I can confirm that I can do it.

また、表6は、第4のモデル(図12の回路)における、3倍波(周波数6.42GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 6 shows the results of obtaining the load impedance for the third harmonic (frequency: 6.42 GHz) in the fourth model (circuit of FIG. 12).

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表6に示すように、第4のモデルによる高調波処理回路10は、バラクタダイオード31の逆電圧(電源部16の印加電圧)を変更することで、3倍波の位相及び負荷インピーダンスについても調整できることが確認できる。   As shown in Table 6, the harmonic processing circuit 10 according to the fourth model also adjusts the phase and load impedance of the third harmonic by changing the reverse voltage of the varactor diode 31 (the voltage applied to the power supply unit 16). I can confirm that I can do it.

〔3.5 LM方式の増幅装置における電力効率の評価結果〕
図13は、LM方式の増幅装置に、第3のモデルに係る高調波処理回路10を設けた場合の電力効率を求めた結果を示すグラフである。
図13中、横軸は、基本波の振幅(MAG)を示している。縦軸は、電力効率(%)を示している。
図中、実線100は、第3のモデルに係る高調波処理回路10を設けた場合の増幅器の電力効率を求めた結果を示している。一点鎖線101は、実質的に得ることが可能な電力効率の最大値(最大電力効率)を示している。また、破線102は、2倍波の位相(ANG)を50度に固定したときの電力効率を示している。
[3.5 Evaluation Results of Power Efficiency in LM Amplifier]
FIG. 13 is a graph showing the result of obtaining the power efficiency when the harmonic processing circuit 10 according to the third model is provided in the LM amplification device.
In FIG. 13, the horizontal axis indicates the amplitude (MAG) of the fundamental wave. The vertical axis represents power efficiency (%).
In the figure, a solid line 100 indicates the result of obtaining the power efficiency of the amplifier when the harmonic processing circuit 10 according to the third model is provided. An alternate long and short dash line 101 indicates the maximum value of power efficiency (maximum power efficiency) that can be substantially obtained. A broken line 102 indicates power efficiency when the phase of the second harmonic (ANG) is fixed at 50 degrees.

なお、第3のモデルに係る高調波処理回路10は、スイッチ部14を3つ備えており、8通りの負荷インピーダンスに調整可能である。第3のモデルに係る高調波処理回路10は、基本波の振幅に対して、最大限の電力効率が得られるように各スイッチ部14を制御するように設定されている。   Note that the harmonic processing circuit 10 according to the third model includes three switch units 14 and can be adjusted to eight load impedances. The harmonic processing circuit 10 according to the third model is set to control each switch unit 14 so as to obtain the maximum power efficiency with respect to the amplitude of the fundamental wave.

図13において、第3のモデルに係る高調波処理回路10の電力効率は、2倍波の位相を固定した場合と比較して、ほぼ全域に亘って、電力効率が高くなっていることが判る。また、第3のモデルに係る高調波処理回路10の電力効率は、2倍波の位相を固定した場合と比較して、最大電力効率により近似するように現れていることも判る。   In FIG. 13, it can be seen that the power efficiency of the harmonic processing circuit 10 according to the third model is higher over almost the entire region as compared with the case where the phase of the second harmonic wave is fixed. . It can also be seen that the power efficiency of the harmonic processing circuit 10 according to the third model appears to approximate the maximum power efficiency as compared to the case where the phase of the second harmonic wave is fixed.

このように、本実施形態の高調波処理回路によれば、LM方式の増幅装置の電力効率を、当該増幅器の最大電力効率により近づけることができ、電力効率低下を効果的に抑制することができることが確認できた。   As described above, according to the harmonic processing circuit of the present embodiment, the power efficiency of the LM amplification device can be made closer to the maximum power efficiency of the amplifier, and a reduction in power efficiency can be effectively suppressed. Was confirmed.

