JP3600115B2 - 高周波回路及び通信システム - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話等に備えられる、出力電力範囲の広い高効率電力増幅器の高周波回路及びこの高周波回路を備えた通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、電力増幅器において、その電力付加効率は出力電力とともに増加し、出力電力が飽和する近傍で最大値をとるため、低出力時には効率が低下する。図１４（ａ）は、一般的な増幅器の低出力時における効率と出力電力の関係の一例である。なお、ここでの効率とはＲＦ（高出力）出力電力をＤＣ（直流）入力電力で除したものであり、バイポーラトランジスタのコレクタ効率、電界効果トランジスタのドレイン効率のことである。図１４（ｂ）には、同図（ａ）の効率の逆数を対数目盛で示した。
【０００３】
同図に示すように、出力電力が３０ｄＢｍ（ｄＢｍＷ、以下ｄＢｍと略す。）時に７２％あった効率が、２０ｄＢｍ出力時には２１．８％、１０ｄＢｍ出力時には４．７％、５ｄＢｍ出力時には１．５％にまで劣化する。投入しているＤＣ電力はＲＦ出力電力に対して３０ｄＢｍ出力時に１．４倍、２０ｄＢｍ出力時に４．６倍、１０ｄＢｍ出力時は２１，２倍、５ｄＢｍには６７．１倍にまで増加する。
【０００４】
このように低出力時において効率が劣化する要因を、単純理想化したトランジスタモデルを用いて説明する。図１５は、交流電流における電流と電圧との関係を示すグラフである。
【０００５】
同図に示すように、負荷線は鎖線ＫＢで表され、出力電圧についてはバイアス電圧を平均値とした正弦波で表され、出力電流については半波整流波Ｉｏｕｔ（ｔ）で表されると仮定する。なお、この場合において図中点Ｂは、バイアス点に相当する。
【０００６】
図１５の場合はＢ級動作である。ＲＦ出力電力は、出力電力の基本波成分Ｖｏｕｔの実効値と出力電流の基本波成分Ｉ１（ｔ）の実効値との積で与えられる。点Ｒと点Ｂを対角とする四角形の面積の１／２がＲＦ出力電力に相当する。
【０００７】
ＤＣ入力電力はバイアスと出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の平均値の積で与えられるので、図中では点Ｄと点Ｂを対角とする四角形（以下、四角形ＤＢと称す。）の面積に相当する。効率は両者の面積比で与えられる。
【０００８】
図１５（ａ）に対して（ｂ）は、電流振幅及び電圧振幅が半減しており、ＲＦ出力電力は１／４となっている。一方、直流電流はＲＦ電流の平均値であるので、同じ割合で半減するが、直流電圧は点Ｂで固定であるため、四角形ＤＢの面積は１／２である。この結果、ＲＦ出力電力が１／４（−６ｄＢ）となる毎に、効率は半減していく。実際にはＡＢ級動作であったり、ニー電圧の影響で効率の劣化の割合は半減以上となる。
【０００９】
従来、このような低出力時における効率の劣化を補償する手段として、図１６に示す増幅回路がある。
【００１０】
すなわち、同図（ａ）に示すように、従来の高周波回路では、最大出力電力の異なる複数の増幅器、ＡＭＰ１（最大出力−２０ｄＢｍ）、ＡＭＰ２（最大出力５ｄＢｍ）、ＡＭＰ３（最大出力３０ｄＢｍ）を直列に配置するとともに、後段のＡＭＰ２及びＡＭＰ３にバイパス回路７５，７６を設け、スイッチ回路Ｓ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４を切り換えることによって接続形態を選択して適切な電力増幅を行う。
【００１１】
ところが、図１６（ｂ）に示すゲインダイアグラムからも分かるように、上述した従来の増幅回路では、出力電力が５ｄＢｍ以上３０ｄＢｍ以下の範囲（図中Ｂ）において、ＡＭＰ３の最大出力電力が３０ｄＢｍで、またＡＭＰ２の最大出力電力が５ｄＢｍであるのに対し、最大で２５ｄＢ小さな電力を出力する場合が生じるため、効率の劣化を招く。同様に、出力電力−２０ｄＢｍ以上５ｄＢｍ以下の範囲（図中Ｄ）においても、前述したＢ程ではないが効率の劣化により消費電力の増加がある。
【００１２】
また、同図（ａ）に示すように、各段の利得は通常２５ｄＢ程度であるため、上記の手法により効率の劣化を大幅に改善することは難しい。これに対して、増幅段数をさらに細かくする方式も考えられるが、この場合には、トランジスタ１段当たりの利得に相当する１０ｄＢから１５ｄＢステップが実用的な最小単位と考えられる。
【００１３】
この場合、格段の入出力インピーダンスを揃える必要があるため、通常であれば前後のトランジスタの共役整合を取ればよいところを、一旦高いインピーダンスにまで変換することにより損失の増加や回路構成の複雑化を招くことがある。
【００１４】
そこで従来においては、任意の段の増幅器の負荷線を、出力電力に応じて最適化する方法が提案されている。図１７は、従来の最適化方法を実現するための回路を模式的に示す回路図である。
【００１５】
図１７（ａ）に示す回路は、増幅器の有効なトランジスタサイズを切り替える方法であり、複数の増幅器１４ａ及び１４ｂを並列に接続するとともに、これらトランジスタ１４ａ及び１４ｂの入力側と出力側それぞれに入力スイッチＳｉ１とＳｉ２及び出力スイッチＳｏ１又はＳｏ２を設け、可変整合回路１３ｉから入力された入力信号を、スイッチＳｉ１又はＳｉ２、Ｓｏ１又はＳｏ２で切り換えることによって、信号を適切なゲート長或いはエミッタ面積のトランジスタに入力させて増幅させ、可変整合回路１３ｏに出力する。このとき、可変整合回路１３ｉ及び１３ｏにより、それぞれのトランジスタサイズに好適な整合条件に整合させる。
【００１６】
このような従来の増幅回路によれば、複数のトランジスタ１４ａ及び１４ｂを適宜切り換えて組み合わせることによって、図１７（ｂ）に示すように、低出力電力時に有効なトランジスタの数を減少させて電流を低減して最大値を変化させ、低出力時における効率を最大とすることにより、不要な電力消費を低減させることができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
図１７（ａ）に示した回路の場合、トランジスタのサイズを半減させることで最大出力電力が半減し、３ｄＢ程度の小さな電力において効率を最大にできる。しかしながら、図１６にならって２４ｄＢの範囲を制御するには２４ｄＢ÷３ｄＢ＝８となり実に２８ の２５６分割されたトランジスタセルが必要になる。
