JP2014158128A

JP2014158128A - Amplification device

Info

Publication number: JP2014158128A
Application number: JP2013027268A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tango; 英樹丹後
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2014-08-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amplification device that keeps efficiency intact.SOLUTION: An amplification device 32 includes an amplifier 51, and a supply modulation section 52 for changing a supply voltage Vds fed to the amplifier 51 within a variable range in accordance with the amplitude of an input signal input into the amplifier 51. The variable range of the supply voltage Vds fed to the amplifier 51 can be adjusted in accordance with the frequency of the input signal input into the amplifier 51.

Description

本発明は、増幅装置に関するものである。 The present invention relates to an amplifying apparatus.

高効率の増幅装置を実現するための技術として、エンベロープトラッキング（ＥＴ）方式などの電源変調方式（ＳｕｐｐｌｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＳＭ方式）が知られている。なお、電源変調方式には、ＥＴ方式のほか、ＥＥＲ方式もある。
ＥＴ方式又はＥＥＲ方式などの電源変調方式では、増幅器の入力信号の大きさに応じて、増幅器の電源の大きさが変化する（例えば、特許文献１参照）。 As a technique for realizing a high-efficiency amplifying apparatus, a power supply modulation system (Supply Modulation: SM system) such as an envelope tracking (ET) system is known. In addition to the ET method, the power modulation method includes an EER method.
In the power supply modulation method such as the ET method or the EER method, the size of the power source of the amplifier changes according to the size of the input signal of the amplifier (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１０−０４５５０７JP2010-045507

近年、増幅装置としては、高効率だけでなく、広帯域で動作することが求められている。そこで、本発明者は、広い周波数範囲で、増幅装置の評価を行った。その結果、増幅装置においては、効率が入力信号の周波数によって変化することが判明した。 In recent years, amplification devices are required to operate not only with high efficiency but also with a wide band. Therefore, the present inventor evaluated the amplification device in a wide frequency range. As a result, it has been found that the efficiency varies depending on the frequency of the input signal in the amplification device.

そこで、本発明は、増幅装置における効率低下を防止するための新たな技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a new technique for preventing a reduction in efficiency in an amplification device.

（１）一の観点からみた本発明は、増幅器と、前記増幅器に入力される入力信号の振幅に応じて前記増幅器に与えられる電源電圧を可変範囲内で変化させる電源変調部と、を備え、前記可変範囲は、前記入力信号の周波数に応じて調整可能であることを特徴とする増幅装置である。 (1) The present invention from one viewpoint includes an amplifier, and a power supply modulation unit that changes a power supply voltage applied to the amplifier within a variable range in accordance with the amplitude of an input signal input to the amplifier. The variable range may be adjusted according to the frequency of the input signal.

本発明者は、電源変調方式の増幅装置においては、効率が最適となる電源の動作範囲（可変範囲）は、周波数によって異なることを見出した。これは、増幅器のドレイン−ソース間の寄生容量（Ｃｄｓ）の影響などにより、各周波数の最適インピーダンスが異なるためであると考えられる。
したがって、電源変調方式の増幅装置における電源の動作範囲を特定の範囲に固定してしまうと、ある周波数では高効率となっても、他の周波数では効率が低下する。
そこで、上記本発明では、増幅器に与えられる電源電圧の可変範囲が、入力信号の周波数に応じて調整可能である。したがって、入力信号の周波数が変化しても、適切な電源可変範囲に調整することで効率の低下を防止することができる。 The present inventor has found that the power supply operating range (variable range) in which the efficiency is optimum differs depending on the frequency in the power supply modulation type amplifier. This is presumably because the optimum impedance of each frequency differs due to the influence of the parasitic capacitance (Cds) between the drain and source of the amplifier.
Therefore, if the operating range of the power supply in the power supply modulation type amplifying apparatus is fixed to a specific range, the efficiency is lowered at other frequencies even if the efficiency is high at a certain frequency.
Therefore, in the present invention, the variable range of the power supply voltage given to the amplifier can be adjusted according to the frequency of the input signal. Therefore, even if the frequency of the input signal changes, the efficiency can be prevented from being lowered by adjusting to an appropriate power source variable range.

（２）前記可変範囲は、前記入力信号の周波数が高くなるほど、より電圧の高い範囲となるように調整されるのが好ましい。この場合、入力信号の周波数が高くなると、より電圧の高い可変範囲に調整される。 (2) It is preferable that the variable range is adjusted so that the higher the frequency of the input signal, the higher the voltage range. In this case, when the frequency of the input signal is increased, the variable range is adjusted to a higher voltage.

