JP2014241488A - Multiband amplifier and signal amplification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はマルチバンド増幅器及び信号増幅方法に関する。 The present invention relates to a multiband amplifier and a signal amplification method.
無線通信システムの基地局、例えば、携帯電話システムの無線基地局は、平均電力とピーク電力との差分が大きな信号を送信する。このような基地局等の送信機に用いられる大電力の電力増幅器は、消費電力の削減が求められている。そのため、電力増幅器の高効率化を図るために、ドハティ増幅器が広く用いられている。ドハティ増幅器においては、信号分配器で信号を2分配し、一方の信号については、キャリア増幅器で常時増幅し、他方の信号については、所定レベル以上の場合にのみピーク増幅器で増幅するように構成されている。以下、増幅器をAMPと称する場合がある。 A base station of a radio communication system, for example, a radio base station of a mobile phone system transmits a signal having a large difference between average power and peak power. High power power amplifiers used in such transmitters as base stations are required to reduce power consumption. Therefore, Doherty amplifiers are widely used in order to increase the efficiency of power amplifiers. In the Doherty amplifier, the signal is divided into two by the signal distributor, one signal is always amplified by the carrier amplifier, and the other signal is amplified by the peak amplifier only when the signal exceeds a predetermined level. ing. Hereinafter, the amplifier may be referred to as AMP.
ドハティ増幅器は、例えば、非特許文献1に開示されている。特許文献1は、複数段のピークAMPを備えたN−ウエイのドハティ増幅器を開示している。複数段のピークAMPを設けることで、ドハティ増幅器の効率が更に改良される。 The Doherty amplifier is disclosed in Non-Patent Document 1, for example. Patent Document 1 discloses an N-way Doherty amplifier including a plurality of stages of peak AMPs. By providing a multi-stage peak AMP, the efficiency of the Doherty amplifier is further improved.
ところで、近年の無線通信規格では、さらなる高速な無線通信を実現するために複数の周波数帯域(バンド)を用いて1つの信号を送受信するCA(Carrier Aggregation:キャリアアグリゲーション)技術が検討されている。CA技術を採用した無線通信システムでは、複数のバンドのRF(Radio Frequency:高周波)信号を同時送信する送信機が必要となる。 By the way, in recent wireless communication standards, CA (Carrier Aggregation) technology that transmits and receives one signal using a plurality of frequency bands (bands) is being studied in order to realize higher-speed wireless communication. A wireless communication system employing CA technology requires a transmitter that simultaneously transmits RF (Radio Frequency) signals of a plurality of bands.
上述したように、ドハティ増幅器は、キャリアAMPとピークAMPの2種類の増幅器を必要とする。そのため、複数のバンドの信号を同時送信する送信機を実現するためにバンドと同数のドハティ増幅器を用いると、回路規模が増大する問題がある。 As described above, the Doherty amplifier requires two types of amplifiers, a carrier AMP and a peak AMP. Therefore, if the same number of Doherty amplifiers as the number of bands are used to realize a transmitter that simultaneously transmits signals of a plurality of bands, there is a problem that the circuit scale increases.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅することができるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a multiband amplifier and a signal amplification method capable of amplifying signals of a plurality of bands with high efficiency and a small circuit scale. Objective.
本発明にかかるマルチバンド増幅器は、複数のバンドに一対一対応する複数のキャリア増幅器と、前記複数のバンドに一対一対応する複数の入力側フィルタと、前記複数のバンドに一対一対応する複数の出力側フィルタと、前記複数のバンドで共用される共用ピーク増幅器とを具備する。前記複数のバンドの任意の一つを任意バンドと称する。前記複数のキャリア増幅器のうち前記任意バンドに対応する任意キャリア増幅器の入力端は、前記複数の入力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意入力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の入力端に接続される。前記任意キャリア増幅器の出力端は、前記複数の出力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意出力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の出力端に接続される。前記任意キャリア増幅器及び前記共用ピーク増幅器は、前記任意バンドの信号を増幅するドハティ増幅器の少なくとも一部を構成する。前記任意入力側フィルタ及び前記任意出力側フィルタは、前記任意バンドを通過させて前記複数のバンドのうち前記任意バンド以外のバンドを通過させない。 The multi-band amplifier according to the present invention includes a plurality of carrier amplifiers corresponding to a plurality of bands on a one-to-one basis, a plurality of input-side filters corresponding to the plurality of bands on a one-to-one basis, An output-side filter and a shared peak amplifier shared by the plurality of bands. Any one of the plurality of bands is referred to as an arbitrary band. The input terminal of the arbitrary carrier amplifier corresponding to the arbitrary band among the plurality of carrier amplifiers is connected to the input terminal of the shared peak amplifier via the arbitrary input side filter corresponding to the arbitrary band among the plurality of input side filters. Connected to. The output terminal of the arbitrary carrier amplifier is connected to the output terminal of the shared peak amplifier via an arbitrary output side filter corresponding to the arbitrary band among the plurality of output side filters. The arbitrary carrier amplifier and the shared peak amplifier constitute at least a part of a Doherty amplifier that amplifies the signal of the arbitrary band. The arbitrary input side filter and the arbitrary output side filter pass the arbitrary band and do not pass bands other than the arbitrary band among the plurality of bands.
本発明にかかるマルチバンド増幅器は、第1バンドの第1入力信号を分配する第1分配器と、入力端が前記第1分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第1キャリア増幅器と、前記第1バンドより中心周波数が高い第2バンドの第2入力信号を分配する第2分配器と、入力端が前記第2分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第2キャリア増幅器と、入力端が前記第1分配器の他の出力端及び前記第2分配器の他の出力端に接続され、前記第1入力信号の振幅が第1設定振幅より大きい場合と前記第2入力信号の振幅が第2設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器と、前記第1キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の出力端に接続された第1合成点と、前記第2キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記出力端に接続された第2合成点と、前記第1分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ローパスフィルタと、前記第2分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ハイパスフィルタと、前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第1合成点の間に設けられた出力側ローパスフィルタと、前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第2合成点の間に設けられた出力側ハイパスフィルタとを具備する。 A multiband amplifier according to the present invention includes a first distributor that distributes a first input signal of a first band, and a bias setting so that the input terminal is connected to one output terminal of the first distributor and always operates. A first carrier amplifier, a second distributor for distributing a second input signal of a second band having a higher center frequency than the first band, and an input terminal connected to one output terminal of the second distributor. A second carrier amplifier biased so as to always operate, and an input terminal connected to the other output terminal of the first distributor and the other output terminal of the second distributor, A shared peak amplifier biased to operate when the amplitude is greater than a first set amplitude and when the amplitude of the second input signal is greater than a second set amplitude; and the output end of the first carrier amplifier and the shared Peak amplifier output A first combining point connected; an output end of the second carrier amplifier; a second combining point connected to the output end of the shared peak amplifier; and the other output end of the first distributor. An input-side low-pass filter provided between the input terminals of a peak amplifier; an input-side high-pass filter provided between the other output terminal of the second distributor and the input terminal of the shared peak amplifier; An output-side low-pass filter provided between the output terminal of the shared peak amplifier and the first synthesis point, and an output-side high-pass filter provided between the output terminal of the shared peak amplifier and the second synthesis point It comprises.