【００１８】
また、図１７（ａ）に示した回路では、負荷線の傾きがＢＫ１からＢＫ２に変化しても整合条件を満足させる必要があるため、整合回路も同時に変化させる必要がある。このような可変整合回路としては、図１８（ａ）に示すような可変インダクタンス１１と可変コンデンサ１２を組み合わせたもの、同図（ｂ）に示すような分布定数回路１４〜１６をスイッチＳ１及びＳ２で接続したもの、同図（ｃ）に示すような複数種の整合回路１３ａ及び１３ｂをスイッチＳｉ１１，Ｓｉ１２及びＳｏ１１，Ｓｏ１２を切り換えるものがあるが、いずれも機構が複雑であり、実装面積の増大を招く原因となる。また、スイッチや可変インダクタンス、可変コンデンサは損失があるため、電力増幅器の整合回路に利用することは、効率劣化を招くため好ましくない。
【００１９】
さらに、低出力時における効率の劣化を補償する手段としては、図１９（ａ）に示す増幅回路がある。この増幅回路は、増幅器に供給する電源電圧を出力電力に応じて最適化する方法であり、図１９（ｂ）に示すように、可変電圧源９及び１０によって、トランジスタ１７に印加する電圧Ｖｄｃを調整してバイアス点をＢ２からＢ１に動かして負荷線をＫ２Ｂ２からＫ１Ｂ１に制御し、出力電力に応じて負荷線上の電力及び電圧の振幅を最大とするものである。この場合には、可変整合回路ではなく固定の整合回路１８ｉ及び１８ｏによって入出力の整合を取る。
【００２０】
この図１９（ａ）に示した回路では、無段階の出力電力調整が可能となるが、同図（ｂ）に示すように、負荷線（Ｋ１Ｂ１とＫ２Ｂ２）の傾きが変化しないため可変整合回路は基本的に不要であり、電源電圧を単純に半減する場合は効率最大となるＲＦ出力電力は約６ｄＢ低くなる。
【００２１】
ところが、電力増幅器が消費する大電流を供給できる高効率の可変電圧源としては、図１９（ｃ）に示すような、抵抗ＬやコンデンサＣを、制御回路によって制御されるスイッチＱ１，Ｑ２により適宜接続する、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバーターがあるが、最低出力電圧が内部のレギュレータの基準電圧の関係で約１Ｖ程度であること、低電圧出力時には可変電圧源の効率が劣化することなどの理由で、広い出力電力範囲において高い効率を維持することが難しく、また実装面積が大きいという問題がある。
【００２２】
また、例えば、ＣＤＭＡ方式の通信では移動局と基地局の距離に応じて送信出力電力を変化させなければならない。これは、複数の移動局から電波を基地局受信機入力端で揃える必要があるためである。同様に、複数の基地局から到来する電波も移動局の受信機端で揃えることが望ましい。
【００２３】
そのため、ＣＤＭＡ方式の通信システムでは、送信電力制御が行われ、送信電力が７５ｄＢ程度の範囲（ダイナミックレンジ）で変化する。このため、電力増幅器の電力付加効率が最大出力電力時以外にも高いことが要求される。送信電力の確率密度関数は概ね正規分布をしており、移動端末の平均的な送信電力は基地局の配置等システム的な要素により変化するが１０ｄＢｍから１６ｄＢｍである。従って０ｄＢｍ（低出力時に）から３０ｄＢｍ（高出力時に）程度の範囲内で常に電力付加効率を高く維持することが必要である。
【００２４】
そこで、本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、低出力時にも電力付加効率が劣化し難い広いダイナミックレンジの電力増幅器を、実装面積か少ない簡易な回路で実現すること、及びこのような回路を採用することにより通信システムの小型・軽量化を図ることのできる高周波回路及びこの高周波回路を備えた通信システムを提供することを、その課題とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、入出力信号について交流的に並列接続された第１の増幅器セルに並列に直流電源を供給する高出力増幅器セルブロックと、前記入出力信号について交流的に並列接続された第２の増幅器セルに直列に前記直流電源を供給する低出力増幅器セルブロックと、前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの入力側を接続する第１の接続手段と、前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの出力側を接続する第２の接続手段とを備えることを特徴とする高周波回路である。
【００２６】
請求項２に係る発明は、前記高出力増幅器セルブロックと前記低出力セルブロックのうち何れか一つのみを増幅動作状態とし、他の増幅器セルブロックをハイインピーダンス状態とする制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路である。
【００２７】
請求項３に係る発明は、前記第１の接続手段と前記第２の接続手段は、受動素子のみで構成され、且つ前記高出力増幅器セルブロックが前記ハイインピーダンス状態にある時に、前記低出力増幅器セルブロックに対する整合状態を維持し、前記低出力増幅器セルブロックが前記ハイインピーダンス状態にある時に、前記高出力増幅器セルブロックに対する整合状態を維持することを特徴とする請求項２に記載の高周波回路である。
【００２８】
請求項４に係る発明は、入出力信号について交流的に並列接続された第１の増幅器セルに並列に直流電源を供給する高出力増幅器セルブロックと、前記入出力信号について交流的に並列接続された第２の増幅器セルに直列に直流電源を供給する低出力増幅器セルブロックと、前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの入力側を接続する第１の接続手段と、前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの出力側を接続する第２の接続手段とを有する高周波回路と、前記高出力増幅器セルブロックと前記低出力セルブロックのうち何れか一つのみを増幅動作状態とし、他の増幅器セルブロックをハイインピーダンス状態とに制御する制御部と、前記高周波回路から出力された信号を受け取るアンテナとを備えることを特徴とする通信システムである。
【００２９】
請求項５に係る発明は、前記高周波回路と同様の構成を有し、前記アンテナから出力された信号を受け取る他の高周波回路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の通信システムである。