（３）前記可変範囲は、前記入力信号の周波数を示す周波数情報に基づいて調整されるのが好ましい。この場合、電源可変範囲は、周波数情報に基づいて調整される。 (3) The variable range is preferably adjusted based on frequency information indicating a frequency of the input signal. In this case, the power supply variable range is adjusted based on the frequency information.

（４）前記入力信号の周波数を検出する検出部を更に備え、前記可変範囲は、前記検出部によって検出された周波数に応じて調整されるのが好ましい。この場合、電源可変範囲は、検出部によって検出された周波数に応じて調整される。 (4) It is preferable that a detection unit that detects a frequency of the input signal is further provided, and the variable range is adjusted according to the frequency detected by the detection unit. In this case, the power supply variable range is adjusted according to the frequency detected by the detection unit.

（５）前記入力信号の周波数の設定操作を行う操作部を更に備え、前記可変範囲は、前記操作部によって設定された周波数に応じて調整されるのが好ましい。この場合、電源可変範囲は、操作部によって設定された周波数に応じて調整される。 (5) It is preferable that an operation unit that performs a setting operation of the frequency of the input signal is further provided, and the variable range is adjusted according to the frequency set by the operation unit. In this case, the power supply variable range is adjusted according to the frequency set by the operation unit.

（６）前記増幅器の出力側に接続された負荷インピーダンスを更に備え、前記負荷インピーダンスの値は、前記増幅器に入力される入力信号の周波数に応じて調整可能であるのが好ましい。この場合、周波数に応じて負荷インピーダンスの値も調整され、効率低下をさらに防止できる。 (6) It is preferable that a load impedance connected to the output side of the amplifier is further provided, and the value of the load impedance is adjustable according to the frequency of the input signal input to the amplifier. In this case, the value of the load impedance is also adjusted according to the frequency, and the efficiency reduction can be further prevented.

（７）前述のように、増幅器においては、最適インピーダンスは周波数に応じて異なることを本発明者は見出した。
そこで、他の観点からみた本発明は、増幅器と、前記増幅器出力側に接続された負荷インピーダンスと、を備え、前記負荷インピーダンスの値は、前記増幅器に入力される入力信号の周波数に応じて調整可能であることを特徴とする増幅装置である。 (7) As described above, in the amplifier, the present inventor has found that the optimum impedance varies depending on the frequency.
Accordingly, the present invention from another viewpoint includes an amplifier and a load impedance connected to the output side of the amplifier, and the value of the load impedance is adjusted according to the frequency of the input signal input to the amplifier. An amplifying device characterized in that it is possible.

増幅器は周波数に応じて最適インピーダンスが異なるため、特定の周波数で効率が良くなるように整合をとった負荷インピーダンスを設けても、他の周波数では効率が低下する場合がある。
そこで、上記本発明では、負荷インピーダンスの値を周波数に応じて調整可能である。したがって、入力信号の周波数が変化しても、負荷インピーダンスを適切な値に調整することで、効率の低下を防止することができる。 Since the optimum impedance of the amplifier varies depending on the frequency, even if a load impedance that is matched so as to improve the efficiency at a specific frequency is provided, the efficiency may decrease at other frequencies.
Therefore, in the present invention, the value of the load impedance can be adjusted according to the frequency. Therefore, even if the frequency of the input signal changes, the efficiency can be prevented from decreasing by adjusting the load impedance to an appropriate value.

本発明によれば、入力信号の周波数が変化しても、効率の低下を防止することができる。 According to the present invention, even if the frequency of the input signal changes, it is possible to prevent a decrease in efficiency.

通信装置の構成図である。It is a block diagram of a communication apparatus. 増幅装置の構成図である。It is a block diagram of an amplifier. ２．５５ＧＨｚの入出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the input / output characteristic of 2.55 GHz. ２．６ＧＨｚの入出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the input-output characteristic of 2.6 GHz. ２．６５ＧＨｚの入出力特性を示すグラフである。It is a graph which shows the input / output characteristic of 2.65 GHz. 増幅器の出力特性（Ｐ３ｄＢ特性）を示すグラフである。It is a graph which shows the output characteristic (P3dB characteristic) of an amplifier. 周波数帯ごとのインピーダンスを示す図である。It is a figure which shows the impedance for every frequency band.

