JP2515963B2 - 高効率電力増幅器 - Google Patents
高効率電力増幅器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信用電力増幅器、特
に高周波帯でＦ級動作をさせる高効率電力増幅器に関す
る。
に高周波帯でＦ級動作をさせる高効率電力増幅器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、増幅器の出力を増加させ高効率動
作を行う方法として図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す回路
で構成していた。
作を行う方法として図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す回路
で構成していた。
【０００３】図５（ａ）に示す回路は、半導体素子６０
３の入力側に基本波整合回路６０２、出力側に、基本波
整合回路６０６、３倍波開放回路６０４、２倍波短絡回
路６０５を付加することで高効率電力増幅器を構成して
いた。
３の入力側に基本波整合回路６０２、出力側に、基本波
整合回路６０６、３倍波開放回路６０４、２倍波短絡回
路６０５を付加することで高効率電力増幅器を構成して
いた。
【０００４】図５（ｂ）に示す回路は、図５（ａ）に示
した回路の一実現例であり、半導体素子７０５の入力側
に直流カット用コンデンサ７０２、可変コンデンサ７０
３、マイクロストリップ線路７０４で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、直流カット用
コンデンサ７１０、可変コンデンサ７０９、マイクロス
トリップ線路７０８で構成した基本波整合回路、更に、
直流カット用コンデンサ７０７、２倍波短絡用スタブ７
０６により、２倍波短絡回路構成し高効率動作を実現し
ていた。２倍波短絡回路に用いている２倍波短絡用スタ
ブ７０６は、直流カット用コンデンサ７０７によりアー
スに落されている。２倍波短絡用スタブ７０６を半導体
素子７０５の出力端から見た場合の回路インピーダンス
は基本波で開放、２倍波で短絡となりＦ級動作を行って
いる。
した回路の一実現例であり、半導体素子７０５の入力側
に直流カット用コンデンサ７０２、可変コンデンサ７０
３、マイクロストリップ線路７０４で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、直流カット用
コンデンサ７１０、可変コンデンサ７０９、マイクロス
トリップ線路７０８で構成した基本波整合回路、更に、
直流カット用コンデンサ７０７、２倍波短絡用スタブ７
０６により、２倍波短絡回路構成し高効率動作を実現し
ていた。２倍波短絡回路に用いている２倍波短絡用スタ
ブ７０６は、直流カット用コンデンサ７０７によりアー
スに落されている。２倍波短絡用スタブ７０６を半導体
素子７０５の出力端から見た場合の回路インピーダンス
は基本波で開放、２倍波で短絡となりＦ級動作を行って
いる。
【０００５】図５（ｃ）に示す回路は、図５（ａ）に示
した回路の一実現例であり、半導体素子８０５の入力側
に直流カット用コンデンサ８０２、可変コンデンサ８０
３、マイクロストリップ線路８０４で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、1/4波長マイ
クロストリップ線路８０６、インダクタ８０７、キャパ
シタ８０８を用いた並列共振回路により高調波制御回路
を構成している。ここでインダクタ８０７、キャパシタ
８０８を用いた並列共振回路は基本波ｆ0で共振周波数
となるように設定している。この並列共振回路は基本波
ｆ0で共振すると開放となる。しかし２倍波、３倍波の
場合は、短絡状態となり、半導体素子８０５の出力端か
ら基本波で1/4波長のマイクロストリップ線路８０６と
並列共振回路を見れば２倍波で短絡、３倍波で開放が実
現されとなりＦ級動作となる。
した回路の一実現例であり、半導体素子８０５の入力側
に直流カット用コンデンサ８０２、可変コンデンサ８０
３、マイクロストリップ線路８０４で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、1/4波長マイ
クロストリップ線路８０６、インダクタ８０７、キャパ
シタ８０８を用いた並列共振回路により高調波制御回路
を構成している。ここでインダクタ８０７、キャパシタ
８０８を用いた並列共振回路は基本波ｆ0で共振周波数
となるように設定している。この並列共振回路は基本波
ｆ0で共振すると開放となる。しかし２倍波、３倍波の
場合は、短絡状態となり、半導体素子８０５の出力端か
ら基本波で1/4波長のマイクロストリップ線路８０６と
並列共振回路を見れば２倍波で短絡、３倍波で開放が実
現されとなりＦ級動作となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記増幅器で、Ｆ級動
作を行うため、基本波整合、奇数次高調波インピーダン
ス開放、偶数次高調波インピーダンス短絡を同時に満足
する高調波制御回路を作成し、偶数次高調波インピーダ
ンス、奇数次高調波インピーダンス各々を独立して調整