【００３０】
このような本発明によれば、高出力時には高出力増幅器セルブロックが駆動し、低出力時には低出力増幅器セルブロックが駆動するため、低出力時に最大効率となる低出力増幅器セルブロックが動作し、高出力の増幅器セルブロックが駆動することによる無駄な電力消費を低減することができる。また、高出力増幅器セルブロックでは、増幅器セルが交流的に並列に接続されているため、各増幅器セルにほぼ等しい位相で且つ入力電圧とほぼ同位の電圧が印加されるため、各増幅器セル間における位相のズレが生じることなく高出力の増幅を実現することができる。一方、低出力増幅器セルブロックでは、増幅器セルブロックが交流的に直列に接続されているため、各増幅器セルにはほぼ等しい位相で且つ分配された低電圧が印加されるため、各増幅器セル間における位相のズレを生じることなく、低出力の増幅を実現することができる。
【００３１】
さらに、本発明では、出力電力に応じて、増幅器セルブロックのうち何れか一つのみが増幅動作状態を取り、他の増幅器セルブロックはハイインピーダンス状態となるため、動作していないセルブロックは接続手段においてハイインピーダンスなオープン容量とみなせることとなり、動作状態にあるセルブロックには影響を与えない。
【００３２】
特に、増幅器セルの電源電圧に対する直列段数を増すことで、最大効率となる出力電力を一段当たり約６ｄＢ下げることが可能である。信号経路を切り替えるスイッチ、可変整合回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の可変電源が不要なので小型になる。
【００３３】
なお、本発明において「交流的に並列接続された増幅器セル」とは、対象となるほぼ同一サイズの増幅器セルに対してほぼ同相、ほぼ等振幅で接続することを意味する。厳密には分布定数回路の立場からは、同相、等振幅での接続は難しいため、例えば、複数のセルブロックの入力側での電力の分配及び出力側での電力の合成の効率がそれぞれ５０％以上であることを「交流的に並列接続された増幅器セル」と表現する。この分配及び合成の効率とは、Ｎ分岐の場合、分配及び合成回路の共通端子Ｔが、各分岐ポートＮへの通過のＳパラメータをベクトルＳＮＴとした場合、
（｜Ｓ１ Ｔ＋Ｓ２ Ｔ＋Ｓ３ Ｔ＋…Ｓｎ Ｔ｜）／（｜Ｓ１ Ｔ｜＋｜Ｓ２ Ｔ｜＋｜Ｓ３ Ｔ｜＋…｜Ｓｎ Ｔ｜）
で与えられる。
【００３４】
また、本発明において「並列に直流電源を供給する」とは、各セルにほぼ同電位の電圧を与えることを意味する。厳密には回路損失による電圧降下で正確に同電位を与えることは難しいため、例えば、複数のセルブロックに対して、或いはそれぞれの内部のさらに細分化されたセルに対して、±２０％以内の誤差で電圧を与えることを「並列に直流電源を供給する」という表現を用いる。
【００３５】
さらに、本発明において、「直列に電流電源を供給する」とは、例えば「交流的に並列接続された増幅器セル」であるＱ１，Ｑ２において、直流電流がＱ１のトランジスタセルのコレクタからＱ１のエミッタを経てＱ２のコレクタに入りＱ２で接地される等して、Ｑ１のコレクタに与えられた電圧がこれら複数のトランジスタセルに分割して与えられることを意味する。この例では、バイポーラトランジスタのエミッタ接地の場合について説明したが、電界効果トランジスタや、異なる接地形態においても、複数のトランジスタに分割して電圧を与えることを意味する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
（全体構成）
以下に、本発明に係る高周波回路の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の高周波回路を適用して構成された電力増幅器を模式的に示すブロック図である。
【００３７】
同図に示すように、本実施形態に係る電力増幅器は、入力整合回路３ｉと、この入力整合回路３ｉからの信号を分岐させる接続手段２ｉと、高出力増幅器セルブロック１ａと、低出力増幅器セルブロック１ｂと、これら高出力増幅器セルブロック１ａ及び低出力増幅器セルブロック１ｂから信号が入力される接続手段２ｏと、出力整合回路３ｏとを備えている。
【００３８】
高出力増幅器セルブロック１ａは、入出力信号について交流的に並列接続された増幅器セルを有しており、これらの増幅器セルに並列に直流電源を供給するものである。一方、低出力増幅器セルブロック１ｂは、入出力信号について交流的に並列接続された増幅器セルを有しており、これらの増幅器セルに直列に直流電源を供給するものである。
【００３９】
上記各増幅器セルブロック１ａ及び１ｂは、信号入力端子ＩＮａ或いはＩＮｂ、信号出力端子ＯＵＴａ或いはＯＵＴｂ、電源電圧端子Ｖｄｃａ或いはＶｄｃｂ、制御電圧端子Ｖｃｎｔａ或いはＶｃｎｔｂを有する。また、接続手段２ｉ，２ｏは、本実施形態においては、受動素子、例えばコイル、コンデンサで構成されるとともに、図２に示すように、例えば伝送路からなる分岐回路を形成している。
【００４０】
（増幅器セルブロックの構成）
上述した高出力増幅器セルブロック１ａ及び低出力増幅器セルブロック１ｂの構成について詳述する。図３（ａ）及び（ｂ）は、高出力増幅器セルブロック１ａ及び低出力増幅器セルブロック１ｂの内部構成を示す回路図である。なお、本実施形態における増幅器セル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、同じサイズのトランジスタからなる。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る高出力増幅器セルブロック１ａは、２つの増幅器セル４ａ及び４ｂを有しており、これら増幅器セル４ａ，４ｂは、入出力信号について並列に接続されているとともに、直流電源電圧Ｖｄｃａについても並列に接続されている。また、制御電圧Ｖｃｎｔも増幅器セル４ａ，４ｂに並列に与えられる。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、本実施形態に係る低出力増幅器セルブロック１ｂは、２つの増幅器セル４ｃ及び４ｄを有しており、これら増幅器セル４ｃ，４ｄは、入出力信号について並列接続されているとともに、直流電源電圧Ｖｄｃについては直列に接続されている。また、制御電圧Ｖｃｎｔは増幅器セル４ｃ，４ｄに並列に与えられる。