〔3.6 SM方式の増幅装置における第5のモデル〕
図14は、SM方式の増幅装置に接続された第5のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。図中、増幅器51(図7)側の負荷抵抗を再現する負荷抵抗70と、出力端53(図7)の負荷抵抗を再現する負荷抵抗71とが、信号線路7により接続されている。
信号線路7は、ワイヤ62や、整合基板63、テーパ線路64、リボン65等を含んで構成されている。信号線路7を構成しているこれら部材は、高調波のインピーダンス整合を行うことができるように選定配置されている。
第5のモデルに係る高調波処理回路10は、負荷抵抗70側に位置するワイヤ62と、これに隣接配置されているテーパ線路64との間に、ワイヤ67を介して接続されている。
[Fifth model in the amplifying device of the SM system]
FIG. 14 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the fifth model connected to the SM type amplification device. In the figure, a load resistor 70 for reproducing the load resistance on the amplifier 51 (FIG. 7) side and a load resistor 71 for reproducing the load resistance of the output end 53 (FIG. 7) are connected by a signal line 7.
The signal line 7 includes a wire 62, a matching substrate 63, a taper line 64, a ribbon 65, and the like. These members constituting the signal line 7 are selectively arranged so that harmonic impedance matching can be performed.
The harmonic processing circuit 10 according to the fifth model is connected via a wire 67 between a wire 62 located on the load resistor 70 side and a taper line 64 disposed adjacent thereto.

この高調波処理回路10は、2つの調整部11(第1調整部11a、第2調整部11b)を含んで構成されている。両調整部11a,11bは、それぞれがワイヤ67を介して信号線路7に接続されている。よって、両調整部11a,11bは、信号線路7に対する分岐箇所が同一である。
両調整部11a,11bの構成は、第1のモデルと同様である。なお、SM方式の増幅器に用いるための変更は適宜行っている。
The harmonic processing circuit 10 includes two adjustment units 11 (a first adjustment unit 11a and a second adjustment unit 11b). Both the adjusting sections 11 a and 11 b are connected to the signal line 7 via the wires 67. Therefore, both adjustment parts 11a and 11b have the same branching point with respect to the signal line 7.
The structure of both adjustment parts 11a and 11b is the same as that of a 1st model. Note that changes for use in the SM amplifier are made as appropriate.

また、基本波の周波数は、2.6GHzに設定し、シミュレーションを行った。以下に示すSM方式の増幅装置によるモデルについても、基本波の周波数を2.6GHzに設定し、シミュレーションを行った。   The frequency of the fundamental wave was set to 2.6 GHz and simulation was performed. For the model based on the SM amplification device shown below, the fundamental frequency was set to 2.6 GHz, and the simulation was performed.

表7は、第5のモデル(図14の回路)における、2倍波(周波数5.2GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 7 shows the results of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency: 5.2 GHz) in the fifth model (circuit of FIG. 14).

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表7に示すように、第5のモデルによる高調波処理回路10は、第1調整部11aと第2調整部11bそれぞれのスイッチ部14の断続の組み合わせによって、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを4通りに調整できることが確認できる。   As shown in Table 7, the harmonic processing circuit 10 according to the fifth model has the second harmonic phase and the load impedance depending on the intermittent combination of the switch units 14 of the first adjustment unit 11a and the second adjustment unit 11b. Can be adjusted in four ways.

〔3.7 SM方式の増幅装置における第6のモデル〕
図15は、SM方式の増幅装置に接続された第6のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。
第6のモデルに係る高調波処理回路10は、信号線路7に対して、第5のモデルとは異なる分岐箇所に接続されている点において相違している。
[Sixth model of 3.7-type amplification apparatus]
FIG. 15 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the sixth model connected to the SM type amplifying device.
The harmonic processing circuit 10 according to the sixth model is different from the signal line 7 in that it is connected to a branch point different from that of the fifth model.