本発明にかかる信号増幅方法は、常時動作するようにバイアス設定された第1キャリア増幅器が、第1バンドの第1入力信号を分配した信号に基づいて第1キャリア増幅信号を生成し、常時動作するようにバイアス設定された第2キャリア増幅器が、前記第1バンドより中心周波数が高い第2バンドの第2入力信号を分配した信号に基づいて第2キャリア増幅信号を生成し、前記第1入力信号を分配した他の信号を、入力側ローパスフィルタを介して、前記第1入力信号の振幅が第1設定振幅より大きい場合と前記第2入力信号の振幅が第2設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器に出力し、前記第2入力信号を分配した他の信号を、入力側ハイパスフィルタを介して、前記共用ピーク増幅器に出力し、前記共用ピーク増幅器が生成したピーク増幅信号を、出力側ローパスフィルタ及び出力側ハイパスフィルタへ出力し、前記出力側ローパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第1キャリア増幅信号に基づいて、第1出力信号を合成し、前記出力側ハイパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第2キャリア増幅信号に基づいて、第2出力信号を合成する。 In the signal amplification method according to the present invention, the first carrier amplifier biased so as to always operate generates the first carrier amplification signal based on the signal obtained by distributing the first input signal of the first band, and always operates. A second carrier amplifier biased to generate a second carrier amplified signal based on a signal obtained by distributing a second input signal of a second band having a higher center frequency than the first band, and the first input The other signals to which the signal is distributed are operated via the input side low-pass filter when the amplitude of the first input signal is larger than the first set amplitude and when the amplitude of the second input signal is larger than the second set amplitude. Output to the shared peak amplifier that is biased so that the other input signal is distributed to the shared peak amplifier via the input side high-pass filter. The peak amplified signal generated by the shared peak amplifier is output to an output side low pass filter and an output side high pass filter, and based on the peak amplified signal component and the first carrier amplified signal that have passed through the output side low pass filter, A first output signal is synthesized, and a second output signal is synthesized based on the component of the peak amplified signal that has passed through the output high-pass filter and the second carrier amplified signal.
本発明により、複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅することができるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a multiband amplifier and a signal amplification method capable of amplifying signals of a plurality of bands with a small circuit scale with high efficiency.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
はじめに、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を説明する。実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器は、例えば、無線通信システムの基地局の増幅器、特に、複数系統の高周波増幅器を備えた装置として利用することができる。
(Embodiment 1)
First, the multiband amplifier and the signal amplification method according to the first embodiment will be described. The multiband amplifier according to the first embodiment can be used, for example, as an apparatus including a base station amplifier of a wireless communication system, particularly a plurality of high-frequency amplifiers.
図1を参照して、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器の構成を説明する。マルチバンド増幅器は、1.7GHz帯と2GHz帯の2つのバンドの信号を増幅する。マルチバンド増幅器は、2つのバンドに一対一に対応するキャリアAMP4a及び4bと、2つのバンドに一対一に対応するフィルタ8及び11と、2つのバンドに一対一に対応するフィルタ10及び12と、2つのバンドで共用されるピークAMP9とを備える。フィルタ8及び11は、それぞれ入力側フィルタ8及び11と称される場合がある。フィルタ10及び12は、それぞれ出力側フィルタ10及び12と称される場合がある。ピークAMP9は、共用ピークAMP9と称される場合がある。
The configuration of the multiband amplifier according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The multiband amplifier amplifies signals in two bands of 1.7 GHz band and 2 GHz band. The multiband amplifier includes
キャリアAMP4aの入力端は、フィルタ8を介して、ピークAMP9の入力端に接続される。キャリアAMP4bの入力端は、フィルタ11を介して、ピークAMP9の入力端に接続される。キャリアAMP4aの出力端は、フィルタ10を介して、ピークAMP9の出力端に接続される。キャリアAMP4bの出力端は、フィルタ12を介して、ピークAMP9の出力端に接続される。キャリアAMP4a及びピークAMP9は、1.7GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器20aの少なくとも一部を構成する。キャリアAMP4b及びピークAMP9は、2GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器20bの少なくとも一部を構成する。
The input end of the
フィルタ8及び10は、1.7GHz帯を通過させて2GHz帯を通過させない。フィルタ11及び12は、2GHz帯を通過させて1.7GHz帯を通過させない。
Filters 8 and 10 pass the 1.7 GHz band and do not pass the 2 GHz band. The
信号増幅にドハティ増幅器20a及び20bが用いられるため、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器は高効率である。更に、ピークAMP9が2つのバンドで共用されるため、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器の回路規模は小さい。ゆえに、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器は、複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅することができる。
Since the Doherty
更に、フィルタ8及び11により、キャリアAMP4a及び4bにおける2つのバンドのアイソレーションが確保される。フィルタ10により、ピークAMP9の出力信号に含まれる2GHz帯の成分がキャリアAMP4aの出力信号と合成されることが防がれる。フィルタ12により、ピークAMP9の出力信号に含まれる1.7GHz帯の成分がキャリアAMP4bの出力信号と合成されることが防がれる。
Furthermore, the
実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器は、2つのバンドに一対一に対応する遅延器2a及び2bを備えることが好ましい。遅延器2aは、キャリアAMP4aに対して直列、且つ、キャリアAMP4b及びピークAMP9に対して並列に設けられる。遅延器2bは、キャリアAMP4bに対して直列、且つ、キャリアAMP4a及びピークAMP9に対して並列に設けられる。
The multiband amplifier according to the first embodiment preferably includes
ピークAMP9の出力信号のうちフィルタ10を通過した成分は、フィルタ8及び10により遅延している。ピークAMP9の出力信号のうちフィルタ12を通過した成分は、フィルタ11及び12により遅延している。遅延器2aにより、ピークAMP9の出力信号のうちフィルタ10を通過した成分とキャリアAMP4aの出力信号の合成の際の位相を合わせることができる。遅延器2bにより、ピークAMP9の出力信号のうちフィルタ12を通過した成分とキャリアAMP4bの出力信号の合成の際の位相を合わせることができる。
The component that has passed through the
以下、実施の形態1に係るマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を詳細に説明する。 Hereinafter, the multiband amplifier and the signal amplification method according to Embodiment 1 will be described in detail.