【００４３】
低出力増幅器セルブロック１ｂにおいて増幅器セル４ｃ及び４ｄは、例えばバイアスＴのような交流直流分割手段５で接続されており、この交流直流分割手段５によって、増幅器セル４ｃの交流の接地を実現し、直流は増幅器セル４ｄの直流電源端子に加えられる。この結果、増幅器セル４ｃ，４ｄに加わる直流電源電圧は分配されて１／２ずつになる。
【００４４】
そして、本実施形態においては、高出力増幅器セルブロック１ａの増幅器セル４ａ，４ｂと、低出力セルブロック１ｂの増幅器セル４ｃ，４ｄとの数が同じであるため、入出力インピーダンスは理想的には等しくなる。従って、共通の入出力整合回路３ｉ及び３ｏを使うことで負荷線の傾きを同じにすることができる。この場合、高出力増幅器セルブロック１ａと、低出力増幅器セルブロック１ｂとでは電源電圧が１／２で、負荷線が同じであるから最大電流も１／２になり、最大出力電力を１／４（−６ｄＢ）にすることができる。
【００４５】
本実施形態では、図１９（ｂ）でバイアス電圧Ｂ１がバイアス電圧Ｂ２の１／２になった状態と等しい。例えば、最大出力電力３０ｄＢｍの電力増幅器を構成する場合、高出力電力増幅器の最大出力電力を３０ｄＢｍに設定すると、低出力電力増幅器の最大出力電力は電源電圧１／２により２４ｄＢｍ程度となる。
【００４６】
出力電力が２４ｄＢｍ以上では、高出力増幅器セルブロック１ａを動作させて、低出力増幅器１ｂは非動作状態とする。図１４で説明しているように、最大出力電力３０ｄＢｍより出力電力が低下するのに伴い効率は低下する。
【００４７】
出力電力が低出力増幅器セルブロックの最大出力電力である約２４ｄＢｍでは、効率が３５．４％にまで低下しているが、高出力増幅器セルブロック１ｂを非動作状態として低出力増幅器ブロック１ｂを動作状態とすることで再び効率が７２％に回復し、さらなる出力電力の低下に伴い効率はほぼ３５％まで低下していく。増幅器セル簿ロックを複数も受けることにより、さらに低出力時でも再び効率をほぼ７２％まで回復させることができるので、図１４（ａ）の特性は約６ｄＢ間隔の鋸歯状になる。
【００４８】
図４は、図３に示した増幅器セルブロックの等価回路図である。図４（ａ）は高出力増幅器セルブロック１ａ、図４（ｂ）は低出力増幅器セルブロック１ｂを表している。同図において、Ｃ１，Ｃ２は直流阻止容量、Ｌ１，Ｌ２はＲＦチョーク、Ｒ１は安定化抵抗、Ｑ１，Ｑ２はバイポーラトランジスタである。なお、Ｑ１，Ｑ２が電界効果トランジスタであっても本発明の効果は得られる。
【００４９】
図４（ｂ）中のＣ３はＱ１とＱ２のコレクタを直流的に分割するための直流阻止容量である。また、この実施形態では交流直流分割手段５として、Ｃ４，Ｌ４からなるフィルタを用いている。すなわち、Ｃ４によりＱ１の信号周波数における交流的な接地を実現している。
【００５０】
なお、本実施形態において「交流的に並列接続された増幅器セル」とは、対象となるほぼ同一サイズの増幅器セルに対してほぼ同相、ほぼ等振幅で接続することを意味する。厳密には分布定数回路の立場からは、同相、等振幅での接続は難しいため、例えば、図３におけるセルブロック４ａと４ｂ、４ｃと４ｄ、図４のＱ１とＱ２にい対して或いは、それぞれの内部のさらに細分化されたセルに対して、入力側での電力の分配及び出力側での電力の合成の効率がそれぞれ５０％以上であることを「交流的に並列接続された増幅器セル」と表現する。この分配及び合成の効率とは、Ｎ分岐の場合、分配及び合成回路の共通端子Ｔが、各分岐ポートＮへの通過のＳパラメータをベクトルＳＮＴとした場合、
（｜Ｓ１ Ｔ＋Ｓ２ Ｔ＋Ｓ３ Ｔ＋…Ｓｎ Ｔ｜）／（｜Ｓ１ Ｔ｜＋｜Ｓ２ Ｔ｜＋｜Ｓ３ Ｔ｜＋…｜Ｓｎ Ｔ｜）
で与えられる。
【００５１】
また、本実施形態において「並列に直流電源を供給する」とは、各セルにほぼ同電位の電圧を与えることを意味する。厳密には回路損失による電圧降下で正確に同電位を与えることは難しいため、例えば、図３におけるセルブロック４ａ〜４ｃに対して、或いはそれぞれの内部のさらに細分化されたセルに対して、±２０％以内の誤差で電圧を与えることを「並列に直流電源を供給する」という表現を用いる。
【００５２】
さらに、本実施形態において、「直列に電流電源を供給する」とは、例えば図４（ｂ）に示すように、「交流的に並列接続された増幅器セル」であるＱ１，Ｑ２において、直流電流がＱ１のトランジスタセルのコレクタからＱ１のエミッタを経てＱ２のコレクタに入りＱ２で接地される等して、Ｑ１のコレクタに与えられた電圧がこれら複数のトランジスタセルに分割して与えられることを意味する。この例では、バイポーラトランジスタのエミッタ接地の場合について説明したが、電界効果トランジスタや、異なる接地形態においても、複数のトランジスタに分割して電圧を与えることを意味する。
【００５３】
（動作及び作用）
そして、上述した構成を有する本実施形態に係る電力増幅器は、以下のように動作する。
【００５４】
先ず、入力端子ＩＮより入力された信号は、入力整合回路３ｉと接続手段２ｉを経て高出力増幅器セルブロック１ａおよび低出力セルブロック１ｂに入力される。高出力増幅器セルブロック１ａおよび低出力増幅器セルブロック１ｂの出力信号は接続手段２ｏと出力整合回路３ｏを経て端子ＯＵＴから出力される。
【００５５】
このとき、本実施形態に係る高周波回路では、出力すべき電力に応じて増幅器セルブロック１ａ又は１ｂが選択され、Ｖｃｎｔ電圧により増幅動作状態とハイインピーダンスの非動作状態に切り替えられる。増幅動作状態を取るのは常に１つの増幅器セルブロックのみである。例えば、図２に示しているように、高出力増幅器セルブロック１ａが増幅動作状態にあり、低出力増幅器セルブロック１ｂがハイインピーダンス状態となる。
【００５６】
ハイインピーダンス状態にある低出力増幅器セルブロック１ｂの入力および出力インピーダンスは容量のＣｉ，Ｃｏで表すことができる。オープン容量に並列に入る抵抗成分は高出力セルブロック１ａの出力インピーダンスに対して十分に大きく損失にはならないためここでは無視した。高出力増幅器セルブロック１ａの出力ノード６ａから見た負荷インピーダンスは、分岐点ノード６ｃの先に出力整合回路３ｏとオープン容量Ｃｏ付きスタブの並列接続となる。但し、オープン容量Ｃｏ付きスタブのインピーダンスが短絡条件を満たさないように６ａ，６ｃ間および６ｂ，６ｃ間のノード間距離を選ぶ必要がある。動作しないトランジスタをハイインピーダンス状態にすることで、スイッチを使わずに増幅器セルブロックを選択できる。
