JP2014236469A - 電力増幅器および無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力増幅器は、ハイバンド増幅用トランジスタPAHを含むハイバンド増幅回路120と、ローバンド増幅用トランジスタPALを含むローバンド増幅回路122と、を備える。ハイバンド側バイアス回路111およびローバンド側バイアス回路112が、ハイバンド増幅用トランジスタPAHおよびローバンド増幅用トランジスタPALの信号入力側にバイアスを供給する。スイッチSW1が、ハイバンド増幅用トランジスタPAHの信号入力側とハイバンド側バイアス回路111の間の接続点116またはローバンド増幅用トランジスタPALの信号入力側とローバンド側バイアス回路112の間の接続点117に、択一的にLC直列共振回路115aを接続させる。
【選択図】図4
Description
第1増幅素子を含む第1増幅回路と、
第2増幅素子を含む第2増幅回路と、
前記第1増幅素子の信号入力側および前記第2増幅素子の信号入力側にそれぞれ供給すべきバイアスを生成する1つ又は複数のバイアス回路と、
前記バイアスを通過させる通過帯域と、前記通過帯域より高い周波数域に設けられた阻止帯域と、を備えたフィルタと、
前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間または前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間に、択一的に前記フィルタを接続させるスイッチと、
を備えることを特徴とする。
アンテナと、
第1増幅素子を含む第1増幅回路と、
第2増幅素子を含む第2増幅回路と、
前記第1増幅素子の信号入力側および前記第2増幅素子の信号入力側にそれぞれ供給すべきバイアスを生成する1つ又は複数のバイアス回路と、
前記バイアスを通過させる通過帯域と、前記通過帯域より高い周波数域に設けられた阻止帯域と、を備えたフィルタと、
前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間または前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間に、択一的に前記フィルタを接続させるスイッチと、
前記アンテナと前記第1増幅回路および前記第2増幅回路との間の接続を切り替える増幅回路切替スイッチと、
を備えることを特徴とする。
[実施の形態1の装置の構成および動作]
(無線通信装置)
図1は、本発明の実施の形態1にかかる無線通信装置10の構成を示すブロック図である。無線通信装置10は、具体的には、図1の各ブロックを1つの筐体10a内に収めた携帯無線通信端末であり、より具体的には携帯電話として用いられる。無線通信装置10は、筐体10aの内部に、アンテナ12およびアンテナ14と、分波器16と、RF部20、ベースバンド部30と、アプリケーション部40と、インターフェース部50とを備えている。
図2は、本発明の実施の形態1にかかる無線通信装置10の一部を拡大して示すブロック図である。アンテナ12、14を介して送受信される信号は分波器16で分波され、受信信号RXは受信器23を介して復調器33に入力される。復調器33は、その内部にA/D変換器33aを有し、受信信号RXのA/D変換および復調を行うことができる。復調後の受信信号は、CODEC32の処理を経てアプリケーション部40に入力される。
図3および図4は、本発明の実施の形態1にかかる電力増幅器21を示す回路図である。具体的には、図3は電力増幅器21内の全体構成を図示しており、図4は図3において破線で囲った電力増幅器本体部100を拡大して示した回路図である。
frs=1/(2π√(L1×C1)) ・・・(1)
式(1)において、frsは共振周波数、L1、C1は、インダクタL1のインダクタンス値、キャパシタC1のキャパシタンス値である。
図6および図7は、本発明の実施の形態1にかかる電力増幅器21の雑音除去動作を説明するための図である。図6は、図4に示した電力増幅器本体部100のハイバンド増幅回路120に相当する回路図である。ここではハイバンド増幅回路120側について説明するが、ローバンド増幅回路122でも下記の原理は同様である。前述したLC直列共振回路115aは、原理的には図6(a)に示すフィルタ60に相当する。
図8は、本発明の実施の形態1にかかる電力増幅器21の変形例を示す回路図である。図8に示す変形例では、LC直列共振回路115aに代えて、LC直列共振回路115bが設けられている。LC直列共振回路115bではキャパシタC1がグランド端子GNDに近い側に設けられており、キャパシタC1とインダクタL1の位置関係がLC直列共振回路115aとは逆である。このように、LC共振回路として動作する限りは、キャパシタおよびインダクタの電気回路上の位置関係を交換してもよい。
なお、本発明は必ずしも多段増幅器に限られない。ハイバンド増幅回路120とローバンド増幅回路122がそれぞれ1つの増幅素子を備えた、1段の増幅器であってもよい。
2π・fRF1・L1 > Rintr1 ・・・(2)
2π・fRF2・L1 > Rintr2 ・・・(3)
図10は、本発明の実施の形態2にかかる電力増幅器21が備える電力増幅器本体部100aを示す回路図である。実施の形態2にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部100aを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部100a以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
Q = (1/R)×(√L/√C) ・・・(4)
Rは抵抗値、Lはインダクタンス値、Cはキャパシタンス値である。
図13は、本発明の実施の形態3にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部100bを示す回路図である。実施の形態3にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部100bを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部100b以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図14は、本発明の実施の形態4にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部100cを示す回路図である。実施の形態4にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部100cを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部100c以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図16は、本発明の実施の形態5にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部100dを示す回路図である。実施の形態5にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部100dを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部100d以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図18は、本発明の実施の形態6にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部200を示す回路図である。