JP6513225B2 - ドハティ増幅器 - Google Patents
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Description
ドハティ増幅器では、AB級またはB級にバイアスされているキャリア増幅器と、C級にバイアスされているピーク増幅器とが並列に接続されている。
また、並列に接続されているキャリア増幅器とピーク増幅器の前段には、増幅対象の信号をキャリア増幅器とピーク増幅器に分配する分配回路が接続されている。
また、キャリア増幅器とピーク増幅器の後段には、キャリア増幅器により増幅された信号とピーク増幅器により増幅された信号とを合成する合成器が接続されている。
因みに、キャリア増幅器は、常に信号の増幅動作を行う増幅器であり、ピーク増幅器は、高電力出力時のみ信号の増幅動作を行う増幅器である。
上記のλ/4線路は、電気長が増幅対象の信号の4分の1波長の長さの分布定数線路である。
ただし、分配回路に実装されているアイソレーション抵抗の抵抗値を大きくすれば、安定化回路を実装することなく、ループ発振を抑制することが可能であるが、アイソレーション抵抗の抵抗値を大きくすることで、所望帯域の通過特性が狭帯域になり、広帯域に信号を増幅することができなくなるという課題があった。
図1はこの発明の実施の形態1によるドハティ増幅器を示す構成図である。
図1において、入力端子1は増幅対象の信号が入力される端子である。
ウィルキンソン型分配器2は入力端子1から入力された増幅対象の信号を第1の伝送線路である伝送線路3と第2の伝送線路である伝送線路4に分配する分配回路である。
ウィルキンソン型分配器2は、回路構成がπ型回路のローパスフィルタであるπ型LPF2a,2cと、回路構成がT型回路のハイパスフィルタであるT型HPF2b,2dと、アイソレーション抵抗2eとから構成されている。
π型LPF2aは一端が入力端子1と接続されている第1のフィルタである。
T型HPF2bは一端がπ型LPF2aの他端と接続されて、他端がキャリア増幅器6と接続されている第2のフィルタである。
T型HPF2dは一端がπ型LPF2cの他端と接続されて、他端がλ/4線路9の一端と接続されている第4のフィルタである。
アイソレーション抵抗2eはπ型LPF2aの出力側であるπ型LPF2aとT型HPF2bとの接続点2fと、π型LPF2cの出力側であるπ型LPF2cとT型HPF2dとの接続点2g間に接続され、伝送線路3と伝送線路4に対する信号電力の分配率に応じた抵抗値を有する抵抗である。
キャリア増幅器6はウィルキンソン型分配器2におけるT型HPF2bの出力側と接続されており、ウィルキンソン型分配器2により分配された一方の信号を増幅する。なお、キャリア増幅器6はAB級またはB級にバイアスされている。
第1の4分のn波長線路であるλ/4線路7はキャリア増幅器6と合成器11との間に接続され、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さの分布定数線路である。
第2の4分のn波長線路であるλ/4線路9は一端がウィルキンソン型分配器2におけるT型HPF2dの出力側と接続され、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さの分布定数線路である。
ピーク増幅器10はλ/4線路9と合成器11との間に接続されており、ウィルキンソン型分配器2により分配された他方の信号を増幅する。なお、ピーク増幅器10はC級にバイアスされている。
出力端子12は合成器11により合成された信号を出力する端子である。
なお、図1のドハティ増幅器では、入力端子1からπ型LPF2a、T型HPF2b、キャリア増幅器6、λ/4線路7及び合成器11を経由して出力端子12に至る経路の電気長と、入力端子1からπ型LPF2c、T型HPF2d、λ/4線路9、ピーク増幅器10及び合成器11を経由して出力端子12に至る経路の電気長とが、所望帯域で等しくなるように設計されている。
図2はπ型LPF2a,2cとT型HPF2b,2dにおけるインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
まず、アイソレーション抵抗2eから見たπ型LPF2a,2cにおけるインピーダンスの周波数特性は、図2の実線に示すように、低域の周波数では、ウィルキンソン型分配器2の分配率に応じた任意のインピーダンスから始まり、所望帯域で反射が最小となる。即ち、スミスチャートの実軸上の2.0のインピーダンス(100Ω=50Ω×2.0)から始まり、スミスチャートの実軸上の1.0のインピーダンス(50Ω=50Ω×1.0)付近の帯域である所望帯域で反射が最小となる。
その後、π型LPF2a,2cにおけるインピーダンスの周波数特性は、高域の周波数になるにつれて容量性領域を通り、最終的にインピーダンスが0Ωであるショート点に近づく特性となっている。
図3はLPFの回路構成を示す構成図であり、特に図3Aはπ型LPFの回路構成を示し、図3BはT型LPFの回路構成を示している。