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．通信装置（基地局）］
図１は、通信装置１を示している。通信装置１は、例えば、移動体通信システムにおける基地局として使用される。また、通信装置１は、移動体通信システムにおけるモバイル端末であってもよい。 [1. Communication device (base station)]
FIG. 1 shows a communication device 1. The communication device 1 is used as a base station in a mobile communication system, for example. Communication device 1 may be a mobile terminal in a mobile communication system.

基地局として使用される通信装置１は、ベースバンド部２ａなどを備えた基地局装置本体２と、無線部（リモート・ラジオ・ヘッド：ＲＲＨ）３と、を有して構成されている。基地局本体２と無線部３とは、光ファイバーなどの伝送路４によって接続されている。 A communication apparatus 1 used as a base station includes a base station apparatus main body 2 having a baseband unit 2a and the like, and a radio unit (remote radio head: RRH) 3. The base station body 2 and the wireless unit 3 are connected by a transmission path 4 such as an optical fiber.

無線部３は、直交変調部３１と、増幅装置３１と、アンテナ３２と、を備えている。直交変調部３１は、基地局本体２（ベースバンド部２ａ）から送信されたベースバンド信号を直交変調する。
増幅装置３１は、直交変調部３１から出力された変調信号（入力信号）を、増幅して出力する。増幅装置３１の出力信号は、アンテナ３３から空間に放射される。 The wireless unit 3 includes an orthogonal modulation unit 31, an amplification device 31, and an antenna 32. The orthogonal modulation unit 31 performs orthogonal modulation on the baseband signal transmitted from the base station main body 2 (baseband unit 2a).
The amplification device 31 amplifies the modulation signal (input signal) output from the quadrature modulation unit 31 and outputs the amplified signal. The output signal of the amplifying device 31 is radiated from the antenna 33 to the space.

無線部３は、各種の情報を記憶する記憶部３４も備えている。記憶部３４は、無線部３で送信される信号の周波数を示す情報（周波数情報）を記憶している。周波数情報は、移動体通信システムで使用可能な周波数帯域のうち、通信装置１において使用される周波数を示す情報である。 The wireless unit 3 also includes a storage unit 34 that stores various types of information. The storage unit 34 stores information (frequency information) indicating the frequency of the signal transmitted by the wireless unit 3. The frequency information is information indicating a frequency used in the communication device 1 in a frequency band that can be used in the mobile communication system.

図２に示すように、増幅装置３２は、増幅デバイスとしてＧａＮ−ＨＥＭＴを有する増幅器５１と、ＥＴ電源（電源変調部）５２と、を備えた電源変調方式（ＥＴ方式）の増幅装置である。したがって、増幅器５１に与えられる電源電圧（ドレイン電圧）は、増幅器に入力される入力信号の振幅（包絡線）に応じて変化する。なお、増幅器５１を構成する増幅デバイスは、ＧａＡｓ−ＨＢＴ又はＬＤＭＯＳ−ＦＥＴなどであってもよい。
増幅装置３２は、入力信号の振幅（包絡線）を検出するため包絡線検出部５３を備えている。包絡線検出部５３にて検出された入力信号の振幅（包絡線）を示す情報は、ＥＴ電源５２に与えられる。 As shown in FIG. 2, the amplifying device 32 is a power modulation type (ET type) amplifying device including an amplifier 51 having a GaN-HEMT as an amplifying device and an ET power source (power source modulation unit) 52. Therefore, the power supply voltage (drain voltage) applied to the amplifier 51 changes according to the amplitude (envelope) of the input signal input to the amplifier. Note that the amplification device constituting the amplifier 51 may be a GaAs-HBT or an LDMOS-FET.
The amplifying device 32 includes an envelope detector 53 for detecting the amplitude (envelope) of the input signal. Information indicating the amplitude (envelope) of the input signal detected by the envelope detector 53 is supplied to the ET power source 52.

ＥＴ電源５２は、包絡線検出部５３にて検出された入力信号の振幅（包絡線）を示す情報に基づいて、増幅器５１に与えられる電源電圧（動作電圧）を可変範囲内で変化させる。
増幅装置３２は、ＥＴ電源５２の可変範囲５２を調整する制御部５４を備えている。したがって、ＥＴ電源５２は、調整された可変範囲内で、増幅器５１に与えられる電源電圧（動作電圧）を変化させる。 The ET power supply 52 changes the power supply voltage (operating voltage) applied to the amplifier 51 within a variable range based on information indicating the amplitude (envelope) of the input signal detected by the envelope detection unit 53.
The amplifying device 32 includes a control unit 54 that adjusts the variable range 52 of the ET power source 52. Therefore, the ET power supply 52 changes the power supply voltage (operating voltage) applied to the amplifier 51 within the adjusted variable range.