することは困難であった。
作を行うため、基本波整合、奇数次高調波インピーダン
ス開放、偶数次高調波インピーダンス短絡を同時に満足
する高調波制御回路を作成し、偶数次高調波インピーダ
ンス、奇数次高調波インピーダンス各々を独立して調整
することは困難であった。
【０００７】更に、増幅器の出力を高出力化を行う場
合、個々にＦ級動作を行った単位増幅器を並列接続しな
ければならず、出力回路面積が広く煩雑になる。
合、個々にＦ級動作を行った単位増幅器を並列接続しな
ければならず、出力回路面積が広く煩雑になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記、課題を解決するた
め、本発明は次の様に行う。
め、本発明は次の様に行う。
【０００９】図１は、本発明に係る高効率電力増幅器の
原理図である。
原理図である。
【００１０】本発明では、入力側に位相反転回路１０２
を使用し２ヶの半導体素子１０４を逆相で並列動作させ
る。この時入力側には、各々基本波整合回路１０３を設
ける。また出力側には、基本波及び基本波の高調波整合
回路１０５を設ける。その後、奇数次高調波を半導体素
子１０４の出力端面で開放とするための奇数次波調整回
路１０７を２つの基本波及び基本波の高調波整合回路１
０５の後部間に接続し位相調整回路１０６を各々設けた
後、バラン１０８により出力を合成し出力する。ここで
位相調整回路１０６は半導体素子から伝送線路形合成回
路の入力端までの電気的長さが基本周波数の1/8波長の
奇数倍と等しくなるようにする。
を使用し２ヶの半導体素子１０４を逆相で並列動作させ
る。この時入力側には、各々基本波整合回路１０３を設
ける。また出力側には、基本波及び基本波の高調波整合
回路１０５を設ける。その後、奇数次高調波を半導体素
子１０４の出力端面で開放とするための奇数次波調整回
路１０７を２つの基本波及び基本波の高調波整合回路１
０５の後部間に接続し位相調整回路１０６を各々設けた
後、バラン１０８により出力を合成し出力する。ここで
位相調整回路１０６は半導体素子から伝送線路形合成回
路の入力端までの電気的長さが基本周波数の1/8波長の
奇数倍と等しくなるようにする。
【００１１】また出力側に設けられたバランが強制バラ
ンの場合には、位相調整回路１０６は半導体素子から伝
送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが基本周波
数の1/8波長の偶数倍と等しくなるようにする。
ンの場合には、位相調整回路１０６は半導体素子から伝
送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが基本周波
数の1/8波長の偶数倍と等しくなるようにする。
【００１２】
【作用】上記構成により、入力された信号は、位相反転
回路１０２により１８０°の位相差を持った２信号に分
割され、各基本波整合回路１０３を通過し半導体素子１
０４に入力される。半導体素子１０４に入力された信号
は増幅され、この時入力信号が大信号である場合、出力
信号は増幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波
を発生する。半導体素子１０４に入力された２信号には
１８０°の位相差があるため、各々増幅された後の基本
波及び奇数次高調波には１８０°、偶数次高調波には０
°の位相差を持つことになる。そしてこれら信号は、半
導体素子１０４の出力側に設けられた基本波及び基本波
の高調波整合回路１０５により整合が取られ、奇数次波
調整回路１０７に向かう。この奇数次波調整回路１０７
では、２つの半導体素子１０４から同位置に設けてある
ため、発生した信号位相が０°つまり偶数次高調波の場
合は、同電位となり接続されてないように見える。
回路１０２により１８０°の位相差を持った２信号に分
割され、各基本波整合回路１０３を通過し半導体素子１
０４に入力される。半導体素子１０４に入力された信号
は増幅され、この時入力信号が大信号である場合、出力
信号は増幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波
を発生する。半導体素子１０４に入力された２信号には
１８０°の位相差があるため、各々増幅された後の基本
波及び奇数次高調波には１８０°、偶数次高調波には０
°の位相差を持つことになる。そしてこれら信号は、半
導体素子１０４の出力側に設けられた基本波及び基本波
の高調波整合回路１０５により整合が取られ、奇数次波
調整回路１０７に向かう。この奇数次波調整回路１０７
では、２つの半導体素子１０４から同位置に設けてある
ため、発生した信号位相が０°つまり偶数次高調波の場
合は、同電位となり接続されてないように見える。
【００１３】しかし、信号位相が１８０°の奇数次高調
波では、電位差が生じるため奇数次波調整回路１０７
は、奇数次高調波を反射させ半導体素子１０４の出力側
から出力回路側を見た場合のインピーダンスを開放状態
にする。基本波及び偶数次高調波は、位相調整回路１０
６を通過しバラン１０８に至る。バラン１０８は、入力
される２信号の位相が１８０°の基本波は合成し出力す
