JP5111614B2 - 周波数可変増幅器 - Google Patents

周波数可変増幅器 Download PDF

Info

Publication number
JP5111614B2
JP5111614B2 JP2010536686A JP2010536686A JP5111614B2 JP 5111614 B2 JP5111614 B2 JP 5111614B2 JP 2010536686 A JP2010536686 A JP 2010536686A JP 2010536686 A JP2010536686 A JP 2010536686A JP 5111614 B2 JP5111614 B2 JP 5111614B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input signal
signal
injection
amplifier system
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010536686A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010052901A1 (ja
Inventor
和久 山内
秀憲 湯川
晃 井上
敦士 山本
孝一 藤崎
博民 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2010536686A priority Critical patent/JP5111614B2/ja
Publication of JPWO2010052901A1 publication Critical patent/JPWO2010052901A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5111614B2 publication Critical patent/JP5111614B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/42Modifications of amplifiers to extend the bandwidth
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/191Tuned amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/21Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/211Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers with semiconductor devices only using a combination of several amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/192A hybrid coupler being used at the input of an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/195A hybrid coupler being used as power measuring circuit at the input of an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/198A hybrid coupler being used as coupling circuit between stages of an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/201A hybrid coupler being used as power measuring inter-stage circuit between two stages of an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/204A hybrid coupler being used at the output of an amplifier circuit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/207A hybrid coupler being used as power measuring circuit at the output of an amplifier circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Description