図1を参照して、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器の構成を詳細に説明する。マルチバンド増幅器は、分配器1a、遅延器2a、キャリアAMP4a、λ/4伝送線路6a、合成点13a、フィルタ8、フィルタ11、ピークAMP9、フィルタ10、フィルタ12、分配器1b、遅延器2b、キャリアAMP4b、λ/4伝送線路6b、合成点13bを備える。フィルタ8及び10は、ローパスフィルタである。フィルタ11及び12は、ハイパスフィルタである。
With reference to FIG. 1, the configuration of the multiband amplifier according to the first exemplary embodiment will be described in detail. The multiband amplifier includes a
分配器1aの一の出力端は、遅延器2aを介して、キャリアAMP4aの入力端に接続される。キャリアAMP4aの出力端は、λ/4伝送線路6aを介して合成点13aに接続される。分配器1bの一の出力端は、遅延器2bを介して、キャリアAMP4bの入力端に接続される。キャリアAMP4bの出力端は、λ/4伝送線路6bを介して合成点13bに接続される。
One output terminal of the
分配器1aの他の出力端は、フィルタ8を介して、ピークAMP9の入力端に接続される。分配器1bの他の出力端は、フィルタ11を介して、ピークAMP9の入力端に接続される。ピークAMP9の出力端は、フィルタ10を介して合成点13aに接続され、フィルタ12を介して合成点13bに接続される。
The other output terminal of the
ここで、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器は、1.7GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器20aと2GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器20bを備えていると解釈できる。ドハティ増幅器20a及び20bは、ドハティ方式の大電力増幅器(HPA:High Power Amplifier)である。ピークAMP9は、ドハティ増幅器20a及び20bに共有されている。すなわち、ドハティ増幅器20aは、分配器1a、遅延器2a、キャリアAMP4a、λ/4伝送線路6a、合成点13a、フィルタ8、フィルタ10、ピークAMP9を備える。ドハティ増幅器20bは、分配器1b、遅延器2b、キャリアAMP4b、λ/4伝送線路6b、合成点13b、フィルタ11、フィルタ12、ピークAMP9を備える。ピークAMP9は、共用器(DUP:Duplexer)9と称される場合がある。
Here, it can be interpreted that the multiband amplifier according to the first exemplary embodiment includes the
尚、遅延器2a及び2bは、それぞれ遅延回路2a及び2bと称される場合がある。λ/4伝送線路6a及び6bは、それぞれ1/4波長伝送線路6a及び6bと称される場合がある。キャリアAMP4a及び4bは、それぞれメインAMP4a及び4bと称される場合がある。ピークAMP9は、補助AMP9又は共用補助AMP9と称される場合がある。フィルタ8及び11は、ピークAMP9の入力側に設けられているため、それぞれ入力側フィルタ8(入力側ローパスフィルタ8)及び入力側フィルタ11(入力側ハイパスフィルタ11)と称される場合がある。フィルタ10及び12は、ピークAMP9の出力側に設けられているため、それぞれ出力側フィルタ10(出力側ローパスフィルタ10)及び出力側フィルタ12(出力側ハイパスフィルタ12)と称される場合がある。
The
次に、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器の動作を説明する。実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器は、1.7GHz帯のLTE(Long Term Evolution)信号と2GHz帯のLTE信号を送信する無線基地局のマルチバンド増幅器である。2GHz帯の中心周波数は、1.7GHz帯の中心周波数より高い。 Next, the operation of the multiband amplifier according to the first embodiment will be described. The multiband amplifier according to the first embodiment is a multiband amplifier of a radio base station that transmits a 1.7 GHz band LTE (Long Term Evolution) signal and a 2 GHz band LTE signal. The center frequency of the 2 GHz band is higher than the center frequency of the 1.7 GHz band.
分配器1aは、1.7GHz帯のLTE送信信号を入力する。1.7GHz帯のLTE送信信号は、1.7G入力信号又は1.7G入力と称される場合がある。分配器1aは、1.7G入力信号を2つに分配する。分配器1aは、1.7G入力信号を分配した信号を遅延器2aを介してキャリアAMP4aに出力し、1.7G入力信号を分配した他の信号をフィルタ8を介してピークAMP9に出力する。遅延器2aは、1.7G入力信号を分配した信号を遅延させる。キャリアAMP4aは、1.7G入力信号を分配した信号に基づいて、1.7Gキャリア増幅信号を生成する。キャリアAMP4aは、1.7Gキャリア増幅信号をλ/4伝送線路6aを介して合成点13aへ出力する。
The
分配器1bは、2GHz帯のLTE送信信号を入力する。2GHz帯のLTE送信信号は、2G入力信号又は2G入力と称される場合がある。分配器1bは、2G入力信号を2つに分配する。分配器1bは、2G入力信号を分配した信号を遅延器2bを介してキャリアAMP4bに出力し、2G入力信号を分配した他の信号をフィルタ11を介してピークAMP9に出力する。遅延器2bは、2G入力信号を分配した信号を遅延させる。キャリアAMP4bは、2G入力信号を分配した信号に基づいて、2Gキャリア増幅信号を生成する。キャリアAMP4bは、2Gキャリア増幅信号をλ/4伝送線路6bを介して合成点13bへ出力する。
The
キャリアAMP4a及び4bは、一般的なドハティ増幅器のキャリアAMPと同様、信号ピークより6dB程度低い平均的な信号レベルで最大効率となるように動作点が設定される。キャリアAMP4a及び4bの出力インピーダンスは、ピークAMP9のオン/オフに応じて変化する。ピークAMP9が動作しない信号レベルでは、λ/4伝送線路6aの出力インピーダンスはλ/4伝送線路6aの特性インピーダンスの1/2となり、キャリアAMP4aの出力インピーダンスはλ/4伝送線路6aの特性インピーダンスの2倍となり、λ/4伝送線路6bの出力インピーダンスはλ/4伝送線路6bの特性インピーダンスの1/2となり、キャリアAMP4bの出力インピーダンスはλ/4伝送線路6bの特性インピーダンスの2倍となる。キャリアAMP4a及び4bは、その時に効率が良くなるように設計されている。
The operating points of the carriers AMP4a and 4b are set so that the maximum efficiency is obtained at an average signal level that is about 6 dB lower than the signal peak, like the carrier AMP of a general Doherty amplifier. The output impedances of the carriers AMP4a and 4b change according to the on / off state of the peak AMP9. At a signal level at which the
図2は、1.7G入力信号及び2G入力信号の振幅と時間の関係を示している。キャリアAMP4a及び4bの動作領域54は、それぞれ、1.7G入力信号及び2G入力信号の振幅の全範囲に設定されている。すなわち、キャリアAMP4a及び4bは、常時動作するようにバイアス設定されている。一方、ピークAMP9がC級にバイアス設定されているため、ピークAMP9の動作領域59は、設定振幅49より大きい振幅範囲に設定されている。すなわち、ピークAMP9は、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合と2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合に動作し、1.7G入力信号及び2G入力信号のどちらの振幅も設定振幅49より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。したがって、ピークAMP9は、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合と2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合に効率が良くなるように設計されている。
FIG. 2 shows the relationship between the amplitude and time of the 1.7G input signal and the 2G input signal. The
図3(a)を参照して、フィルタ8のフィルタ特性68は、1.7GHz帯を通過させて2GHz帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ8は、1.7G入力信号を分配した他の信号を通過させる。図3(b)を参照して、フィルタ11のフィルタ特性71は、2GHz帯を通過させて1.7GHz帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ11は、2G入力信号を分配した他の信号を通過させる。フィルタ8を通過した信号及びフィルタ11を通過した信号は、図3(c)に示されるように合成される。この合成信号がピークAMP9に入力される。
Referring to FIG. 3A, the
ピークAMP9は、フィルタ8を通過した信号(1.7G入力信号を分配した他の信号)及びフィルタ11を通過した信号(2G入力信号を分配した他の信号)を入力する。1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合と2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合、ピークAMP9は、入力信号に基づいてピーク増幅信号を生成する。ピークAMP9は、ピーク増幅信号をフィルタ10及び12へ出力する。1.7G入力信号と2G入力信号には相関がないため、ピークAMP9が1.7G帯と2G帯の信号で同時に動作する確率は低い。
The
図4は、ピークAMP9の入力信号と通常のLTE信号のPAPR(ピーク対平均電力比:Peak to Average Power Ratio)とCCDF(相補累積分布関数:Complementary Cumulative Distribution Function)の関係を示している。ピークAMP9の入力信号(破線)は、二つのバンドの合成信号であるため、1つのバンドの信号である通常のLTE信号(実線)よりも発生確率が若干高い。 FIG. 4 shows the relationship between the input signal of the peak AMP9 and the PAPR (Peak to Average Power Ratio) and CCDF (Complementary Cumulative Distribution Function) of a normal LTE signal. Since the input signal (broken line) of the peak AMP9 is a combined signal of two bands, the probability of occurrence is slightly higher than a normal LTE signal (solid line) that is a signal of one band.
