JP3086512B2 - 送信機及びその電力増幅回路 - Google Patents

送信機及びその電力増幅回路

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JP3086512B2
JP3086512B2 JP03299227A JP29922791A JP3086512B2 JP 3086512 B2 JP3086512 B2 JP 3086512B2 JP 03299227 A JP03299227 A JP 03299227A JP 29922791 A JP29922791 A JP 29922791A JP 3086512 B2 JP3086512 B2 JP 3086512B2
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ダブリュ．デント ポール
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    • H03F1/56—Modifications of input or output impedances, not otherwise provided for
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    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0458—Arrangements for matching and coupling between power amplifier and antenna or between amplifying stages

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無線周波数電力増幅
器、特に、様々な変調技術によって変調された搬送信号
を効率的に増幅する送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報信号の無線伝送は、無線周波数（以
下、ＲＦと呼ぶ）搬送波として知られるＲＦ波を情報信
号で以て変調することによって行われる。通常の変調方
法は振幅変調（以下、ＡＭと呼ぶ）、周波数変調（以
下、ＦＭと呼ぶ）、及び位相変調（以下、ＰＭと呼ぶ）
を含む。ＡＭにおいては、ＲＦ搬送波の振幅又は強度が
情報信号に関連して変動される一方、その搬送波自体の
周波数は一定に維持される。ＦＭ及びＰＭにおいては、
ＲＦ搬送波の、それぞれ、周波数及び位相が変動される
一方、その振幅は一定に維持される。
【０００３】ＦＭ及びＰＭのような定振幅技術の場合
は、単一構造の効率的ＲＦ送信機を、単一、定振幅にお
いて最大効率を達成するように、設計することもでき
る。これに反して、ＡＭにおいてはＲＦ搬送波振幅が可
なり変動するから、効率的ＡＭ送信機は、定振幅送信機
より構成するのが遙かに困難であり、かつ通常遙かに低
効率である。搬送波の振幅及び位相の両方が変調される
単側波帯（以下、ＳＳＢと呼ぶ）及び直角成分移相キー
イング（ＱＰＳＫとも呼ぶ）のような複合変調方式の場
合は、複合変調信号を伝送することのできる送信機は、
構成するのが最も困難である。したがって、単一送信機
が、第１モードにおいて定振幅のＦＭ又はＰＭ信号であ
り、かつ第２モードにおいてはＡＭ信号又は複合変調信
号である信号を伝送するように設計されるとき、第２モ
ードに対するＡＭ能力の規定条件が第１モードにおける
送信機効率に逆効果を与える。
【０００４】高電力ＡＭ信号を効率的に発生するための
従来の解決は、まず、低周波数変調信号を送信機の平均
出力電力の半分までの高電力レベルへ増幅する。この高
電力変調信号は、被変調電源電圧を生成し、それゆえ被
変調電力出力を生成するために、送信機電力増幅器の直
流電源に直列に印加される。この手順は、高レベル変調
と呼ばれる。
【０００５】電力増幅器の各種階級のうち、高レベル変
調を使用するＡ、ＡＢ、又はＣ級のＲＦ電力増幅器が非
線形Ｃ級動作モードにおいて最高効率の下に動作する。