この発明は、任意の周波数で整合を取ることが可能な周波数可変増幅器に関するものである。
無線通信の実用化以来、無線通信機器の多くの機能はハードウェアによって実現されている。
周波数や変調方式をはじめとして、無線通信方式が多様化しており、今日、数多くの無線通信方式が混在している。
複数の無線通信方式に対応するには、各周波数や変調方式毎にハードウェアが必要となるため、無線機が大型化する傾向にある。
そのため、ソフトウェアによって周波数や変調方式を変更することで、複数の無線通信方式に対応することが可能なソフトウエア無線機が望まれている。
ソフトウエア無線機では、各周波数や変調方式毎にハードウェアを用意する必要がないため、無線機の小型化を図ることができる。
ソフトウエア無線機に搭載される電力増幅器は、ソフトウエアによって定義される周波数範囲の全てをカバーする必要があり、広い周波数に亘って動作することが求められる。
このような電力増幅器を単一の増幅器で実現しようとする場合において、高効率特性・高出力特性・広帯域特性を得るための手法として、周波数毎に電力増幅器の整合回路を切り替える手法などが提案されている。
例えば、以下の非特許文献1には、周波数可変増幅器(トリプルバンド電力増幅器)の出力整合回路が開示されており、この周波数可変増幅器では、周波数に応じて2つのMEMSスイッチをON/OFFすることで、出力整合回路の構成を切り替えて、3つの周波数で整合を図ることができるようにしている。
福田他、"MEMS スイッチを用いた高効率トリプルバンド電力増幅器",2005年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会 C−2−9
従来の周波数可変増幅器は以上のように構成されているので、2つのMEMSスイッチをON/OFFすることで、3つの周波数で整合を図ることができる。しかし、更に多くの周波数で整合を図ることができるようにするには、整合状態を切り替えるスイッチを多数搭載する必要がある。そのため、出力整合回路の構成が複雑になるとともに、損失が増加して効率が低下してしまうので、周波数を切り替えることが可能な数には実用上限界があるなどの課題があった。
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、損失の増加を招くことなく、任意の周波数で整合を取ることができる周波数可変増幅器を得ることを目的とする。
この発明に係る周波数可変増幅器は、信号分配手段により分配された一方の入力信号を増幅して増幅後の信号を出力する主増幅手段と、外部から与えられる設定値にしたがって、信号分配手段により分配された他方の入力信号の振幅又は位相の少なくとも一方を調整するとともに、入力信号を増幅して増幅後の信号を主増幅手段の出力側に注入する注入増幅手段とを備え、注入増幅手段は、外部から与えられる設定値にしたがって入力信号の振幅を調整する減衰器、または、外部から与えられる設定値にしたがって入力信号の位相を調整する移相器、または、入力信号の利得の調整が可能な利得可変増幅器、または、バイアス電圧が制御されることで入力信号の通過位相が調整可能な増幅器の少なくとも1つを用いて構成され、主増幅手段と注入増幅手段の遅延時間を一致させる遅延回路が、主増幅手段又は注入増幅手段の少なくとも一方に実装されていることを特徴とするものである。
この発明によれば、信号分配手段により分配された一方の入力信号を増幅して増幅後の信号を出力する主増幅手段と、外部から与えられる設定値にしたがって、信号分配手段により分配された他方の入力信号の振幅又は位相の少なくとも一方を調整するとともに、その入力信号を増幅して増幅後の信号を主増幅手段の出力側に注入する注入増幅手段とを設けるように構成したので、損失の増加を招くことなく、任意の周波数で整合を取ることができる効果がある。
この発明の実施の形態1による周波数可変増幅器を示す構成図である。 図1の周波数可変増幅器の動作に関する模式図である。 主増幅器系4の入出力反射特性の計算結果を示す説明図である。 5.4GHzにおいて、主増幅器系4の出力が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定した場合の周波数可変増幅器の主増幅器系端での出力反射特性の計算結果を示す説明図である。 注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力電力の周波数依存性の計算結果を示す説明図である。 周波数可変増幅器の主増幅器系端での出力反射特性の計算結果を示す説明図である。 注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力電力の周波数依存性の計算結果を示す説明図である。 注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力電力の測定結果を示す説明図である。 この発明の実施の形態6による周波数可変増幅器を示す構成図である。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による周波数可変増幅器を示す構成図である。