PAPRが6dB以下の場合、ピークAMP9が動作しないため、ピークAMP9の入力信号の確率分布には影響をおよぼさない。PAPRが6dB以上の場合、ピークAMP9の入力信号は通常のLTE信号よりもCCDFが高い。ただし、PAPRが9dB以上の場合、もともとバンドごとの発生確率が非常に低いため、二つのバンドの信号が合成されてもほとんどPAPRが伸びることはない。つまり、ピークAMP9は2つのバンドで共用されているが、ピークAMP9の飽和出力は、1つのバンドで用いられる一般的なドハティ増幅器のピークAMPの飽和出力と同程度で十分である。ピークAMP9を、2キャリアの合成電力よりも小さい電力で使用することができる。 When PAPR is 6 dB or less, the peak AMP9 does not operate, and thus the probability distribution of the input signal of the peak AMP9 is not affected. When the PAPR is 6 dB or more, the input signal of the peak AMP9 has a higher CCDF than the normal LTE signal. However, when the PAPR is 9 dB or more, since the probability of occurrence for each band is originally very low, even if signals of two bands are combined, the PAPR hardly increases. That is, although the peak AMP9 is shared by two bands, the saturation output of the peak AMP9 is sufficient to be about the same as the saturation output of the peak AMP of a general Doherty amplifier used in one band. The peak AMP9 can be used with power smaller than the combined power of two carriers.
図5(a)を参照して、ピーク増幅器9が出力するピーク増幅信号は、1.7GHz帯の成分と2GHz帯の成分を含む。図5(b)を参照して、フィルタ10のフィルタ特性70は、1.7GHz帯を通過させて2GHz帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ10は、ピーク増幅信号のうち1.7GHz帯の成分を通過させて2GHz帯の成分を通過させない。図5(c)を参照して、フィルタ12のフィルタ特性72は、2GHz帯を通過させて1.7GHz帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ12は、ピーク増幅信号のうち2GHz帯の成分を通過させて1.7GHz帯の成分を通過させない。
Referring to FIG. 5A, the peak amplified signal output from
合成点13aは、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より小さい場合、λ/4伝送線路6aを通過した1.7Gキャリア増幅信号を1.7G出力信号として出力する。合成点13aは、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合、フィルタ10を通過したピーク増幅信号の成分とλ/4伝送線路6aを通過した1.7Gキャリア増幅信号に基づいて1.7G出力信号を合成し、合成した1.7G出力信号を出力する。1.7G出力信号は、1.7G出力と称される場合がある。
When the amplitude of the 1.7G input signal is smaller than the set
合成点13bは、2G入力信号の振幅が設定振幅49より小さい場合、λ/4伝送線路6bを通過した2Gキャリア増幅信号を2G出力信号として出力する。合成点13bは、2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合、フィルタ10を通過したピーク増幅信号の成分とλ/4伝送線路6bを通過した2Gキャリア増幅信号に基づいて2G出力信号を合成し、合成した2G出力信号を出力する。2G出力信号は、2G出力と称される場合がある。
When the amplitude of the 2G input signal is smaller than the set
ここで、1.7GHz帯側からは2GHz帯側が全反射に、2GHz帯側からは1.7GHz帯側が全反射に見えるようにフィルタ10及び12を設計することで、合成時の影響を小さくできる。
Here, by designing the
以下、本実施の形態にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法の効果を更に明らかにするために、本実施の形態にかかるマルチバンド増幅器を比較例にかかるマルチバンド増幅器と比較する。 Hereinafter, in order to further clarify the effects of the multiband amplifier and the signal amplification method according to the present embodiment, the multiband amplifier according to the present embodiment is compared with the multiband amplifier according to the comparative example.
(比較例1)
図7を参照して、比較例1にかかるマルチバンド増幅器を説明する。比較例1にかかるマルチバンド増幅器は、2つのバンドの信号を増幅するために、2系統のドハティ増幅器120a及び120bを備える。ドハティ増幅器120aは、1.7GHz帯の信号を増幅する。ドハティ増幅器120bは、2GHz帯の信号を増幅する。
(Comparative Example 1)
A multiband amplifier according to Comparative Example 1 will be described with reference to FIG. The multiband amplifier according to Comparative Example 1 includes two systems of
ドハティ増幅器120aは、分配器103a、キャリアAMP104a、λ/4伝送線路106a、合成点113a、ピークAMP105aを備える。分配器103aの一の出力端は、キャリアAMP104aの入力端に接続されている。キャリアAMP104aの出力端は、λ/4伝送線路106aを介して合成点113aに接続されている。分配器103aの他の出力端は、ピークAMP105aの入力端に接続されている。ピークAMP105aの出力端は、合成点113aに接続されている。
The
分配器103aは、1.7G入力信号を入力して2つに分配する。キャリアAMP104aは、1.7G入力信号を分配した信号を常時増幅してキャリア増幅信号を生成する。キャリアAMP104aは、キャリア増幅信号をλ/4伝送線路106aを介して合成点113aに出力する。ピークAMP105aは、1.7G入力信号の振幅が設定振幅より大きい場合に1.7G入力信号を分配した他の信号を増幅してピーク増幅信号を生成し、ピーク増幅信号を合成点113aに出力する。1.7G入力信号の振幅が設定振幅より小さい場合、合成点113aはλ/4伝送線路106aを通過したキャリア増幅信号を1.7G出力信号として出力する。ピークAMP105aが動作している場合、合成点113aはλ/4伝送線路106aを通過したキャリア増幅信号とピーク増幅信号に基づいて1.7G出力信号を合成し、合成した1.7G出力信号を出力する。
The
ドハティ増幅器120bは、分配器103b、キャリアAMP104b、λ/4伝送線路106b、合成点113b、ピークAMP105bを備える。ドハティ増幅器120bの要素の接続関係及び動作は、ドハティ増幅器120aの要素の接続関係及び動作と同様である。ただし、ドハティ増幅器120bは、2G入力信号を入力し、2G出力信号を出力する。
The
(比較例1と実施の形態1との比較)
比較例1にかかるマルチバンド増幅器において、1.7GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器120aがピークAMP105aを備え、2GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器120bがピークAMP105bを備えている。すなわち、キャリアAMP104a及び14bがバンドごとに設けられ、ピークAMP105a及び105bがバンドごとに設けられている。ピークAMP5a及び5bは、入力信号の最大振幅に合わせたデバイスサイズを必要とするが、入力信号の振幅が大きい場合にしか動作しないために時間稼働率が低い。
(Comparison between Comparative Example 1 and Embodiment 1)
In the multiband amplifier according to the first comparative example, the