第6のモデルに係る高調波処理回路10が有する2つの調整部11(第1調整部11a、第2調整部11b)は、テーパ線路64と、当該テーパ線路64よりも負荷抵抗71側に位置するワイヤ62との間に、ワイヤ67を介して接続されている。
両調整部11a,11bの構成は、第5のモデルと同様である。
The two adjustment units 11 (the first adjustment unit 11a and the second adjustment unit 11b) included in the harmonic processing circuit 10 according to the sixth model are positioned closer to the load resistor 71 than the taper line 64. A wire 67 is connected to the wire 62 to be connected.
The configuration of both adjustment units 11a and 11b is the same as that of the fifth model.

表8は、図15の回路における、2倍波(周波数5.2GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 8 shows the result of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency: 5.2 GHz) in the circuit of FIG.

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表8に示すように、第6のモデルによる高調波処理回路10は、第1調整部11aと第2調整部11bそれぞれのスイッチ部14の断続の組み合わせによって、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを4通りに調整できることが確認できる。   As shown in Table 8, the harmonic processing circuit 10 according to the sixth model has the second harmonic phase and the load impedance depending on the intermittent combination of the switch units 14 of the first adjustment unit 11a and the second adjustment unit 11b. Can be adjusted in four ways.

また、第5のモデルによる負荷インピーダンスと、本モデルの負荷インピーダンスとを比較すると、2倍波の位相の調整範囲が、互いに大きく異なっている。すなわち、第5のモデルによる場合の調整範囲は、55〜66度であるのに対し、本モデルによる調整範囲は、41.8〜55.2度であった。   Further, when the load impedance according to the fifth model is compared with the load impedance according to the present model, the adjustment range of the phase of the second harmonic is greatly different from each other. That is, the adjustment range in the case of the fifth model is 55 to 66 degrees, whereas the adjustment range in the present model is 41.8 to 55.2 degrees.

第5のモデルと第6のモデルとの違いは、高調波処理回路10(調整部11a,11b)の信号線路7に対する取り付け位置のみである。
よって、このことから、高調波処理回路10は、信号線路7に対する取り付け位置を変更することによっても、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを調整できることが判った。
The difference between the fifth model and the sixth model is only the mounting position of the harmonic processing circuit 10 (adjustment units 11a and 11b) with respect to the signal line 7.
Therefore, it was found that the harmonic processing circuit 10 can adjust the phase of the second harmonic and the load impedance even by changing the mounting position with respect to the signal line 7.

〔3.8 SM方式の増幅装置における第7のモデル〕
図16は、SM方式の増幅装置に接続された第7のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。
[3.8 Seventh Model of SM System Amplifier]
FIG. 16 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the seventh model connected to the SM type amplification device.

本モデルに係る高調波処理回路10は、1つの調整部11を含んでいる。この調整部11は、2つのスイッチ部14a,14bと、2つのインダクタンス素子13a,13bとを備えている。
本モデルの構成は、上述した第1の実施形態の第3の変形例(図5)と同じ構成である。よって、調整部11の機能については上記第1の実施形態の第3の変形例及び図5で説明した通りであり、両スイッチ部14a,14bを断続することによって、2倍波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整することができる。
The harmonic processing circuit 10 according to this model includes one adjustment unit 11. The adjusting unit 11 includes two switch units 14a and 14b and two inductance elements 13a and 13b.
The configuration of this model is the same as that of the third modification (FIG. 5) of the first embodiment described above. Therefore, the function of the adjustment unit 11 is the same as that described in the third modification of the first embodiment and FIG. 5. By switching both the switch units 14 a and 14 b, the load impedance with respect to the second harmonic can be reduced. It can be selectively adjusted.

表9は、図16の回路における、2倍波(周波数5.2GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 9 shows the results of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency 5.2 GHz) in the circuit of FIG.