図1において、入力端子1は増幅対象の信号を入力する端子である。
方向性結合器2は入力端子1から入力された信号(以下、「入力信号」と称する)を方向性結合器3とパワーメータ16に分配する分配器である。
方向性結合器3は方向性結合器2により分配された入力信号を主増幅器系4と注入増幅器系9に分配する分配器である。
なお、方向性結合器3は信号分配手段を構成している。
主増幅器系4は3dB方向性結合器6,8及び単位増幅器7a,7bなどから構成されているバランス型増幅器であり、出力側のアイソレーションポートである3dB方向性結合器8の出力側から注入増幅器系9の出力信号の注入を受けながら、方向性結合器3により分配された一方の入力信号を増幅して、増幅後の信号を出力端子14に出力する。なお、主増幅器系4は主増幅手段を構成している。
主増幅器系4のアイソレーション抵抗5は一端が接地され、他端が3dB方向性結合器6の入力側と接続されている抵抗である。
3dB方向性結合器6は入力側がアイソレーション抵抗5及び方向性結合器3と接続されており、方向性結合器3により分配された入力信号を単位増幅器7a,7bに分配する分配器である。
単位増幅器7a,7bは主増幅器を構成する増幅器であり、3dB方向性結合器6により分配された入力信号を増幅し、増幅後の信号を3dB方向性結合器8に出力する。
3dB方向性結合器8は入力側が単位増幅器7a,7bと接続され、かつ、出力側が方向性結合器13,15を介して出力端子14及び注入増幅器系9と接続されており、注入増幅器系9の出力信号の注入を受けながら、単位増幅器7a,7bによる増幅後の信号を出力端子14に出力する分配器である。
注入増幅器系9は外部から与えられる設定値にしたがって方向性結合器3により分配された他方の入力信号の振幅及び位相を調整するとともに、その入力信号を増幅して増幅後の信号を主増幅器系4の出力側に注入する。なお、注入増幅器系9は注入増幅手段を構成している。
注入増幅器系9の移相器10は外部から与えられる設定値にしたがって入力信号の位相を調整する移相手段である。
減衰器11は外部から与えられる設定値にしたがって入力信号の振幅を調整する減衰手段である。
注入増幅器12は減衰器11による振幅調整後の信号を増幅して、増幅後の信号を注入増幅器系9の出力側に注入する。
方向性結合器13は主増幅器系4の出力信号を出力端子14とパワーメータ17に分配する分配器である。
出力端子14は方向性結合器13により分配された信号を出力する端子である。
方向性結合器15は注入増幅器系9の出力信号を主増幅器系4の出力側とパワーメータ18に分配する分配器である。
パワーメータ16は入力信号の電力を測定して、その入力信号の電力を表示する表示機器である。
パワーメータ17は主増幅器系4の出力信号の電力を測定して、その出力信号の電力を表示する第1の表示機器である。
パワーメータ18は注入増幅器系9の出力信号の電力を測定して、その出力信号の電力を表示する第2の表示機器である。
次に動作について説明する。
図2は図1の周波数可変増幅器の動作に関する模式図である。
方向性結合器2は、入力端子1から信号が入力されると、その入力信号を方向性結合器3とパワーメータ16に分配する。
方向性結合器3は、方向性結合器2から分配された入力信号を受けると、その入力信号を主増幅器系4と注入増幅器系9に分配する。
主増幅器系4は、方向性結合器3から分配された入力信号を受けると、その入力信号を増幅して、増幅後の信号を出力端子14に出力する。
即ち、主増幅器系4の3dB方向性結合器6は、方向性結合器3から分配された入力信号を受けると、その入力信号を単位増幅器7a,7bに分配する。
主増幅器系4の単位増幅器7a,7bは、3dB方向性結合器6から分配された入力信号を受けると、その入力信号を増幅して、増幅後の信号を3dB方向性結合器8に出力する。
主増幅器系4の3dB方向性結合器8は、単位増幅器7a,7bから増幅後の信号を受けると、その増幅後の信号を出力端子14に出力する。
このとき、負荷側から主増幅器系4の出力側を見込んだ反射係数Γaと、主増幅器系4の出力側から負荷側を見込んだ反射係数Γとが、複素共役Γ=Γaの関係になるときに、主増幅器系4から最も大きな出力電力を取り出すことができる。
主増幅器系4の出力端において、注入増幅器系9の出力信号が注入されない場合の主増幅器系4の出力側から負荷側を見込んだ反射係数Γは、下記の式(1)のように定義される。

