JP2023531224A

JP2023531224A - Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器および電力増幅方法

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Publication number: JP2023531224A
Application number: JP2022579068A
Authority: JP
Inventors: フアチャンチェン; シャオチュンクイ; ティンホウ; ジンユァンアン
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2023-07-21
Also published as: CN113839620A; US20230170860A1; WO2021259265A1; EP4170901A4; KR20230015450A; EP4170901A1

Abstract

本開示は、並列に接続された少なくとも１つの搬送波電力増幅器と少なくとも１つのピーク値電力増幅器とを含み、各搬送波電力増幅器と各ピーク値電力増幅器は、少なくとも１グループの搬送波電力増幅ユニットと少なくとも１グループのピーク値電力増幅ユニットをそれぞれ含み、各グループの搬送波電力増幅ユニットは、並列に接続されて電力合成を行い、各グループのピーク値電力増幅ユニットは、並列に接続されて電力合成を行い、各搬送波電力増幅ユニットと各ピーク値電力増幅ユニットは、いずれも２路の電力増幅回路を含み、各２路の電力増幅回路は並列に接続されて電力合成を行い、且つ２路の電力増幅回路は、予め設けられた閾値以下の飽和電力を持つ電力増幅チューブである中低電力増幅チューブをそれぞれ含むＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器を開示する。本開示は電力増幅方法をさらに開示する。

Description

本願は２０２０年６月２３日に提出された中国特許出願第２０２０１０５８１０５１．３号の優先権を主張し、当該中国特許出願の全ての内容を援用によって引用することとする。

本開示は、通信分野に関し、特に、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器および電力増幅方法に関するものである。

リモートラジオユニット（ＲｅｍｏｔｅＲａｄｉｏＵｎｉｔ，ＲＲＵ）またはアクティブアンテナユニット（ＡｃｔｉｖｅａｎｔｅｎｎａＵｎｉｔ，ＡＡＵ）は、無線基地局におけるコアサブシステムであり、ベースバンドのデジタル信号を処理後、無線電波に変換し、アンテナを通して送信するものである。送信装置の前段において、変調装置が生成する無線周波数信号電力は小さく、アンテナにフィードして放射するには、一連の増幅を経て、十分に大きな無線周波数出力電力を得る必要がある。無線周波数増幅器は送信装置の最終段に位置し、すでに変調された無線周波数信号に対し電力増幅を行って、十分に大きな無線周波数出力電力を得、そして、アンテナにフィードして放射する。無線周波数増幅器の熱消費量は、ＲＲＵまたはＡＡＵの総熱消費量の約２／３を占めており、これは、無線基地局で消費電力が最も多い部品であり、その効率の高低は、無線基地局全体の消費電力に直接影響を与えるため、高効率は、電力増幅器設計の最も重要な目標の１つである。

現在、業界で最も広く使用されている成熟した高効率電力増幅器は、Ｄｏｈｅｒｔｙ（ドハティ）電力増幅器であり、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の構造はシンプルで作業しやすく、かつその効率も高い。Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、構造がシンプルであり、かつ効率が高いが、利得の減少、帯域幅の減少、感度の上昇などの克服できない欠点もある。Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器はＡＢ系電力増幅器との比較において、その利得が２ｄＢ～３ｄＢ（デジベル）低下し、その理由は、ピーク値電力増幅器がＣ系であり、利得が小さく、最終段電力増幅器の利得を制約し、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、高電力または超高電力アプリケーションに直面した際に、複数のＤｏｈｅｒｔｙ回路を用いて電力合成を行って出力電力と効率をさらに高めることができるが、Ｄｏｈｅｒｔｙ回路を合成するたびに、効率を向上するとともに、アプリケーションの帯域幅が更に小さくなる。オペレータの帯域幅の上昇、主力ハイバンド大帯域幅製品の商用化に伴い、電力増幅器の帯域幅は単一周波数３０ＭＨｚ～７５ＭＨｚからマルチ周波数まで、また、５Ｇ単一周波数の２００ＭＨｚ～４００ＭＨｚまでとなっており、かつ増加し続けているため、世界規模の５Ｇ移動通信時代には、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の帯域幅問題を良く解決し、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器が大きな帯域幅条件で最大な効率向上を得るようにすることは、当業者が早急に解決しなければならない技術課題になっている。