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表9に示すように、第7のモデルによる高調波処理回路10は、第1スイッチ部14aと、第2スイッチ部14bの断続の組み合わせによって、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを4通りに調整できることが確認できる。   As shown in Table 9, in the harmonic processing circuit 10 according to the seventh model, the phase of the second harmonic wave and the load impedance are changed in four ways by the intermittent combination of the first switch unit 14a and the second switch unit 14b. It can be confirmed that it can be adjusted.

〔3.9 SM方式の増幅装置における第8のモデル〕
図17は、SM方式の増幅装置に接続された第8のモデルに係る高調波処理回路10を示す回路図である。図中、信号線路7は、ワイヤ62や、整合基板63、テーパ線路64、リボン65を含んでいる。また信号線路7は、クロス型ジャンクション部66aと、T型ジャンクション部66bとをさらに含んでいる。
[3.98th model in the amplifying apparatus of SM type]
FIG. 17 is a circuit diagram showing the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model connected to the SM type amplifying device. In the figure, the signal line 7 includes a wire 62, a matching substrate 63, a tapered line 64, and a ribbon 65. The signal line 7 further includes a cross-type junction portion 66a and a T-type junction portion 66b.

第8のモデルに係る高調波処理回路10は、信号線路7に含まれているクロス型ジャンクション部66aに接続されている。この高調波処理回路10は、3つの調整部11(第1調整部11a、第2調整部11b、第3調整部11c)を含んで構成されている。
クロス型ジャンクション部66aの信号線路7に交差する接続端の内の一方には、第1調整部11aが接続されている。また、他方には、第2調整部11b及び第3調整部11cが接続されている。両調整部11b,11cは、ワイヤ67を介することで、共に接続端の他方に接続されている。
各調整部11a,11b,11cは、クロス型ジャンクション部66aを用いて接続されることで、信号線路7に対する分岐箇所が同一である。
各調整部11a,11b,11cの構成は、第1のモデルの調整部11と同様である。
The harmonic processing circuit 10 according to the eighth model is connected to a cross-type junction portion 66 a included in the signal line 7. The harmonic processing circuit 10 includes three adjustment units 11 (a first adjustment unit 11a, a second adjustment unit 11b, and a third adjustment unit 11c).
The first adjustment unit 11a is connected to one of the connection ends that intersect the signal line 7 of the cross-type junction unit 66a. In addition, the second adjustment unit 11b and the third adjustment unit 11c are connected to the other side. Both adjusting portions 11 b and 11 c are connected to the other of the connection ends through a wire 67.
Each adjustment part 11a, 11b, 11c is connected using the cross-type junction part 66a, and the branch location with respect to the signal line 7 is the same.
The configuration of each of the adjustment units 11a, 11b, and 11c is the same as that of the adjustment unit 11 of the first model.

表4は、図11の回路における、2倍波(周波数5.2GHz)に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。   Table 4 shows the results of obtaining the load impedance for the second harmonic (frequency: 5.2 GHz) in the circuit of FIG.

Figure 2014072557
Figure 2014072557

表10に示すように、第8のモデルによる高調波処理回路10は、第1調整部11a、第2調整部11b、及び第3調整部11cそれぞれのスイッチ部14の断続の組み合わせによって、2倍波の位相、及び負荷インピーダンスを8通りに調整できることが確認できる。   As shown in Table 10, the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model is doubled by the intermittent combination of the switch units 14 of the first adjustment unit 11a, the second adjustment unit 11b, and the third adjustment unit 11c. It can be confirmed that the wave phase and the load impedance can be adjusted in eight ways.