Figure 0005111614
ただし、Vrは負荷側から主増幅器系4の出力側に向かう信号の電圧振幅、θrは負荷側から主増幅器系4の出力側に向かう信号の位相を表している。
また、Viは主増幅器系4の出力側から負荷側に向かう信号の電圧振幅、θiは主増幅器系4の出力側から負荷側に向かう信号の位相を表している。
主増幅器系4の出力側から負荷側に向かう信号は、主増幅器系4の出力インピーダンスと負荷インピーダンスの不一致により発生する。
反射係数Γは、式(1)に示すように、負荷側から主増幅器系4の出力側に向かう信号と、主増幅器系4の出力側から負荷側に向かう信号との電圧振幅・位相比で表されるので、負荷側から主増幅器系4の出力側に向かう信号の電圧振幅及び位相が変われば、反射係数Γが変化することが分かる。
一方、注入増幅器系9は、方向性結合器3から分配された入力信号を受けると、内蔵している移相器10及び減衰器11が入力信号の位相と振幅を外部より与えられた設定値(ユーザにより設定された値)にしたがって調整し、内蔵している注入増幅器12が調整後の信号を増幅して、増幅後の信号を注入増幅器系9の出力側に注入する。
負荷側から主増幅器系4の出力側に向かう信号は、注入増幅器系9から注入される信号と、主増幅器系4の出力インピーダンスと負荷インピーダンスの不一致により発生した反射波の和で表されるので、主増幅器系4の出力信号注入時の反射係数Γは、下記の式(2)のように定義される。