制御部５４は、増幅器５１に入力される入力信号の周波数に応じて、電源電圧の可変範囲を調整する。したがって、入力信号の振幅が同じであっても、入力信号の周波数が異なると、増幅器５１に与えられる電源電圧の大きさは異なることがある。 The controller 54 adjusts the variable range of the power supply voltage according to the frequency of the input signal input to the amplifier 51. Therefore, even if the amplitude of the input signal is the same, the magnitude of the power supply voltage supplied to the amplifier 51 may be different if the frequency of the input signal is different.

［２．周波数帯と電源可変範囲］
ＥＴ方式の増幅装置３２における入出力特性を、複数の周波数帯（２．５５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．６５ＧＨｚ）において測定した結果を、図３〜図５に示す。
図３〜図５では、増幅器５１の電源電圧（ドレイン電圧）Ｖｄｓを、１０〜３０Ｖの範囲内で、ステップサイズΔ＝２．５Ｖで変化させて、入出力特性を評価した結果を示している。 [2. Frequency band and power supply variable range]
The results of measuring the input / output characteristics of the ET amplification device 32 in a plurality of frequency bands (2.55 GHz, 2.6 GHz, 2.65 GHz) are shown in FIGS.
3 to 5 show the results of evaluating the input / output characteristics by changing the power supply voltage (drain voltage) Vds of the amplifier 51 within a range of 10 to 30 V with a step size Δ = 2.5 V. FIG. .

図３〜図５によれば、周波数帯によって、最適な電源電圧（ドレイン電圧）Ｖｄｓの範囲がシフトしていることがわかる。
例えば、図３に示すように、入力信号の周波数が２．５５ＧＨｚの場合、ドレイン電圧Ｖｄｓ：１０Ｖ〜２２．５Ｖの範囲の効率は比較的高いが、ドレイン電圧Ｖｄｓ：２５Ｖ〜３０Ｖの範囲の効率は比較的低くなっている。
また、図４に示すように、入力信号の周波数が２．６ＧＨｚの場合、ドレイン電圧Ｖｄｓ：１５Ｖ〜２７．５Ｖの範囲の効率は、比較的高いが、ドレイン電圧Ｖｄｓ：１０Ｖ〜１２．５Ｖ及び３０Ｖにおける効率は比較的低くなっている。
さらに、図５に示すように、入力信号の周波数が２．６５ＧＨｚの場合、ドレイン電圧１７．５Ｖ〜３０Ｖの範囲の効率は比較的高いが、ドレイン電圧Ｖｄｓ：１０Ｖ〜１５Ｖの範囲の効率は比較的低くなっている。
このように、効率が比較的高くなる範囲は、入力信号の周波数が高くなるほど、より電圧の高い範囲へとシフトする。 3 to 5, it can be seen that the range of the optimum power supply voltage (drain voltage) Vds is shifted depending on the frequency band.
For example, as shown in FIG. 3, when the frequency of the input signal is 2.55 GHz, the drain voltage Vds: the efficiency in the range of 10V to 22.5V is relatively high, but the drain voltage Vds: the efficiency in the range of 25V to 30V. Is relatively low.
Further, as shown in FIG. 4, when the frequency of the input signal is 2.6 GHz, the efficiency of the drain voltage Vds: 15V to 27.5V is relatively high, but the drain voltage Vds: 10V to 12.5V and The efficiency at 30V is relatively low.
Further, as shown in FIG. 5, when the frequency of the input signal is 2.65 GHz, the efficiency in the range of the drain voltage 17.5V to 30V is relatively high, but the efficiency in the range of the drain voltage Vds: 10V to 15V is compared. Low.
Thus, the range where the efficiency is relatively high shifts to a range where the voltage is higher as the frequency of the input signal is higher.