〔3.10 SM方式の増幅装置における電力効率の評価結果〕
図18は、SM方式の増幅装置に、第8のモデルに係る高調波処理回路10を設けた場合の電力効率を求めた結果を示すグラフである。
図18中、横軸は、ドレイン電圧を示している。縦軸は、電力効率(%)を示している。
図中、実線200は、第8のモデルに係る高調波処理回路10を設けた場合の増幅器の電力効率を求めた結果を示している。一点鎖線201は、実質的に得ることが可能な電力効率の最大値(最大電力効率)を示している。また、破線202は、2倍波の位相(ANG)を120度に固定したときの電力効率を示している。
[3.10 Evaluation results of power efficiency in SM type amplifier]
FIG. 18 is a graph showing the results of obtaining the power efficiency when the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model is provided in the SM amplification device.
In FIG. 18, the horizontal axis indicates the drain voltage. The vertical axis represents power efficiency (%).
In the figure, a solid line 200 indicates the result of obtaining the power efficiency of the amplifier when the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model is provided. An alternate long and short dash line 201 indicates the maximum value of power efficiency (maximum power efficiency) that can be substantially obtained. A broken line 202 indicates the power efficiency when the phase of the second harmonic (ANG) is fixed at 120 degrees.

なお、第8のモデルに係る高調波処理回路10は、スイッチ部14を3つ備えており、8通りの負荷インピーダンスに調整可能である。第8のモデルに係る高調波処理回路10は、基本波の振幅としてのドレイン電圧に対して、最大限の電力効率が得られるように各スイッチ部14を制御するように設定されている。   Note that the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model includes three switch units 14 and can be adjusted to eight load impedances. The harmonic processing circuit 10 according to the eighth model is set to control each switch unit 14 so as to obtain the maximum power efficiency with respect to the drain voltage as the amplitude of the fundamental wave.

図18において、第8のモデルに係る高調波処理回路10の電力効率は、2倍波の位相を固定した場合と比較して、特にドレイン電圧が大きい領域で電力効率が高くなっていることが判る。また、第8のモデルに係る高調波処理回路10の電力効率は、2倍波の位相を固定した場合と比較して、最大電力効率により近似するように現れていることも判る。   In FIG. 18, the power efficiency of the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model is higher in the region where the drain voltage is large, compared with the case where the phase of the second harmonic wave is fixed. I understand. It can also be seen that the power efficiency of the harmonic processing circuit 10 according to the eighth model appears to approximate the maximum power efficiency as compared to the case where the phase of the second harmonic wave is fixed.

このように、本実施形態の高調波処理回路によれば、SM方式の増幅装置の電力効率を、当該増幅器の最大電力効率により近づけることができ、電力効率低下を効果的に抑制することができることが確認できた。   Thus, according to the harmonic processing circuit of the present embodiment, the power efficiency of the SM amplification device can be made closer to the maximum power efficiency of the amplifier, and a reduction in power efficiency can be effectively suppressed. Was confirmed.

〔4. 付記〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[4. (Appendix)
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 増幅装置
2 増幅器
3 負荷変動部
4c 負荷制御部
7 信号線路
10 高調波処理回路
11 調整部
11a 第1調整部
11b 第2調整部
11c 第3調整部
12 制御部
13 インダクタンス素子
13a 第1インダクタンス素子
13b 第2インダクタンス素子
14 スイッチ部
14a 第1スイッチ部
14b 第2スイッチ部
30 インダクタンス素子
31 バラクタダイオード
50 増幅装置
51 増幅器
52 電源変調部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Amplifying device 2 Amplifier 3 Load fluctuation part 4c Load control part 7 Signal line 10 Harmonic processing circuit 11 Adjustment part 11a 1st adjustment part 11b 2nd adjustment part 11c 3rd adjustment part 12 Control part 13 Inductance element 13a 1st inductance element 13b 2nd inductance element 14 Switch part 14a 1st switch part 14b 2nd switch part 30 Inductance element 31 Varactor diode 50 Amplifying device 51 Amplifier 52 Power supply modulation part

Claims (9)