Figure 0005111614
ただし、Vjは注入増幅器系9から注入される信号の電圧振幅、θjは注入増幅器系9から注入される信号の位相を表している。
ここで、注入増幅器系9から注入される信号の電圧振幅Vjと位相θjを複素共役Γ=Γaの関係になるように適切に設定すれば、主増幅器系4の整合を取ることができる。
主増幅器系4が整合されている状態では、注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力が最大となるので、主増幅器系4の出力が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定すればよいことが分かる。
周波数可変増幅器の出力電力は、パワーメータ17により測定されて表示される。
また、注入増幅器系9から主増幅器系4に注入される信号の電力は、パワーメータ18により測定されて表示される。
注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力は、パワーメータ17により表示されている電力と、パワーメータ18により表示されている電力との差で求めることができる。
以上より、パワーメータ17により表示されている電力と、パワーメータ18により表示されている電力との差が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定すれば、任意の周波数で主増幅器系4の整合を取ることができることが分かる。
以下、任意の周波数で整合を取ることができることを確認するために、図1の周波数可変増幅器における主増幅器系4の入出力反射特性を計算している。
図3は主増幅器系4の入出力反射特性の計算結果を示す説明図である。図3中の曲線は入力反射特性の計算結果であり、右上がりの略直線は出力反射特性の計算結果である。
主増幅器系4の出力側の反射特性は、0GHz〜8GHzにおいて、概ね“−3dB”が得られている。この増幅器を用いて周波数可変増幅器を構成する。
図4は、5.4GHzにおいて、主増幅器系4の出力が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定した場合の周波数可変増幅器の主増幅器系端での出力反射特性の計算結果を示す説明図である。図4中の曲線は周波数可変増幅器の主増幅器系端での反射特性の計算結果であり、右上がりの略直線は主増幅器系の出力反射特性の計算結果である。
図4から明らかなように、5.4GHzにおいて、主増幅器系4の出力側の反射係数と同じ反射係数が得られていることが確認できる。
図5は注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力電力の周波数依存性の計算結果を示す説明図である。
図5から明らかなように、5.4GHz近傍において、最大出力電力が得られていることが分かる。
次に、周波数を変えても整合が取れることを確認するため、整合周波数を4.5GHzに変更する。
図6は周波数可変増幅器の主増幅器系端での出力反射特性の計算結果を示す説明図である。図6中の曲線は周波数可変増幅器の主増幅器系端での反射特性の計算結果であり、右上がりの略直線は主増幅器系の出力反射特性の計算結果である。
図6から明らかなように、4.5GHzにおいて、主増幅器系4の出力側の反射係数と同じ反射係数が得られていることが確認できる。
図7は注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力電力の周波数依存性の計算結果を示す説明図である。
図7から明らかなように、4.5GHz近傍において、最大出力電力が得られていることが分かる。
以上より、図1の周波数可変増幅器が任意の周波数で整合が取れることが、計算上で確認される。
次に、実際に任意の周波数で整合を取ることができることを確認するために、図1の周波数可変増幅器を試作している。
主増幅器系4の単位増幅器7a,7bには、帯域6GHz〜18GHz、出力インピーダンス50Ωにおいて、約20dBmの飽和出力電力が得られるMMIC増幅器を用いている。
MMIC増幅器の出力側の反射係数は、6GHz近傍で、−3dB程度であり、18GHz近傍では、−20dB程度である。
6GHz〜18GHzのそれぞれの周波数で整合を取った周波数可変増幅器の出力電力特性を測定している。
図8は注入増幅器系9から注入される信号の電力を除いた主増幅器系4の出力電力の測定結果を示す説明図である。
注入増幅器系9の出力信号を主増幅器系4の出力側に注入し、主増幅器系4の出力反射係数を変化させることで、6GHz近傍での出力電力が大きく改善されていることが確認できる。
一方、18GHz近傍では、ほとんど出力が変化していないことが確認できる。
これは、6GHzは、主増幅器系4の出力反射特性が悪く、整合が取れていない一方、18GHzでは、出力反射特性が良好で整合が取れているためであると考えられる。
以上より、図1の周波数可変増幅器が任意の周波数で整合が取れることが、計算・実測上で確認される。
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、方向性結合器3により分配された一方の入力信号を増幅して増幅後の信号を出力する主増幅器系4と、外部から与えられる設定値にしたがって、方向性結合器3により分配された他方の入力信号の振幅及び位相を調整するとともに、その入力信号を増幅して増幅後の信号を主増幅器系4の出力側に注入する注入増幅器系9とを設けるように構成したので、損失の増加を招くことなく、任意の周波数で整合を取ることができる効果を奏する。
即ち、注入増幅器系9の出力信号を主増幅器系4の出力側に注入することで、主増幅器系4の出力側から見た反射係数Γを電気的に変化させて、調整可能周波数帯域内の単一周波数で整合を取ることができる。そのため、整合周波数の数に制約がない利点を有する。
また、従来例のように、スイッチを使用しないため、整合回路損失が小さい利点を有する。
さらに、注入増幅器系9から主増幅器系4に注入する信号の電力は、主増幅器系4の出力端で反射されて、周波数可変増幅器の出力端に導かれるため、出力整合回路での損失が発生しない利点を有する。
この他にも、スイッチを使用しないため、耐久性の問題がない利点や、周波数の切り替え時間が短いなどの利点がある。
なお、この実施の形態1では、主増幅器系4の出力反射係数が良好な周波数においても、注入増幅器系9を動作させるものについて示したが、主増幅器系4の出力反射特性が悪い周波数でのみ、注入増幅器系9を動作させるようにしてもよい。また、主増幅器系4の出力電力に応じて注入増幅器系9を動作させるようにしてもよい。
また、この実施の形態1では、方向性結合器3が入力信号を2分配して信号を主増幅器系4及び注入増幅器系9に供給するものについて示したが、主増幅器系4に供給する入力信号と同期が取られている上記入力信号と同一の信号を注入増幅器系9に供給するようにしてもよい。
