JP4860476B2 - バイアス制御による高線形性ドハティ通信増幅器 - Google Patents
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Description
本出願は、2003年5月21日にファイリングされた「ポータブル端末の電力増幅装置(Power Amplification Apparatus of Portable Terminal)」と題する、米国特許出願第10/432,553号の出願の部分的な続編であり、該出願は、参照によって本明細書内において組み込まれる。米国特許出願第10/432,553号は、国内段階の出願に関するものであり、その特許請求の範囲は、2002年2月4日にファイリングされた国際出願第PCT/KR02/00163号に優先権があり、その特許請求の範囲は、2002年2月1日にファイリングされた韓国実用特許出願第2002−5924号に優先権があり、それらの出願は両方とも、全ての目的のために、参照によって本明細書内において組み込まれる。
背景技術
無線通信サービスのために使用される携帯用ハンドセットが、より小型に且つより軽量になって来るにつれ、バッテリサイズ及び電力もまた減少してきている。従って、携帯用コンピューティング機器、携帯電話器、及びそれに類するもの(すなわちハンドセット)の有効な通話時間(すなわち伝送時間)が低減されている。
Claims (23)
- 入力信号を増幅するために入力段に結合されたキャリア増幅器と、
前記入力信号を増幅するために前記入力段に結合されたピーク増幅器であって、該ピーク増幅器にバイアスをかけるために、電圧制御信号を受信するよう構成された、ピーク増幅器
とを備える電力増幅器をバイアス制御するためのシステムであって、
前記ピーク増幅器は、
前記入力段に結合されたピーク第1段増幅器と、
前記ピーク第1段増幅器とピーク増幅器出力端子とに結合されたピーク第2段増幅器と、
前記ピーク第2段増幅器に結合された電圧制御ユニットであって、受信した前記電圧制御信号を介して、前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけるよう構成された、電圧制御ユニット
とを含み、
遠隔の基地局によって伝達された信号を受信するベースバンド・モデム・チップセットであって、前記電力増幅器が低電力範囲内において動作することを、該受信した信号の電力レベルが示す場合には、第1の電圧状態における前記電圧制御信号を生成し、且つ、前記電力増幅器が高電力範囲内において動作することを、該受信した信号の前記電力レベルが示す場合には、第2の電圧状態における前記電圧制御信号を生成する、ベースバンド・モデム・チップセットを、前記システムが更に備え、
前記電圧制御ユニットは、前記ベースバンド・モデム・チップセットからの、前記第1の電圧状態における前記電圧制御信号と、前記第2の電圧状態における前記電圧制御信号とに基づいて、該各電圧状態の場合に、それぞれ、クラスBか又はクラスCの増幅器として、クラスABの増幅器として、前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけることからなる、システム。 - 前記キャリア増幅器は、
前記入力段に結合されたキャリア第1段増幅器と、
前記キャリア第1段増幅器とキャリア増幅器出力端子とに結合されたキャリア第2段増幅器
とを更に備える、請求項1に記載のシステム。 - 前記入力段からの前記入力信号を受信し、第1の入力信号を前記キャリア増幅器の入力に対して送信し、及び第2の入力信号を前記ピーク増幅器の入力に対して送信するよう構成された3dBハイブリッドカプラを更に備え、前記第2の入力信号は、前記第1の入力信号から約90度だけ位相シフトされることからなる、請求項1に記載のシステム。
- 実質的に最適な電力増幅器出力電力信号を、出力段において生成するために、前記ピーク増幅器からの出力信号と前記キャリア増幅器からの出力信号とを受信するよう構成された出力整合ユニットを更に備える、請求項3に記載のシステム。
- 前記出力整合ユニットは、
キャリア増幅器出力端子に結合された、第1の4分の1波長変成器と、
ピーク増幅器出力端子と、前記第1の4分の1波長変成器の出力部と、前記出力段とに結合された、第2の4分の1波長変成器
とを更に備える、請求項4に記載のシステム。 - 前記システムが、携帯用ハンドセットに含まれることならなる、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のシステム。