本開示の実施形態は、少なくとも１つの搬送波電力増幅器と少なくとも１つのピーク値電力増幅器を含み、前記搬送波電力増幅器と前記ピーク値電力増幅器は並列に接続されたＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器であって、
前記搬送波電力増幅器は、少なくとも１グループの搬送波電力増幅ユニットを含み、各グループの搬送波電力増幅ユニットは並列に接続されて電力合成を行い、各前記搬送波電力増幅ユニットは、中低電力増幅チューブをそれぞれ含むとともに、並列に接続されて電力合成を行う２路の電力増幅回路を含み、
前記ピーク値電力増幅器は、少なくとも１グループのピーク値電力増幅ユニットを含み、各グループのピーク値電力増幅ユニットは並列に接続されて電力合成を行い、各前記ピーク値電力増幅ユニットは、中低電力増幅チューブをそれぞれ含むとともに、並列に接続されて電力合成を行う２路の電力増幅回路を含み、
前記中低電力増幅チューブは、予め設けられた閾値以下の電力を持つ電力増幅チューブであるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器を提供する。

本開示の実施形態は、本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器に適用する電力増幅方法であって、
少なくとも１つの搬送波電力増幅器と少なくとも１つのピーク値電力増幅器とで電力合成を行い、
搬送波電力増幅器に入力される信号を少なくとも１グループの信号に分け、各グループの信号を２路の信号に分け、前記２路の信号はそれぞれ、電力増幅回路における中低電力増幅チューブで電力増幅を行って、前記中低電力増幅チューブの飽和電力を低減し、前記２路の電力増幅回路の出力信号に対し電力合成を行い、
ピーク値電力増幅器に入力される信号を少なくとも１グループの信号に分け、各グループの信号を２路の信号に分け、前記２路の信号はそれぞれ、電力増幅回路における中低電力増幅チューブで電力増幅を行って、前記中低電力増幅チューブの飽和電力を低減し、前記２路の電力増幅回路の出力信号に対し電力合成を行うことを含む電力増幅方法を更に提供する。

図面は、本開示のさらなる理解を提供するために用いられ、本明細書の一部を構成し、以下の具体的な実施形態と併せて本開示を説明するために用いられるが、本開示の限定を構成するものでない。
本開示によって提供される関連技術における２路のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の構造模式図である。本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の構造模式図である。本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の別の構造模式図である。本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器のさらなる別の構造模式図である。

以下、本開示の具体的な実施形態について、図面と併せて詳細に説明する。ここに記載された具体的な実施形態は、本開示を説明、解釈するためのものにすぎず、本開示を限定するものではないことを理解されたい。

図１に示すように、１つの２路のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、２つの電力増幅器、つまり、１つの搬送波電力増幅器と１つのピーク値電力増幅器を含む。搬送波電力増幅器は、Ｂ系電力増幅器またはＡＢ系電力増幅器であり、ピーク値電力増幅器はＣ系電力増幅器である。搬送波電力増幅器とピーク値電力増幅器は、は交互に動作するのではなく、搬送波電力増幅器は常時動作し、ピーク値電力増幅器は、設定したピークに達した場合のみに動作する。搬送波電力増幅器の後ろの９０°１／４波長変換線はインピーダンス変換であり、これは、ピーク値電力増幅器作動時に、搬送波電力増幅器の皮相インダクタンスを小さくし、ピーク値電力増幅器作動時とその後の回路からなるアクティブ負荷抵抗が低くなることを確保し、これにより、搬送波電力増幅器の出力電流を増加させることを目的とする。搬送波電力増幅器の後ろには１／４波長変換線があるため、２つの電力増幅器の出力を同じにするために、ピーク値電力増幅器の前にも９０°の位相シフトを必要とする。オフセット１とオフセット２を調整することで、搬送波電力増幅回路とピーク値電力増幅回路の位相差を調整することができ、オフセット３を調整することで、搬送波電力増幅器の負荷抵抗を調整することができ、オフセット４を調整することで、小さい入力信号の場合にピーク値電力増幅器が開回路状態にあることを確保することができる。