即ち、別々の信号源から同一の信号を主増幅器系4及び注入増幅器系9に供給するようにしてもよい。
また、この実施の形態1では、移相器10及び減衰器11が注入増幅器12の入力側に設けられているものを示したが、移相器10及び減衰器11が注入増幅器12の出力側に設けられていてもよい。
また、この実施の形態1では、注入増幅器系9が移相器10及び減衰器11の双方を実装しているものについて示したが、移相器10又は減衰器11の少なくとも一方を実装していれば、損失の増加を招くことなく、任意の周波数で整合を取ることができる。
実施の形態2.
上記実施の形態1では、注入増幅器系9が注入増幅器12を実装しているものについて示したが、注入増幅器系9が減衰器11及び注入増幅器12の代わりに、利得可変増幅器を実装しているようにしてもよい。
これにより、注入増幅器系9の構成を簡略化することができる効果を奏する。
実施の形態3.
上記実施の形態1では、注入増幅器系9が移相器10を実装し、移相器10が入力信号の位相を調整するものについて示したが、注入増幅器系9の注入増幅器12として、バイアス電圧の制御が可能な増幅器を使用し、その増幅器のバイアス電圧を制御することで、入力信号の通過位相を調整するようにしてもよい。
これにより、注入増幅器系9が移相器10を実装する必要がなくなるため、注入増幅器系9の構成を簡略化することができる効果を奏する。
実施の形態4.
上記実施の形態1では、方向性結合器3が入力信号を主増幅器系4及び注入増幅器系9に分配するものについて示したが、方向性結合器3が入力信号を分配する際、主増幅器系4及び注入増幅器系9に対する入力信号の分配比を調整するようにしてもよい。
この場合、注入増幅器系9が移相器10及び減衰器11を実装していなくても、損失の増加を招くことなく、任意の周波数で整合を取ることができる。
そのため、注入増幅器系9の構成を簡略化することができる効果を奏する。
実施の形態5.
上記実施の形態1では、方向性結合器3が入力信号を主増幅器系4及び注入増幅器系9に分配するものについて示したが、方向性結合器3が入力信号を分配する際、主増幅器系4及び注入増幅器系9に分配する入力信号の位相を調整するようにしてもよい。
この場合、注入増幅器系9が移相器10及び減衰器11を実装していなくても、損失の増加を招くことなく、任意の周波数で整合を取ることができる。
そのため、注入増幅器系9の構成を簡略化することができる効果を奏する。
実施の形態6.
図9はこの発明の実施の形態6による周波数可変増幅器を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
サーキュレータ19は主増幅器系4の出力側に接続されており、サーキュレータ19のアイソレーションポートには、注入増幅器系9の出力側が接続されている。
図9の周波数可変増幅器の基本的な動作は、図1の周波数可変増幅器と同様であるが、図9に示すように、主増幅器系4の出力側にサーキュレータ19を接続して、サーキュレータ19のアイソレーションポートに注入増幅器系9の出力側を接続するようにすれば、図1の周波数可変増幅器における主増幅器系4のように、バランス型増幅器ではなく、1つの単位増幅器7aだけで主増幅器系4を構成することができる。
したがって、バランス型を有しない一般的な構成の増幅器でも、周波数可変増幅器を構成することができる。
また、主増幅器系4の出力側にサーキュレータ19が接続されるため、主増幅器系4の反射特性が外部の影響を受け難くなり、注入増幅器系9における振幅や位相の設定値の誤差を小さくすることができる。
実施の形態7.
上記実施の形態1では、主増幅器系4及び注入増幅器系9に遅延回路が実装されていないものを示したが、主増幅器系4及び注入増幅器系9の遅延時間を一致させる遅延回路(例えば、遅延線路や遅延フィルタなどから構成される遅延回路)を、主増幅器系4又は注入増幅器系9の少なくとも一方に実装するようにしてもよい。
このように、主増幅器系4及び注入増幅器系9の遅延時間を一致させることで、周波数可変増幅器の広帯域化を図ることができる効果を奏する。
実施の形態8.
上記実施の形態1では、パワーメータ17により表示されている電力と、パワーメータ18により表示されている電力との差が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定することで、任意の周波数で主増幅器系4の整合を取るものについて示したが、単位増幅器7a(または単位増幅器7b)と3dB方向性結合器8の間に接続されているパワーメータ(図示せず)であって、そのパワーメータが、単位増幅器7a(または単位増幅器7b)の出力信号の電力を測定して、その電力を表示するものであれば、そのパワーメータにより表示されている電力と、パワーメータ18により表示されている電力との差が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定することで、任意の周波数で主増幅器系4の整合を取るようにしてもよい。
同様に、単位増幅器7a(または単位増幅器7b)と3dB方向性結合器8の間に接続されているパワーメータ(図示せず)であって、そのパワーメータが、注入増幅器系9から注入される信号の電力を測定して、その電力を表示するものであれば、そのパワーメータにより表示されている電力と、パワーメータ17により表示されている電力との差が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定することで、任意の周波数で主増幅器系4の整合を取るようにしてもよい。
また、単位増幅器7a(または単位増幅器7b)と3dB方向性結合器8の間に接続されている第1のパワーメータ(図示せず)であって、その第1のパワーメータが、単位増幅器7a(または単位増幅器7b)の出力信号の電力を測定して、その電力を表示するものであり、単位増幅器7a(または単位増幅器7b)と3dB方向性結合器8の間に接続されている第2のパワーメータ(図示せず)であって、その第2のパワーメータが、注入増幅器系9から注入される信号の電力を測定して、その電力を表示するものであれば、第1のパワーメータにより表示されている電力と、第2のパワーメータにより表示されている電力との差が最大となるように、注入増幅器系9の移相器10及び減衰器11を設定することで、任意の周波数で主増幅器系4の整合を取るようにしてもよい。
1 入力端子、2,3 方向性結合器、4 主増幅器系、5 アイソレーション抵抗、6,8 3dB方向結合器、7a,7b 単位増幅器、9 注入増幅器系、10 移相器、11 減衰器、12 注入増幅器、13、15 方向性結合器、14 出力端子、16,17,18 パワーメータ。