- 電力増幅器をバイアス制御するための方法であって、
前記電力増幅器が、
入力信号を増幅するために入力段に結合されたキャリア増幅器と、
前記入力信号を増幅するために前記入力段に結合されたピーク増幅器であって、該ピーク増幅器にバイアスをかけるために、電圧制御信号を受信するよう構成された、ピーク増幅器
とを含み、
前記ピーク増幅器が、
前記入力段に結合されたピーク第1段増幅器と、
前記ピーク第1段増幅器とピーク増幅器出力端子とに結合されたピーク第2段増幅器と、
前記ピーク第2段増幅器に結合された電圧制御ユニット
とを含み、該方法が、
遠隔の基地局によって伝達された信号をベースバンド・モデム・チップセットが受信して、前記電力増幅器が低電力範囲内において動作することを、該受信した信号の電力レベルが示す場合には、第1の電圧状態における前記電圧制御信号を該ベースバンド・モデム・チップセットが生成し、且つ、該電力増幅器が高電力範囲内において動作することを、該受信した信号の前記電力レベルが示す場合には、第2の電圧状態における前記電圧制御信号を該ベースバンド・モデム・チップセットが生成し、及び、
前記電圧制御ユニットが、前記ベースバンド・モデム・チップセットからの、前記第1の電圧状態における前記電圧制御信号と、前記第2の電圧状態における前記電圧制御信号とに基づいて、該各電圧状態の場合に、それぞれ、クラスBか又はクラスCの増幅器として、クラスABの増幅器として、前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかける
ことを含むことからなる、方法。 - 前記ベースバンド・モデム・チップセットと、前記電力増幅器とが、携帯用ハンドセット内に含まれることからなる、請求項7に記載の方法。
- 携帯用ハンドセット内の電力増幅器を制御するためのシステムであって、
キャリア入力端子とキャリア出力端子とを有する、キャリア増幅器と、
ピーク入力端子と、ピーク出力端子と、電圧制御信号を受信するための制御端子とを有するピーク増幅器であって、前記電圧制御信号に基づいて、電力増幅器の少なくとも1つの特性を変更するよう構成された、ピーク増幅器と、
キャリア増幅器入力信号から位相が遅延させられたピーク増幅器入力信号を生成するために、前記キャリア入力端子と前記ピーク入力端子とに結合された位相シフタと、
キャリア出力電力信号とピーク出力電力信号とを伝達するために、且つ、電力増幅器出力段において電力増幅器出力電力信号を形成するために、前記キャリア出力端子と前記ピーク出力端子とに結合された出力整合ユニットと、
遠隔の基地局によって伝達された信号を受信するベースバンド・モデム・チップセットであって、前記電力増幅器が低電力範囲内において動作することを、該受信した信号の電力レベルが示す場合には、第1の電圧状態における前記電圧制御信号を生成し、且つ、前記電力増幅器が高電力範囲内において動作することを、前記受信した信号の前記電力レベルが示す場合には、第2の電圧状態における前記電圧制御信号を生成する、ベースバンド・モデム・チップセット
とを備え、
前記ピーク増幅器は、
入力段に結合されたピーク第1段増幅器と、
前記ピーク第1段増幅器とピーク増幅器出力端子とに結合されたピーク第2段増幅器と、
前記ピーク第2段増幅器に結合された電圧制御ユニットであって、受信した前記電圧制御信号を介して、前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけるよう構成された、電圧制御ユニット
とを含み、
前記電圧制御信号が前記第1の電圧状態にある時には、前記電力増幅器がドハティ型増幅器として動作させられ、前記電圧制御信号が前記第2の電圧状態内にある時には、前記ピーク増幅器がクラスABの増幅器として動作させられることからなる、システム。 - 前記位相シフタは、ある入力電力を、前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器とに分配するためのハイブリッドカプラである、請求項9に記載のシステム。
- 前記ハイブリッドカプラは、まとめられた素子によって実現された3dBハイブリッドカプラである、請求項10に記載のシステム。
- 前記ハイブリッドカプラは、低温同時焼成セラミックス(LTCC)法によって実現される、請求項10に記載のシステム。
- 前記位相シフタは、位相差補償器である、請求項9に記載のシステム。
- 前記位相差補償器は、伝送線路によって実現される、請求項13に記載のシステム。
- 前記位相差補償器は、まとめられた素子によって実現される、請求項13に記載のシステム。
- 前記出力整合ユニットは、まとめられた素子によって実現される、請求項9に記載のシステム。
- 前記出力整合ユニットは、低温同時焼成セラミックス(LTCC)法によって実現される、請求項9に記載のシステム。
- 前記電力増幅器の前記少なくとも1つの特性は、線形性である、請求項9に記載のシステム。
- 前記出力整合ユニットは、
前記キャリア出力端子に結合された入力部と、前記ピーク出力端子に結合された出力部とを有する、第1の変成器と、
前記第1の変成器の前記出力部に結合された入力部と、前記電力増幅器出力段に結合された出力部とを有する、第2変成器
とを更に備える、請求項9に記載のシステム。 - 少なくとも2つのモードにおいて、無線伝送デバイス内の電力増幅器を動作させる方法であって、
前記電力増幅器が、キャリア増幅器とピーク増幅器とを含み、前記無線伝送デバイスが、ベースバンド・モデム・チップセットを更に含み、
前記ピーク増幅器が、
入力段に結合されたピーク第1段増幅器と、
前記ピーク第1段増幅器とピーク増幅器出力端子とに結合されたピーク第2段増幅器と、
前記ピーク第2段増幅器に結合された電圧制御ユニット
とを含み、前記方法が、
遠隔の基地局によって伝達された信号を受信する前記ベースバンド・モデム・チップセットは、前記電力増幅器が低電力範囲内において動作することを、該受信した信号の電力レベルが示す場合には、第1の電圧状態における電圧制御信号を生成し、且つ、前記電力増幅器が高電力範囲内において動作することを、該受信した信号の前記電力レベルが示す場合には、第2の電圧状態における前記電圧制御信号を生成し、及び、
前記電圧制御ユニットが、前記電圧制御信号を介して前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかける
ことを含み、
前記バイアスをかけることは、第1の前記モードにおいて、前記電力増幅器をドハティ型増幅器として動作させるために、前記第1の電圧状態における前記電圧制御信号を介して前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけることと、第2の前記モードにおいて、前記ピーク増幅器をクラスABの増幅器として動作させるために、前記第2の電圧状態における前記電圧制御信号を介して前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけることとを更に含むことからなる、方法。 - 前記無線伝送デバイスが、携帯用ハンドセットを含むことからなる、請求項20に記載の方法。
- 少なくとも2つのモードにおいて、無線伝送デバイス内の電力増幅器を動作させるシステムであって、前記電力増幅器が、キャリア増幅器とピーク増幅器とを含み、前記システムが、
前記無線伝送デバイス内のベースバンド・モデム・チップセット
を更に備え、
前記ピーク増幅器が、
入力段に結合されたピーク第1段増幅器と、
前記ピーク第1段増幅器とピーク増幅器出力端子とに結合されたピーク第2段増幅器と、
前記ピーク第2段増幅器に結合された電圧制御ユニット
とを含み、
遠隔の基地局によって伝達された信号を受信する前記ベースバンド・モデム・チップセットは、前記電力増幅器が低電力範囲内において動作することを、該受信した信号の電力レベルが示す場合には、第1の電圧状態における電圧制御信号を生成し、且つ、前記電力増幅器が高電力範囲内において動作することを、該受信した信号の前記電力レベルが示す場合には、第2の電圧状態における前記電圧制御信号を生成し、
前記電圧制御ユニットが、前記電圧制御信号を介して前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけ、
前記バイアスをかけることは、前記電圧制御信号が前記第1の電圧状態にある場合には、第1の前記モードにおいて、前記電力増幅器をドハティ型増幅器として動作させるために、前記電圧制御ユニットが前記電圧制御信号を介して前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけ、前記電圧制御信号が前記第2の電圧状態にある場合には、第2の前記モードにおいて、前記電力増幅器の非線形性特性を改善させるために、前記電圧制御ユニットが前記電圧制御信号を介して前記ピーク第2段増幅器にバイアスをかけることを含むことからなる、システム。 - 前記無線伝送デバイスが、携帯用ハンドセットを含むことからなる、請求項22に記載のシステム。
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