るが２信号の位相が０°となる偶数次高調波は、反射し
半導体素子１０４の出力端に戻る。この偶数次高調波の
インピーダンスを半導体素子１０４の出力端から出力回
路側を見て、短絡状態にするために位相調整回路１０６
の長さＬを調整する。この時、バラン１０８が通常のバ
ランであれば半導体素子１０４の出力端から伝送線路形
合成回路１０８の入力端までの電気長が基本波の1/8波
長の奇数倍となるように調整を行い、バラン１０８が強
制バランであれば半導体素子１０４の出力端からバラン
１０８の入力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数
倍となるように調整を行うことにより偶数次高調波は、
短絡状態となる。
波では、電位差が生じるため奇数次波調整回路１０７
は、奇数次高調波を反射させ半導体素子１０４の出力側
から出力回路側を見た場合のインピーダンスを開放状態
にする。基本波及び偶数次高調波は、位相調整回路１０
６を通過しバラン１０８に至る。バラン１０８は、入力
される２信号の位相が１８０°の基本波は合成し出力す
るが２信号の位相が０°となる偶数次高調波は、反射し
半導体素子１０４の出力端に戻る。この偶数次高調波の
インピーダンスを半導体素子１０４の出力端から出力回
路側を見て、短絡状態にするために位相調整回路１０６
の長さＬを調整する。この時、バラン１０８が通常のバ
ランであれば半導体素子１０４の出力端から伝送線路形
合成回路１０８の入力端までの電気長が基本波の1/8波
長の奇数倍となるように調整を行い、バラン１０８が強
制バランであれば半導体素子１０４の出力端からバラン
１０８の入力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数
倍となるように調整を行うことにより偶数次高調波は、
短絡状態となる。
【００１４】その結果、半導体素子の出力側から見た場
合のインピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で
短絡、奇数次高調波で開放のＦ級動作を実現でき効率を
向上させることができる。
合のインピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で
短絡、奇数次高調波で開放のＦ級動作を実現でき効率を
向上させることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について動作を解説し
ながら説明する。図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、
（ｂ）は本発明を使用した高効率電力増幅器であり、図
２はその中で出力側の電力合成を行うための回路の一例
である伝送線路形合成回路を示す。
ながら説明する。図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、
（ｂ）は本発明を使用した高効率電力増幅器であり、図
２はその中で出力側の電力合成を行うための回路の一例
である伝送線路形合成回路を示す。
【００１６】図３（ａ）において入力端子３０１から入
力された信号は伝送線路形電力分配器３０２により１８
０°の位相差を持った２信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ３０６、マイクロスト
リップ線路３０５を通過し半導体素子３０７の入力側に
至る。半導体素子３０７に入力された信号は増幅され、
この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増幅素
子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生する。
各半導体素子３０７に入力された２信号には１８０°の
位相差があるため、各々増幅された後の基本波及び奇数
次高調波には１８０°、偶数次高調波には０°の位相差
を持つことになる。これら信号は、半導体素子の出力端
に設けられたマイクロストリップ線路３０８、可変コン
デンサ３０９で構成された基本波及びその高次高調波の
整合回路により整合が取られ、コンデンサ３１０、マイ
クロストリップ線路３１１で構成された奇数次波調整回
路に向かう。この奇数次波調整回路では、２つの半導体
素子３０７から同位置に設けてあるため、発生した信号
位相が０°つまり偶数次高調波の場合は、同電位となり
接続されてないように見える。しかし、信号位相が１８
０°の奇数次高調波では、奇数次波調整回路によって奇
数次高調波を反射させ半導体素子の出力端から出力回路
側を見た場合のインピーダンスを開放状態にする。次に
基本波及び偶数次高調波は、位相調整用マイクロストリ
ップ線路３１３を通過し伝送線路形バラン３１４に至
る。伝送線路形バラン３１４は、入力される２信号の位
相が１８０°の基本波は合成し出力するが２信号の位相
が０°となる偶数次高調波は、反射し半導体素子３０７
の出力端に戻る。この偶数次高調波のインピーダンスを
半導体素子３０７の出力端から出力回路側を見て、短絡
状態にするために位相調整用マイクロストリップ線路３
１３の長さＬを調整する。この時、半導体素子３０７の