【００５７】
［第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、図１乃至図４に示したように、増幅器セルブロックが２つの場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、上述した第１実施形態では２段であった低出力増幅器セルブロックの直流電源に対する直列段数を、４段、８段と増すことができる。図５に３つのセルブロックを用いて、１２ｄＢ以上のダイナミックレンジが得られる例を示す。
【００５８】
同図に示すように、本実施形態に係る電力増幅器は、入力整合回路３ｉと、この入力整合回路３ｉからの信号を分岐させる接続手段２ｉ’と、高出力増幅器セルブロック１ｃと、中出力増幅器セルブロック１ｄと、低出力増幅器セルブロック１ｅと、これら高出力増幅器セルブロック１ｃ乃至低出力増幅器セルブロック１ｅから信号が入力される接続手段２ｏ’と、出力整合回路３ｏとを備えている。
【００５９】
詳述すると、図６（ａ）に示すように、本実施形態に係る高出力増幅器セルブロック１ｃは、４つの増幅器セル４ｅ〜４ｈを有しており、これら増幅器セル４ｅ〜４ｈは、入出力信号について並列に接続されているとともに、直流電源電圧Ｖｄｃｃについても並列に接続されている。また、制御電圧Ｖｃｎｔｃも増幅器セル４ｅ〜４ｈに並列に与えられる。
【００６０】
また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態に係る中出力増幅器セルブロック１ｂは、４つの増幅器セル４ｉ及び４ｌを有しており、これら増幅器セル４ｉ〜４ｌは、入出力信号について並列接続されている。また、直流電源電圧Ｖｄｃｄについては増幅器セル４ｉと４ｊ、及び増幅器セル４ｋと４ｌが２つ一組になって直列に接続され、各組の１段目の増幅器セル４ｉと４ｋは並列に接続されている。また、制御電圧Ｖｃｎｔｄは増幅器セル４ｉ〜４ｌに並列に与えられる。
【００６１】
この中出力増幅器セルブロック１ｄおける増幅器セル４ｉと４ｊ、４ｋと４ｌは、例えばバイアスＴのような交流直流分割手段５で接続されており、この交流直流分割手段５によって、増幅器セル４ｉ，４ｋについての交流の接地を実現し、直流は各２段目の増幅器セル４ｊ又は４ｌの直流電源端子に加えられる。この結果、各増幅器セル４ｉ〜４ｌに加わる直流電源電圧は分配されて１／２ずつになる。
【００６２】
さらに、図６（ｃ）に示すように、本実施形態に係る低出力増幅器セルブロック１ｅは、４つの増幅器セル４ｍ〜４ｐを有しており、これら増幅器セル４ｍ〜４ｐは入出力信号について並列接続されているとともに、直流電源電圧Ｖｄｃｅについては直列に接続されている。また、制御電圧Ｖｃｎｔｅは増幅器セル４ｍ〜４ｐに並列に与えられる。
【００６３】
この低出力増幅器セルブロック１ｅにおける増幅器セル４ｍ〜４ｐは、例えばバイアスＴのような交流直流分割手段５を介して直列に接続されており、この交流直流分割手段５によって、増幅器セル４ｍ〜４ｏについての交流の接地を実現し、直流は各増幅器セル４ｎ〜４ｐの直流電源端子に加えられる。この結果、増幅器セル４ｍ〜４ｐに加わる直流電源電圧は分配されて１／４ずつになる。
【００６４】
このような本実施形態に係る電力増幅器によれば、３つの増幅器セルブロック１ｃ〜１ｅを接続することによって上述した第１実施形態の場合に比べてダイナミックレンジを広くとることができる。なお、増幅器セルブロックの直電源に対する直列段数をさらに多段とすることにより、容易にダイナミックレンジを広げることができる。例えば、４つの増幅器セルブロックを用いて各セルブロックを８分割された増幅器セルで構成し、最大で８段（１／８）の直流電流の分割を行えば、１８ｄＢ以上のダイナミックレンジが与えられる。
【００６５】
［第３実施形態］
次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１実施形態では、図４に示したように、直流電源電圧ＶｄｃはＬ２を介して導入しており、直流阻止容量Ｃ２により出力端子へ直流が流れるのを防いでいる。本実施形態では、図７に示すように、第２の接続手段２ｏとして直流を流せる回路用いることにより、直流電源電圧Ｖｄｃをノード６ｃ側から与える。
【００６６】
詳述すると、本実施形態に係る高出力用増幅器セルブロック１ａ’は、第１の接続手段２ｉから入力される信号を、直流阻止容量Ｃ１Ｈを介して、バイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに並列に入力させる構造とするとともに、制御電圧Ｖｃｎｔ１を、安定化抵抗Ｒ１Ｈ及びＲＦチョークＬ１Ｈを介してバイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに並列に入力させる。Ｖｄｃは、Ｌ２を介して第２の接続手段２ｏ側からバイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに並列に入力させる。
【００６７】
一方、低出力増幅器セルブロック１ｂ’は、第１の接続手段２ｉから入力される信号を、直流阻止容量Ｃ１Ｌを介して、バイポーラトランジスタＱ１Ｌ，Ｑ２Ｌに並列に入力させる構造とするとともに、制御電圧Ｖｃｎｔ２を、安定化抵抗Ｒ１Ｌ及びＲＦチョークＬ１Ｌを介してバイポーラトランジスタＱ１Ｌ，Ｑ２Ｌに並列に入力させる。
【００６８】
この低出力増幅器セルブロック１ｂ’は、Ｖｄｃは、Ｌ２を介して第２の接続手段２ｏ側からバイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに交流的に直列に入力させる。すなわち、直流阻止容量Ｃ３及びＲＦチョークＬにより、直流のみがバイポーラトランジスタＱ１ＨからＱ２Ｈに流れるようにする。また、デカップリング容量Ｃ３により交流の接地を実現している。
【００６９】
そして、図７に示すように、図４（ａ）に示した高出力セルブロック１ａ及び図４（ｂ）に示した低出力セルブロック１ｂからＣ２とＬ２を取り除き、第２の接続手段２ｏのノード６ｃより、Ｌ２を介して共通の電源端子Ｖｄｃで直電源を与えている。なお、Ｃ２は整合回路３ｏへの直流カットである。
【００７０】
このような第３実施形態によれば、直流電源電圧Ｖｄｃは、ノード６ｃ側から供給されるため、上述した第１実施形態におけるＬ２，Ｃ２（図４参照）は不要にすることができ、回路面積の縮小化を図ることができる。