搬送波電力増幅器がＢ系で作動する場合、入力信号が小さいと、搬送波電力増幅器のみが作動状態にあり、電力増幅チューブの出力電圧がピーク値飽和点に達する時、理論的な効率は７８．５％に達することができる。この時点で、励磁を２倍にすると、電力増幅チューブの出力電圧はピーク値の半分になったところで飽和とあり、効率も最大の７８．５％となり、この時点でピーク値電力増幅器も搬送波電力増幅器とともに作動を開始する。ピーク値電力増幅器の導入により、負荷に対するピーク値電力増幅器の作用は、１つの負の抵抗が直列に接続されたことに相当し、搬送波電力増幅器の角度から見れば、負荷は小さくなり、このため、搬送波電力増幅器の出力電圧が飽和し一定になっても、出力電力は、負荷が小さくなるため、増加し続ける（負荷に流れる電流が大きくなる）。激励のピーク値に達する場合、ピーク値電力増幅器もその効率の最大点に達し、このように、２つの電力増幅器をあわせたものの効率は単体のＢ級電力増幅器よりもはるかに効率が高くなる。単体のＢ系電力増幅器のみが作動する場合、その最大効率７８．５％がピーク値で見られ、ピーク値電力増幅器の導入の後に２つの電力増幅器が一緒に作動し、Ｂ系電力増幅器７８．５％の効率はピーク値の半分ですでに見られたため、Ｄｏｈｅｒｔｙ構造（Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器）は非常に高い効率に達することができる（その各電力増幅器はいずれも最大の出力効率に達する）。

本開示の実施形態は、少なくとも１つの搬送波電力増幅器１と少なくとも１つのピーク値電力増幅器２を含み、搬送波電力増幅器１とピーク値電力増幅器２が並列に接続されたＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器を提供する。

図２ａに関連して示したように、このＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、１つの搬送波電力増幅器１と１つのピーク値電力増幅器２とを含み得る。図２ｂに関連して示したように、このＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、１つの搬送波電力増幅器１と２つのピーク値電力増幅器２とを含み得る。図２ｃに関連して示したように、このＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、１つの搬送波電力増幅器１と、２より多いピーク値電力増幅器２とを含み得る。

各搬送波電力増幅器１は、並列に接続されて電力合成を行う、ｍグループの搬送波電力増幅ユニット３を含み得る。各グループの搬送波電力増幅ユニット３はいずれも２路の電力増幅回路を含み、この２路の電力増幅回路も並列に接続されて電力合成を行い、かつ、各路の電力増幅回路はいずれも、予め設けられた閾値以下の飽和電力を持つ１つの中低電力増幅チューブ５を含む。

各搬送波電力増幅器２は、並列に接続されて電力合成を行う、ｎグループの搬送波電力増幅ユニット４を含み得る。各グループの搬送波電力増幅ユニット４はいずれも２路の電力増幅回路を含み得、この２路の電力増幅回路も並列に接続されて電力合成を行い、かつ、各路の電力増幅回路はいずれも、予め設けられた閾値以下の飽和電力を持つ１つの中低電力増幅チューブ５を含む。

なお、ｍとｎはいずれも１以上の自然数であり、かつ本開示の実施形態はｍとｎの具体的な数値を限定せず、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器における搬送波電力増幅器１の数とピーク値電力増幅器２の数も具体的に限定しない。

幾つかの実施形態では、予め設けられた閾値は１００Ｗであってよい。

本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、搬送波電力増幅器とピーク値電力増幅器はそれぞれ少なくとも１グループの電力増幅ユニットで並列に接続され、各グループの電力増幅ユニットは２路の電力増幅回路が並列に接続されたものであり、こうして、各電力増幅回路における電力増幅チューブの飽和電力を低減させることができ、また、各支線はいずれも、内部寄生パラメータが小さく、高インピーダンス、低損失を有する中低電力増幅チューブが採用されるので、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の対応できる帯域幅を拡大することも可能である。よって、同じ出力電力条件では、本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、より大きな帯域幅を支持でき、また、関連技術におけるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器との比較において電力がより高く、効率と帯域幅との間の矛盾を解決した。また、中低電力増幅チューブの設計が柔軟でありかつ容易に実装され、本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器も容易に実現される。