出力端から伝送線路形バラン３１４の入力端までの電気
長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように調整を行う
ことにより偶数次波は、短絡状態となる。その結果、半
導体素子の出力側から見た場合のインピーダンスは、基
本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇数次高調波で開放
のＦ級動作を実現でき効率を向上させることができる。
力された信号は伝送線路形電力分配器３０２により１８
０°の位相差を持った２信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ３０６、マイクロスト
リップ線路３０５を通過し半導体素子３０７の入力側に
至る。半導体素子３０７に入力された信号は増幅され、
この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増幅素
子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生する。
各半導体素子３０７に入力された２信号には１８０°の
位相差があるため、各々増幅された後の基本波及び奇数
次高調波には１８０°、偶数次高調波には０°の位相差
を持つことになる。これら信号は、半導体素子の出力端
に設けられたマイクロストリップ線路３０８、可変コン
デンサ３０９で構成された基本波及びその高次高調波の
整合回路により整合が取られ、コンデンサ３１０、マイ
クロストリップ線路３１１で構成された奇数次波調整回
路に向かう。この奇数次波調整回路では、２つの半導体
素子３０７から同位置に設けてあるため、発生した信号
位相が０°つまり偶数次高調波の場合は、同電位となり
接続されてないように見える。しかし、信号位相が１８
０°の奇数次高調波では、奇数次波調整回路によって奇
数次高調波を反射させ半導体素子の出力端から出力回路
側を見た場合のインピーダンスを開放状態にする。次に
基本波及び偶数次高調波は、位相調整用マイクロストリ
ップ線路３１３を通過し伝送線路形バラン３１４に至
る。伝送線路形バラン３１４は、入力される２信号の位
相が１８０°の基本波は合成し出力するが２信号の位相
が０°となる偶数次高調波は、反射し半導体素子３０７
の出力端に戻る。この偶数次高調波のインピーダンスを
半導体素子３０７の出力端から出力回路側を見て、短絡
状態にするために位相調整用マイクロストリップ線路３
１３の長さＬを調整する。この時、半導体素子３０７の
出力端から伝送線路形バラン３１４の入力端までの電気
長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように調整を行う
ことにより偶数次波は、短絡状態となる。その結果、半
導体素子の出力側から見た場合のインピーダンスは、基
本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇数次高調波で開放
のＦ級動作を実現でき効率を向上させることができる。
【００１７】図３（ｂ）は、図３（ａ）の実施例を他の
回路を用いて表したものであり、入力側位相反転回路に
１８０°ハイブリッド回路４０２で電力分配を行い、位
相調整回路として反射型位相器４１３を使用したもので
ある。この反射型位相器４１３はブランチライン型ハイ
ブリッドとダイオード２ヶで構成されておりダイオード
のバイアス電流により位相変化量を連続可変することが
できるため容易に偶数次高調波を短絡できる。
回路を用いて表したものであり、入力側位相反転回路に
１８０°ハイブリッド回路４０２で電力分配を行い、位
相調整回路として反射型位相器４１３を使用したもので
ある。この反射型位相器４１３はブランチライン型ハイ
ブリッドとダイオード２ヶで構成されておりダイオード
のバイアス電流により位相変化量を連続可変することが
できるため容易に偶数次高調波を短絡できる。
【００１８】図４（ａ）において入力端子５０１から入
力された信号は、伝送線路形分配回路５０２により１８
０°の位相差を持った２信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ５０５、マイクロスト
リップ線路５０６を通過し半導体素子５０７の入力側に
至る。各半導体素子５０７に入力された信号は増幅さ
れ、この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増
幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生す
る。入力２信号には１８０°の位相差があるため、各々
増幅された後の基本波には１８０°、２倍波には０°の
位相差を持つことになる。これら信号は、半導体素子の
出力側に設けられた可変コンデンサ５０９、５１０、マ
イクロストリップ線路５０８で構成された基本波及びそ
の２倍波の整合回路により整合が取られる。その後、基
本波及び２倍波は、位相調整用マイクロストリップ線路
５１２を通過し伝送線路形バラン５１３に至る。伝送線
路形バラン５１３は、入力される２信号の位相が１８０