一方、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器において、1.7GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器20aと2GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器20bがピークAMP9を共有している。すなわち、キャリアAMP4a及び4bがバンドごとに設けられているが、ピークAMP9が2つのバンドで共用されている。ピークAMPが1つで済むため、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器の回路規模を小さくでき、コストを低減できる。更に、ピークAMP9が2つのバンドで共用されるため、ピークAMP9の時間稼働率が高くなる。
On the other hand, in the multiband amplifier according to the first embodiment, the
(比較例2)
図8を参照して、比較例2にかかるマルチバンド増幅器を説明する。比較例2にかかるマルチバンド増幅器は、1系統のドハティ増幅器220を用いて2つのバンドの信号を増幅するように構成されている。ドハティ増幅器220は、1.7GHz帯の信号と2GHz帯の信号を増幅する。
(Comparative Example 2)
With reference to FIG. 8, the multiband amplifier concerning the comparative example 2 is demonstrated. The multiband amplifier according to Comparative Example 2 is configured to amplify signals of two bands using one system of
ドハティ増幅器220は、ローパスフィルタ208、ハイパスフィルタ211、分配器203、キャリアAMP204、ピークAMP205、λ/4伝送線路206、合成点213、ローパスフィルタ210、ハイパスフィルタ212を備える。ローパスフィルタ208及び210は、1.7GHz帯を通過させて2GHz帯を通過させない。ハイパスフィルタ211及び212は、2GHz帯を通過させて1.7GHz帯を通過させない。
The
分配器203の入力端は、ローパスフィルタ208の出力端とハイパスフィルタ211の出力端に接続される。分配器203の一の出力端は、キャリアAMP204の入力端に接続される。キャリアAMP204の出力端は、λ/4伝送線路206を介して合成点213に接続される。分配器203の他の出力端は、ピークAMP205の入力端に接続される。ピークAMP205の出力端は、合成点213に接続される。合成点213は、ローパスフィルタ210の入力端とハイパスフィルタ212の入力端に接続される。
The input end of the
分配器203は、ローパスフィルタ208を通過した1.7G入力信号とハイパスフィルタ211を通過した2G入力信号の合成信号を入力する。分配器203は、合成信号を2つに分配する。キャリアAMP204は、合成信号を分配した信号を常時増幅してキャリア増幅信号を生成する。キャリアAMP204は、キャリア増幅信号をλ/4伝送線路206を介して合成点213に出力する。ピークAMP205は、1.7G入力信号又は2G入力信号の振幅が設定振幅より大きい場合、合成信号を分配した他の信号を増幅してピーク増幅信号を生成し、ピーク増幅信号を合成点213に出力する。
The
1.7G入力信号及び2G入力信号のどちらの振幅も設定振幅より小さい場合、合成点213はλ/4伝送線路206を通過したキャリア増幅信号を出力信号としてローパスフィルタ210及びハイパスフィルタ212へ出力する。1.7G入力信号又は2G入力信号の振幅が設定振幅より大きい場合、合成点213はλ/4伝送線路206を通過したキャリア増幅信号とピーク増幅信号に基づいて出力信号を合成し、合成した出力信号をローパスフィルタ210及びハイパスフィルタ212へ出力する。ローパスフィルタ210は、合成点213の出力信号の1.7GHz帯の成分を1.7G出力信号として出力する。ハイパスフィルタ212は、合成点213の出力信号の2GHz帯の成分を2G出力信号として出力する。
When both of the 1.7 G input signal and the 2 G input signal are smaller than the set amplitude, the
(比較例2と実施の形態1との比較)
比較例2にかかるマルチバンド増幅器において、分配器203、キャリアAMP204、ピークAMP205、λ/4伝送線路206、合成点213が2つのバンドで共用されている。しかし、λ/4伝送線路206は、周波数依存性が高いため、広帯域化が困難である。更に、1系統でマルチバンドに対応した場合、信号のレベルが2倍になるので、結局AMPとして2倍の飽和出力を持つデバイスを選択する必要があり増幅器として大きくなってしまう欠点がある。
(Comparison between Comparative Example 2 and Embodiment 1)
In the multiband amplifier according to the comparative example 2, the
一方、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器においては、ピークAMP9のみを広帯域化すればよく、λ/4伝送線路6a及び6bを広帯域化する必要がない。したがって、実施の形態1にかかるマルチバンド増幅器を実現することは比較的容易である。
On the other hand, in the multiband amplifier according to the first embodiment, only the peak AMP9 needs to be widened, and it is not necessary to widen the λ / 4
(実施の形態2)
次に、実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を説明する。以下において、実施の形態1と共通する事項の説明は省略される場合がある。
(Embodiment 2)
Next, a multiband amplifier and a signal amplification method according to the second embodiment will be described. In the following, description of matters common to the first embodiment may be omitted.
図6を参照して、実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器の構成を説明する。マルチバンド増幅器は、1.7GHz帯と2GHz帯の2つのバンドの信号を増幅する。マルチバンド増幅器は、2つのバンドに一対一に対応するキャリアAMP4a及び4bと、2つのバンドに一対一に対応するフィルタ8及び11と、2つのバンドに一対一に対応するフィルタ10及び12と、2つのバンドで共用されるピークAMP9と、2つのバンドに一対一に対応するピークAMP5a及び5bを備える。
The configuration of the multiband amplifier according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The multiband amplifier amplifies signals in two bands of 1.7 GHz band and 2 GHz band. The multiband amplifier includes
キャリアAMP4a、ピークAMP5a、及びピークAMP9は、1.7GHz帯の信号を増幅するN−ウエイのドハティ増幅器30aの少なくとも一部を構成する。キャリアAMP4b、ピークAMP5b、及びピークAMP9は、2GHz帯の信号を増幅するN−ウエイのドハティ増幅器30bの少なくとも一部を構成する。
The carrier AMP4a, the peak AMP5a, and the peak AMP9 constitute at least a part of an N-
実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器においては、ドハティ増幅器30a及び30bの各々に2段のピークAMPが設けられる。1段目のピークAMPであるピークAMP5a及び5bは、1.7GHz帯及び2GHz帯にそれぞれ対応して設けられる。2段目のピークAMPであるピークAMP9は、2つのバンドで共用される。すなわち、ピークAMP5a及び5bよりも上位段のピークAMPであるピークAMP9が2つのバンドで共用されている。
In the multiband amplifier according to the second exemplary embodiment, each of the
以下、実施の形態2に係るマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を詳細に説明する。 Hereinafter, the multiband amplifier and the signal amplification method according to the second embodiment will be described in detail.