しかしながら、高増幅効率を達成することに伴う不利な
面は、高レベル変調を使用する送信機が大形、重く、か
つコスト高であると云うことである。
【０００６】携帯ＲＦ電話送信機のような、効率よりも
寸法又はコスト考慮が重要である応用においては、低レ
ベル変調技術を使用しなければならない。低レベル変調
技術は、まず、その搬送波を、増幅器の効率が重要でな
い低電力レベルへ増幅する。しかしながら、この搬送波
を変調した後、これを線形電力増幅器を使用して高電力
レベルへ増幅しなければならない。残念ながら、Ａ、Ａ
Ｂ、又はＢ級電力増幅器のみが、合理的な線形動作をす
ることができる。したがって、高効率Ｃ級増幅器を、低
レベルＡＭを採用する移動ＲＦ電話送信機内に使用する
ことはできない。
【０００７】Ａ級増幅器は、全入力サイクル中、電流を
導通し、それゆえ、たとえ出力電力が要求されないとき
でも、連続的に電力を消費する。周知のように、全出力
電力におけるＡ級増幅器の最高理論効率は５０％であ
る。しかしながら、ＡＭ信号はピーク出力電力の１／４
に等しい平均電力で動作するから、平均出力電力におけ
るその最高理論効率は、１２．５％に過ぎない。要求さ
れる電力の低下に相当する電力消費の低下を達成できな
い結果、このように低効率となる。幸いなことに、この
欠点は、Ｂ級増幅器によって部分的に克服される。
【０００８】従来のＢ級増幅器は、プッシュプル態様に
配置されかつ出力電力が要求されないとき電流が消費さ
れないようにバイアスされた２つの同等の増幅器を含
む。正弦波ＲＦ入力信号が正半サイクル中に入力すると
き、これらの増幅器の１つが電流を導通する。同様に、
他の増幅器はこれに続く負半サイクル中に導通する。し
たがって、各増幅器は正弦波電流信号の半分を増幅し、
このため、その平均出力電流はそのピーク出力電流の１
／π倍になる。この結果、これら両増幅器に対する全平
均電流は、ピーク出力電流の２／π倍になる。そのＲＦ
出力電流信号レベルが上昇するに従い、これに比例し
て、その負荷に供給される電流は、その負荷インピーダ
ンス上に生じる出力電圧が電源電圧に等しくなるまで、
増大する。この点において、そのＲＦ入力信号レベルが
さらに上昇すると、この増幅器を飽和へ駆動する。線形
変調の場合には、その電力増幅器の飽和への駆動は、変
調信号をひずませる。この理由から、その増幅器を飽和
へ駆動してはならない。
【０００９】Ｂ級線形電力増幅器において最高効率を達
成するために、この増幅器を、その負荷の電圧がその電
源電圧と等しくなる飽和の直前の点において、動作させ
なければならない。出力電力とピーク電流に消費される
電力との比は、π／４、すなわち、７８．５％の理論最
高効率となる。しかしながら、ピーク振幅より低い所に
おいては、効率は次の２つの因子に基づいて決定され
る：(1)電力消費は出力電圧に比例して減少する、及び
(2) 電力出力は出力電圧の平方に比例して減少する。し
たがって、効率は出力電圧又は振幅に従い直線的に減少
する。ピーク出力電圧の１／２に等しい平均出力電圧に
おいて、平均効率はピーク効率の１／２、すなわち、
０．５π／４又は３９％に等しい。
【００１０】上述から明らかなように、Ｂ級増幅器の効
率は、平均振幅出力レベルにおいて、Ａ級増幅器のそれ
より可なり高い。Ｂ級増幅器は要求される電力に比例し
て電流消費を減少するから、その効率は上昇する。にも
かかわらず、ＡＭ伝送の場合のその平均振幅に対する効
率３９％は、定振幅変調の場合のピーク振幅又は全出力
に対する効率７８．５％に比べて低い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、効率を顕著に低下させることなく、同じ平
均電力出力レベルにおいてＡＭ及び角変調の両変調信号
を伝送する電力増幅器を構成することにある。例えば、
もしＢ級増幅器がＡＭ伝送を通して１Ｗの搬送波を伝送
するのに使用されるならば、４Ｗのピーク電力が出力さ
れるようにこの増幅器は変調ピークを増幅しなければな
らない。もし同じ増幅器がＦＭ伝送を通して１Ｗの搬送
波を伝送するのに使用されるならば、その効率はＦＭ伝