実施の形態6にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部200を備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部200以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図22は、本発明の実施の形態7にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部200aを示す回路図である。実施の形態7にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部200aを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部200a以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図23は、本発明の実施の形態8にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部200bを示す回路図である。実施の形態8にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部200bを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部200b以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図24は、本発明の実施の形態9にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部200cを示す回路図である。実施の形態8にかかる電力増幅器および無線通信装置は、電力増幅器本体部100に代えて電力増幅器本体部200cを備える点を除き、実施の形態1と同様のハードウェア構成を備えている。従って、電力増幅器本体部200c以外の構成及び動作は実施の形態1と同様であるものとし、説明を省略する。
図25は、本発明の実施の形態10にかかる電力増幅器21の電力増幅器本体部200dを示す回路図である。電力増幅器本体部200dは、LC並列共振回路215dを備えている。LC並列共振回路215dは、1つのインダクタL1に対して、n個のキャパシタC1〜Cnが並列に接続している。
fbout = Nin×Gbout + Nnl ・・・(5)
ここで、fboutは、帯域外雑音レベルである。Ninは、入力雑音レベルである。Gboutは、帯域外利得である。Nnlは、非線形雑音レベルである。
Claims (12)
- 第1増幅素子を含む第1増幅回路と、
第2増幅素子を含む第2増幅回路と、
前記第1増幅素子の信号入力側および前記第2増幅素子の信号入力側にそれぞれ供給すべきバイアスを生成する1つ又は複数のバイアス回路と、
前記バイアスを通過させる通過帯域と、前記通過帯域より高い周波数域に設けられた阻止帯域と、を備えたフィルタと、
前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間または前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間に、択一的に前記フィルタを接続させるスイッチと、
を備えることを特徴とする電力増幅器。 - 増幅すべき信号を受ける入力信号端子と、
前記入力信号端子に対して、前記第1増幅回路の信号入力側と前記第2増幅回路の信号入力側を択一的に接続する増幅回路切替スイッチと、
前記スイッチの切替と前記増幅回路切替スイッチの切替とを連動させる回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力増幅器。 - 前記フィルタは、阻止帯域が可変であることを特徴とする請求項1または2に記載の電力増幅器。
- 前記フィルタは、一端が前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間または前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間に択一的に接続し他端がグランドに接続するバンドパスフィルタを、含み、
前記バンドパスフィルタは、前記阻止帯域の信号を前記グランドへ通過させかつ前記通過帯域の信号を通過させない周波数特性を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電力増幅器。 - 前記バイアス回路が、バイアスの大きさを変更可能な可変バイアス回路を含み、
前記可変バイアス回路を前記第1増幅素子の信号入力側または前記第2増幅素子の信号入力側に択一的に接続するバイアス回路スイッチを、
さらに備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電力増幅器。 - 前記フィルタは、インダクタおよびキャパシタが接続されたLC共振回路を、含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電力増幅器。
- 前記LC共振回路は、前記インダクタおよび前記キャパシタが直列に設けられたLC直列共振回路を、含み、
前記スイッチは、前記LC直列共振回路の一端を、前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路との間または前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路との間に択一的に接続させ、
前記LC直列共振回路の他端がグランドと接続することを特徴とする請求項6に記載の電力増幅器。 - 前記LC共振回路は、前記インダクタおよび前記キャパシタが並列に設けられたLC並列共振回路を、含み、
前記スイッチは、前記第1増幅素子および前記第2増幅素子それぞれの信号入力側を、択一的に、前記LC並列共振回路を介して前記バイアス回路に直列接続することを特徴とする請求項6または7に記載の電力増幅器。 - 前記フィルタは、抵抗、インダクタ、およびキャパシタが接続されたRLC共振回路を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の電力増幅器。
- アンテナと、
第1増幅素子を含む第1増幅回路と、
第2増幅素子を含む第2増幅回路と、
前記第1増幅素子の信号入力側および前記第2増幅素子の信号入力側にそれぞれ供給すべきバイアスを生成する1つ又は複数のバイアス回路と、
前記バイアスを通過させる通過帯域と、前記通過帯域より高い周波数域に設けられた阻止帯域と、を備えたフィルタと、
前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間または前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路の間に、択一的に前記フィルタを接続させるスイッチと、
前記アンテナと前記第1増幅回路および前記第2増幅回路との間の接続を切り替える増幅回路切替スイッチと、
を備えることを特徴とする無線通信装置。 - 前記アンテナを介して受信信号を受信する受信器をさらに備え、
前記第1増幅回路および前記第2増幅回路は、前記アンテナを介して送信すべき送信信号を増幅し、
前記阻止帯域内に、
前記受信信号の周波数と前記第1増幅回路で増幅する送信信号の周波数との差分の周波数である第1差周波と、
前記受信信号の周波数と前記第2増幅回路で増幅する送信信号の周波数との差分の周波数である第2差周波と、
の両方が含まれることを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。 - 前記第1増幅回路が前記アンテナと接続するときに前記第1増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路との間に前記フィルタを接続させ、前記第2増幅回路が前記アンテナと接続するときに前記第2増幅素子の信号入力側と前記バイアス回路との間に前記フィルタを接続させるように、前記スイッチと前記増幅回路切替スイッチとを連動させる回路を、
さらに備えることを特徴とする請求項10または11に記載の無線通信装置。
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