本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、搬送波電力増幅器１とピーク値電力増幅器２はそれぞれ、少なくとも１グループの中低電力増幅器用いてよい、言い換えれば、それぞれ、少なくとも２つの中低電力増幅チューブ５を用いて電力合成し、搬送波電力増幅器とピーク値電力増幅器の電力増幅機能を実現し、こうすれば、関連技術におけるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の設計回路との比較において、各路の電力増幅回路の電力増幅チューブの飽和電力は少なくとも１／２程度まで下降することができ、電力増幅チューブ自体の寄生パラメータも５０％程度下降することができる。本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の効率は、１００ＭＨｚ～２００ＭＨｚ帯域幅を支持する無線周波数電力が増幅する場合、著しく向上させる。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、各搬送波電力増幅ユニット３と各ピーク値電力増幅ユニット４はいずれも第１の電力分割モジュール６と第１のコンバイナーモジュール７を含み得、各第１の電力分割モジュール６が接続されるのは、本電力増幅ユニット３または４内の２路の電力増幅回路の入力端子であり、各第１のコンバイナーモジュール７が接続されるのは、本電力増幅ユニット３または４内の２路の電力増幅回路の出力端子である。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、各搬送波電力増幅ユニット３と各ピーク値電力増幅ユニット４内の電力増幅回路は、入力インピーダンス整合モジュール８と出力インピーダンス整合モジュール９と、をさらに含み得、各ピーダンス整合モジュール８のそれぞれが接続されるのは、所属する電力増幅回路上の中低電力増幅チューブ５の入力端子と第１の電力分割モジュール６であり、各出力インピーダンス整合モジュール９のそれぞれが接続されるのは、所属する電力増幅回路上の中低電力増幅チューブ５の出力端子と第１のコンバイナーモジュール７である。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、入力インピーダンス整合モジュール８と出力インピーダンス整合モジュール９は、マイクロストリップ回路、コンデンサまたはインダクタを選択可能である。

入力インピーダンス整合モジュール８と出力インピーダンス整合モジュール９は、使用された具体的な中低電力増幅チューブを組み合わせて、マイクロストリップ回路、コンデンサ部品、インダクタ部品の何れか１つの技術、または任意の数の技術の組み合わせで実現することができる。入力インピーダンス整合モジュール８と出力インピーダンス整合モジュール９のインピーダンス整合動作については、マイクロストリップラインの長さと幅、コンデンサ部品の容量値またはインダクタ部品のインダクタンス値を調整することによって実現され、これにより、動作帯域上でのゲイン、出力電力、効率などの性能ニーズを実現することができる。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、各搬送波電力増幅器１は、第２の電力分割モジュール１０と第２のコンバイナーモジュール１１をさらに含み得、各第２の電力分割モジュール１０のそれぞれが接続されるのは、所属する搬送波電力増幅器１内の各グループの搬送波電力増幅ユニット３における第１の電力分割モジュール６であり、各第２のコンバイナーモジュール１１のそれぞれが接続されるのは、所属する搬送波電力増幅器１内の各グループの搬送波電力増幅ユニット３における第１のコンバイナーモジュール７である。各ピーク値電力増幅器２は、第２の電力分割モジュール１０と、第２のコンバイナーモジュール１１と、をさらに含み得、各第２の電力分割モジュール１０のそれぞれが接続されるのは、所属するピーク値電力増幅器２内の各グループのピーク値電力増幅ユニット４における第１の電力分割モジュール６であり、各第２のコンバイナーモジュール１１のそれぞれが接続されるのは、所属するピーク値電力増幅器２内の各グループのピーク値電力増幅ユニット４における第１のコンバイナーモジュール７である。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、第３の電力分割モジュール１２と第３のコンバイナーモジュールをさらに含み得る。第３の電力分割モジュール１２はＤｏｈｅｒｔｙ構造の電力分割モジュールであり、第３のコンバイナーモジュール１３はＤｏｈｅｒｔｙ構造のコンバイナーモジュールである。第３の電力分割モジュール１２のそれぞれが接続されるのは、各搬送波電力増幅器１における第２の電力分割モジュール１０と各ピーク値電力増幅器２における第２の電力分割モジュール１０であり、第３のコンバイナーモジュールのそれぞれが接続されるのは、各搬送波電力増幅器１における第２のコンバイナーモジュール１１と各ピーク値電力増幅器２における第２のコンバイナーモジュール１１である。