Claims (6)

  1. 入力信号を分配する信号分配手段と、上記信号分配手段により分配された一方の入力信号を増幅して増幅後の信号を出力する主増幅手段と、外部から与えられる設定値にしたがって、上記信号分配手段により分配された他方の入力信号の振幅又は位相の少なくとも一方を調整するとともに、上記入力信号を増幅して増幅後の信号を上記主増幅手段の出力側に注入する注入増幅手段とを備え
    上記注入増幅手段は、外部から与えられる設定値にしたがって入力信号の振幅を調整する減衰器、または、外部から与えられる設定値にしたがって上記入力信号の位相を調整する移相器、または、入力信号の利得の調整が可能な利得可変増幅器、または、バイアス電圧が制御されることで上記入力信号の通過位相が調整可能な増幅器の少なくとも1つを用いて構成され、
    上記主増幅手段と上記注入増幅手段の遅延時間を一致させる遅延回路が、上記主増幅手段又は上記注入増幅手段の少なくとも一方に実装されていることを特徴とする周波数可変増幅器。
  2. 入力信号を増幅して増幅後の信号を出力する主増幅手段と、外部から与えられる設定値にしたがって、上記入力信号と同期が取られている上記入力信号と同一の信号を入力して、上記同一の信号である入力信号の振幅又は位相の少なくとも一方を調整するとともに、上記入力信号を増幅して増幅後の信号を上記主増幅手段の出力側に注入する注入増幅手段とを備え
    上記注入増幅手段は、外部から与えられる設定値にしたがって入力信号の振幅を調整する減衰器、または、外部から与えられる設定値にしたがって上記入力信号の位相を調整する移相器、または、入力信号の利得の調整が可能な利得可変増幅器、または、バイアス電圧が制御されることで上記入力信号の通過位相が調整可能な増幅器の少なくとも1つを用いて構成され、
    上記主増幅手段と上記注入増幅手段の遅延時間を一致させる遅延回路が、上記主増幅手段又は上記注入増幅手段の少なくとも一方に実装されていることを特徴とする周波数可変増幅器。
  3. 信号分配手段は、主増幅手段及び注入増幅手段に対する入力信号の分配比、または、主増幅手段及び注入増幅手段に分配する入力信号の位相を調整することを特徴とする請求項1記載の周波数可変増幅器。
  4. 主増幅手段は、出力側のアイソレーションポートから注入増幅手段の出力信号が注入されるバランス型増幅器を用いて構成されていることを特徴とする請求項1または2記載の周波数可変増幅器。
  5. 主増幅手段の出力側にサーキュレータが接続されており、注入増幅手段の出力側が上記サーキュレータのアイソレーションポートと接続されていることを特徴とする請求項1または2記載の周波数可変増幅器。
  6. 主増幅手段の出力信号の電力を測定して、上記電力を表示する第1の表示機器と、注入増幅手段から上記主増幅手段の出力側に注入される信号の電力を測定して、上記電力を表示する第2の表示機器とを設けたことを特徴とする請求項1または2記載の周波数可変増幅器。
JP2010536686A 2008-11-10 2009-11-04 周波数可変増幅器 Expired - Fee Related JP5111614B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010536686A JP5111614B2 (ja) 2008-11-10 2009-11-04 周波数可変増幅器