°の基本波は合成し出力するが２信号の位相が０°の２
倍波は、反射し半導体素子５０７の出力端に戻る。この
２倍波のインピーダンスを半導体素子５０７の出力端か
ら見て短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路５１２の長さＬを調整する。この時、半導体素
子５０７の出力端から伝送線路形バラン５１３の入力端
までの電気長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように
調整を行うことにより２倍波は短絡状態となる。これら
高調波制御回路により半導体素子の出力端から見た場合
のインピーダンスは、基本波で整合、２倍波で短絡のＦ
級動作を実現でき効率を向上させることができる。
力された信号は、伝送線路形分配回路５０２により１８
０°の位相差を持った２信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ５０５、マイクロスト
リップ線路５０６を通過し半導体素子５０７の入力側に
至る。各半導体素子５０７に入力された信号は増幅さ
れ、この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増
幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生す
る。入力２信号には１８０°の位相差があるため、各々
増幅された後の基本波には１８０°、２倍波には０°の
位相差を持つことになる。これら信号は、半導体素子の
出力側に設けられた可変コンデンサ５０９、５１０、マ
イクロストリップ線路５０８で構成された基本波及びそ
の２倍波の整合回路により整合が取られる。その後、基
本波及び２倍波は、位相調整用マイクロストリップ線路
５１２を通過し伝送線路形バラン５１３に至る。伝送線
路形バラン５１３は、入力される２信号の位相が１８０
°の基本波は合成し出力するが２信号の位相が０°の２
倍波は、反射し半導体素子５０７の出力端に戻る。この
２倍波のインピーダンスを半導体素子５０７の出力端か
ら見て短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路５１２の長さＬを調整する。この時、半導体素
子５０７の出力端から伝送線路形バラン５１３の入力端
までの電気長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように
調整を行うことにより２倍波は短絡状態となる。これら
高調波制御回路により半導体素子の出力端から見た場合
のインピーダンスは、基本波で整合、２倍波で短絡のＦ
級動作を実現でき効率を向上させることができる。
【００１９】図４（ｂ）は、図３（ａ）の実施例に用い
られている伝送線路形バランを伝送線路形強制バラン３
２０を用いて表したものであり、偶数次高調波のインピ
ーダンスを半導体素子３０７の出力端から出力回路側を
見て、短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路３１３の長さＬを調整する。この時、半導体素
子３０７の出力端から伝送線路形強制バラン３２０の入
力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数倍となるよ
うに調整を行うことにより偶数次波は、短絡状態とな
る。その結果、半導体素子の出力側から見た場合のイン
ピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇
数次高調波で開放のＦ級動作を実現でき効率を向上させ
ることができる。
られている伝送線路形バランを伝送線路形強制バラン３
２０を用いて表したものであり、偶数次高調波のインピ
ーダンスを半導体素子３０７の出力端から出力回路側を
見て、短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路３１３の長さＬを調整する。この時、半導体素
子３０７の出力端から伝送線路形強制バラン３２０の入
力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数倍となるよ
うに調整を行うことにより偶数次波は、短絡状態とな
る。その結果、半導体素子の出力側から見た場合のイン
ピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇
数次高調波で開放のＦ級動作を実現でき効率を向上させ
ることができる。
【００２０】図２（ａ）は、図１中で使用しているバラ
ン１０８の一例であり伝送線路で構成している。入力側
の２端子の一方である入力端子１ ２０１は、伝送線路
の中心導体、もう一方の入力端子２ ２０２は、外部導
体に接続される。出力端子２０４では外部導体は接地さ
れ、中心導体と接地された外部導体の間には、入力され
た１８０°位相差の２信号が合成されて出力される。こ
の伝送線路形バランの電気長は、基本波での1/4波長の
奇数倍であればよい。
ン１０８の一例であり伝送線路で構成している。入力側
の２端子の一方である入力端子１ ２０１は、伝送線路