外部入力信号は第３の電力分割モジュール３によってＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器に入力し、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器は、外部入力信号を電力増幅した出力信号を第３のコンバイナーモジュールによって出力する。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、第３のコンバイナーモジュール１３の各入力信号は同相であり、各搬送波電力増幅器１とピーク値電力増幅器２内の第２のコンバイナーモジュール１１の各入力信号は同相であり、各搬送波電力増幅ユニット３と各ピーク値電力増幅ユニット４内の第１のコンバイナーモジュール７の各入力信号は同相である。言い換えれば、それぞれ各第２のコンバイナーモジュールから同じ第３のコンバイナーモジュール１３に出力、入力される信号は同相であり、それぞれ各第１のコンバイナーモジュール７から同じ第２のコンバイナーモジュール１１に出力、入力される信号は同相であり、それぞれ２路の電力増幅回路から同じ第１のコンバイナーモジュール７に出力、入力される信号は同相である。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、搬送波電力増幅器１は１つであってよく、ピーク値電力増幅器２は複数であってよく、異なるピーク値電力増幅器２におけるピーク値電力増幅ユニット４のグループ数は同一であっても、異なってもよい。すなわち、異なるピーク値電力増幅器２に対し、ｎの取り得る値は同一であっても、異なってもよい。

幾つかの実施形態では、図２ａ、２ｂ、２ｃに関連して示したように、搬送波電力増幅ユニット３のグループ数とピーク値電力増幅ユニット４のグループ数は同一であっても、異なってもよく、すなわち、ｍとｎの取り得る値は同一であっても、異なってもよい。

図２ａに示したＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、１つの搬送波電力増幅器１と１つのピーク値電力増幅器２を含み、搬送波電力増幅器１とピーク値電力増幅器１は、ｍグループの搬送波電力増幅ユニット３とｎグループのピーク値電力増幅ユニット４をそれぞれ含み、ｍとｎはいずれも１以上の自然数である。ｍの値とｎの取り得る値は等しくても、等しくなくてもよく、ｍとｎは、Ｄｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の具体的に応用する帯域幅と効率の必要とによって決定され得る。

図２ｂに示したＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、１つの搬送波電力増幅器１と２つのピーク値電力増幅器２を含み、搬送波電力増幅器１は、２グループの搬送波電力増幅ユニット３を含み、各ピーク値電力増幅器２はいずれも、２グループのピーク値電力増幅ユニット４を含む。

関連技術におけるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の設計方法を採用する場合、出力電力を１００Ｗとする１つの電力増幅器は、少なくとも６００Ｗの飽和電力で実現することができ、レイアウトサイズ、効率、コストなどの要求を考慮し、図２ｂのような３路のＤｏｈｅｒｔｙ回路で実現した場合、各路の電力増幅チューブのそれぞれは、少なくとも２００Ｗの飽和電力を必要とする。図２ｂに示したＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器を例として、本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、搬送波電力増幅器とピーク値電力増幅器は２グループの中低電力増幅器をそれぞれ採用し、それぞれ、４つの中低電力増幅チューブで電力合成を行って搬送波電力増幅器支線とピーク値電力増幅支線の電力増幅性能を実現し、各支線の電力増幅器チューブの飽和電力は５０Ｗまで下降することができ、電力増幅器自体の寄生パラメータも少なくとも７５％下降し、こうして、本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の効率も支持できる帯域幅も著しく向上させる。

図２ｃに示したＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、１つの搬送波電力増幅器１とｋ個のピーク値電力増幅器２を含み、搬送波電力増幅器１はｍグループの搬送波電力増幅ユニット３を含み、１つ目のピーク値電力増幅器２は、ｎグループのピーク値電力増幅ユニット４を含み、ｋ個目のピーク値電力増幅器２は、ｐグループのピーク値電力増幅ユニット４を含み、ｍ、ｎ、ｐとｋは２以上の自然数である。ｍとｐの取り得る値は等しくても、等しくなくてもよく、ｍの値とｎの取り得る値は等しくても、等しくなくてもよく、ｍの取り得る値とｐの取り得る値は等しくても、等しくてもよく、ｍ、ｎ、ｐとｋの取り得る値はＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器の具体的に応用する帯域幅と効率の必要とによって決定され得る。

幾つかの実施形態では、１つの電力増幅回路における中低電力増幅チューブは個別にカプセル化してもよいし、或いは、複数個の電力増幅回路における中低電力増幅チューブをともにカプセル化してもよい。

本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器において、１つの支線の中低電力増幅チューブを１つの部品にカプセル化してもよいし、２つの支線の中低電力増幅チューブを１つの部品にカプセル化すしてもよいし、また、４つの支線の中低電力増幅チューブを１つの部品にカプセル化してもよいし、カプセル化作業員はカプセル化の必要に応じて偶数個の支線の中低電力増幅チューブを１つの部品にカプセル化してもよい。

本開示の実施形態は、同じ開示思想に基づき、本開示の実施形態によって提供されるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器に適用する電力増幅方法であって、
少なくとも１つの搬送波電力増幅器と少なくとも１つのピーク値電力増幅器とで電力合成を行うことを含み得る電力増幅方法を更に提供する。

具体的には、搬送波電力増幅器に入力される信号を少なくとも１グループの信号に分け、各グループの信号を２路の信号に分け、２路の信号はそれぞれ、電力増幅回路における中低電力増幅チューブで電力増幅を行って、中低電力増幅チューブの飽和電力を低減し、２路の電力増幅回路の出力信号に対し電力合成を行う。

また、ピーク値電力増幅器に入力される信号を少なくとも１グループの信号に分け、各グループの信号を２路の信号に分け、２路の信号はそれぞれ、電力増幅回路における中低電力増幅チューブで電力増幅を行って、中低電力増幅チューブの飽和電力を低減し、２路の電力増幅回路の出力信号に対し電力合成を行う。

上記の実施形態は、本開示の原理を説明するための例示的な実施形態に過ぎないが、本開示はこれに限定されないことが理解されるであろう。本開示の精神及び実質から逸脱することなく、当業者にとって様々な変形及び改良を行うことができ、これらの変形及び改良も本開示の請求範囲に含まれるとみなされる。

Claims

少なくとも１つの搬送波電力増幅器と、少なくとも１つのピーク値電力増幅器を含み、前記搬送波電力増幅器と前記ピーク値電力増幅器は並列に接続されたＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器であって、
前記搬送波電力増幅器は、少なくとも１グループの搬送波電力増幅ユニットを含み、そのうち、各グループの搬送波電力増幅ユニットは並列に接続されて電力合成を行い、各前記搬送波電力増幅ユニットは、中低電力増幅チューブをそれぞれ含むとともに、並列に接続されて電力合成を行う２路の電力増幅回路を含み、
前記ピーク値電力増幅器は、少なくとも１グループのピーク値電力増幅ユニットを含み、そのうち、各グループのピーク値電力増幅ユニットは並列に接続されて電力合成を行い、各前記ピーク値電力増幅ユニットは、中低電力増幅チューブをそれぞれ含むとともに、並列に接続されて電力合成を行う２路の電力増幅回路を含み、
前記中低電力増幅チューブは、予め設けられた閾値以下の電力を持つ電力増幅チューブであるＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
各前記搬送波電力増幅ユニットは、所属する搬送波電力増幅ユニット内の２路の電力増幅回路の入力端子とそれぞれ接続された第１の電力分割モジュールと、所属する搬送波電力増幅ユニット内の２路の電力増幅回路の出力端子とそれぞれ接続された第１のコンバイナーモジュールと、をさらに含み、
各前記ピーク値電力増幅ユニットは、所属するピーク値電力増幅ユニット内の２路の電力増幅回路の入力端子とそれぞれ接続された第１の電力分割モジュールと、所属するピーク値電力増幅ユニット内の２路の電力増幅回路の出力端子とそれぞれ接続された第１のコンバイナーモジュールと、をさらに含む、請求項１に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
前記搬送波電力増幅ユニットと前記ピーク値電力増幅ユニット内の電力増幅回路は、所属する電力増幅回路上の前記中低電力増幅チューブの入力端子と前記第１の電力分割モジュールにそれぞれ接続された入力インピーダンス整合モジュールと、所属する前電力増幅回路上の前記中低電力増幅チューブの出力端子と前記第１のコンバイナーモジュールにそれぞれ接続された出力インピーダンス整合モジュールと、をさらに含む請求項２に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
前記入力インピーダンス整合モジュールと前記出力インピーダンス整合モジュールの各々は、マイクロストリップ回路、コンデンサー、インダクタのいずれか１つまたはそれらの組み合わせである請求項３に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
各前記搬送波電力増幅器は、所属する搬送波電力増幅器内の各グループの搬送波電力増幅ユニットにおける第１の電力分割モジュールにそれぞれ接続された第２の電力分割モジュールと、所属する搬送波電力増幅器内の各グループの搬送波電力増幅ユニットにおける第１のコンバイナーモジュールにそれぞれ接続された第２のコンバイナーモジュールと、をさらに含み、
各前記ピーク値電力増幅器は、所属するピーク値電力増幅器内の各グループのピーク値電力増幅ユニットにおける第１の電力分割モジュールにそれぞれ接続された第２の電力分割モジュールと、所属するピーク値電力増幅器内の各グループのピーク値電力増幅ユニットにおける第１のコンバイナーモジュールにそれぞれ接続された第２のコンバイナーモジュールと、をさらに含む請求項３に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
Ｄｏｈｅｒｔｙ構造の電力分割モジュールである第３の電力分割モジュールと、Ｄｏｈｅｒｔｙ構造のコンバイナーモジュールである第３のコンバイナーモジュールと、をさらに含み、
前記第３の電力分割モジュールは、各前記搬送波電力増幅器における第２の電力分割モジュールと各前記ピーク値電力増幅器における第２の電力分割モジュールにそれぞれ接続され、前記第３のコンバイナーモジュールは、各前記搬送波電力増幅器における第２のコンバイナーモジュールと各前記ピーク値電力増幅器における第２のコンバイナーモジュールにそれぞれ接続された請求項５に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
前記第３のコンバイナーモジュールの各入力信号は同相であり、
前記搬送波電力増幅器と前記ピーク値電力増幅器内の第２のコンバイナーモジュールの各入力信号は同相であり、
前記搬送波電力増幅ユニットと前記ピーク値電力増幅ユニット内の第１のコンバイナーモジュールの各入力信号は同相である請求項６に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
前記搬送波電力増幅器は１つであり、前記ピーク値電力増幅器は複数であり、異なるピーク値電力増幅器中のピーク値電力増幅ユニットのグループ数は同一であるか、或いは異なる請求項１～７の何れか１項に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
前記搬送波電力増幅ユニットのグループ数と前記ピーク値電力増幅ユニットのグループ数は同一であるか、或いは異なる請求項１～７の何れか１項に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
各電力増幅回路における中低電力増幅チューブは個別にカプセル化されるか、或いは、複数個の電力増幅回路における中低電力増幅チューブがともにカプセル化される請求項１～７の何れか１項に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器。
請求項１～１０の何れか１項に記載のＤｏｈｅｒｔｙ電力増幅器に適用する電力増幅方法であって、
少なくとも１つの搬送波電力増幅器と少なくとも１つのピーク値電力増幅器とで電力合成を行い、
搬送波電力増幅器に入力される信号を少なくとも１グループの信号に分け、各グループの信号を２路の信号に分け、前記２路の信号はそれぞれ、電力増幅回路における中低電力増幅チューブで電力増幅を行って、前記中低電力増幅チューブの飽和電力を低減し、前記２路の電力増幅回路の出力信号に対し電力合成を行い、
ピーク値電力増幅器に入力される信号を少なくとも１グループの信号に分け、各グループの信号を２路の信号に分け、前記２路の信号はそれぞれ、電力増幅回路における中低電力増幅チューブで電力増幅を行って、前記中低電力増幅チューブの飽和電力を低減し、前記２路の電力増幅回路の出力信号に対し電力合成を行うことを含む電力増幅方法。