送に理論的に可能な７８．５％ではなくて、僅か３９％
であろう。他方、もし４Ｗの全出力がＦＭモードで使用
されるならば、その効率は７８．５％であろうが、しか
し全電力消費は１Ｗの場合に消費されるそれの２倍に上
昇するであろう。
【００１２】携帯ＲＦ電話送信機のような電池動作機器
において、低減電力かつ半効率又は全電力かつ全効率の
いずれかにおいて電力増幅器を動作させることは、電池
の寿命に等しく否定的影響を与える。したがって、本発
明の目的は、１つの電力レベルにおいてＡＭ信号を効率
的に伝送し、かつ他の電力レベルにおいて角変調信号を
効率的に伝送する効率的電力増幅回路を構成することに
ある。
【００１３】
【課題を解決するための手段及びその作用】携帯ＲＦ電
話送信機に使用されるに適した型式の電力増幅器が、様
々な被変調搬送波を伝送するとき互いに異なる動作モー
ドの間にスイッチされる。第１動作モードはＡＭに対応
し、他方、第２動作モードはＦＭのような定振幅技術に
対応する。スイッチング装置が、各動作モードにおいて
最高効率を達成するために送信機アンテナのインピーダ
ンスに整合させるようにこの電力増幅器のインピーダン
スを変更する。種々なスイッチング方法及びインピーダ
ンス整合回路網が、開示される。
【００１４】本発明のこれら及び他の特徴と利点は、以
下の説明を付図との関連において読まれるならば、当業
者にとって容易に明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】本発明の好適実施例についての以下の説明に
おいて、本発明の実現に使用することのできるシステム
が説明される。しかしながら、云うまでもなく、本発明
の特定の応用は、この特定のシステム又は携帯ＲＦ送信
機に限定されることはない。むしろ、本発明は、最高効
率の下に様々な変調方法を使用してＲＦ信号を伝送する
のが望ましいいかなる状況にも応用可能である。
【００１６】
【従来の技術】において述べたように、Ｂ級線形電力増
幅器における最高効率は、その負荷に生じる出力電圧が
全電源電圧に等しいときのこの増幅器の飽和の直前に達
成される。飽和点における電力出力ＰO は、
【００１７】
【数１】ＰO ＝０．５ＶO 2 ／ＲL ;
【００１８】ここに、ＲL はこの増幅器から見た負荷抵
抗であり、ＶO はこの増幅器が出力できるピーク電圧で
ある。好適実施例においては、この負荷は、携ＲＦ電話
送信機アンテナのインピーダンスである。アンテナのイ
ンピーダンスを変化させることはできないから、可変イ
ンピーダンス整合回路網がこの電力増幅器とアンテナと
の間に配置される。
【００１９】図１は、インピーダンス整合回路網２２及
び２３を使用して、信号源インピーダンスを変動させる
本発明の１つの技術を示す。被変調ＲＦ搬送波は、電力
増幅器２１によって受信されて、ＲＦ伝送に適合する電
力レベルへ増幅される。電力増幅器２１は、示されない
外部電源から電圧を供給される。スイッチ２４は、電力
増幅器２１の出力信号を、２つのインピーダンス整合回
路網２２及び２３の１つに接続する。スイッチ２５は、
インピーダンス整合回路網２２及び２３のいずれかの出
力信号を、アンテナ又は他の負荷のインピーダンス２６
に接続する。スイッチ２４及び２５は、従来のいかなる
電気的又は電子的スイッチであってよく、かつ手動又は
自動的に作動させられる。
【００２０】インピーダンス整合回路網２２は、ＡＭ又
は複合変調伝送に要求される第１出力レベルにおいて電
力増幅器２１の線形Ｂ級動作モードに対して使用され
る。インピーダンス整合回路網２３は、定振幅変調伝送
に対応する別の電力レベルにおいて電力増幅器２１のＢ
級又はＣ級動作モードに使用される。これらのインピー
ダンス整合回路網の各々は、変動振幅変調伝送モード及
び定振幅変調伝送モードに関連したそれぞれのピーク電
力レベルにおいて最高効率を達成するために、伝送設計
技術の当業者に周知の技術を使用して、独立に設計され
ることもある。例えば、回路網２２は、アンテナのイン
ピーダンス２６を、都合の良いインピーダンスＺａ又は