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008287879 2008-11-10
JP2008287879 2008-11-10
JP2010536686A JP5111614B2 (ja) 2008-11-10 2009-11-04 周波数可変増幅器
PCT/JP2009/005850 WO2010052901A1 (ja) 2008-11-10 2009-11-04 周波数可変増幅器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010052901A1 JPWO2010052901A1 (ja) 2012-04-05
JP5111614B2 true JP5111614B2 (ja) 2013-01-09

Family

ID=42152714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010536686A Expired - Fee Related JP5111614B2 (ja) 2008-11-10 2009-11-04 周波数可変増幅器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8416018B2 (ja)
JP (1) JP5111614B2 (ja)
WO (1) WO2010052901A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8829993B2 (en) 2012-10-30 2014-09-09 Eta Devices, Inc. Linearization circuits and methods for multilevel power amplifier systems
US9537456B2 (en) 2012-10-30 2017-01-03 Eta Devices, Inc. Asymmetric multilevel backoff amplifier with radio-frequency splitter
US9166536B2 (en) * 2012-10-30 2015-10-20 Eta Devices, Inc. Transmitter architecture and related methods
US9768731B2 (en) 2014-07-23 2017-09-19 Eta Devices, Inc. Linearity and noise improvement for multilevel power amplifier systems using multi-pulse drain transitions
GB201423350D0 (en) * 2014-12-30 2015-02-11 Selex Es Ltd A radio frequency power amplifier
US9979421B2 (en) 2015-03-02 2018-05-22 Eta Devices, Inc. Digital pre-distortion (DPD) training and calibration system and related techniques
KR101712753B1 (ko) * 2015-12-31 2017-03-08 서울시립대학교 산학협력단 높은 이득 특성을 갖는 피드백 포트 증폭기 및 그 동작방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5251875A (en) * 1975-10-23 1977-04-26 Nec Corp Method and apparatus for measuring characteristics of super high frequ ency transistors
JPH06347495A (ja) * 1993-06-08 1994-12-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> ハイビジョン用伝送特性測定器
JPH088660A (ja) * 1994-06-24 1996-01-12 Nec Corp 電力合成用位相制御回路
JP2002076781A (ja) * 2000-09-05 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅器、フィードフォワード増幅器および歪み補償増幅器
JP2004301562A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Nec Corp アクティブロードプル測定法及びアクティブロードプル測定回路
JP2006166141A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd ドハティ増幅器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2466155A1 (fr) * 1979-09-19 1981-03-27 Lgt Lab Gen Telecomm Dispositif d'amplification de puissance de signaux modules en amplitude, a haute performance, et emetteur et reemetteur de television comportant un tel dispositif
US6006111A (en) * 1997-10-08 1999-12-21 Nortel Networks Corporation Self-balancing matrix amplifier
KR200212866Y1 (ko) * 1998-12-26 2001-02-15 서평원 선왜곡 방식 전력증폭기용 능동 왜곡신호 발생회로
US6799020B1 (en) * 1999-07-20 2004-09-28 Qualcomm Incorporated Parallel amplifier architecture using digital phase control techniques
US6825719B1 (en) * 2000-05-26 2004-11-30 Intel Corporation RF power amplifier and methods for improving the efficiency thereof
US7183843B1 (en) * 2005-06-27 2007-02-27 Rockwell Collins, Inc. Electronically tuned power amplifier
GB0822659D0 (en) * 2008-12-12 2009-01-21 Astrium Ltd Multiport amplifier adjustment

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5251875A (en) * 1975-10-23 1977-04-26 Nec Corp Method and apparatus for measuring characteristics of super high frequ ency transistors
JPH06347495A (ja) * 1993-06-08 1994-12-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> ハイビジョン用伝送特性測定器
JPH088660A (ja) * 1994-06-24 1996-01-12 Nec Corp 電力合成用位相制御回路
JP2002076781A (ja) * 2000-09-05 2002-03-15 Mitsubishi Electric Corp 高周波増幅器、フィードフォワード増幅器および歪み補償増幅器
JP2004301562A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Nec Corp アクティブロードプル測定法及びアクティブロードプル測定回路
JP2006166141A (ja) * 2004-12-08 2006-06-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd ドハティ増幅器

Also Published As

Publication number Publication date
US20110140776A1 (en) 2011-06-16
US8416018B2 (en) 2013-04-09
JPWO2010052901A1 (ja) 2012-04-05
WO2010052901A1 (ja) 2010-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5111614B2 (ja) 周波数可変増幅器
US4943783A (en) Feed forward distortion correction circuit
KR100890261B1 (ko) 정합 회로, 멀티밴드 증폭기
US7183843B1 (en) Electronically tuned power amplifier
US9667198B2 (en) Power amplifier
US9837966B1 (en) Series-type Doherty amplifier
JP6513225B2 (ja) ドハティ増幅器
AU2008202176B2 (en) Delay modulator pre-distortion circuit for an amplifier
TW558865B (en) A radio frequency amplifying circuit
JPH07101820B2 (ja) 低歪高周波増幅装置
JP2008017072A (ja) 増幅器
CN109951166A (zh) 一种微波功率放大方法及装置
JP4025183B2 (ja) 位相調整回路及びそれを備えたフィードフォワード増幅器
EP2621084A1 (en) Power amplifier with modified doherty topology
JP2012065082A (ja) ドハティ増幅器
JP4421504B2 (ja) マイクロ波増幅装置
JP6834094B2 (ja) ドハティ型増幅器
JP4211128B2 (ja) 多チャネル高周波信号供給装置
JP2003332852A (ja) プリディストーション回路
US6977554B2 (en) Variable gain amplifier for high frequency band using microstrip hybrid
Sah et al. Prototype for an Optimized Drive Signal Control System for a 2.5 GHz Doherty Power Amplifier
CN103873005B (zh) 射频信号源及其工作方法
JP5606371B2 (ja) ドハティ増幅器
JP6645333B2 (ja) ドハティ増幅器
GB2437573A (en) Combiner circuit for Doherty amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120911

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121009

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151019

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees