JP3504514B2 - 高周波増幅器 - Google Patents
高周波増幅器Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、衛星通信、移動
体通信において、ミリ波帯、マイクロ波帯、ＵＨＦ帯、
ＶＨＦ帯、ＳＨＦ帯等の高周波帯で、消費電力を制御す
る高周波増幅器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】携帯電話等の移動体通信システムにおい
ては、基地局と携帯機の間の距離が変動するのに伴っ
て、送信機の出力電力の制御を行っている。一般に送信
用高出力高周波増幅器において、出力電力制御を行った
場合、出力電力に応じて、後段の増幅器又は増幅素子の
バイアス条件を変えることによって、出力電力が小さい
ときの消費電力を低減しているが、完全に後段増幅器の
消費電力を無くすことはできず、高周波増幅器の低消費
電力化が困難な状況にあった。 【０００３】図１０は、特開平４−２６０２０９号公報
に示されている高周波増幅器の構成を示すブロック図で
ある。図１０において、１は入力端子、２は前段増幅
器、３は前段増幅器２の出力を切り替えるスイッチ、４
はスイッチ３の切り替え制御を行う制御回路、５は主線
路、６は主線路５に接続された後段増幅器、７は後段増
幅器６をバイパスするバイパス線路、８は出力端子であ
る。 【０００４】次に動作について説明する。入力端子１に
入力された高周波信号は、前段増幅器２において増幅さ
れてスイッチ３に入力される。出力端子８から出力され
る高周波信号の出力として、通常の出力レベルを得たい
場合には、制御回路４からの制御信号により、スイッチ
３は主線路５を選択し、前段増幅器２の出力信号は後段
増幅器６に入力されて増幅された後、出力端子８に出力
される。ここで、バイパス線路７は、後段増幅器６の出
力側接続点からスイッチ３の開放接点までの電気的線路
長が１／２波長としているため、主線路５への影響を小
さくしている。 【０００５】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、小さい出力レベルを得たい場合には、
制御回路４からの制御信号により、スイッチ３はバイパ
ス線路７を選択し、前段増幅器２からの高周波信号は、
後段増幅器６をバイパスして出力端子８に出力される。
その際に、後段増幅器６に入力信号がドライブされず、
後段増幅器６のコレクタ電流が流れなくなることにより
消費電力を低減させている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従来の高周波増幅器は
以上のように構成されているので、通常の出力レベルを
得るために、前段増幅器２からの高周波信号が主線路５
を通過する場合には、バイパス線路７が１／２波長の長
さであるために影響を逓減させているが、バイパス線路
７の先のスイッチ３は、完全な開放とはならないため、
後段増幅器６から見たインピーダンスが変動して、後段
増幅器６の出力が変動したり、歪みが大きくなる等の影
響が残るという課題があった。 【０００７】また、後段増幅器６で増幅された大きな高
周波信号が、パイパス線路７を通じてスイッチ３に入力
されるために、スイッチ３のスイッチング動作が十分に
行われないという課題があった。 【０００８】さらに、例えば、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂ
ａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ａｃｃｅｓｓ）変調方式を用いた通信のように、受
信機の検波方式が同期検波となる可能性があり、そのた
めスロット毎のパイロット信号の位相変化が許されない
場合がある。そのような場合は、上記の高周波増幅器を
用いた場合、得たい出力レベルによってスイッチ３を切
り替えた際に、出力信号の位相に大きな変動が起こり、
受信機で検波できなくなるという課題があった。 【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、消費電力を低減させつつ、バイパ
ス線路７の影響をなくす高周波増幅器を得ることを目的
とする。また、この発明は、スイッチ３を切り替えた際
に、出力信号の位相変動を少なくする高周波増幅器を得
ることを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波増
幅器は、高周波信号を入力して増幅する前段増幅器と、
上記前段増幅器により増幅された高周波信号を増幅して
出力端子に出力する後段増幅器と、上記後段増幅器をバ
イパスするバイパス線路と、上記前段増幅器の出力を上
記後段増幅器又は上記バイパス線路の一端に接続するス
イッチと、上記バイパス線路の他端と上記出力端子とを
結合する方向性結合器と、上記方向性結合器のアイソレ
ーション端部にインピーダンスを切り替える終端スイッ
チと、要求される上記出力端子の出力レベルが通常の出
力レベルの場合には、上記スイッチにより上記前段増幅
器の出力を上記後段増幅器に接続し、上記終端スイッチ
により上記アイソレーション端部を開放又は短絡に切り
替え、要求される上記出力端子の出力レベルが小さい出
力レベルの場合には、上記スイッチにより上記前段増幅
器の出力を上記バイパス線路の一端に接続し、上記終端
スイッチにより上記アイソレーション端部を所定のイン
ピーダンスに切り替えると共に、上記後段増幅器の電源
又はバイアス条件を制御する制御回路とを備えたもので
ある。 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は実施の形態１による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。図１において、入力端
子１，前段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増幅
器６，バイパス線路７，出力端子８は従来の図１０に示
すものと同等のものである。１１は、出力端子８から出
力される高周波信号の出力レベルに対応して、スイッチ
３を切り替えると共に、後段増幅器６の電源電圧やバイ
アス電圧を制御する制御回路である。 【００１７】また、図１において、１２は、バイパス線
路７からの信号を出力端子８に結合させる一方、後段増
幅器６からバイパス線路７へのアイソレーション特性が
大きい方向性結合器である。１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，
１２ｄは、それぞれ方向性結合器１２の入力端部、出力
端部、結合端部、アイソレーション端部であり、入力端
部１２ａには後段増幅器６の出力、出力端部１２ｂには
出力端子８、結合端部１２ｃにはバイパス線路７がそれ
ぞれ接続され、アイソレーション端部１２ｄには、バイ
パス線路７における高周波信号の反射をなくすために、
例えば５０Ω等の所定のインピーダンス１３で終端され
ている。 【００１８】次に動作について説明する。入力端子１に
入力された高周波信号は、前段増幅器２において増幅さ
れた後、スイッチ３に入力される。出力端子８から出力
される高周波信号の出力として、通常の出力レベルを得
たい場合には、制御回路１１からの制御信号により、ス
イッチ３は主線路５を選択し、前段増幅器２からの高周
波信号は、後段増幅器６により増幅され、方向性結合器
１２の入力端部１２ａから出力端部１２ｂを介して出力
端子８に出力される。したがって、方向性結合器１２の
挿入損失分だけ、後段増幅器６の損失は増加するが、方
向性結合器１２の持つアイソレーション特性により、結
合端部１２ｃに接続されたバイパス線路７の影響をほと
んどなくしている。 【００１９】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、小さい出力レベルを得たい場合には、
制御回路１１からの制御信号により、スイッチ３はバイ
パス線路７を選択し、前段増幅器２からの高周波信号
は、後段増幅器６を通らずに、方向性結合器１２の結合
端部１２ｃ，出力端部１２ｄを介して出力端子８に出力
される。その際に、制御回路１１からの制御信号によ
り、後段増幅器６の電源を完全にオフにしたり、又は電
流を０にするバイアス条件にすることにより、後段増幅
器６の消費電力を完全に０にしている。 【００２０】図２は高周波増幅器の出力電力の確率分布
を示す図である。携帯電話等の移動体通信においては、
基地局と移動機端末との距離は変化するため、高周波増
幅器の出力電力は、その距離に合わせて制御する必要が
ある。その際、ある出力電力Ｐｏｕｔで送信している確
率分布Ｐｒｏｂ．（Ｐｏｕｔ）は、図２の横軸で示す最
大出力電力で規格化した出力電力に対して、例えば、縦
軸に示すような分布となる。 【００２１】図３は高周波増幅器の各パラメータを定義
した図であり、図３（ａ）は図１の構成による高周波増
幅器の場合を示し、図３（ｂ）は一般的な構成による高
周波増幅器の場合を示す。図３（ａ）に示すように、前
段増幅器２の利得をＧ１，消費電流をＩｄ１，スイッチ
３の主線路５側及びバイパス線路７側への挿入損失をそ
れぞれＬｏｓｓ１，Ｌｃｏｕｐｌｅ１，後段増幅器６の
利得をＧ２，消費電流をＩｄ２’，方向性結合器１２の
挿入損失をＬｏｓｓ２，バイパス線路７からの結合量を
Ｌｃｏｕｐｌｅ２と定義する。また、図３（ｂ）に示す
ように、一般的な高周波増幅器における前段増幅器の消
費電流をＩｄ１，後段増幅器の消費電流をＩｄ２と定義
する。 【００２２】図３（ａ）における出力電力の最大値をＰ
ｏｕｔｍａｘとすると、スイッチ３を後段増幅器６から
バイパス線路７に切り替える基準となる出力電力Ｐｏｕ
ｔ＿ｓｗは、次の（１）式で与えられる。 Ｐｏｕｔ＿ｓｗ＝Ｐｏｕｔｍａｘ＋Ｌｏｓｓ２−Ｇ２＋Ｌｏｓｓ１ −Ｌｃｏｕｐｌｅ１−Ｌｃｏｕｐｌｅ２ （１） 【００２３】Ｐｏｕｔ＞Ｐｏｕｔ＿ｓｗの場合、すなわ
ちスイッチ３が主線路５を選択している場合には、全消
費電力Ｉｄは、次の（２）式で示され、方向性結合器１
２の挿入損失分だけ消費電流が増加する。 【００２４】 【数１】 【００２５】一方、Ｐｏｕｔ＜Ｐｏｕｔ＿ｓｗの場合、
すなわちスイッチ３がバイパス線路７を選択している場
合には、全消費電力Ｉｄは、次の（３）式となるため、
後段増幅器６の消費電流分だけ減少する。 Ｉｄ＝Ｉｄ１ （３） 【００２６】次に、図２に示した出力電力の確率分布を
仮定した場合の平均的な消費電流Ｉｄ＿ａｖを次の
（４）式のように定義する。 【００２７】 【数２】 【００２８】図４は高周波増幅器の出力電力の確率分布
を仮定した場合の平均的な消費電流Ｉｄ＿ａｖを、各出
力電力でのＩｄ（Ｐｏｕｔ）×Ｐｒｏｂ（Ｐｏｕｔ）と
共に示す図であり、ここでは、上記（１）式から（４）
式を用いて、Ｌｏｓｓ１＝Ｌｃｏｕｐｌｅ１＝３ｄＢ，
Ｌｏｓｓ２＝０．４５ｄＢ，Ｌｃｏｕｐｌｅ２＝１０ｄ
Ｂ，Ｉｄ１＝Ｉｄ２／１０，Ｇ２＝１５ｄＢ，Ｇ１＝２
０ｄＢとして計算している。 【００２９】図４に示すように、この実施の形態におけ
る高周波増幅器のＩｄ＿ａｖは、Ｐｏｕｔ＝Ｐｏｕｔ＿
ｓｗにおいて、スイッチ３が切り替わることにより大幅
に消費電流、すなわち消費電力が減少し、図３（ｂ）に
示す一般的な高周波増幅器の場合のＩｄ＿ａｖを１とし
たときに、この実施の形態における高周波増幅器の場合
は、０．２１４となっている。図３（ｂ）の一般的な高
周波増幅器の場合、出力電力の制御範囲と、そのために
必要となる入力電力の制御範囲とは、ほぼ、同等の値で
あるが、図３（ａ）の構成をとった場合、入力電力の制
御範囲は、（Ｇ 2 ＋Ｌｃｏｕｐｌｅ１＋Ｌｃｏｕｐｌｅ
２−Ｌｏｓｓ１−Ｌｏｓｓ２）[ｄＢ]分だけ、小さくす
ることができる。 【００３０】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、出力端子８から出力される高周波信号の出力とし
て、小さい出力レベルを得たい場合には、後段増幅器６
をバイパスさせ、後段増幅器の電源やバイアス条件を制
御することにより、大幅に消費電流、すなわち消費電力
を低減することができると共に、通常の出力レベルを得
たい場合には、後段増幅器６に接続された方向性結合器
１２の持つアイソレーション特性により、バイパス線路
７の影響をほとんどなくすことができるという効果が得
られる。さらに、出力電力の制御範囲を実現するために
必要となる入力電力の制御範囲を小さくすることができ
るという効果が得られる。 【００３１】実施の形態２．図５は実施の形態２による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図５にお
いて、２１は前段増幅器２の出力を切り替える中段スイ
ッチ、２２は主線路、２３は中段増幅器、２４は、中段
増幅器２３と後段増幅器６をバイパスする中段バイパス
線路、２５は中段増幅器２３の出力を切り替える後段ス
イッチ、２６は主線路、２７は後段増幅器６をバイパス
する後段バイパス線路である。 【００３２】また、図５において、２８は、中段スイッ
チ２１，後段スイッチ２５，中段増幅器２３，後段増幅
器６を制御する制御回路であり、２９は、入力端部２９
ａ，出力端部２９ｂ，結合端部２９ｃ，アイソレーショ
ン端部２９ｄを有し、後段バイパス線路２７からの信号
を出力端部２９ｂに結合させる後段方向性結合器、３０
は、入力端部３０ａ，出力端部３０ｂ，結合端部３０
ｃ，アイソレーション端部３０ｄを有し、中段バイパス
線路２４からの信号を出力端部３０ｂに結合させる中段
方向性結合器である。その他の入力端子１，前段増幅器
２，後段増幅器６，出力端子８，所定のインピーダンス
１３は、実施の形態１の図１に示すものと同等である。 【００３３】次に動作について説明する。入力端子１に
入力された高周波信号は、前段増幅器２において増幅さ
れた後、中段スイッチ２１に入力される。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルを得たい場合には、制御回路２８からの制御信号によ
り、中段スイッチ２１は主線路２２を選択すると共に、
後段スイッチ２５は主線路２６を選択し、前段増幅器２
からの高周波信号は、中段増幅器２３及び後段増幅器６
により増幅されて、後段方向性結合器２９，中段方向性
結合器３０を介して出力端子８に出力される。 【００３４】したがって、後段方向性結合器２９，中段
方向性結合器３０の挿入損失分だけ、後段増幅器６の損
失は増加するが、後段方向性結合器２９及び中段方向性
結合器３０のアイソレーション特性により、後段バイパ
ス線路２７，中段バイパス線路２４の影響をほとんどな
くしている。 【００３５】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、小さい出力レベルを得たい場合には、
制御回路２８からの制御信号により、中段スイッチ２１
は中段バイパス線路２４を選択すると共に、後段スイッ
チ２５は後段バイパス線路２７を選択し、前段増幅器２
からの高周波信号は、中段増幅器２３，後段増幅器６を
通らずに、中段方向性結合器３０を介して出力端子８に
出力される。その際に、制御回路２８からの制御信号に
より中段増幅器２３，後段増幅器６の電源を完全にオフ
にしたり、電流を０にするバイアス条件にすること等に
より、中段増幅器２３，後段増幅器６の消費電力を完全
に０にしている。 【００３６】さらに、出力端子８から出力される高周波
信号の出力として、中間の出力レベルを得たい場合に
は、制御回路２８からの制御信号により、中段スイッチ
２１は主線路２２を選択すると共に、後段スイッチ２５
は後段バイパス線路２７を選択し、前段増幅器２からの
高周波信号は、中段増幅器２３により増幅されるが、後
段増幅器６を通らずに、後段方向性結合器２９を介して
出力端子８に出力される。その際に、制御回路２８から
の制御信号により後段増幅器６の電源を完全にオフにし
たり、又は電流を０にするバイアス条件にすることによ
り、後段増幅器６の消費電力を完全に０にしている。 【００３７】したがって、後段方向性結合器２９，中段
方向性結合器３０の挿入損失分だけ、後段増幅器６の損
失は増加するが、後段方向性結合器２９，中段方向性結
合器３０のアイソレーション特性により、後段バイパス
線路２７，中段バイパス線路２４の影響をほとんどなく
している。 【００３８】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、出力端子８から出力される高周波信号の出力とし
て、通常の出力レベル以外の出力レベルを得たい場合に
は、中段増幅器２３や後段増幅器６をバイパスさせ、中
段増幅器２３や後段増幅器の電源やバイアス条件を制御
することにより、大幅に消費電流すなわち消費電力を低
減することができると共に、通常の出力レベルを得たい
場合には、後段増幅器６に接続された後段方向性結合器
２９及び中段方向性結合器３０のアイソレーション特性
により、後段バイパス線路２７及び中段バイパス線路２
４の影響をほとんどなくすことができるという効果が得
られる。さらに、出力電力の制御範囲を実現するために
必要となる入力電力の制御範囲を小さくすることができ
るという効果が得られる。 【００３９】実施の形態３．図６は実施の形態３による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図６にお
いて、３１は、方向性結合器１２のアイソレーション端
部１２ｄに接続された終端スイッチであり、所定のイン
ピーダンス１３で終端するか、解放するか、短絡するか
を選択する。３２は、スイッチ３，後段増幅器６，終端
スイッチ３１を制御する制御回路である。その他の入力
端子１，前段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増
幅器６，バイパス線路７，方向性結合器１２，出力端子
８は、実施の形態１の図１と同等のものである。 【００４０】このように、この実施の形態は、実施の形
態１と比較して、方向性結合器１２のアイソレーション
端部１２ｄが、単なる所定のインピーダンス１３による
終端から、制御回路３２からの制御信号により、所定の
インピーダンス１３による終端，解放，短絡を選択でき
る終端スイッチ３１に接続されている点が異なってい
る。 【００４１】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、小さい出力レベ
ルを得たい場合には、実施の形態１と同様に、制御回路
３２からの制御信号により、スイッチ３はバイパス線路
７を選択し、後段増幅器６の電源やバイアス条件を制御
するが、このとき、制御回路３２の制御信号により、終
端スイッチ３１は所定のインピーダンス１３を有した終
端を選択する。 【００４２】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、通常の出力レベルを得たい場合には、
制御回路３２からの制御信号により、スイッチ３は主線
路５を選択し、前段増幅器２からの高周波信号は、後段
増幅器６により増幅され、方向性結合器１２を介して出
力端子８に出力されるが、このとき、制御回路３２の制
御信号により、終端スイッチ３１は開放又は短絡を選択
することにより、方向性結合器１２の挿入損失Ｌｏｓｓ
２を低減し、消費電力を低減させている。 【００４３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルを得たい場合に、方向性結合器１２のアイソレーショ
ン端部１２ｄに接続された終端スイッチ３１が開放又は
短絡を選択することにより、後段増幅器６から方向性結
合器１２への挿入損失Ｌｏｓｓ２を低減することができ
るので、さらに消費電力を低減することができるという
効果が得られる。 【００４４】実施の形態４．図７は実施の形態４による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図７にお
いて、４１はバイパス線路７と方向性結合器１２の結合
端１２ｃ間に接続されたバイパス線路スイッチであり、
４２はスイッチ３，後段増幅器６，バイパス線路スイッ
チ４１を制御する制御回路である。その他の入力端子
１，前段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増幅器
６，バイパス線路７，方向性結合器１２，所定のインピ
ーダンス１３，出力端子８は、実施の形態１の図１と同
等のものである。 【００４５】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、小さい出力レベ
ルを得たい場合には、制御回路４２からの制御信号によ
り、スイッチ３はバイパス線路７を選択すると共に、バ
イパス線路スイッチ４１をオンにして、前段増幅器２か
らの高周波信号は、後段増幅器６を通らずに、方向性結
合器１２を介して出力端子８に出力される。また、制御
回路４２からの制御信号により、後段増幅器６の電源や
バイアス条件を制御する。 【００４６】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、通常の出力レベルを得たい場合には、
制御回路４２からの制御信号により、スイッチ３は主線
路５を選択すると共に、バイパス線路スイッチ４１をオ
フにする。このとき、前段増幅器２からの高周波信号
は、後段増幅器６により増幅され、方向性結合器１２を
介して出力端子８に出力されるが、後段増幅器６の出力
側とバイパス線路７の間を、バイパス線路スイッチ４１
により切り離すことにより、さらにアイソレーション特
性を高め、バイパス線路７の影響をなくしている。ま
た、後段増幅器６を高周波信号が通過する場合、バイパ
ス線路７からの信号による干渉を低減している。 【００４７】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、方向性結合器
１２とバイパス線路７の間を、バイパス線路スイッチ４
１により切り離すことにより、さらにアイソレーション
特性を高め、バイパス線路１２の影響をなくすことがで
きると共に、後段増幅器６を高周波信号が通過する場合
に、バイパス線路７からの高周波信号による干渉を低減
することができるという効果が得られる。 【００４８】実施の形態５．図８は実施の形態５による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図８にお
いて、５１はバイパス線路７に挿入された位相調整用線
路である。この位相調整用線路５１の線路長は、スイッ
チ３が主線路５からバイパス線路７に切り替えた際に、
出力端子８から出力される高周波信号の位相変動が少な
くなる長さに設定されている。その他の入力端子１，前
段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増幅器６，バ
イパス線路７，制御回路１１，方向性結合器１２，所定
のインピーダンス１３，出力端子８は、実施の形態１の
図１と同等のものである。 【００４９】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、制御回路
１１からの制御信号により、スイッチ３は、主線路５か
らバイパス線路７に切り替える。このとき、位相調整用
線路５１の線路長は、出力端子８から出力される高周波
信号の位相変動が少なくなる長さに設定されていること
により、スイッチ３を切り替える際の出力端子８から出
力される高周波信号の位相変動を少なくしている。 【００５０】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、スイッチ
３を切り替える際の出力端子８から出力される高周波信
号の位相変動を少なくすることができるという効果が得
られる。 【００５１】実施の形態６．図９は実施の形態５による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図９にお
いて、６１はバイパス線路７に挿入された位相器であ
り、スイッチ３が主線路５からバイパス線路７に切り替
えた際に、出力端子８から出力される高周波信号の位相
変動が少なくなるように位相量を調整する。６２はスイ
ッチ３，後段増幅器６，位相器６１を制御する制御回路
である。その他の入力端子１，前段増幅器２，スイッチ
３，主線路５，後段増幅器６，バイパス線路７，方向性
結合器１２，所定のインピーダンス１３，出力端子８
は、実施の形態１における図１と同等のものである。 【００５２】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、制御回路
６２からの制御信号により、スイッチ３は、主線路５か
らバイパス線路７に切り替える。このとき、制御回路６
２からの制御信号により、出力端子８から出力される高
周波信号の位相変動が少なくなるように、位相器６１は
位相量を調整する。このようにして、スイッチ３を切り
替える際の出力端子８から出力される高周波信号の位相
変動を少なくしている。 【００５３】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、スイッチ
３を切り替える際の出力端子８から出力される高周波信
号の位相変動を少なくすることができるという効果が得
られる。 【００５４】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば、制御
回路が、出力端子の出力レベルに応じて、スイッチを切
り替え、さらに後段増幅器の電源又はバイアス条件を制
御することにより、大幅に消費電力を低減することがで
きると共に、方向性結合器のアイソレーション特性によ
りバイパス線路の影響をほとんどなくすることができる
という効果がある。さらに、出力電力の制御範囲を実現
するために必要となる入力電力の制御範囲を小さくする
ことができるという効果がある。さらに、方向性結合器
のアイソレーション端部にインピーダンスを切り替える
終端スイッチを備え、要求される出力端子の出力レベル
に応じて、制御回路が終端スイッチを制御することによ
り、後段増幅器から方向性結合器への挿入損失を低減す
ることができるので、さらに消費電力を低減することが
できるという効果がある。 【００５５】 【００５６】 【００５７】 【００５８】 【００５９】
体通信において、ミリ波帯、マイクロ波帯、ＵＨＦ帯、
ＶＨＦ帯、ＳＨＦ帯等の高周波帯で、消費電力を制御す
る高周波増幅器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】携帯電話等の移動体通信システムにおい
ては、基地局と携帯機の間の距離が変動するのに伴っ
て、送信機の出力電力の制御を行っている。一般に送信
用高出力高周波増幅器において、出力電力制御を行った
場合、出力電力に応じて、後段の増幅器又は増幅素子の
バイアス条件を変えることによって、出力電力が小さい
ときの消費電力を低減しているが、完全に後段増幅器の
消費電力を無くすことはできず、高周波増幅器の低消費
電力化が困難な状況にあった。 【０００３】図１０は、特開平４−２６０２０９号公報
に示されている高周波増幅器の構成を示すブロック図で
ある。図１０において、１は入力端子、２は前段増幅
器、３は前段増幅器２の出力を切り替えるスイッチ、４
はスイッチ３の切り替え制御を行う制御回路、５は主線
路、６は主線路５に接続された後段増幅器、７は後段増
幅器６をバイパスするバイパス線路、８は出力端子であ
る。 【０００４】次に動作について説明する。入力端子１に
入力された高周波信号は、前段増幅器２において増幅さ
れてスイッチ３に入力される。出力端子８から出力され
る高周波信号の出力として、通常の出力レベルを得たい
場合には、制御回路４からの制御信号により、スイッチ
３は主線路５を選択し、前段増幅器２の出力信号は後段
増幅器６に入力されて増幅された後、出力端子８に出力
される。ここで、バイパス線路７は、後段増幅器６の出
力側接続点からスイッチ３の開放接点までの電気的線路
長が１／２波長としているため、主線路５への影響を小
さくしている。 【０００５】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、小さい出力レベルを得たい場合には、
制御回路４からの制御信号により、スイッチ３はバイパ
ス線路７を選択し、前段増幅器２からの高周波信号は、
後段増幅器６をバイパスして出力端子８に出力される。
その際に、後段増幅器６に入力信号がドライブされず、
後段増幅器６のコレクタ電流が流れなくなることにより
消費電力を低減させている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】従来の高周波増幅器は
以上のように構成されているので、通常の出力レベルを
得るために、前段増幅器２からの高周波信号が主線路５
を通過する場合には、バイパス線路７が１／２波長の長
さであるために影響を逓減させているが、バイパス線路
７の先のスイッチ３は、完全な開放とはならないため、
後段増幅器６から見たインピーダンスが変動して、後段
増幅器６の出力が変動したり、歪みが大きくなる等の影
響が残るという課題があった。 【０００７】また、後段増幅器６で増幅された大きな高
周波信号が、パイパス線路７を通じてスイッチ３に入力
されるために、スイッチ３のスイッチング動作が十分に
行われないという課題があった。 【０００８】さらに、例えば、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂ
ａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌ
ｅ Ａｃｃｅｓｓ）変調方式を用いた通信のように、受
信機の検波方式が同期検波となる可能性があり、そのた
めスロット毎のパイロット信号の位相変化が許されない
場合がある。そのような場合は、上記の高周波増幅器を
用いた場合、得たい出力レベルによってスイッチ３を切
り替えた際に、出力信号の位相に大きな変動が起こり、
受信機で検波できなくなるという課題があった。 【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、消費電力を低減させつつ、バイパ
ス線路７の影響をなくす高周波増幅器を得ることを目的
とする。また、この発明は、スイッチ３を切り替えた際
に、出力信号の位相変動を少なくする高周波増幅器を得
ることを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】この発明に係る高周波増
幅器は、高周波信号を入力して増幅する前段増幅器と、
上記前段増幅器により増幅された高周波信号を増幅して
出力端子に出力する後段増幅器と、上記後段増幅器をバ
イパスするバイパス線路と、上記前段増幅器の出力を上
記後段増幅器又は上記バイパス線路の一端に接続するス
イッチと、上記バイパス線路の他端と上記出力端子とを
結合する方向性結合器と、上記方向性結合器のアイソレ
ーション端部にインピーダンスを切り替える終端スイッ
チと、要求される上記出力端子の出力レベルが通常の出
力レベルの場合には、上記スイッチにより上記前段増幅
器の出力を上記後段増幅器に接続し、上記終端スイッチ
により上記アイソレーション端部を開放又は短絡に切り
替え、要求される上記出力端子の出力レベルが小さい出
力レベルの場合には、上記スイッチにより上記前段増幅
器の出力を上記バイパス線路の一端に接続し、上記終端
スイッチにより上記アイソレーション端部を所定のイン
ピーダンスに切り替えると共に、上記後段増幅器の電源
又はバイアス条件を制御する制御回路とを備えたもので
ある。 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【００１４】 【００１５】 【００１６】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は実施の形態１による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。図１において、入力端
子１，前段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増幅
器６，バイパス線路７，出力端子８は従来の図１０に示
すものと同等のものである。１１は、出力端子８から出
力される高周波信号の出力レベルに対応して、スイッチ
３を切り替えると共に、後段増幅器６の電源電圧やバイ
アス電圧を制御する制御回路である。 【００１７】また、図１において、１２は、バイパス線
路７からの信号を出力端子８に結合させる一方、後段増
幅器６からバイパス線路７へのアイソレーション特性が
大きい方向性結合器である。１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，
１２ｄは、それぞれ方向性結合器１２の入力端部、出力
端部、結合端部、アイソレーション端部であり、入力端
部１２ａには後段増幅器６の出力、出力端部１２ｂには
出力端子８、結合端部１２ｃにはバイパス線路７がそれ
ぞれ接続され、アイソレーション端部１２ｄには、バイ
パス線路７における高周波信号の反射をなくすために、
例えば５０Ω等の所定のインピーダンス１３で終端され
ている。 【００１８】次に動作について説明する。入力端子１に
入力された高周波信号は、前段増幅器２において増幅さ
れた後、スイッチ３に入力される。出力端子８から出力
される高周波信号の出力として、通常の出力レベルを得
たい場合には、制御回路１１からの制御信号により、ス
イッチ３は主線路５を選択し、前段増幅器２からの高周
波信号は、後段増幅器６により増幅され、方向性結合器
１２の入力端部１２ａから出力端部１２ｂを介して出力
端子８に出力される。したがって、方向性結合器１２の
挿入損失分だけ、後段増幅器６の損失は増加するが、方
向性結合器１２の持つアイソレーション特性により、結
合端部１２ｃに接続されたバイパス線路７の影響をほと
んどなくしている。 【００１９】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、小さい出力レベルを得たい場合には、
制御回路１１からの制御信号により、スイッチ３はバイ
パス線路７を選択し、前段増幅器２からの高周波信号
は、後段増幅器６を通らずに、方向性結合器１２の結合
端部１２ｃ，出力端部１２ｄを介して出力端子８に出力
される。その際に、制御回路１１からの制御信号によ
り、後段増幅器６の電源を完全にオフにしたり、又は電
流を０にするバイアス条件にすることにより、後段増幅
器６の消費電力を完全に０にしている。 【００２０】図２は高周波増幅器の出力電力の確率分布
を示す図である。携帯電話等の移動体通信においては、
基地局と移動機端末との距離は変化するため、高周波増
幅器の出力電力は、その距離に合わせて制御する必要が
ある。その際、ある出力電力Ｐｏｕｔで送信している確
率分布Ｐｒｏｂ．（Ｐｏｕｔ）は、図２の横軸で示す最
大出力電力で規格化した出力電力に対して、例えば、縦
軸に示すような分布となる。 【００２１】図３は高周波増幅器の各パラメータを定義
した図であり、図３（ａ）は図１の構成による高周波増
幅器の場合を示し、図３（ｂ）は一般的な構成による高
周波増幅器の場合を示す。図３（ａ）に示すように、前
段増幅器２の利得をＧ１，消費電流をＩｄ１，スイッチ
３の主線路５側及びバイパス線路７側への挿入損失をそ
れぞれＬｏｓｓ１，Ｌｃｏｕｐｌｅ１，後段増幅器６の
利得をＧ２，消費電流をＩｄ２’，方向性結合器１２の
挿入損失をＬｏｓｓ２，バイパス線路７からの結合量を
Ｌｃｏｕｐｌｅ２と定義する。また、図３（ｂ）に示す
ように、一般的な高周波増幅器における前段増幅器の消
費電流をＩｄ１，後段増幅器の消費電流をＩｄ２と定義
する。 【００２２】図３（ａ）における出力電力の最大値をＰ
ｏｕｔｍａｘとすると、スイッチ３を後段増幅器６から
バイパス線路７に切り替える基準となる出力電力Ｐｏｕ
ｔ＿ｓｗは、次の（１）式で与えられる。 Ｐｏｕｔ＿ｓｗ＝Ｐｏｕｔｍａｘ＋Ｌｏｓｓ２−Ｇ２＋Ｌｏｓｓ１ −Ｌｃｏｕｐｌｅ１−Ｌｃｏｕｐｌｅ２ （１） 【００２３】Ｐｏｕｔ＞Ｐｏｕｔ＿ｓｗの場合、すなわ
ちスイッチ３が主線路５を選択している場合には、全消
費電力Ｉｄは、次の（２）式で示され、方向性結合器１
２の挿入損失分だけ消費電流が増加する。 【００２４】 【数１】 【００２５】一方、Ｐｏｕｔ＜Ｐｏｕｔ＿ｓｗの場合、
すなわちスイッチ３がバイパス線路７を選択している場
合には、全消費電力Ｉｄは、次の（３）式となるため、
後段増幅器６の消費電流分だけ減少する。 Ｉｄ＝Ｉｄ１ （３） 【００２６】次に、図２に示した出力電力の確率分布を
仮定した場合の平均的な消費電流Ｉｄ＿ａｖを次の
（４）式のように定義する。 【００２７】 【数２】 【００２８】図４は高周波増幅器の出力電力の確率分布
を仮定した場合の平均的な消費電流Ｉｄ＿ａｖを、各出
力電力でのＩｄ（Ｐｏｕｔ）×Ｐｒｏｂ（Ｐｏｕｔ）と
共に示す図であり、ここでは、上記（１）式から（４）
式を用いて、Ｌｏｓｓ１＝Ｌｃｏｕｐｌｅ１＝３ｄＢ，
Ｌｏｓｓ２＝０．４５ｄＢ，Ｌｃｏｕｐｌｅ２＝１０ｄ
Ｂ，Ｉｄ１＝Ｉｄ２／１０，Ｇ２＝１５ｄＢ，Ｇ１＝２
０ｄＢとして計算している。 【００２９】図４に示すように、この実施の形態におけ
る高周波増幅器のＩｄ＿ａｖは、Ｐｏｕｔ＝Ｐｏｕｔ＿
ｓｗにおいて、スイッチ３が切り替わることにより大幅
に消費電流、すなわち消費電力が減少し、図３（ｂ）に
示す一般的な高周波増幅器の場合のＩｄ＿ａｖを１とし
たときに、この実施の形態における高周波増幅器の場合
は、０．２１４となっている。図３（ｂ）の一般的な高
周波増幅器の場合、出力電力の制御範囲と、そのために
必要となる入力電力の制御範囲とは、ほぼ、同等の値で
あるが、図３（ａ）の構成をとった場合、入力電力の制
御範囲は、（Ｇ 2 ＋Ｌｃｏｕｐｌｅ１＋Ｌｃｏｕｐｌｅ
２−Ｌｏｓｓ１−Ｌｏｓｓ２）[ｄＢ]分だけ、小さくす
ることができる。 【００３０】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、出力端子８から出力される高周波信号の出力とし
て、小さい出力レベルを得たい場合には、後段増幅器６
をバイパスさせ、後段増幅器の電源やバイアス条件を制
御することにより、大幅に消費電流、すなわち消費電力
を低減することができると共に、通常の出力レベルを得
たい場合には、後段増幅器６に接続された方向性結合器
１２の持つアイソレーション特性により、バイパス線路
７の影響をほとんどなくすことができるという効果が得
られる。さらに、出力電力の制御範囲を実現するために
必要となる入力電力の制御範囲を小さくすることができ
るという効果が得られる。 【００３１】実施の形態２．図５は実施の形態２による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図５にお
いて、２１は前段増幅器２の出力を切り替える中段スイ
ッチ、２２は主線路、２３は中段増幅器、２４は、中段
増幅器２３と後段増幅器６をバイパスする中段バイパス
線路、２５は中段増幅器２３の出力を切り替える後段ス
イッチ、２６は主線路、２７は後段増幅器６をバイパス
する後段バイパス線路である。 【００３２】また、図５において、２８は、中段スイッ
チ２１，後段スイッチ２５，中段増幅器２３，後段増幅
器６を制御する制御回路であり、２９は、入力端部２９
ａ，出力端部２９ｂ，結合端部２９ｃ，アイソレーショ
ン端部２９ｄを有し、後段バイパス線路２７からの信号
を出力端部２９ｂに結合させる後段方向性結合器、３０
は、入力端部３０ａ，出力端部３０ｂ，結合端部３０
ｃ，アイソレーション端部３０ｄを有し、中段バイパス
線路２４からの信号を出力端部３０ｂに結合させる中段
方向性結合器である。その他の入力端子１，前段増幅器
２，後段増幅器６，出力端子８，所定のインピーダンス
１３は、実施の形態１の図１に示すものと同等である。 【００３３】次に動作について説明する。入力端子１に
入力された高周波信号は、前段増幅器２において増幅さ
れた後、中段スイッチ２１に入力される。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルを得たい場合には、制御回路２８からの制御信号によ
り、中段スイッチ２１は主線路２２を選択すると共に、
後段スイッチ２５は主線路２６を選択し、前段増幅器２
からの高周波信号は、中段増幅器２３及び後段増幅器６
により増幅されて、後段方向性結合器２９，中段方向性
結合器３０を介して出力端子８に出力される。 【００３４】したがって、後段方向性結合器２９，中段
方向性結合器３０の挿入損失分だけ、後段増幅器６の損
失は増加するが、後段方向性結合器２９及び中段方向性
結合器３０のアイソレーション特性により、後段バイパ
ス線路２７，中段バイパス線路２４の影響をほとんどな
くしている。 【００３５】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、小さい出力レベルを得たい場合には、
制御回路２８からの制御信号により、中段スイッチ２１
は中段バイパス線路２４を選択すると共に、後段スイッ
チ２５は後段バイパス線路２７を選択し、前段増幅器２
からの高周波信号は、中段増幅器２３，後段増幅器６を
通らずに、中段方向性結合器３０を介して出力端子８に
出力される。その際に、制御回路２８からの制御信号に
より中段増幅器２３，後段増幅器６の電源を完全にオフ
にしたり、電流を０にするバイアス条件にすること等に
より、中段増幅器２３，後段増幅器６の消費電力を完全
に０にしている。 【００３６】さらに、出力端子８から出力される高周波
信号の出力として、中間の出力レベルを得たい場合に
は、制御回路２８からの制御信号により、中段スイッチ
２１は主線路２２を選択すると共に、後段スイッチ２５
は後段バイパス線路２７を選択し、前段増幅器２からの
高周波信号は、中段増幅器２３により増幅されるが、後
段増幅器６を通らずに、後段方向性結合器２９を介して
出力端子８に出力される。その際に、制御回路２８から
の制御信号により後段増幅器６の電源を完全にオフにし
たり、又は電流を０にするバイアス条件にすることによ
り、後段増幅器６の消費電力を完全に０にしている。 【００３７】したがって、後段方向性結合器２９，中段
方向性結合器３０の挿入損失分だけ、後段増幅器６の損
失は増加するが、後段方向性結合器２９，中段方向性結
合器３０のアイソレーション特性により、後段バイパス
線路２７，中段バイパス線路２４の影響をほとんどなく
している。 【００３８】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、出力端子８から出力される高周波信号の出力とし
て、通常の出力レベル以外の出力レベルを得たい場合に
は、中段増幅器２３や後段増幅器６をバイパスさせ、中
段増幅器２３や後段増幅器の電源やバイアス条件を制御
することにより、大幅に消費電流すなわち消費電力を低
減することができると共に、通常の出力レベルを得たい
場合には、後段増幅器６に接続された後段方向性結合器
２９及び中段方向性結合器３０のアイソレーション特性
により、後段バイパス線路２７及び中段バイパス線路２
４の影響をほとんどなくすことができるという効果が得
られる。さらに、出力電力の制御範囲を実現するために
必要となる入力電力の制御範囲を小さくすることができ
るという効果が得られる。 【００３９】実施の形態３．図６は実施の形態３による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図６にお
いて、３１は、方向性結合器１２のアイソレーション端
部１２ｄに接続された終端スイッチであり、所定のイン
ピーダンス１３で終端するか、解放するか、短絡するか
を選択する。３２は、スイッチ３，後段増幅器６，終端
スイッチ３１を制御する制御回路である。その他の入力
端子１，前段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増
幅器６，バイパス線路７，方向性結合器１２，出力端子
８は、実施の形態１の図１と同等のものである。 【００４０】このように、この実施の形態は、実施の形
態１と比較して、方向性結合器１２のアイソレーション
端部１２ｄが、単なる所定のインピーダンス１３による
終端から、制御回路３２からの制御信号により、所定の
インピーダンス１３による終端，解放，短絡を選択でき
る終端スイッチ３１に接続されている点が異なってい
る。 【００４１】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、小さい出力レベ
ルを得たい場合には、実施の形態１と同様に、制御回路
３２からの制御信号により、スイッチ３はバイパス線路
７を選択し、後段増幅器６の電源やバイアス条件を制御
するが、このとき、制御回路３２の制御信号により、終
端スイッチ３１は所定のインピーダンス１３を有した終
端を選択する。 【００４２】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、通常の出力レベルを得たい場合には、
制御回路３２からの制御信号により、スイッチ３は主線
路５を選択し、前段増幅器２からの高周波信号は、後段
増幅器６により増幅され、方向性結合器１２を介して出
力端子８に出力されるが、このとき、制御回路３２の制
御信号により、終端スイッチ３１は開放又は短絡を選択
することにより、方向性結合器１２の挿入損失Ｌｏｓｓ
２を低減し、消費電力を低減させている。 【００４３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルを得たい場合に、方向性結合器１２のアイソレーショ
ン端部１２ｄに接続された終端スイッチ３１が開放又は
短絡を選択することにより、後段増幅器６から方向性結
合器１２への挿入損失Ｌｏｓｓ２を低減することができ
るので、さらに消費電力を低減することができるという
効果が得られる。 【００４４】実施の形態４．図７は実施の形態４による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図７にお
いて、４１はバイパス線路７と方向性結合器１２の結合
端１２ｃ間に接続されたバイパス線路スイッチであり、
４２はスイッチ３，後段増幅器６，バイパス線路スイッ
チ４１を制御する制御回路である。その他の入力端子
１，前段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増幅器
６，バイパス線路７，方向性結合器１２，所定のインピ
ーダンス１３，出力端子８は、実施の形態１の図１と同
等のものである。 【００４５】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、小さい出力レベ
ルを得たい場合には、制御回路４２からの制御信号によ
り、スイッチ３はバイパス線路７を選択すると共に、バ
イパス線路スイッチ４１をオンにして、前段増幅器２か
らの高周波信号は、後段増幅器６を通らずに、方向性結
合器１２を介して出力端子８に出力される。また、制御
回路４２からの制御信号により、後段増幅器６の電源や
バイアス条件を制御する。 【００４６】一方、出力端子８から出力される高周波信
号の出力として、通常の出力レベルを得たい場合には、
制御回路４２からの制御信号により、スイッチ３は主線
路５を選択すると共に、バイパス線路スイッチ４１をオ
フにする。このとき、前段増幅器２からの高周波信号
は、後段増幅器６により増幅され、方向性結合器１２を
介して出力端子８に出力されるが、後段増幅器６の出力
側とバイパス線路７の間を、バイパス線路スイッチ４１
により切り離すことにより、さらにアイソレーション特
性を高め、バイパス線路７の影響をなくしている。ま
た、後段増幅器６を高周波信号が通過する場合、バイパ
ス線路７からの信号による干渉を低減している。 【００４７】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、方向性結合器
１２とバイパス線路７の間を、バイパス線路スイッチ４
１により切り離すことにより、さらにアイソレーション
特性を高め、バイパス線路１２の影響をなくすことがで
きると共に、後段増幅器６を高周波信号が通過する場合
に、バイパス線路７からの高周波信号による干渉を低減
することができるという効果が得られる。 【００４８】実施の形態５．図８は実施の形態５による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図８にお
いて、５１はバイパス線路７に挿入された位相調整用線
路である。この位相調整用線路５１の線路長は、スイッ
チ３が主線路５からバイパス線路７に切り替えた際に、
出力端子８から出力される高周波信号の位相変動が少な
くなる長さに設定されている。その他の入力端子１，前
段増幅器２，スイッチ３，主線路５，後段増幅器６，バ
イパス線路７，制御回路１１，方向性結合器１２，所定
のインピーダンス１３，出力端子８は、実施の形態１の
図１と同等のものである。 【００４９】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、制御回路
１１からの制御信号により、スイッチ３は、主線路５か
らバイパス線路７に切り替える。このとき、位相調整用
線路５１の線路長は、出力端子８から出力される高周波
信号の位相変動が少なくなる長さに設定されていること
により、スイッチ３を切り替える際の出力端子８から出
力される高周波信号の位相変動を少なくしている。 【００５０】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、スイッチ
３を切り替える際の出力端子８から出力される高周波信
号の位相変動を少なくすることができるという効果が得
られる。 【００５１】実施の形態６．図９は実施の形態５による
高周波増幅器の構成を示すブロック図である。図９にお
いて、６１はバイパス線路７に挿入された位相器であ
り、スイッチ３が主線路５からバイパス線路７に切り替
えた際に、出力端子８から出力される高周波信号の位相
変動が少なくなるように位相量を調整する。６２はスイ
ッチ３，後段増幅器６，位相器６１を制御する制御回路
である。その他の入力端子１，前段増幅器２，スイッチ
３，主線路５，後段増幅器６，バイパス線路７，方向性
結合器１２，所定のインピーダンス１３，出力端子８
は、実施の形態１における図１と同等のものである。 【００５２】次に動作について説明する。出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、制御回路
６２からの制御信号により、スイッチ３は、主線路５か
らバイパス線路７に切り替える。このとき、制御回路６
２からの制御信号により、出力端子８から出力される高
周波信号の位相変動が少なくなるように、位相器６１は
位相量を調整する。このようにして、スイッチ３を切り
替える際の出力端子８から出力される高周波信号の位相
変動を少なくしている。 【００５３】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、実施の形態１で得られる効果の他に、出力端子８か
ら出力される高周波信号の出力として、通常の出力レベ
ルから、小さい出力レベルに切り替える際に、スイッチ
３を切り替える際の出力端子８から出力される高周波信
号の位相変動を少なくすることができるという効果が得
られる。 【００５４】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば、制御
回路が、出力端子の出力レベルに応じて、スイッチを切
り替え、さらに後段増幅器の電源又はバイアス条件を制
御することにより、大幅に消費電力を低減することがで
きると共に、方向性結合器のアイソレーション特性によ
りバイパス線路の影響をほとんどなくすることができる
という効果がある。さらに、出力電力の制御範囲を実現
するために必要となる入力電力の制御範囲を小さくする
ことができるという効果がある。さらに、方向性結合器
のアイソレーション端部にインピーダンスを切り替える
終端スイッチを備え、要求される出力端子の出力レベル
に応じて、制御回路が終端スイッチを制御することによ
り、後段増幅器から方向性結合器への挿入損失を低減す
ることができるので、さらに消費電力を低減することが
できるという効果がある。 【００５５】 【００５６】 【００５７】 【００５８】 【００５９】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図２】 高周波増幅器の出力電力の確率分布を示す図
である。 【図３】 高周波増幅器の各パラメータを定義した図で
ある。 【図４】 高周波増幅器の出力電力の確率分布を仮定し
た場合の平均的な消費電流の計算結果を示す図である。 【図５】 この発明の実施の形態２による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図６】 この発明の実施の形態３による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図７】 この発明の実施の形態４による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図８】 この発明の実施の形態５による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図９】 この発明の実施の形態６による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図１０】 従来の高周波増幅器の構成を示すブロック
図である。 【符号の説明】 ２ 前段増幅器、３ スイッチ、６ 後段増幅器、７
バイパス線路、８ 出力端子、１１，２８，３２，４
２，６２ 制御回路、１２ 方向性結合器、２１中段ス
イッチ、２３ 中段増幅器、２４ 中段バイパス線路、
２５ 後段スイッチ、２７ 後段バイパス線路、２９
後段方向性結合器、３０ 中段方向性結合器、３１ 終
端スイッチ、４１ バイパス線路スイッチ、５１ 位相
調整用線路、６１ 位相器。
の構成を示すブロック図である。 【図２】 高周波増幅器の出力電力の確率分布を示す図
である。 【図３】 高周波増幅器の各パラメータを定義した図で
ある。 【図４】 高周波増幅器の出力電力の確率分布を仮定し
た場合の平均的な消費電流の計算結果を示す図である。 【図５】 この発明の実施の形態２による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図６】 この発明の実施の形態３による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図７】 この発明の実施の形態４による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図８】 この発明の実施の形態５による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図９】 この発明の実施の形態６による高周波増幅器
の構成を示すブロック図である。 【図１０】 従来の高周波増幅器の構成を示すブロック
図である。 【符号の説明】 ２ 前段増幅器、３ スイッチ、６ 後段増幅器、７
バイパス線路、８ 出力端子、１１，２８，３２，４
２，６２ 制御回路、１２ 方向性結合器、２１中段ス
イッチ、２３ 中段増幅器、２４ 中段バイパス線路、
２５ 後段スイッチ、２７ 後段バイパス線路、２９
後段方向性結合器、３０ 中段方向性結合器、３１ 終
端スイッチ、４１ バイパス線路スイッチ、５１ 位相
調整用線路、６１ 位相器。
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(72)発明者 新庄 真太郎
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(72)発明者 池田 幸夫
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−130275（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−260209（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−335809（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−41822（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−103306（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−18348（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−303762（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−159502（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−274502（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／028599（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03G 3/10
H01P 5/18
H03F 3/189
H03F 3/20
H04B 1/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 高周波信号を入力して増幅する前段増幅
器と、 上記前段増幅器により増幅された高周波信号を増幅して
出力端子に出力する後段増幅器と、 上記後段増幅器をバイパスするバイパス線路と、 上記前段増幅器の出力を上記後段増幅器又は上記バイパ
ス線路の一端に接続するスイッチと、 上記バイパス線路の他端と上記出力端子とを結合する方
向性結合器と、上記方向性結合器のアイソレーション端部にインピーダ
ンスを切り替える終端スイッチと、 要求される上記出力端子の出力レベルが通常の出力レベ
ルの場合には、上記スイッチにより上記前段増幅器の出
力を上記後段増幅器に接続し、上記終端スイッチにより
上記アイソレーション端部を開放又は短絡に切り替え、
要求される上記出力端子の出力レベルが小さい出力レベ
ルの場合には、上記スイッチにより上記前段増幅器の出
力を上記バイパス線路の一端に接続し、上記終端スイッ
チにより上記アイソレーション端部を所定のインピーダ
ンスに切り替えると共に、上記後段増幅器の電源又はバ
イアス条件を制御する制御回路とを備えたことを特徴と
する高周波増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33277998A JP3504514B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 高周波増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33277998A JP3504514B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 高周波増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000165164A JP2000165164A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3504514B2 true JP3504514B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18258741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33277998A Expired - Fee Related JP3504514B2 (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 高周波増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3504514B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005210316A (ja) | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 反射電力抑制回路 |
| US7711070B2 (en) * | 2005-08-25 | 2010-05-04 | Qualcomm, Incorporated | Method and apparatus for control of transmitter power consumption |
| JP2012213180A (ja) * | 2005-08-25 | 2012-11-01 | Qualcomm Inc | 送信器電力消費の制御のための方法及び装置 |
| US8461897B2 (en) * | 2010-06-07 | 2013-06-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Apparatus and method for well buffering |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP33277998A patent/JP3504514B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000165164A (ja) | 2000-06-16 |
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