都合の良いアドミッタンスＹａに変換する固定フィルタ
回路網である。このような回路網２２は、また、特定の
いくつかの周波数において干渉する望ましくない調波又
は信号を減衰するのに使用されることもある。第２イン
ピーダンス整合回路網２３も、固定フィルタ回路網であ
る。
【００２１】本発明の好適実施例においては、電力増幅
器２１とアンテナ又は負荷のインピーダンス２６との間
のインピーダンス整合回路網２２及び２３は、図２に単
一スイッチング装置４４にまとめて示されている。図２
に描かれているように、本発明の目的は、スイッチング
装置４４が能動化されているかどうかに従い、電力増幅
器２１に対して交互の負荷インピーダンスを出現させる
ことにある。これらの交互の負荷インピーダンスは、変
動振幅変調モードにおける所望ピーク電力に対する最適
負荷インピーダンス及び定振幅変調モードにおける所望
電力に対する最適負荷インピーダンスに、それぞれ、等
しいように設計される。これに反して、先行技術におけ
るインピーダンス整合回路網の目的は、１つの型式の変
調のみしか及び１つの電力レベルのみしかないとする仮
定の下に最適効率を発揮する電力増幅器に単一負荷イン
ピーダンスを出現させることにある。
【００２２】図２を参照すると、電力増幅器２１は、長
さＬの伝送線路４０によってフィルタ回路網３０を通し
て負荷又はアンテナのインピーダンス２６に結合され
る。フィルタ回路網３０は、電力増幅器２１内の非線形
性によって起こされる搬送動作周波数における調波が発
生する望ましくない放射を除去する。伝送線路４０の長
さに沿う或る点Ｐにおいて、リアクタンス４２が、スイ
ッチング装置４４によって負荷インピーダンス２６と並
列になるようにスイッチ挿入される。リアクタンス４２
は、キャパシタンス、インダクタンス、又は伝送線路ス
タブである。もし伝送線路スタブが使用されるならば、
このスタブ及び伝送線路の両方を、多層プリント回路盤
等上に導体パターンとして製造することができる。スイ
ッチング装置４４は、リレー、機械的作動接点、又はＰ
ＩＮダイオード又は適当なトランジスタのような電子ス
イッチである。
【００２３】本発明の他の好適実施例においては、図３
に示されるように、調波フィルタ回路網３２が電力増幅
器２１と負荷のインピーダンス２６との間に配置され
る。フィルタ回路網３２は、コンデンサ及びインダクタ
の形で多数の無損失リアクタンス６０、６２、６４、６
６、６８、７０、７２、及び７４を含む。これらのリア
クタンスは、通常、固定され、かつ特定の伝送周波数に
おいて所望信号に対する損失を最少化するように設計さ
れる。フィルタ回路網３２の従来の応用においては、こ
れらのリアクタンスは、その調波フィルタ又はアンテナ
回路網の動作周波数を変化させるようにスイッチされ
る。しかしながら、本発明によるこの好適実施例におい
ては、少なくとも１つのスイッチが、さもなければ可変
リアクタンス素子７４が、制御線路５０に通して制御さ
れるスイッチ７６又は他のリアクタンス分散デバイスに
よってこのフィルタ回路網３２内に導入される。制御線
路５０は、手動スイッチに又は自動制御用の適当な制御
デバイスに接続される。リアクタンス素子７４は、固定
又は可変リアクタンスを有することができる。可変リア
クタンスの１つの例は、バラクタダイオードである。そ
うでなければ、固定リアクタンス素子７４が、手動スイ
ッチ又はＰＩＮダイオードのような電子スイッチによっ
て回路網３２内に挿入される。
【００２４】スイッチリアクタンス素子又は可変リアク
タンス素子７４は、別の電力出力レベルを得かつ依然と
して高効率を維持するために、負荷インピーダンスを変
動するように使用される。フィルタ回路網３２内のスイ
ッチリアクタンス素子７４並びに他のリアクタンスは、
スイッチ７６が開いている第１変調モードにおいてその
負荷インピーダンスが抵抗性インピーダンスＲ1 になる
ように、選択される。スイッチ７６が閉じていることに
対応する第２モードにおいて、全負荷インピーダンス
は、抵抗性インピーダンスＲ2 になる。抵抗性負荷イン
ピーダンスＲ1 及びＲ2 は、定振幅変調モード及びＡＭ
モードの両方において最高効率の下に２つの明確に異な
る電力出力レベルを得るように電源電圧に対して選択さ
れる。
【００２５】抵抗又はコンダクタンスを回路にスイッチ
挿入すれば単に電力を吸収して効率を低下させるだけで
あるから、無損失リアクタンス又は無損失サセプタンス
をその回路にスイッチ挿入又はその回路からスイッチ除
去することによって、そのアンテナインピーダンスを変
化させなければならない。したがって、点Ｐと大地との
間でスイッチされるサセプタンスの変化の結果、増幅器
２１から見た抵抗を抵抗Ｒ1 からＲ2 へ変化させるよう
に、フィルタ回路網３２を設計しなければならない。
【００２６】電力増幅器２１の出力端子において、最適
効率に対する負荷インピーダンスは、複素量、すなわ
ち、Ｚ１及びＺ２である。しかしながら、或る点におい
ては、この点が虚点、又は点検不能の点、例えば、電力
増幅器２１内の点であっても、これらのインピーダンス
を抵抗Ｒ1 及びＲ2 と仮定することもできる。本発明の
設計においては、この仮定が合理的な仮定である。
【００２７】図４及び図５を参照すると、本発明の設計
は、フィルタ回路網３２の２端子対モデルに基づいてい
る。リアクタンスｊｂ，４２及びスイッチ４４は回路網
３２の部分であるけれども、これらは図示上の目的から
分離して示されている。このフィルタ設計は、次で規定
することのできる２端子対フィルタ回路網３２の連鎖行
列から決定される。
【００２８】
【数２】
【００２９】周知のように、２端子対フィルタ回路網３
２のような受動相反性回路網の連鎖行列は、次の単位行
列式を有する。
【００３０】
【数３】 ｄｅｔ（Ａ）＝（ａ１１）（ａ２２）−（ａ１２）（ａ２１）＝１
【００３１】さらに、周知のように、無損失回路網の場
合には、式中のａ１１とａ２２は実部であり、またａ１
２とａ２１は虚部でなければならない。したがって、上
の連鎖行列を、次のように書くことができる。
【００３２】
【数４】
【００３３】相反性により、
【００３４】
【数５】 ｄｅｔ（Ａ）＝（ａ１１）（ａ２２）＋（ａ１２）（ａ２１）＝１．
【００３５】２端子対フィルタ回路網３２が点Ｐにおい
て終端するとき、すなわち、リアクタンスｊｂがスイッ
チ除去されるとき、フィルタ回路網３２によって変更さ
れるアンテナのアドミッタンスは、Ｙａ＝Ｇ＋ｊＢであ
る。したがって、
【００３６】
【数６】Ｉ２＝（Ｖ２）（Ｙａ）
【００３７】であるから、電力増幅器２１から見た回路
網３２の入力インピーダンスＲ1 は、
【００３８】
【数７】 式(1) は、次いで、第１変調モードにおける所望負荷抵
抗Ｒ1 の実際値に等しく置かれる。
【００３９】スイッチング装置４４が閉じられるとき、
追加サセプタンスｊｂ，４２が点Ｐにおいてアドミッタ
ンスＹａと並行に接続されて、これを（Ｙａ＋ｊｂ）に
変更する。第２変調モードにおいては、電力増幅器２１
から見たインピーダンスは、抵抗（Ｒ2 ）と等しくなけ
ればならず、次の式与でえられる。
【００４０】
【数８】
【００４１】式(1) と式(2) との乗算を行ない、実部と
虚部ごとの式に分ければ、
【００４２】
【数９】
【００４３】これを次のように行列の形に書くことがで
きる。
【００４４】
【数１０】
【００４５】この式の右辺は零であるから、この行列の
行列式もまた零である場合にのみ、自明な解は不可能で
ある。行列式の行及び（又は）列を互いに減算しても、
その行列式の値を変えることはないから、第１行から第
２行を減算して、次のようにより簡単な行列式を得る。
【００４６】
【数１１】
【００４７】この簡単化行列に乗算を施すと、結果は次
式のようになる。
【００４８】
【数１２】 −（Ｒ１）（Ｒ２）（ｂ2 ）＋Ｇ（Ｒ２−Ｒ１）2 ＝０
【００４９】スイッチサセプタンス（ｂ）に対してこの
式を解くと、次を得る。
【００５０】
【数１３】 ｂ＝±（Ｇ）（Ｒ２−Ｒ１）／ｓｑｒｔ（Ｒ１Ｒ２）
【００５１】この行列にサセプタンス(b) を代入し、か
つその両辺をａ１１で割ると、次の行列方程式を得る。
【００５２】
【数１４】
【００５３】このうちの第１行〜第３行の式から、定数
項１を右辺に移しかつ符号を変換すると、結果は、
【００５４】
【数１５】
【００５５】これを次のように書くことができる。
【００５６】
【数１６】 ａ１２／ａ１１＝ｐ ｉ．ｅ． ａ１２＝ｐ ａ１１ ａ２１＝ｑ ａ１１ ａ２２＝ｒ ａ１１
【００５７】これを次の相反条件に代入すると、
【００５８】
【数１７】ａ１１ａ２２＋ａ１２ａ２１＝１ この結果は、
【００５９】
【数１８】（ｒ＋ｐｑ）ａ１１2 ＝１ ａ１１＝１／ｓｑｒｔ（ｒ＋ｐｑ）．
【００６０】それゆえ、ａ１１、ａ１２、ａ２１、及び
ａ２２が決定される。
【００６１】この点おいて、この連鎖行列パラメータを
有する回路網３２を決定しなければならない。１つの周
波数においてこれら同じ連鎖行列を有する可能な回路網
の数は無限である。１つの簡単な例は、図５に示されて
いるように、端子対１と端子対２との間に直列インダク
タンスＬを含み、端子対１と大地との間にコンデンサＣ
１を含み、及び端子対２と大地との間にコンデンサ２を
含むπ形回路網である。このようなπ形回路網に対する
連鎖行列は、
【００６２】
【数１９】
【００６３】ｗＬをａ１２と等しいと置けば、Ｌはａ１
２／ｗに等しい。
【００６４】
【数２０】１−（ｗ2 ）（Ｌ）（Ｃ２）
【００６５】をａ１１に等しいと置けば、Ｃ１は
【００６６】
【数２１】（１−ａ１１）／（ｗａ１２）．
【００６７】から計算される。同様に、Ｃ２は
【００６８】
【数２２】（１−ａ２２）／（ｗａ１２）．
【００６９】を使用して計算される。第４素子ａ２１
は、制約
【００７０】
【数２３】 （ａ１１）（ａ２２）＋（ａ１２）（ａ２１）＝１．
【００７１】によって決定される。もしも上の手順中、
なんらかの負成分値が生じたならば、サセプタンス
（ｂ）の符号を変えて、この手順を繰り返す。伝送線路
回路網の場合、当業者は、スミスチャートを使用して手
動的に、もしくはタッチトーン（Ｔｏｕｃｈｔｏｎｅ）
又はスーパコンパクト（Ｓｕｐｅｒ Ｃｏｍｐａｃｔ）
のような種々なコンピュータ援用設計プログラムを使用
して半手動的に、設計を代替的に遂行することもでき
る。
【００７２】本発明は、理解を容易にするために、特定
の実施例によって説明された。しかしながら、上の実施
例は、限定的ではなく、説明のためのものである。本発
明の真の精神と範囲から逸脱することなく上に説明され
た特定の実施例から発展をなすことは当業者にとっても
とより明白である。したがって、本発明は、説明目的の
この実施例に限定されると看なされるべきではなく、上
掲の特許請求の範囲全体に亘って適応していると看なさ
れるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電力増幅回路の機能ブロック線
図。
【図２】本発明の１実施例に使用されるインピーダンス
整合回路網の回路図。
【図３】本発明の他の実施例に使用されるインピーダン
ス整合回路網の回路図。
【図４】本発明の実施例の電力増幅回路の電力増幅器か
ら見た出力インピーダンスを表示する全体的回路網の概
略回路図。
【図５】図１内に示された２端子対整合回路網の概略回
路図。
【符号の説明】
２１ 電力増幅器 ２２，２３ インピーダンス整合回路網 ２４，２５ スイッチ ２６ アンテナ又は負荷のインピーダンス ３０ 調波フィルタ回路網 ３２ 調波フィルタ回路網（整合回路網） ４０ 伝送線路 ４２ リアクタンス ４４ スイッチング装置 ５０ 制御線路 ６０，６２，６４，６６，６８，７０，７２ 無損失リ
アクタンス ７４ 固定又は可変リアクタンス素子 ７６ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−18021（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−44059（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平３−17482（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 1/04 H04L 27/00

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 負荷に対して複数の出力電力レベルにお
    いて無線周波数出力電力を効率的に発生する電力増幅回
    路であって、 被変調無線周波数搬送波を増幅し、かつ増幅信号を発生
    する電力増幅器と、 第１伝送電力レベルにおいて前記負荷のインピーダンス
    に前記電力増幅回路のインピーダンスを整合させる第１
    整合手段と、 第２伝送電力レベルにおいて前記負荷のインピーダンス
    に前記電力増幅回路のインピーダンスを整合させる第２
    整合手段と、 前記第１伝送電力レベルにおいて第１好適効率の下に前
    記電力増幅器を線形モードで動作させるために第１モー
    ドにおいて前記第１整合手段を通して前記負荷に前記増
    幅信号を選択的に接続し、かつ前記第２伝送電力レベル
    において第２好適効率の下に線形モードで前記電力増幅
    器を動作させるために第２モードにおいて前記第２整合
    手段を通して前記負荷に前記第２整合手段を接続するス
    イッチング手段と、を含む電力増幅回路。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の電力増幅回路において、
    前記第１伝送電力レベルおよび前記第１モードは、定振
    幅被変調搬送波に対応し、かつ前記第２伝送電力レベル
    および前記第２モードは、振幅被変調搬送波に対応する
    電力増幅回路。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の電力増幅回路において、
    前記定振幅被変調搬送波は、周波数変調される電力増幅
    回路。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の電力増幅回路において、
    前記スイッチング手段は、 前記第１および第２整合手段の１つに前記増幅信号を選
    択的に接続する第１スイッチング手段と、 前記負荷に前記第１および第２整合手段の１つから出力
    信号を選択的に接続する第２スイッチング手段と、 を含む電力増幅回路。
  5. 【請求項５】 負荷に対して複数の出力電力レベルにお
    いて無線周波数出力電力を効率的に発生する電力増幅回
    路であって、 被変調無線周波数搬送波を増幅し、かつ前記負荷に伝送
    線路を通して増幅信号を伝送する電力増幅器と、 リアクタンスと、 第１モードにおいて好適効率の下に前記電力増幅器を線
    形モードで動作させるために前記第１伝送電力レベルに
    おいて前記負荷のインピーダンスに前記電力増幅回路の
    インピーダンスを整合させるように前記伝送線路に前記
    リアクタンスを選択的に接続し、第２モードにおいて好
    適効率の下に前記電力増幅器を線形モードで動作させる
    ために前記第２伝送電力レベルにおいて前記負荷のイン
    ピーダンスに前記電力増幅回路のインピーダンスを整合
    させるように前記アリクタンスを選択的に切断するスイ
    ッチング手段と、 を含む電力増幅回路。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の電力増幅回路において、
    前記スイッチング手段は、ＰＩＮダイオードである電力
    増幅回路。
  7. 【請求項７】 請求項５記載の電力増幅器回路におい
    て、前記第１モードは、前記第１伝送電力レベルにおい
    て前記無線周波数搬送波の振幅変調に対応し、かつ前記
    第２モードは、前記第２伝送電力レベルにおいて前記無
    線周波数搬送波の定振幅変調に対応する電力増幅回路。
  8. 【請求項８】 負荷に対して複数の出力電力レベルにお
    いて無線周波数出力電力を効率的に発生する電力増幅回
    路であって、 被変調無線周波数搬送波を増幅し、かつ前記負荷に伝送
    線路を通して増幅信号を伝送する電力増幅器手段と、 望ましくない調波周波数成分を除去するために前記電力
    増幅器手段と前記負荷との間に接続された調波フィルタ
    手段であって、複数のリアクタンス手段を含み、該リア
    クタンス手段の少なくとも１つが可変リアクタンス手段
    である前記調波フィルタ手段と、 前記可変リアクタンス手段を変動させることによって前
    記調波フィルタ手段の第１インピーダンスと第２インピ
    ーダンスとの間の選択をする作動手段であって、前記電
    力増幅器手段の線形動作モードで第１伝送電力レベルに
    おいて前記負荷に最適効率の下に電力を出力するように
    前記第１インピーダンスを選択し、かつ前記電力増幅器
    手段の線形動作モードで第２伝送電力レベルにおいて前
    記負荷に最適効率の下に電力を出力するように前記第２
    インピーダンスを選択する前記作動手段と、を含む電力
    増幅回路。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の電力増幅回路において、
    前記無線周波数搬送波は、前記第１伝送電力レベルにお
    いて定振幅変調技術を使用して変調され、かつ前記無線
    周波数搬送波は、前記第２伝送電力レベルにおいて振幅
    変調技術を使用して変調される電力増幅回路。
  10. 【請求項１０】 請求項８記載の電力増幅回路におい
    て、前記可変リアクタンス手段は、バラクタダイオード
    である電力増幅回路。
  11. 【請求項１１】 請求項８記載の電力増幅回路におい
    て、前記可変リアクタンス手段は、 前記フィルタ手段に接続されたコンデンサと、 前記第１インピーダンスを発生するために前記コンデン
    サを選択的に接続し、かつ前記第２インピーダンスを発
    生するために前記コンデンサを選択的に切断するスイッ
    チング手段と、を含む電力増幅回路。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の増幅器回路におい
    て、前記スイッチング手段は、ＰＩＮダイオードである
    増幅回路。
  13. 【請求項１３】 負荷に対して複数の出力電力レベルに
    おいて無線周波数出力電力を効率的に発生する電力増幅
    回路であって、 被変調無線周波数搬送波を増幅し、かつ前記負荷に伝送
    線路を通して増幅信号を伝送する電力増幅器手段と、 望ましくない調波周波数成分を除去するために前記電力
    増幅器手段と前記負荷との間に接続された調波フィルタ
    回路網であって、複数のリアクタンス手段を含み、該リ
    アクタンス手段は、交互のリアクタンス値の間でスイッ
    チ可能に選択される前記調波フィルタ手段と、 前記交互のリアクタンス値の１つに前記リアクタンス手
    段の１つをスイッチ可能に選択することによって前記調
    波フィルタ手段の第１インピーダンスと第２インピーダ
    ンスとの間の選択をする作動手段であって、前記電力増
    幅器手段の線形動作モードで第１伝送電力レベルにおい
    て前記負荷に最適効率の下に電力を出力するように前記
    第１インピーダンスを選択し、かつ前記電力増幅器手段
    の線形動作モードで第２伝送電力レベルにおいて前記負
    荷に最適効率の下に電力を出力するように前記第２イン
    ピーダンスを選択する前記作動手段と、を含む電力増幅
    回路。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の電力増幅回路におい
    て、前記無線周波数搬送波は、前記第１伝送電力レベル
    において定振幅変調技術を使用して変調され、かつ前記
    無線周波数搬送波は、前記第２伝送電力レベルにおいて
    振幅変調技術を使用して変調される電力増幅回路。
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