しかし、従来の増幅装置では、増幅器５１の電源電圧（動作電圧）の可変範囲が固定的に設定されているため、周波数によっては効率が劣化するおそれがある。
例えば図４に示すように、周波数２．６ＧＨｚにおいて効率が高くなるＶｄｓ：１５Ｖ〜２７．５Ｖの範囲を、増幅器５１の電源電圧（動作電圧）の可変範囲として固定的に設定したとする。
この場合、入力信号の周波数が、２．５５ＧＨｚになると、ドレイン電圧Ｖｄｓが２７．５Ｖのときの効率（Ｐ３ｄＢにおける効率）が６２．８％に劣化してしまう。また、入力信号の周波数が、２．６５ＧＨｚになると、ドレイン電圧Ｖｄｓが１５Ｖのときの効率（Ｐ３ｄＢにおける効率）が６５％に劣化してしまう。 However, since the variable range of the power supply voltage (operating voltage) of the amplifier 51 is fixedly set in the conventional amplifying apparatus, the efficiency may deteriorate depending on the frequency.
For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that a range of Vds: 15 V to 27.5 V where the efficiency is high at a frequency of 2.6 GHz is fixedly set as a variable range of the power supply voltage (operating voltage) of the amplifier 51.
In this case, when the frequency of the input signal is 2.55 GHz, the efficiency when the drain voltage Vds is 27.5 V (efficiency at P3 dB) deteriorates to 62.8%. Further, when the frequency of the input signal is 2.65 GHz, the efficiency when the drain voltage Vds is 15 V (efficiency at P3 dB) is degraded to 65%.

これらの結果から、ＥＴ方式の増幅装置３２の効率特性は、周波数依存性があることがわかる。これは、増幅器５１のドレイン−ソース間の寄生容量（Ｃｄｓ）の影響などにより、各周波数の最適インピーダンスが異なるためであると考えられる。すなわち、一点の周波数かつ固定の電源電圧Ｖｄｓで高効率となるように回路を整合した場合には、その一点の周波数では、効率がよくても、他の周波数では特性が悪化する。 From these results, it can be seen that the efficiency characteristic of the ET type amplifying device 32 is frequency-dependent. This is considered to be because the optimum impedance of each frequency differs due to the influence of the parasitic capacitance (Cds) between the drain and source of the amplifier 51. That is, when the circuits are matched so as to be highly efficient at a single frequency and a fixed power supply voltage Vds, the efficiency is deteriorated at the frequency of the single point, but the characteristics deteriorate at other frequencies.

以上のように、電源電圧の可変範囲が、周波数にかかわらず固定的であると、効率が劣化する場合がある。 As described above, if the variable range of the power supply voltage is fixed regardless of the frequency, the efficiency may deteriorate.

そこで、前述のように本実施形態の制御部５４は、効率の劣化を防止すべく、増幅器５１に入力される入力信号の周波数に応じて、増幅器５１の電源電圧の可変範囲を調整する。
すなわち、制御部５４は、各周波数において比較的効率の高い範囲を、各周波数における電源電圧可変範囲として設定する。
具体的には、入力信号の周波数が２．５５ＧＨｚである場合には、制御部５４は、電源電圧Ｖｄｓの可変範囲を１０Ｖ〜２２．５Ｖに設定する。同周波数が２．６ＧＨｚである場合には、制御部５４は、電源電圧Ｖｄｓの可変範囲を１５Ｖ〜２７．５Ｖに設定する。同周波数が２．６５ＧＨｚである場合には、制御部５４は、電源電圧Ｖｄｓの可変範囲を１７．５Ｖ〜３０Ｖの範囲に設定する。
つまり、電源電圧Ｖｄｓの可変範囲は、入力信号の周波数が高くなるほど、より電圧の高い範囲へとシフトされる。 Therefore, as described above, the control unit 54 of the present embodiment adjusts the variable range of the power supply voltage of the amplifier 51 in accordance with the frequency of the input signal input to the amplifier 51 in order to prevent deterioration in efficiency.
That is, the control unit 54 sets a relatively efficient range at each frequency as a power supply voltage variable range at each frequency.
Specifically, when the frequency of the input signal is 2.55 GHz, the control unit 54 sets the variable range of the power supply voltage Vds to 10V to 22.5V. When the frequency is 2.6 GHz, the control unit 54 sets the variable range of the power supply voltage Vds to 15V to 27.5V. When the frequency is 2.65 GHz, the control unit 54 sets the variable range of the power supply voltage Vds to a range of 17.5V to 30V.
That is, the variable range of the power supply voltage Vds is shifted to a higher voltage range as the frequency of the input signal increases.

制御部５４によって電源可変範囲が上述のように設定されると、ＥＴ電源５２は、設定された可変範囲内において、入力信号の振幅に応じて、増幅器５１に与えられる電源電圧を変化させる。 When the power supply variable range is set by the control unit 54 as described above, the ET power supply 52 changes the power supply voltage supplied to the amplifier 51 in accordance with the amplitude of the input signal within the set variable range.

周波数に応じて電源電圧Ｖｄｓの可変範囲が上述のように調整されることで、可変範囲が固定的に設定される場合に比べて、より高い効率を実現することができる。つまり、周波数に応じて電源可変範囲を最適化することで、効率の広帯域化を実現することができる。
なお、電源電圧Ｖｄｓの可変範囲は、必ずしも、入力信号の周波数が高くなるほどより電圧の高い範囲へと調整する必要はなく、入力信号の周波数に応じて変動する最適可変範囲に合わせて、可変範囲を調整すればよい。 By adjusting the variable range of the power supply voltage Vds according to the frequency as described above, it is possible to achieve higher efficiency than when the variable range is fixedly set. That is, by optimizing the power supply variable range according to the frequency, it is possible to realize a wide band of efficiency.
Note that the variable range of the power supply voltage Vds does not necessarily need to be adjusted to a higher voltage range as the frequency of the input signal becomes higher. The variable range varies depending on the optimum variable range that varies according to the frequency of the input signal. Can be adjusted.

図６は、ドレイン電圧Ｖｄｓの可変範囲を周波数に応じて上述のように最適化した場合の増幅器５１の出力特性と、ドレイン電圧Ｖｄｓを２７．５Ｖに固定した場合の増幅器５１の出力特性と、を示している。
ドレイン電圧Ｖｄｓ＝２７．５Ｖに固定した場合における増幅器５１の出力（Ｐ３ｄＢ）は、図６に示すように、周波数が大きくなるにつれて低下し、周波数によって出力の大きさが変動する。特に、２．６５ＧＨｚで出力が大きく下がってしまう。
一方、ドレイン電圧Ｖｄｓの可変範囲を周波数に応じて調整した場合、出力（Ｐ３ｄＢ）は、２．５５ＧＨｚでは低下するものの、２．６５ＧＨｚでは向上し、全体的には、周波数が変化しても出力（Ｐ３ｄＢ）の大きさを安定させることができ、２．６５ＧＨｚにおける出力低下を抑えることができる。
このように、入力信号の周波数が高くなるほどより電圧の高い範囲へと可変範囲を調整すると、増幅器５１の出力を広帯域で安定化させる効果も得られる。 FIG. 6 shows the output characteristics of the amplifier 51 when the variable range of the drain voltage Vds is optimized as described above according to the frequency, the output characteristics of the amplifier 51 when the drain voltage Vds is fixed at 27.5V, Is shown.
As shown in FIG. 6, the output (P3 dB) of the amplifier 51 when the drain voltage Vds is fixed at 27.5 V decreases as the frequency increases, and the magnitude of the output varies depending on the frequency. In particular, the output is greatly reduced at 2.65 GHz.
On the other hand, when the variable range of the drain voltage Vds is adjusted according to the frequency, the output (P3 dB) decreases at 2.55 GHz, but improves at 2.65 GHz, and overall, even if the frequency changes, the output The size of (P3 dB) can be stabilized, and a decrease in output at 2.65 GHz can be suppressed.
As described above, when the variable range is adjusted to a higher voltage range as the frequency of the input signal becomes higher, an effect of stabilizing the output of the amplifier 51 in a wide band can be obtained.

図２に戻り、制御部５４が入力信号の周波数に応じて電源可変範囲を調整できるように、増幅装置３２は、増幅器５１に入力される入力信号の周波数を検出する周波数カウンタ（検出部）５５を備えている。周波数カウンタ５５は、入力信号から検出した周波数を示す情報（周波数情報）を制御部５４に与える。制御部５４は、周波数カウンタ５５からの周波数情報に基づいて、電源可変範囲を調整する。周波数カウンタ５５を備えていることで、通信周波数が、通信装置１の運用中に動的に変動する場合であっても、変動した周波数を検出して、動的に電源可変範囲を調整することができる。 Returning to FIG. 2, the amplification device 32 detects a frequency of the input signal input to the amplifier 51 so that the control unit 54 can adjust the power supply variable range according to the frequency of the input signal. It has. The frequency counter 55 gives information (frequency information) indicating the frequency detected from the input signal to the control unit 54. The control unit 54 adjusts the power supply variable range based on the frequency information from the frequency counter 55. By providing the frequency counter 55, even when the communication frequency dynamically changes during operation of the communication apparatus 1, the changed frequency is detected and the power supply variable range is dynamically adjusted. Can do.