【００７１】
なお、この実施形態の変更例としては、Ｌ２，Ｃ２を図７に示した位置には置かずに、例えば出力整合回路３ｏ内のオープンスタブから直流電源圧を供給するようにすることもできる。
【００７２】
［第４実施形態］
次いで、本発明の第４実施形態について説明する。上述した第１実施形態乃至第３実施形態で説明した電力増幅器において、増幅器セルブロックが増えた場合、制御信号Ｖｃｎｔの本数が増える問題が生じるが、以下のような手段により解決することができる。
【００７３】
上述した第３実施形態と同様の手法により、Ｖｃｎｔ１、Ｖｃｎｔ２の２つの制御線を共通化して第１の接続手段側から供給することも可能である。図８にその一例を示す。
【００７４】
詳述すると、同図に示すように、本実施形態に係る高出力増幅器セルブロック１ａ”は、第１の接続手段２ｉから入力される信号を、直流阻止容量Ｃ５Ｈを介して、バイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに並列に入力させる構造とするとともに、制御電圧Ｖｃｎｔも第１の接続手段２ｉ側からバイアス回路ＢＣＨに入力する。このバイアス回路ＢＣＨは制御電圧Ｖｃｎｔに応じて制御信号Ｖｃｎｔ１を発生させるものであり、このバイアス回路ＢＣＨで発生されたＶｃｎｔ１は、バイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに並列に入力される。なお、Ｖｄｃは、上移した第３実施形態と同様の構成により、第２の接続手段２ｏ側からバイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに並列に入力させる。
【００７５】
一方、低出力増幅器セルブロック１ｂ”は、第１の接続手段２ｉから入力される信号を、直流阻止容量Ｃ１Ｌを介して、バイポーラトランジスタＱ１Ｌ，Ｑ２Ｌに並列に入力させる構造とするとともに、制御電圧Ｖｃｎｔ２も第１の接続手段２ｉ側からバイアス回路ＢＣＬに入力する。このバイアス回路ＢＣＬは制御電圧Ｖｃｎｔに応じて制御信号Ｖｃｎｔ２を発生させるものであり、このバイアス回路ＢＣＬで発生されたＶｃｎｔ２は、バイポーラトランジスタＱ１Ｌ，Ｑ２Ｌに並列に入力される。
【００７６】
この低出力増幅器セルブロック１ｂ”においてＶｄｃは、第２の接続手段２ｏ側からバイポーラトランジスタＱ１Ｈ，Ｑ２Ｈに交流的に直列に入力される。すなわち、直流阻止容量Ｃ３及びＲＦチョークＬにより、直流のみがバイポーラトランジスタＱ１ＨからＱ２Ｈに流れるようにする。また、デカップリング容量Ｃ３により交流の接地を実現している。
【００７７】
そして、このような本実施形態に係る電力増幅器では、バイアス回路ＢＣＨ及びＢＣＬにより、共通化された制御電圧Ｖｃｎｔの電圧に応じてＶｃｎｔ１及びＶｃｎｔ２が発生される。ＢＣＨ及びＢＣＬにて発生された制御電圧Ｖｃｎｔ１及びＶｃｎｔ２は、高周波チョークインダクタＬ６Ｈ及びＬ６Ｌを介してトランジスタＱ１Ｈ及びＱ２Ｈ、Ｑ１Ｌ、Ｑ２Ｌに供給される。
【００７８】
本実施形態に係る電力増幅器によれば、制御信号Ｖｃｎｔを各増幅器セルブロックについて共通のものとすることによって、増幅器セルブロックの数が増幅した場合であっても、制御信号用の配線量を低減することができ、回路の縮小化を図ることができる。
【００７９】
なお、複数本の制御信号Ｖｃｎｔを２進数化或いは多進数化して制御線の本数を削減し、各増幅器セルブロックのバイアス回路にてデコードして制御信号を各々生成することもできる。
【００８０】
［第５実施形態］
次いで、本発明の第５実施形態について説明する。図９乃至図１１は、第５実施形態に係る電力増幅器を示す説明図である。
【００８１】
上述した第１実施形態乃至第４実施形態で説明した電力増幅器において、増幅器セルブロックは、図９（ａ）に示すように、個別の半導体チップに搭載することができる。すなわち、高出力増幅器セルブロック１ａ及び低出力増幅器セルブロック１ｂをそれぞれ独立した半導体チップで形成し、基板ＧＮＤ上に搭載する。この場合、第１及び第２の接続手段２ｉ，２ｏとは、ボンディングワイヤで接続し、制御電圧Ｖｃｎｔ１及びＶｃｎｔ２も基板ＧＮＤ外部からボンディングワイヤで導入する。
【００８２】
また、同図（ｂ）に示すように、複数の増幅器セルブロックを同一の半導体チップ上に搭載するようにしてもよい。すなわち、高出力増幅器セルブロック１ａ及び低出力増幅器セルブロック１ｂを同一の半導体チップで形成し、基板ＧＮＤ上に搭載する。この場合においても、第１及び第２の接続手段２ｉ，２ｏとは、ボンディングワイヤで接続し、制御電圧Ｖｃｎｔ１及びＶｃｎｔ２も基板ＧＮＤ外部からボンディングワイヤで導入する。同一のチップに搭載する場合には、接地電極を広くとれるので、接地インダクタンスを低減することができる。
【００８３】
さらに、複数の増幅器セルブロックを同一の半導体チップ上に搭載した場合には、同図（ｃ）に示すように、接続手段２ｉ及び２ｏのＴ分岐の一部をチップ上に組み込むようにすることもできる。
【００８４】
また、異なる増幅器セルブロックの増幅器セル同士をインターリーブに配置することができる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、チップ上に高出力増幅器セルブロック１ａと、低出力増幅器セルブロック１ｂとを千鳥状に配置したり、同図（ｂ）に示すように、高出力増幅器セルブロック１ａと、低出力増幅器セルブロック１ｂとを交互に配列してもよい。
【００８５】
本発明においては、高出力増幅器セルブロック１ａと低出力増幅器セルブロック１ｂとは、常にいずれか一方のみが動作するため、発熱するセルブロックが分散配置されることとなり、異なる出力の増幅器セルブロック同士であれば近接して配置しても発熱源が密集することがないことから、発熱対策、接地インダクタンス対策のために素子を間引く必要がなく、チップ面積の増加を最小限に留めることができる。
【００８６】
なお、上述した同一チップ上への配置は、図１０（ａ）や図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、チップの形状に応じて複数列に配置してもよい。
【００８７】
［第６実施形態］
次いで、本発明の第６実施形態について説明する。図１２は、本実施形態に係る電力増幅器の説明図である。