の中心導体、もう一方の入力端子２ ２０２は、外部導
体に接続される。出力端子２０４では外部導体は接地さ
れ、中心導体と接地された外部導体の間には、入力され
た１８０°位相差の２信号が合成されて出力される。こ
の伝送線路形バランの電気長は、基本波での1/4波長の
奇数倍であればよい。
【００２１】図２（ｂ）は、図１中で使用しているバラ
ン１０８の一例である伝送線路形強制バランを示す。入
力側の２端子の一方である入力端子２ ２１１は、上部
の伝送線路２１３の中心導体、もう一方の入力端子２
２１２は、下部の伝送線路２１４の中心導体外部導体に
接続される。外部導体は互いに接続され接地２１６され
る。出力端子では伝送線路２１３の外部導体を他方の伝
送線路２１４の中心導体へ接続し、伝送線路２１４の外
部導体は他方の伝送線路２１４の中心導体へ接続され
る。２本の出力端子のうち１本は接地、もう一方は出力
端子２１５となる。この伝送線路形バランの電気長は、
基本波での1/4波長の奇数倍であればよい。図２（ｂ）
での接地２１６を取り去れば強制バランから通常のバラ
ンになる。
ン１０８の一例である伝送線路形強制バランを示す。入
力側の２端子の一方である入力端子２ ２１１は、上部
の伝送線路２１３の中心導体、もう一方の入力端子２
２１２は、下部の伝送線路２１４の中心導体外部導体に
接続される。外部導体は互いに接続され接地２１６され
る。出力端子では伝送線路２１３の外部導体を他方の伝
送線路２１４の中心導体へ接続し、伝送線路２１４の外
部導体は他方の伝送線路２１４の中心導体へ接続され
る。２本の出力端子のうち１本は接地、もう一方は出力
端子２１５となる。この伝送線路形バランの電気長は、
基本波での1/4波長の奇数倍であればよい。図２（ｂ）
での接地２１６を取り去れば強制バランから通常のバラ
ンになる。
【００２２】
【発明の効果】以上、上記説明を行ったように本発明に
よれば高効率電力増幅器の高調波制御回路を半導体素子
の出力端面で奇数次高調波インピーダンスを開放とする
条件のみについて考慮すれば良く、偶数次高調波インピ
ーダンスの短絡の条件は出力回路に含まれる位相調整回
路を調整するだけで実現できる。
よれば高効率電力増幅器の高調波制御回路を半導体素子
の出力端面で奇数次高調波インピーダンスを開放とする
条件のみについて考慮すれば良く、偶数次高調波インピ
ーダンスの短絡の条件は出力回路に含まれる位相調整回
路を調整するだけで実現できる。
【００２３】また本発明の高調波制御回路を実現するた
めには半導体素子を複数で使用しなければならないため
必然的に高出力化も可能となる。
めには半導体素子を複数で使用しなければならないため
必然的に高出力化も可能となる。
【図１】本発明を使用した高効率電力増幅器の構成図。
【図２】本発明で使用する伝送線路形電力合成回路のバ
ランを示す構成図。
ランを示す構成図。
【図３】本発明を使用した高効率電力増幅器の構成図。
【図４】本発明を使用した高効率電力増幅器の構成図。
【図５】従来、使用されていた高効率電力増幅器の構成
図。
図。
１０１…入力端子、１０２…位相反転回路、１０３…基
本波整合回路、１０４…半導体素子、１０５…基本波及
び高次高調波整合回路、１０６…位相調整回路、１０７
…奇数次高調波開放回路、１０８…バラン、１０９…出
力端子、２０１…入力端子１、２０２…入力端子２、２
０３…伝送線路、２０４…出力端子、２１１…入力端子
１、２１２…入力端子２、２１３、２１４…伝送線路、
２１５…出力端子、２１６…接地、３０１…入力端子、
３０２…伝送線路形バラン、３０３…直流カット用コン
デンサ、３０４…バイアス供給用抵抗、３０５…マイク
ロストリップ線路、３０６…可変コンデンサ、３０７…
半導体素子、３０８…マイクロストリップ線路、３０９
…可変コンデンサ、３１０…コンデンサ、３１１…位相
調整回路、３１２…バイアス供給用コイル、３１３…位
相調整用マイクロストリップ線路、３１４…伝送線路形
バラン、３１５…出力端子、３２０…伝送線路形強制バ
ラン、４０１…入力端子、４０２…１８０°ハイブリッ
ド回路、４０３…直流カット用コンデンサ、４０４…バ
イアス供給用抵抗、４０５…可変コンデンサ、４０６…
マイクロストリップ線路、４０７…半導体素子、４０８
…マイクロストリップ線路、４０９…可変コンデンサ、
４１０…マイクロストリップ線路、４１１…コンデン
サ、４１２…バイアス供給用コイル、４１３…反射型位
相器、４１４…伝送線路形バラン、４１５…出力端子、
５０１…入力端子、５０２…伝送線路型バラン、５０３
…直流カット用コンデンサ、５０４…バイアス供給用抵
抗、５０５…可変コンデンサ、５０６…マイクロストリ
ップ線路、５０７…半導体素子、５０８…マイクロスト
リップ線路、５０９…可変コンデンサ、５１０…可変コ
ンデンサ、５１１…バイアス供給用コイル、５１２…位
相調整用マイクロストリップ線路、５１３…伝送線路形
バラン、５１４…出力端子、６０１…入力端子、６０２
…基本波整合回路、６０３…半導体素子、６０４…３倍
波開放回路、６０５…２倍波短絡回路、６０６…基本波
通過回路、６０７…出力端子、７０１…入力端子、７０
２…直流カット用コンデンサ、７０３…可変コンデン
サ、７０４…マイクロストリップ線路、７０５…半導体
素子、７０６…マイクロストリップ線路、７０７…直流
カット用コンデンサ、７０８…マイクロストリップ線
路、７０９…可変コンデンサ、７１０…直流カット用コ
ンデンサ、７１１…出力端子、８０１…入力端子、８０
２…直流カット用コンデンサ、８０３…可変コンデン
サ、８０４…マイクロストリップ線路、８０５…半導体
素子、８０６…１／４波長マイクロストリップ線路、８
０７…並列共振回路用コンデンサ、８０８…並列共振回
路用コイル、８０９…直流カット用コンデンサ、８１０
…出力端子。
本波整合回路、１０４…半導体素子、１０５…基本波及
び高次高調波整合回路、１０６…位相調整回路、１０７
…奇数次高調波開放回路、１０８…バラン、１０９…出
力端子、２０１…入力端子１、２０２…入力端子２、２
０３…伝送線路、２０４…出力端子、２１１…入力端子
１、２１２…入力端子２、２１３、２１４…伝送線路、
２１５…出力端子、２１６…接地、３０１…入力端子、
３０２…伝送線路形バラン、３０３…直流カット用コン
デンサ、３０４…バイアス供給用抵抗、３０５…マイク
ロストリップ線路、３０６…可変コンデンサ、３０７…
半導体素子、３０８…マイクロストリップ線路、３０９
…可変コンデンサ、３１０…コンデンサ、３１１…位相
調整回路、３１２…バイアス供給用コイル、３１３…位
相調整用マイクロストリップ線路、３１４…伝送線路形
バラン、３１５…出力端子、３２０…伝送線路形強制バ
ラン、４０１…入力端子、４０２…１８０°ハイブリッ
ド回路、４０３…直流カット用コンデンサ、４０４…バ
イアス供給用抵抗、４０５…可変コンデンサ、４０６…
マイクロストリップ線路、４０７…半導体素子、４０８
…マイクロストリップ線路、４０９…可変コンデンサ、
４１０…マイクロストリップ線路、４１１…コンデン
サ、４１２…バイアス供給用コイル、４１３…反射型位
相器、４１４…伝送線路形バラン、４１５…出力端子、
５０１…入力端子、５０２…伝送線路型バラン、５０３
…直流カット用コンデンサ、５０４…バイアス供給用抵
抗、５０５…可変コンデンサ、５０６…マイクロストリ
ップ線路、５０７…半導体素子、５０８…マイクロスト
リップ線路、５０９…可変コンデンサ、５１０…可変コ
ンデンサ、５１１…バイアス供給用コイル、５１２…位
相調整用マイクロストリップ線路、５１３…伝送線路形
バラン、５１４…出力端子、６０１…入力端子、６０２
…基本波整合回路、６０３…半導体素子、６０４…３倍
波開放回路、６０５…２倍波短絡回路、６０６…基本波
通過回路、６０７…出力端子、７０１…入力端子、７０
２…直流カット用コンデンサ、７０３…可変コンデン
サ、７０４…マイクロストリップ線路、７０５…半導体
素子、７０６…マイクロストリップ線路、７０７…直流
カット用コンデンサ、７０８…マイクロストリップ線
路、７０９…可変コンデンサ、７１０…直流カット用コ
ンデンサ、７１１…出力端子、８０１…入力端子、８０
２…直流カット用コンデンサ、８０３…可変コンデン
サ、８０４…マイクロストリップ線路、８０５…半導体
素子、８０６…１／４波長マイクロストリップ線路、８
０７…並列共振回路用コンデンサ、８０８…並列共振回
路用コイル、８０９…直流カット用コンデンサ、８１０
…出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船木 治彦 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所宇宙技術推進本部内 (72)発明者 小林 明彦 東京都千代田区岩本町２丁目12番５号 株式会社宇宙通信基礎技術研究所内 (72)発明者 岡本 照喜 東京都千代田区岩本町２丁目12番５号 株式会社宇宙通信基礎技術研究所内 (56)参考文献 特開 平５−29851（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−81118（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】増幅素子と入力側基本波整合回路、出力側
基本波及び基本波の高調波整合回路、半導体素子に直流
電圧を加えるバイアス回路を有した複数個の単位増幅器
と、その複数個の単位増幅器を高出力化するために、各
単位増幅器の入力側に１信号を２信号に分割し尚且つ、
それら２信号の位相差が基本波で１８０°となるような
位相反転回路を、出力側にバランを有する増幅器におい
て、前記、複数の単位増幅器内部の各半導体素子出力端
から伝送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが基
本波の1/8波長の奇数倍と等しくなるようにすることを
特徴とする高効率電力増幅器。 - 【請求項２】請求項第１項記載の増幅器において、出力
側に基本波で1/4波長の奇数倍の長さを持つ伝送線路形
バランを有することを特徴とする高効率電力増幅器。 - 【請求項３】請求項第２項記載の増幅器において、出力
側に設けた伝送線路形バランをその平衡線路側の一部を
短絡し構成した伝送線路形強制バランとする増幅器にお
いて、前記、複数の単位増幅器内部の各半導体素子出力
端から伝送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが
基本波の1/8波長の偶数倍と等しくなるようにすること
を特徴とする高効率電力増幅器。 - 【請求項４】請求項第１項〜第３項のうちいずれかに記
載の増幅器において複数個の単位増幅器を高出力化する
ために、各単位増幅器の入力側に１信号を２信号に分割
し尚且つ、それら２信号の位相差が基本波で１８０°と
なるような位相反転回路を、出力側にバランを有する増
幅器において、前記、複数の単位増幅器の出力側基本波
及び基本波の高調波整合回路後で、尚且つ半導体素子の
出力端面から同じ電気長となる場所に、半導体素子の出
力端面から出力回路を見たインピーダンスが３倍波イン
ピーダンスで開放となるような奇数次波調整回路を挿入
したことを特徴とする高効率電力増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326828A JP2515963B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高効率電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326828A JP2515963B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高効率電力増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183744A JPH07183744A (ja) | 1995-07-21 |
| JP2515963B2 true JP2515963B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=18192174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5326828A Expired - Lifetime JP2515963B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高効率電力増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2515963B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000030272A (ko) * | 2000-02-15 | 2000-06-05 | 강인호 | 이동 통신 단말기의 정진폭 추적 증폭기의 이득 개선 방법 |
| US6922102B2 (en) * | 2003-03-28 | 2005-07-26 | Andrew Corporation | High efficiency amplifier |
| JP4520204B2 (ja) * | 2004-04-14 | 2010-08-04 | 三菱電機株式会社 | 高周波電力増幅器 |
| JP4652095B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-03-16 | 三菱電機株式会社 | 電力増幅器 |
| JP4793807B2 (ja) * | 2005-05-24 | 2011-10-12 | 株式会社日立国際電気 | 増幅器 |
| KR100814415B1 (ko) * | 2007-02-14 | 2008-03-18 | 포항공과대학교 산학협력단 | 하모닉 제어 회로를 이용한 고효율 도허티 전력 증폭기 |
| JP4936965B2 (ja) * | 2007-04-12 | 2012-05-23 | 株式会社東芝 | Ｆ級増幅回路 |
| JP4996406B2 (ja) * | 2007-09-25 | 2012-08-08 | 株式会社東芝 | 増幅器、無線送信装置および無線受信装置 |
| US8648665B2 (en) * | 2010-10-06 | 2014-02-11 | Coherent, Inc. | Impedance-matching circuits for multi-output power supplies driving CO2 gas-discharge lasers |
| WO2012160755A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | パナソニック株式会社 | 高周波増幅回路 |
| WO2021140563A1 (ja) * | 2020-01-07 | 2021-07-15 | 三菱電機株式会社 | 高周波半導体装置 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5326828A patent/JP2515963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07183744A (ja) | 1995-07-21 |
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