図6を参照して、実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器の構成を詳細に説明する。マルチバンド増幅器は、分配器1a、遅延器2a、分配器3a、キャリアAMP4a、ピークAMP5a、λ/4伝送線路7a、合成点14a、λ/4伝送線路6a、合成点13a、フィルタ8、フィルタ11、ピークAMP9、フィルタ10、フィルタ12、分配器1b、遅延器2b、分配器3b、キャリアAMP4b、ピークAMP5b、λ/4伝送線路7b、合成点14b、λ/4伝送線路6b、合成点13bを備える。
The configuration of the multiband amplifier according to the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. The multiband amplifier includes a
分配器1aの一の出力端は、遅延器2aを介して、分配器3aの入力端に接続される。分配器3aの一の出力端は、キャリアAMP4aの入力端に接続される。キャリアAMP4aの出力端は、λ/4伝送線路7aを介して合成点14aに接続される。合成点14aは、λ/4伝送線路6aを介して合成点13aに接続される。分配器3aの他の出力端は、ピークAMP5aの入力端に接続される。ピークAMP5aの出力端は合成点14aに接続される。
One output terminal of the
分配器1bの一の出力端は、遅延器2bを介して、分配器3bの入力端に接続される。分配器3bの一の出力端は、キャリアAMP4bの入力端に接続される。キャリアAMP4bの出力端は、λ/4伝送線路7bを介して合成点14bに接続される。合成点14bは、λ/4伝送線路6bを介して合成点13bに接続される。分配器3bの他の出力端は、ピークAMP5bの入力端に接続される。ピークAMP5bの出力端は合成点14bに接続される。
One output terminal of the
分配器1aの他の出力端は、フィルタ8を介して、ピークAMP9の入力端に接続される。分配器1bの他の出力端は、フィルタ11を介して、ピークAMP9の入力端に接続される。ピークAMP9の出力端は、フィルタ10を介して合成点13aに接続され、フィルタ12を介して合成点13bに接続される。
The other output terminal of the
ここで、実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器は、1.7GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器30aと2GHz帯の信号を増幅するドハティ増幅器30bを備えていると解釈できる。ドハティ増幅器30a及び30bは、2段のピークAMPを備えたドハティ方式の大電力増幅器である。ピークAMP9は、ドハティ増幅器30a及び30bに共有されている。すなわち、ドハティ増幅器30aは、分配器1a、遅延器2a、分配器3a、キャリアAMP4a、ピークAMP5a、λ/4伝送線路6a、λ/4伝送線路7a、合成点13a、合成点14a、フィルタ8、フィルタ10、ピークAMP9を備える。ドハティ増幅器30bは、分配器1b、遅延器2b、分配器3b、キャリアAMP4b、ピークAMP5b、λ/4伝送線路6b、λ/4伝送線路7b、合成点13b、合成点14b、フィルタ11、フィルタ12、ピークAMP9を備える。
Here, the multiband amplifier according to the second embodiment can be interpreted as including a
キャリアAMP4a及び4bは、それぞれ、常時動作するようにバイアス設定されている。ピークAMP9は、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合と2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合に動作し、1.7G入力信号及び2G入力信号のどちらの振幅も設定振幅49より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。ピークAMP5aは、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より小さい1.7G側設定振幅より大きい場合に動作し、1.7G入力信号の振幅が1.7G側設定振幅より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。ピークAMP5bは、2G入力信号の振幅が設定振幅49より小さい2G側設定振幅より大きい場合に動作し、2G入力信号の振幅が2G側設定振幅より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。
The carriers AMP4a and 4b are biased so as to always operate. The peak AMP9 operates when the amplitude of the 1.7G input signal is larger than the set
尚、λ/4伝送線路7a及び7bは、それぞれ1/4波長伝送線路7a及び7bと称される場合がある。ピークAMP5a及び5bは、それぞれ補助AMP5a及び5bと称される場合がある。
The λ / 4
次に、実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器の動作を説明する。実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器は、1.7GHz帯のLTE信号と2GHz帯のLTE信号を送信する無線基地局のマルチバンド増幅器である。 Next, the operation of the multiband amplifier according to the second exemplary embodiment will be described. The multiband amplifier according to the second exemplary embodiment is a multiband amplifier of a radio base station that transmits a 1.7 GHz band LTE signal and a 2 GHz band LTE signal.
分配器1aは、1.7G入力信号を2つに分配する。分配器1aは、1.7G入力信号を分配した信号(以下、1.7G分配信号という)を遅延器2aを介して分配器3aに出力し、1.7G入力信号を分配した他の信号をフィルタ8を介してピークAMP9に出力する。遅延器2aは、1.7G分配信号を遅延させる。分配器3aは、1.7G分配信号を2つに分配する。分配器3aは、1.7G分配信号を分配した信号をキャリアAMP4aに出力し、1.7G分配信号を分配した他の信号をピークAMP5aに出力する。
The
キャリアAMP4aは、1.7G分配信号を分配した信号に基づいて、1.7Gキャリア増幅信号を生成する。キャリアAMP4aは、1.7Gキャリア増幅信号をλ/4伝送線路7aを介して合成点14aへ出力する。1.7G入力信号の振幅が1.7G側設定振幅より大きい場合、ピークAMP5aは、1.7G分配信号を分配した他の信号に基づいて1.7Gピーク増幅信号を生成し、1.7Gピーク増幅信号を合成点14aへ出力する。
The
合成点14aは、1.7G入力信号の振幅が1.7G側設定振幅より小さい場合、λ/4伝送線路7aを通過した1.7Gキャリア増幅信号を1.7G中間信号として出力する。合成点14aは、1.7G入力信号の振幅が1.7G側設定振幅より大きい場合、λ/4伝送線路7aを通過した1.7Gキャリア増幅信号と1.7Gピーク増幅信号に基づいて1.7G中間信号を合成し、合成した1.7G中間信号を出力する。合成点14aは、1.7G中間信号をλ/4伝送線路6aを介して合成点13aに出力する。
When the amplitude of the 1.7G input signal is smaller than the 1.7G side set amplitude, the
分配器1bは、2G入力信号を2つに分配する。分配器1bは、2G入力信号を分配した信号(以下、2G分配信号という)を遅延器2bを介して分配器3bに出力し、2G入力信号を分配した他の信号をフィルタ11を介してピークAMP9に出力する。遅延器2bは、2G分配信号を遅延させる。分配器3bは、2G分配信号を2つに分配する。分配器3bは、2G分配信号を分配した信号をキャリアAMP4bに出力し、2G分配信号を分配した他の信号をピークAMP5bに出力する。
The
キャリアAMP4bは、2G分配信号を分配した信号に基づいて、2Gキャリア増幅信号を生成する。キャリアAMP4bは、2Gキャリア増幅信号をλ/4伝送線路7bを介して合成点14bへ出力する。2G入力信号の振幅が2G側設定振幅より大きい場合、ピークAMP5bは、2G分配信号を分配した他の信号に基づいて2Gピーク増幅信号を生成し、2Gピーク増幅信号を合成点14bへ出力する。
The carrier AMP4b generates a 2G carrier amplification signal based on the signal obtained by distributing the 2G distribution signal. The
合成点14bは、2G入力信号の振幅が2G側設定振幅より小さい場合、λ/4伝送線路7bを通過した2Gキャリア増幅信号を2G中間信号として出力する。合成点14bは、2G入力信号の振幅が2G側設定振幅より大きい場合、λ/4伝送線路7bを通過した2Gキャリア増幅信号と2Gピーク増幅信号に基づいて2G中間信号を合成し、合成した2G中間信号を出力する。合成点14bは、2G中間信号をλ/4伝送線路6bを介して合成点13aに出力する。
When the amplitude of the 2G input signal is smaller than the 2G side set amplitude, the
ピークAMP9は、フィルタ8を通過した信号(1.7G入力信号を分配した他の信号)及びフィルタ11を通過した信号(2G入力信号を分配した他の信号)を入力する。1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合と2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合、ピークAMP9は、入力信号に基づいてピーク増幅信号を生成する。ピークAMP9は、ピーク増幅信号をフィルタ10及び12へ出力する。フィルタ10は、ピーク増幅信号のうち1.7GHz帯の成分を通過させて2GHz帯の成分を通過させない。フィルタ12は、ピーク増幅信号のうち2GHz帯の成分を通過させて1.7GHz帯の成分を通過させない。
The
合成点13aは、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より小さい場合、λ/4伝送線路6aを通過した1.7G中間信号を1.7G出力信号として出力する。合成点13aは、1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合、フィルタ10を通過したピーク増幅信号の成分とλ/4伝送線路6aを通過した1.7G中間信号に基づいて1.7G出力信号を合成し、合成した1.7G出力信号を出力する。
When the amplitude of the 1.7G input signal is smaller than the set
合成点13bは、2G入力信号の振幅が設定振幅49より小さい場合、λ/4伝送線路6bを通過した2G中間信号を2G出力信号として出力する。合成点13bは、2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合、フィルタ12を通過したピーク増幅信号の成分とλ/4伝送線路6bを通過した2G中間信号に基づいて2G出力信号を合成し、合成した2G出力信号を出力する。
When the amplitude of the 2G input signal is smaller than the set