【００８８】
上述した第１〜第５実施形態においては、各増幅器セルブロックのトランジスタサイズを揃え、インピーダンスを同じにして、さらに入出力の接続手段において対称系を取り扱ってきた。これは、本発明の動作原理が図１９（ｂ）に示すように、バイアス電圧により負荷線を平行移動させようとするものだからである。
【００８９】
しかし、実際には、負荷線は直線ではなく、またニー電圧の影響により、必ずしもソースとロードのインピーダンスを固定した負荷線の平行移動が最適とは限らない。このような場合に、増幅器セルブロック毎にソース及びロードのインピーダンスを微調整する必要がある。例を幾つか示す。
【００９０】
第１が、図１２（ａ）に示すように、入出力の接続手段２ｉ及び２ｏを、上下（高出力増幅器セルブロック１ａと低出力増幅器セルブロック１ｂとについて）非対称にする方法である。パターンの太さや長さを変えたり、ボンディングワイヤ長や本数、間隔などを変更したり、チップ部品を装荷することで、インピーダンスの微調整を行うことができる。
【００９１】
第２は、増幅器セルブロック毎にトランジスタサイズを変更する方法である。例えば、図１２（ｂ）に示すように、高出力増幅器セルブロック１ａの数を低出力増幅器セルブロック１ｂの数より多くすることにより、高出力増幅器セルブロックのトランジスタサイズを低出力増幅器セルブロックより大きくし、インピーダンスの調整を実現する。
【００９２】
第３が、チップ上におけるセル配置位置により整合回路までの距離を変化させて、インピーダンスを調整するものである。例えば、図１２（ｃ）や図１１（ｂ）に示すように、高出力増幅器セルブロック１ａを第１の接続手段２ｉ側に偏らせて配置し、低出力増幅器セルブロック１ｂを第２の接続手段２ｏ側に偏らせて配置する。
【００９３】
［第７実施形態］
次いで、本発明の第７実施形態について説明する。本発明の電力増幅器は、無線システムの送受信用増幅器に適用できる。
【００９４】
即ち、同図（ａ）に示すように、本実施形態に係る無線システムは、電波信号を送受信するアンテナ１０１及び１０２と、これらアンテナ１０１や１０２を切り換え接続するアンテナ共用器／切り換え器１０３と、上述した各実施形態における増幅回路を内蔵した送信用増幅器１０４及び受信用増幅器１０５と、これらの送受信用増幅器１０４及び１０５に対して変調又は復調された信号を入出力する変調器１０６及び復調器１０８と、送受周波数を生成し、またベースバンド信号処理部１０９との同期処理を行うシンセ部（シンセサイザ）１０７とを有する無線部１００を備えている。
【００９５】
また、本実施形態に係る無線システムは、無線部１００から入出力される信号を変換処理するベースバンド信号処理部１０９と、このベースバンド信号処理部１０９に対して外部からの信号を入出力する入出力部１１０を有しており、これら無線部１００、ベースバンド信号処理部１０９、及び入出力部１１０は、電源１１２から供給される電源電圧により駆動するとともに、制御部１１１によりその動作が制御される。なお、入出力部１１０は、外部からの音声や入力操作を受けるインターフェースとしてマイク１１０ａ、キー１１０ｄを有しており、また外部への出力インターフェースとしてスピーカ１１０ｂや表示部１１０ｃ、バイブ１１０ｅを有している。
【００９６】
そして、このような無線システムによれば、マイク１１０ａやキー操作１１０ｄ等の入出力部１１０により入力された音声や操作信号は、制御部１１１の制御によりベースバンド信号処理部１０９で信号処理され、変調器１０６を介して送信用増幅器１０４に入力される。この送信用増幅器１０４では、上述した各実施形態に係る増幅処理によって増幅され、アンテナ共用器／切り替え器１０３を介して、アンテナ１０１や１０２より送信される。
【００９７】
なお、アンテナ１０１や１０２で受信された電波は、制御部１１１の制御によりアンテナ共用器／切り替え器１０３を介して受信用増幅器１０５により増幅され、復調器１０８、ベースバンド信号処理部１０９により制御信号に変換され、入出力部１１０のスピーカ１１０ｂや表示部１１０ｃ、バイブ１１０ｅの動作を制御する。この場合の受信用増幅器１０５においても上述した各実施形態に係る電力増幅器を採用してもよい。
【００９８】
また、本発明は図１３（ｂ）に示すような、移動体通信システムの基地局についても採用することができる。
【００９９】
即ち、同図（ｂ）に示すように、本実施形態に係る移動体通信システムは、電波信号を送受信するアンテナ２０１及び２０２と、これらアンテナ２０１や２０２を切り換え接続するアンテナ共用器／切り換え器２０３と、上述した各実施形態における増幅回路を内蔵した送信用増幅器２０４及び受信用増幅器２０５と、これらの送受信用増幅器２０４及び２０５に対して変調又は復調された信号を入出力する変復調器２０６とを有する無線部２００を１以上備えている。
【０１００】
また、本実施形態に係る移動体通信システムは、無線部２００から入出力される信号を処理するベースバンド信号処理部２０７と、このベースバンド信号処理部２０７に対して外部からの信号を入出力する伝送路接続部２０８を有しており、これら無線部２００、ベースバンド信号処理部２０７、及び伝送路接続部２０８は、電源２１０から供給される電源電圧により駆動するとともに、制御部２０９によりその動作が制御される。
【０１０１】
そして、このような移動体通信システムでは、外部から入力された信号は、伝送路接続部２０８を通じてベースバンド信号処理部２０７に入力され、このベースバンド信号処理部２０７において信号処理され、変調器２０６を介して送信用増幅器２０４に入力される。この送信用増幅器２０４では、上述した各実施形態に係る増幅処理によって増幅され、アンテナ共用器／切り替え器２０３を介して、アンテナ２０１や２０２より送信される。
【０１０２】
なお、アンテナ２０１や２０２で受信された電波は、アンテナ共用器／切り替え器２０３を介して受信用増幅器２０５により増幅され、変復調器２０６、ベースバンド信号処理部２０７により制御信号に変換され、伝送路接続部２０８を通じて外部に出力される。
【０１０３】
このように本発明の電力増幅器は、特に出力電力範囲の広い電力増幅器を必要とするシステムに好適である。例えば、上述したような移動局との通信や、或いは固定局同士であっても電波伝播の環境が変化しやすい場合に有効である。また、携帯電話などの移動体通信システム、とりわけ広いダイナミックレンジを必要とするＣＤＭＡ方式によるシステムでは有効である。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明によれば、広い出力電力範囲にわたって高効率動作が可能な電力増幅器を、スイッチ、可変整合回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の可変電圧源を用いずに実現することができる。本発明に必要な回路はＭＭＩＣに搭載可能であるため、消費電力にシビアな携帯電話用の電力増幅器などに応用することができる。この結果、電話機の連続通話時間を２倍以上に延長する効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力増幅器の結線を説明するブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の動作状態を説明するブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る高出力増幅器セルブロック及び低出力増幅器セルブロックを示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る増幅器セルブロックの等価回路図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電力増幅器のブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る高出力増幅器セルブロック、中出力増幅器セルブロック、及び低出力増幅器セルブロックを示すブロック図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電力増幅器の等価回路図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電力増幅器の等価回路図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る電力増幅器のレイアウト図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る電力増幅器のレイアウト図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る電力増幅器のレイアウト図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る電力増幅器のレイアウト図である。
【図１３】本発明の第７実施形態に係る通信システムのブロック図である。
【図１４】電力増幅器のＲＦ出力電力と効率の関係を説明するグラフである。
【図１５】電力増幅器の低出力時における効率の低下を説明する原理図である。
【図１６】従来の増幅回路の説明図である。
【図１７】従来の増幅回路の説明図である。
【図１８】従来の増幅回路の説明図である。
【図１９】従来の増幅回路の説明図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｅ 増幅器セルブロック
２ｉ，２ｉ’，２ｉ” 第１の接続手段
２ｏ，２ｏ’，２ｏ” 第２の接続手段
３ｉ 入力整合回路
３ｏ 出力整合回路
４ａ〜４ｌ 増幅器セル
５ 交流直流分離手段
６ａ，６ｂ，６ｃ 第２の接続手段の中のノード
１０１，１０２，２０１，２０２ アンテナ
１００，２００ 通信部
１０４，２０４ 送信用増幅器
１０５，２０５ 受信用増幅器
１１０ 入出力部
１１１，２０９ 制御部
２０７ ベースバンド信号処理部
２０８ 伝送路接続部

Claims (5)

  1. 入出力信号について交流的に並列接続された第１の増幅器セルに並列に直流電源を供給する高出力増幅器セルブロックと、
    前記入出力信号について交流的に並列接続された第２の増幅器セルに直列に前記直流電源を供給する低出力増幅器セルブロックと、
    前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの入力側を接続する第１の接続手段と、
    前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの出力側を接続する第２の接続手段と
    を備えることを特徴とする高周波回路。
  2. 前記高出力増幅器セルブロックと前記低出力セルブロックのうち何れか一つのみを増幅動作状態とし、他の増幅器セルブロックをハイインピーダンス状態とする制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の高周波回路。
  3. 前記第１の接続手段と前記第２の接続手段は、受動素子のみで構成され、且つ前記高出力増幅器セルブロックが前記ハイインピーダンス状態にある時に、前記低出力増幅器セルブロックに対する整合状態を維持し、前記低出力増幅器セルブロックが前記ハイインピーダンス状態にある時に、前記高出力増幅器セルブロックに対する整合状態を維持することを特徴とする請求項２に記載の高周波回路。
  4. 入出力信号について交流的に並列接続された第１の増幅器セルに並列に直流電源を供給する高出力増幅器セルブロックと、
    前記入出力信号について交流的に並列接続された第２の増幅器セルに直列に直流電源を供給する低出力増幅器セルブロックと、
    前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの入力側を接続する第１の接続手段と、
    前記高出力増幅器セルブロック及び前記低出力増幅器セルブロックの出力側を接続する第２の接続手段とを有する高周波回路と、
    前記高出力増幅器セルブロックと前記低出力セルブロックのうち何れか一つのみを増幅動作状態とし、他の増幅器セルブロックをハイインピーダンス状態とに制御する制御部と、
    前記高周波回路から出力された信号を受け取るアンテナとを備えることを特徴とする通信システム。
  5. 前記高周波回路と同様の構成を有し、前記アンテナから出力された信号を受け取る他の高周波回路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
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