増幅器に入出力される信号に含まれる高調波を処理する高調波処理回路であって、
前記信号のうち前記増幅器に入力される入力信号の振幅に基づいて前記高調波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴とする高調波処理回路。
A harmonic processing circuit for processing harmonics included in a signal input to and output from an amplifier,
A harmonic processing circuit comprising: an adjustment unit that adjusts a load impedance for the harmonics based on an amplitude of an input signal input to the amplifier among the signals.
前記調整部は、インダクタンス及び/又はキャパシタンスが可変とされている請求項1に記載の高調波処理回路。   The harmonic processing circuit according to claim 1, wherein the adjustment unit is variable in inductance and / or capacitance. 前記調整部は、
前記信号が伝送される信号線路から分岐した線路に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子と、
前記インダクタンス素子と前記伝送線路との間に設けられ、前記インダクタンス素子を前記伝送線路に対して切断可能に接続するスイッチ部と、
を備えている請求項1又は2に記載の高調波処理回路。
The adjustment unit is
An inductance element having a predetermined inductance connected to a line branched from a signal line through which the signal is transmitted;
A switch unit that is provided between the inductance element and the transmission line, and that connects the inductance element to the transmission line so as to be cut;
The harmonic processing circuit according to claim 1, comprising:
前記調整部は、
前記信号が伝送される信号線路から分岐した線路に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子と、
前記インダクタンス素子の後段に接続された、キャパシタンスが可変とされている可変容量素子と、
を備えている請求項1又は2に記載の高周波処理回路。
The adjustment unit is
An inductance element having a predetermined inductance connected to a line branched from a signal line through which the signal is transmitted;
A variable capacitance element connected to a subsequent stage of the inductance element and having a variable capacitance;
The high frequency processing circuit according to claim 1, comprising:
前記入力信号の振幅に基づいて、前記増幅器の電力効率が高まるように前記調整部を制御する制御部をさらに備えている請求項1〜4のいずれか一項に記載の高調波処理回路。   The harmonic processing circuit according to any one of claims 1 to 4, further comprising a control unit that controls the adjustment unit so that power efficiency of the amplifier is increased based on an amplitude of the input signal. 互いに異なる複数の高調波それぞれに対応する前記調整部を備えている請求項1〜5のいずれか一項に記載の高調波処理回路。   The harmonic processing circuit according to any one of claims 1 to 5, further comprising the adjustment unit corresponding to each of a plurality of different harmonics. 前記調整部は、前記高調波に対する負荷インピーダンスを調整するとともに、前記高調波に対する信号源インピーダンスを調整する請求項1〜6のいずれか一項に記載の高調波処理回路。   The harmonic processing circuit according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts a load impedance with respect to the harmonics and adjusts a signal source impedance with respect to the harmonics. 入力信号の電力を増幅する増幅器と、
前記入力信号の包絡線に応じて変調された電源電圧を、前記増幅器に付与する電源変調部と、
を備えた増幅装置であって、
請求項1に記載の高調波処理回路を備えていることを特徴としている増幅装置。
An amplifier that amplifies the power of the input signal;
A power supply modulation section for applying a power supply voltage modulated according to an envelope of the input signal to the amplifier;
An amplifying device comprising:
An amplifying apparatus comprising the harmonic processing circuit according to claim 1.
振幅情報及び位相情報を有する入力信号を増幅する増幅装置であって、
前記位相情報を有する信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力側に接続された負荷変動部と、
前記振幅情報に基づいて前記負荷変動部における負荷を変動させて、前記増幅器の出力信号に振幅変動を生じさせる負荷制御部と、
請求項1に記載の高調波処理回路と、
を備えていることを特徴とする増幅装置。
An amplification device for amplifying an input signal having amplitude information and phase information,
An amplifier for amplifying the signal having the phase information;
A load changing unit connected to the output side of the amplifier;
A load control unit that varies the load in the load variation unit based on the amplitude information, and causes an amplitude variation in the output signal of the amplifier;
A harmonic processing circuit according to claim 1;
An amplifying device comprising:
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