比較例1にかかるマルチバンド増幅器が備えるドハティ増幅器120a及び120bの各々に2段のピークAMPを設けると、回路規模が非常に大きくなる。その上、ドハティ増幅器の入力信号の振幅が第1の設定振幅より大きい場合に動作するように1段目のピークAMPがバイアス設定され、ドハティ増幅器の入力信号の振幅が第1の設定振幅より大きい第2の設定振幅より大きい場合に動作するように2段目のピークAMPがバイアス設定される。そのため、2段目のピークAMPの時間稼働率は1段目のピークAMPの時間稼働率より低くなる。
When the two-stage peak AMP is provided in each of the
実施の形態2によれば、2段目のピークAMPであるピークAMP9が2つのバンドで共用されるため、実施の形態2にかかるマルチバンド増幅器の回路規模が小さくなり、2段目のピークAMPの時間稼働率が高くなる。上位段のピークAMPを複数のバンドで共用することは有効である。 According to the second embodiment, since the peak AMP9 that is the second-stage peak AMP is shared by the two bands, the circuit scale of the multiband amplifier according to the second embodiment is reduced, and the second-stage peak AMP is reduced. The hourly utilization rate increases. It is effective to share the upper level peak AMP among a plurality of bands.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法は、3つ以上のバンドの信号を増幅するマルチバンド増幅器及び信号増幅方法であってもよい。2つのバンドの信号を増幅するマルチバンド増幅器をデュアルバンド増幅器と称してもよい。本発明にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法は、N段(Nは3以上の整数)のピークAMPが設けられるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法であってもよい。この場合、N段目のピークAMPが複数のバンドで共用されることが好ましい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, the multiband amplifier and the signal amplification method according to the present invention may be a multiband amplifier and a signal amplification method for amplifying signals of three or more bands. A multiband amplifier that amplifies signals of two bands may be referred to as a dual band amplifier. The multiband amplifier and signal amplification method according to the present invention may be a multiband amplifier and signal amplification method provided with N stages (N is an integer of 3 or more) of peak AMPs. In this case, it is preferable that the N-th peak AMP is shared by a plurality of bands.
上記実施の形態においては、ピークAMP9が1.7G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合と2G入力信号の振幅が設定振幅49より大きい場合に動作するようにバイアス設定されており、1.7G入力信号についての設定振幅と2G入力信号についての設定振幅が同一である。1.7G入力信号についての設定振幅と2G入力信号についての設定振幅が異なってもよい。
In the above embodiment, the
1a、1b、3a、3b 分配器
2a、2b 遅延器(遅延回路)
4a、4b キャリア増幅器(キャリアAMP)
8、10、11、12 フィルタ
5a、5b、9 ピーク増幅器(ピークAMP)
13a、13b、14a、14b 合成点
20a、20b、30a、30b ドハティ増幅器
49 設定振幅
1a, 1b, 3a,
4a, 4b Carrier amplifier (carrier AMP)
8, 10, 11, 12
13a, 13b, 14a,
Claims (9)
前記複数のバンドに一対一対応する複数の入力側フィルタと、
前記複数のバンドに一対一対応する複数の出力側フィルタと、
前記複数のバンドで共用される共用ピーク増幅器と
を具備し、
前記複数のバンドの任意の一つを任意バンドと称し、
前記複数のキャリア増幅器のうち前記任意バンドに対応する任意キャリア増幅器の入力端は、前記複数の入力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意入力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の入力端に接続され、
前記任意キャリア増幅器の出力端は、前記複数の出力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意出力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の出力端に接続され、
前記任意キャリア増幅器及び前記共用ピーク増幅器は、前記任意バンドの信号を増幅するドハティ増幅器の少なくとも一部を構成し、
前記任意入力側フィルタ及び前記任意出力側フィルタは、前記任意バンドを通過させて前記複数のバンドのうち前記任意バンド以外のバンドを通過させない
マルチバンド増幅器。 A plurality of carrier amplifiers corresponding one-to-one to a plurality of bands;
A plurality of input side filters corresponding one-to-one to the plurality of bands;
A plurality of output-side filters corresponding one-to-one to the plurality of bands;
A shared peak amplifier shared by the plurality of bands,
Any one of the plurality of bands is referred to as an arbitrary band,
The input terminal of the arbitrary carrier amplifier corresponding to the arbitrary band among the plurality of carrier amplifiers is connected to the input terminal of the shared peak amplifier via the arbitrary input side filter corresponding to the arbitrary band among the plurality of input side filters. Connected to
An output terminal of the arbitrary carrier amplifier is connected to an output terminal of the shared peak amplifier via an arbitrary output side filter corresponding to the arbitrary band among the plurality of output side filters,
The arbitrary carrier amplifier and the shared peak amplifier constitute at least part of a Doherty amplifier that amplifies the signal of the arbitrary band,
The arbitrary input side filter and the arbitrary output side filter are multiband amplifiers that pass the arbitrary band and do not pass bands other than the arbitrary band among the plurality of bands.
前記複数の遅延回路のうち前記任意バンドに対応する任意遅延回路は、前記任意キャリア増幅器に対して直列、且つ、前記複数のキャリア増幅器のうち前記任意キャリア増幅器以外のキャリア増幅器及び前記共用ピーク増幅器に対して並列に設けられる
請求項1に記載のマルチバンド増幅器。 A plurality of delay circuits corresponding one-to-one to the plurality of bands;
An arbitrary delay circuit corresponding to the arbitrary band among the plurality of delay circuits is connected in series to the arbitrary carrier amplifier, and a carrier amplifier other than the arbitrary carrier amplifier and the shared peak amplifier among the plurality of carrier amplifiers. The multiband amplifier according to claim 1, wherein the multiband amplifier is provided in parallel.
前記任意キャリア増幅器、前記複数のピーク増幅器のうち前記任意バンドに対応する任意ピーク増幅器、及び前記共用ピーク増幅器は、前記任意バンドの信号を増幅するN−ウエイのドハティ増幅器の少なくとも一部を構成し、
前記任意バンドの信号を増幅する前記N−ウエイのドハティ増幅器において、前記共用ピーク増幅器は、前記任意ピーク増幅器よりも上位段のピーク増幅器である
請求項1又は2に記載のマルチバンド増幅器。 A plurality of peak amplifiers corresponding one-to-one with the plurality of bands;
The arbitrary carrier amplifier, the arbitrary peak amplifier corresponding to the arbitrary band among the plurality of peak amplifiers, and the shared peak amplifier constitute at least a part of an N-way Doherty amplifier that amplifies the signal of the arbitrary band. ,
3. The multiband amplifier according to claim 1, wherein in the N-way Doherty amplifier that amplifies the signal of the arbitrary band, the shared peak amplifier is a peak amplifier at a higher stage than the arbitrary peak amplifier. 4.
入力端が前記第1分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第1キャリア増幅器と、
前記第1バンドより中心周波数が高い第2バンドの第2入力信号を分配する第2分配器と、
入力端が前記第2分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第2キャリア増幅器と、
入力端が前記第1分配器の他の出力端及び前記第2分配器の他の出力端に接続され、前記第1入力信号の振幅が第1設定振幅より大きい場合と前記第2入力信号の振幅が第2設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器と、
前記第1キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の出力端に接続された第1合成点と、
前記第2キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記出力端に接続された第2合成点と、
前記第1分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ローパスフィルタと、
前記第2分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ハイパスフィルタと、
前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第1合成点の間に設けられた出力側ローパスフィルタと、
前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第2合成点の間に設けられた出力側ハイパスフィルタと
を具備する
マルチバンド増幅器。 A first distributor for distributing the first input signal of the first band;
A first carrier amplifier having an input terminal connected to one output terminal of the first distributor and biased so as to always operate;
A second distributor for distributing a second input signal of a second band having a higher center frequency than the first band;
A second carrier amplifier having an input terminal connected to one output terminal of the second distributor and biased so as to always operate;
The input terminal is connected to the other output terminal of the first distributor and the other output terminal of the second distributor, and when the amplitude of the first input signal is larger than the first set amplitude and the second input signal A shared peak amplifier biased to operate when the amplitude is greater than the second set amplitude;
A first combining point connected to an output terminal of the first carrier amplifier and an output terminal of the shared peak amplifier;
A second combining point connected to the output end of the second carrier amplifier and the output end of the shared peak amplifier;
An input-side low-pass filter provided between the other output terminal of the first distributor and the input terminal of the shared peak amplifier;
An input-side high-pass filter provided between the other output terminal of the second distributor and the input terminal of the shared peak amplifier;
An output-side low-pass filter provided between the output terminal of the shared peak amplifier and the first synthesis point;
A multiband amplifier comprising: an output-side high-pass filter provided between the output terminal of the shared peak amplifier and the second synthesis point.
前記第2分配器の前記一の出力端と前記第2キャリア増幅器の前記入力端の間に設けられた第2遅延回路と
を更に具備する
請求項4に記載のマルチバンド増幅器。 A first delay circuit provided between the one output terminal of the first distributor and the input terminal of the first carrier amplifier;
The multiband amplifier according to claim 4, further comprising a second delay circuit provided between the one output terminal of the second distributor and the input terminal of the second carrier amplifier.
入力端が前記第3分配器の他の出力端に接続され、出力端が前記第1合成点に接続され、前記第1入力信号の振幅が前記第1設定振幅より小さい第3設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第1ピーク増幅器と、
入力端が前記第2分配器の前記一の出力端に接続され、一の出力端が前記第2キャリア増幅器の前記入力端に接続された第4分配器と、
入力端が前記第4分配器の他の出力端に接続され、出力端が前記第2合成点に接続され、前記第2入力信号の振幅が前記第2設定振幅より小さい第4設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第2ピーク増幅器と
を更に具備する
請求項4又は5に記載のマルチバンド増幅器。 A third distributor having an input terminal connected to the one output terminal of the first distributor and one output terminal connected to the input terminal of the first carrier amplifier;
The input terminal is connected to the other output terminal of the third distributor, the output terminal is connected to the first synthesis point, and the amplitude of the first input signal is larger than the third set amplitude smaller than the first set amplitude. A first peak amplifier biased to operate in case
A fourth distributor having an input terminal connected to the one output terminal of the second distributor and one output terminal connected to the input terminal of the second carrier amplifier;
The input terminal is connected to the other output terminal of the fourth distributor, the output terminal is connected to the second synthesis point, and the amplitude of the second input signal is larger than the fourth set amplitude smaller than the second set amplitude. The multiband amplifier according to claim 4, further comprising a second peak amplifier biased to operate in some cases.
常時動作するようにバイアス設定された第2キャリア増幅器が、前記第1バンドより中心周波数が高い第2バンドの第2入力信号を分配した信号に基づいて第2キャリア増幅信号を生成し、
前記第1入力信号を分配した他の信号を、入力側ローパスフィルタを介して、前記第1入力信号の振幅が第1設定振幅より大きい場合と前記第2入力信号の振幅が第2設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器に出力し、
前記第2入力信号を分配した他の信号を、入力側ハイパスフィルタを介して、前記共用ピーク増幅器に出力し、
前記共用ピーク増幅器が生成したピーク増幅信号を、出力側ローパスフィルタ及び出力側ハイパスフィルタへ出力し、
前記出力側ローパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第1キャリア増幅信号に基づいて、第1出力信号を合成し、
前記出力側ハイパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第2キャリア増幅信号に基づいて、第2出力信号を合成する
信号増幅方法。 A first carrier amplifier biased to operate constantly generates a first carrier amplified signal based on a signal obtained by distributing the first input signal of the first band;
A second carrier amplifier biased so as to always operate generates a second carrier amplified signal based on a signal obtained by distributing a second input signal of a second band having a higher center frequency than the first band;
The other signals to which the first input signal is distributed are passed through an input-side low-pass filter when the amplitude of the first input signal is greater than the first set amplitude and the amplitude of the second input signal is greater than the second set amplitude. Output to a shared peak amplifier that is biased to work when large,
The other signal obtained by distributing the second input signal is output to the shared peak amplifier via an input side high-pass filter,
The peak amplification signal generated by the shared peak amplifier is output to the output side low pass filter and the output side high pass filter,
Based on the component of the peak amplified signal that has passed through the output-side low pass filter and the first carrier amplified signal, a first output signal is synthesized,
A signal amplification method for synthesizing a second output signal based on the component of the peak amplified signal that has passed through the output high-pass filter and the second carrier amplified signal.
前記第2入力信号を分配した前記信号を遅延させる
請求項7に記載の信号増幅方法。 Delaying the signal to which the first input signal has been distributed;
The signal amplification method according to claim 7, wherein the signal obtained by distributing the second input signal is delayed.
前記第1入力信号の振幅が前記第1設定振幅より小さい第3設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第1ピーク増幅器が、前記第1入力信号を分配した前記信号を分配した他の信号に基づいて第1ピーク増幅信号を生成し、
前記第2入力信号を分配した前記信号を分配した信号を前記第2キャリア増幅器に出力し、
前記第2入力信号の振幅が前記第2設定振幅より小さい第4設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第2ピーク増幅器が、前記第2入力信号を分配した前記信号を分配した他の信号に基づいて第2ピーク増幅信号を生成し、
前記第1出力信号は前記第1ピーク増幅信号に更に基づいて合成され、
前記第2出力信号は前記第2ピーク増幅信号に更に基づいて合成される
請求項7又は8に記載の信号増幅方法。 A signal obtained by distributing the signal obtained by distributing the first input signal is output to the first carrier amplifier;
A first peak amplifier biased to operate when the amplitude of the first input signal is greater than a third set amplitude that is less than the first set amplitude distributed the signal that has distributed the first input signal Generating a first peak amplified signal based on other signals;
A signal obtained by distributing the signal obtained by distributing the second input signal is output to the second carrier amplifier;
A second peak amplifier biased to operate when the amplitude of the second input signal is greater than a fourth set amplitude that is less than the second set amplitude distributed the signal from which the second input signal was distributed Generating a second peak amplified signal based on other signals;
The first output signal is further synthesized based on the first peak amplified signal;
The signal amplification method according to claim 7, wherein the second output signal is further synthesized based on the second peak amplification signal.
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