また、制御部５４は、記憶部３４に記憶されている周波数情報を取得し、その周波数情報に基づいて、電源可変範囲を調整してもよい。記憶部３４の周波数情報は、通信周波数（入力信号の周波数）を示しているため、記憶部３４の周波数情報に基づくことで、容易に電源可変範囲を調整することができる。
周波数情報を記憶部３４に記憶させるのは、例えば、無線部３において通信周波数を把握しているデバイス、又は、基地局本体２において通信周波数を把握しているデバイスによって行われる。
基地局本体２が、無線部３の記憶部３４に周波数情報を記憶させる場合、伝送路４を介した、基地局本体−無線部間通信によって、周波数情報が、基地局本体２から無線部３へ送信される。無線部３は、基地局本体２から受信した周波数情報を記憶部３４に記憶させる。 Moreover, the control part 54 may acquire the frequency information memorize | stored in the memory | storage part 34, and may adjust a power supply variable range based on the frequency information. Since the frequency information in the storage unit 34 indicates the communication frequency (frequency of the input signal), the power supply variable range can be easily adjusted based on the frequency information in the storage unit 34.
The frequency information is stored in the storage unit 34 by, for example, a device that grasps the communication frequency in the wireless unit 3 or a device that grasps the communication frequency in the base station body 2.
When the base station main body 2 stores the frequency information in the storage unit 34 of the radio unit 3, the frequency information is transmitted from the base station main unit 2 to the radio unit 3 by the communication between the base station main unit and the radio unit via the transmission path 4. Sent to. The wireless unit 3 stores the frequency information received from the base station body 2 in the storage unit 34.

また、制御部５４は、管理者が操作部５６によって設定操作した通信周波数（入力信号の周波数）に応じて、電源可変範囲を調整してもよい。操作部５６は、入力信号の周波数の設定操作を手動で行うためのものであり、ダイヤル、スイッチ、又はキーボードなどの入力装置によって構成される。 Further, the control unit 54 may adjust the power supply variable range according to the communication frequency (frequency of the input signal) set by the administrator using the operation unit 56. The operation unit 56 is used for manually setting the frequency of the input signal, and is configured by an input device such as a dial, a switch, or a keyboard.

なお、図２では、制御部５４が周波数を把握するための手段として、周波数カウンタ５５、記憶部３４の周波数情報、及び操作部５６の３つを全て示したが、実際の増幅装置３２は、これら全てを備えている必要はなく、いずれか一つが備わっていればよい。また、制御部５４は、他の手段によって周波数を把握してもよい。 In FIG. 2, the frequency counter 55, the frequency information in the storage unit 34, and the operation unit 56 are all shown as means for the control unit 54 to grasp the frequency. It is not necessary to provide all of these, and any one may be provided. Moreover, the control part 54 may grasp | ascertain a frequency by another means.

［３．周波数と負荷インピーダンス］
図７は、入力信号の周波数を２．５ＧＨｚ、２．６ＧＨｚ、２．７ＧＨｚとした場合において、増幅器５１の電源電圧Ｖｄｓを１０Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖに変化させたときの効率の最適インピーダンスを評価した結果を示している。
考察するに、評価対象の増幅器５１の特性は、基本波のインピーダンス（振幅、位相）が、２．５ＧＨｚでは（０．５５，１１５）付近に、２．６ＧＨｚでは（０．５５，１０５）付近に、２．７ＧＨｚでは（０．５，９０）付近になっていると予想される。
そのため、低い周波数（２．５５ＧＨｚ）では、図３に示すように、低電圧（１０Ｖ〜２２．５Ｖ）で効率が良く、高い周波数（２．６５ＧＨｚ）では、図５に示すように、高電圧（１７．５Ｖ〜３０Ｖ）で効率が良くなっているものと考えられる。 [3. Frequency and load impedance]
FIG. 7 evaluates the optimum impedance of the efficiency when the power supply voltage Vds of the amplifier 51 is changed to 10V, 20V, and 30V when the frequency of the input signal is 2.5 GHz, 2.6 GHz, and 2.7 GHz. Results are shown.
Considering the characteristics of the amplifier 51 to be evaluated, the impedance (amplitude, phase) of the fundamental wave is around (0.55, 115) when the fundamental frequency is 2.5 GHz, and near (0.55, 105) when the fundamental frequency is 2.6 GHz. In addition, it is expected to be in the vicinity of (0.5, 90) at 2.7 GHz.
Therefore, at a low frequency (2.55 GHz), as shown in FIG. 3, it is efficient at a low voltage (10 V to 22.5 V), and at a high frequency (2.65 GHz), as shown in FIG. It is considered that the efficiency is improved at (17.5V to 30V).

ここで、周波数に応じて基本波の最適インピーダンスが異なるという点に着目すると、周波数に応じて、負荷インピーダンスの値を調整すると、周波数に応じて適切な整合が得られ、効率の低下を防止することができる。
そこで、本実施形態の制御部５４は、入力信号の周波数に応じて、電源可変範囲を調整するだけでなく、増幅器５１の出力側に接続された可変負荷インピーダンス５７の値も調整する。 Here, paying attention to the fact that the optimum impedance of the fundamental wave differs depending on the frequency, adjusting the load impedance value according to the frequency can provide an appropriate matching according to the frequency and prevent a decrease in efficiency. be able to.
Therefore, the control unit 54 of the present embodiment not only adjusts the power source variable range according to the frequency of the input signal, but also adjusts the value of the variable load impedance 57 connected to the output side of the amplifier 51.

すなわち、制御部５４は、入力信号の周波数に応じて変化する増幅器５１の基本波インピーダンスに応じて、整合がより適切になるように、負荷インピーダンス５７の値を調整する。制御部５４は、適切な周波数と負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておき、その関係に基づき、周波数に応じて負荷インピーダンス５７の値を調整することで、周波数の変化に起因する効率の低下を防止することができる。 That is, the control unit 54 adjusts the value of the load impedance 57 so that matching becomes more appropriate according to the fundamental wave impedance of the amplifier 51 that changes according to the frequency of the input signal. The control unit 54 grasps the relationship between an appropriate frequency and load impedance in advance, and adjusts the value of the load impedance 57 according to the frequency based on the relationship, thereby reducing the efficiency due to the change in frequency. Can be prevented.

なお、本実施形態では、入力信号の周波数に応じて調整される対象が、増幅器５１の電源可変範囲及び負荷インピーダンス５７の値の双方となっているが、調整される対象は、いずれか一方だけであってもよい。一方だけの調整でも、周波数の変化に起因する効率の低下を防止することができる。ただし、双方の調整を行うことで、効率の低下をより防止することができる。 In the present embodiment, the target to be adjusted according to the frequency of the input signal is both the power source variable range of the amplifier 51 and the value of the load impedance 57, but only one of the targets to be adjusted. It may be. Even with only one adjustment, it is possible to prevent a decrease in efficiency due to a change in frequency. However, it is possible to further prevent a decrease in efficiency by performing both adjustments.

［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. Addendum]
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通信装置（基地局）
２基地局本体
３無線部（ＲＲＨ）
３２増幅装置
３４記憶部
５１増幅器
５２ＥＴ電源（電源変調部）
５３包絡線検出部
５４制御部
５５周波数カウンタ（周波数検出部）
５６操作部
５７負荷インピーダンス 1 Communication device (base station)
2 Base station 3 Radio unit (RRH)
32 amplifying device 34 storage unit 51 amplifier 52 ET power supply (power supply modulation unit)
53 Envelope detection unit 54 Control unit 55 Frequency counter (frequency detection unit)
56 Operation unit 57 Load impedance

Claims

An amplifier;
A power supply modulation section for changing a power supply voltage applied to the amplifier within a variable range according to an amplitude of an input signal input to the amplifier;
With
The variable range can be adjusted according to the frequency of the input signal.

The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the variable range is adjusted so as to be a higher voltage range as the frequency of the input signal is higher.

The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the variable range is adjusted based on frequency information indicating a frequency of the input signal.

A detector that detects a frequency of the input signal;
The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the variable range is adjusted according to a frequency detected by the detection unit.

An operation unit for performing a setting operation of the frequency of the input signal;
The amplifying apparatus according to claim 1, wherein the variable range is adjusted according to a frequency set by the operation unit.

Further comprising a load impedance connected to the output side of the amplifier;
The amplification device according to any one of claims 1 to 5, wherein the value of the load impedance is adjustable according to a frequency of an input signal input to the amplifier.

An amplifier;
A load impedance connected to the amplifier output side;
With
The value of the load impedance can be adjusted according to the frequency of an input signal input to the amplifier.