したがって、π型LPF2a,2cの回路構成は、図3Aに示すように、入力端子21、出力端子22、コンデンサ23,24及びインダクタ25からなる回路構成が考えられる。
ただし、π型LPF2a,2cは、図2の実線に示すインピーダンスの周波数特性を有していれば、図3Aの回路構成に限るものではない。したがって、π型LPF2a,2cの段数に増減があってもよいし、π型LPF2a,2cが分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
高域の周波数では、ウィルキンソン型分配器2の分配率に応じた任意のインピーダンスに近づく特性となっている。図2の例では、50Ωのインピーダンスに近づく特性となっている。
図4はHPFの回路構成を示す構成図であり、特に図4Aはπ型HPFの回路構成を示し、図4BはT型HPFの回路構成を示している。
したがって、T型HPF2b,2dの回路構成は、図4Bに示すように、入力端子31、出力端子32、コンデンサ36,37及びインダクタ38からなる回路構成が考えられる。
ただし、T型HPF2b,2dは、図2の鎖線に示すインピーダンスの周波数特性を有していれば、図4Bの回路構成に限るものではない。したがって、T型HPF2b,2dの段数に増減があってもよいし、T型HPF2b,2dが分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
入力端子1から増幅対象の信号として、所望帯域のRF(radio frequency)信号が入力されると、ウィルキンソン型分配器2が、そのRF信号を伝送線路3と伝送線路4に分配する。
ウィルキンソン型分配器2によるRF信号の分配率は、π型LPF2a,2c及びT型HPF2b,2dにおける各インピーダンス変成と、アイソレーション抵抗2eの抵抗値とよって任意の値がとられる。
キャリア増幅器6により増幅された一方のRF信号と、ピーク増幅器10により増幅された他方のRF信号とは合成器11で合成され、合成器11による合成後のRF信号が出力端子12から出力される。
図5はウィルキンソン型分配器2のアイソレーション特性を示す説明図である。
図5では、図1のウィルキンソン型分配器2のアイソレーション特性のほか、図1のウィルキンソン型分配器2と比較するために、特許文献1に開示されている分配回路のアイソレーション特性も記述している。特許文献1に開示されている分配回路は、π型LPF2a,2cとT型HPF2b,2dの代わりに、4つのλ/4線路が用いられている。
図5では、図1のウィルキンソン型分配器2を本発明と表記し、特許文献1に開示されている分配回路を従来型と表記して区別している。
これに対して、図1のウィルキンソン型分配器2のアイソレーション特性は、図5の実線に示すように、ウィルキンソン型分配器2における2つの出力端子間のアイソレーションが、所望帯域の近傍だけでなく、所望帯域外でも大きくなっていることが分かる。ウィルキンソン型分配器2における2つの出力端子は、キャリア増幅器6と接続されるT型HPF2bの出力側と、λ/4線路9と接続されるT型HPF2dの出力側とに対応している。
このように、所望帯域外でもアイソレーションが大きくなる理由は、T型HPF2b,2dが所望帯域の低域側をアイソレーションするように作用し、π型LPF2a,2cが所望帯域の高域側をアイソレーションするように作用するためである。
特に図6Aはウィルキンソン型分配器2の通過特性を示し、図6Bはπ型LPFとπ型HPFにおけるインピーダンスの周波数特性を示し、図6Cはπ型LPFとT型HPFにおけるインピーダンスの周波数特性を示している。
因みに、π型HPFの回路構成としては、図4Aに示すように、入力端子31、出力端子32、インダクタ33,34及びコンデンサ35からなる回路構成が考えられる。
これに対して、π型HPFにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって高抵抗側から低抵抗側へ動く特性を有している。図6Bでは、このことを点線の左矢印で表している。
したがって、π型LPFとπ型HPFにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって逆方向に動くため、所望帯域の中心周波数に対してしか整合が取られず、通過帯域(S21)が狭帯域となる。
図6Aの点線が示す通過特性(S21)は、図6Bに示しているウィルキンソン型分配器の通過特性を示しており、所望帯域の中心周波数の信号だけが、減衰なく通過する狭帯域な特性となっている。
また、T型HPF2b,2dにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって低抵抗側から高抵抗側へ動く特性を有している。図6Cでは、このことを鎖線の右矢印で表している。
したがって、π型LPF2a,2cとT型HPF2b,2dにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって同じ方向に動くため、所望帯域の中心周波数の周辺においても広く整合が取られて、通過帯域(S21)が広帯域となる。
図6Aの実線が示す通過特性(S21)は、図6Cに示している図1のウィルキンソン型分配器2の通過特性を示しており、所望帯域の中心周波数の周辺の周波数も含めて広帯域な通過特性となっている。
即ち、所望帯域の近傍だけでなく、所望帯域外でも大きいウィルキンソン型分配器2のアイソレーションによって、安定化回路を実装することなく、ループ発振を抑制することができる。また、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって同じ方向に動く、π型LPF2a,2cとT型HPF2b,2dにおけるインピーダンスの周波数特性によって、広帯域に信号を増幅することができる。
上記実施の形態1では、入力側のフィルタがπ型LPF2a,2cで、出力側のフィルタがT型HPF2b,2dであるウィルキンソン型分配器2が、増幅対象の信号を伝送線路3,4に分配するものを示したが、入力側のフィルタがπ型HPFで、出力側のフィルタがT型LPFであるウィルキンソン型分配器が、増幅対象の信号を伝送線路3,4に分配するものであってもよい。
ウィルキンソン型分配器40は入力端子1から入力された増幅対象の信号を伝送線路3と伝送線路4に分配する分配回路である。
ウィルキンソン型分配器40は、回路構成がπ型回路のハイパスフィルタであるπ型HPF40a,40cと、回路構成がT型回路のローパスフィルタであるT型LPF40b,40dと、アイソレーション抵抗40eとから構成されている。
T型LPF40bは一端がπ型HPF40aの他端と接続されて、他端がキャリア増幅器6と接続されている第2のフィルタである。
π型HPF40cは一端が入力端子1と接続されている第3のフィルタである。
T型LPF40dは一端がπ型HPF40cの他端と接続されて、他端がλ/4線路9の一端と接続されている第4のフィルタである。
アイソレーション抵抗40eはπ型HPF40aの出力側であるπ型HPF40aとT型LPF40bとの接続点40fと、π型HPF40cの出力側であるπ型HPF40cとT型LPF40dとの接続点40g間に接続され、伝送線路3と伝送線路4に対する信号電力の分配率に応じた抵抗値を有する抵抗である。
図8はπ型HPF40a,40cとT型LPF40b,40dにおけるインピーダンスの周波数特性を示すスミスチャートである。
まず、アイソレーション抵抗40eから見たπ型HPF40a,40cにおけるインピーダンスの周波数特性は、図8の点線に示すように、低域の周波数では、ショート点から始まり、誘導性領域を通って所望帯域で反射が最小となる。即ち、スミスチャートの実軸上の0のインピーダンス(0Ω)から始まり、スミスチャートの実軸上の1.0のインピーダンス(50Ω=50Ω×1.0)付近の帯域である所望帯域で反射が最小となる。
高域の周波数では、ウィルキンソン型分配器40の分配率に応じた任意のインピーダンスに近づく特性となっている。図7の例では、100Ωのインピーダンスに近づく特性となっている。
π型HPF40a,40cの回路構成としては、図4Aに示すような回路構成が考えられる。
ただし、π型HPF40a,40cは、図8の点線に示すインピーダンスの周波数特性を有していれば、図4Aの回路構成に限るものではない。したがって、π型HPF40a,40cの段数に増減があってもよいし、π型HPF40a,40cが分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
その後、T型LPF40b,40dのインピーダンスの周波数特性は、高域の周波数になるにつれて誘導性領域を通り、最終的にインピーダンスが無限大であるオープン点に近づく特性となっている。
T型LPF40b,40dの回路構成としては、図3Bに示すように、入力端子21、出力端子22、インダクタ26,27及びコンデンサ28からなる回路構成が考えられる。
ただし、T型LPF40b,40dが、図8の破線に示すインピーダンスの周波数特性を有していれば、図3Bの回路構成に限るものではない。したがって、T型LPF40b,40dの段数に増減があってもよいし、T型LPF40b,40dが分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
入力端子1から増幅対象の信号として、所望帯域のRF信号が入力されると、ウィルキンソン型分配器40が、そのRF信号を伝送線路3と伝送線路4に分配する。
ウィルキンソン型分配器40によるRF信号の分配率は、π型HPF40a,40c及びT型LPF40b,40dにおける各インピーダンス変成と、アイソレーション抵抗40eの抵抗値とよって任意の値がとられる。
キャリア増幅器6により増幅された一方のRF信号と、ピーク増幅器10により増幅された他方のRF信号とは合成器11で合成され、合成器11による合成後のRF信号が出力端子12から出力される。
図9はウィルキンソン型分配器40のアイソレーション特性を示す説明図である。
図9では、図7のウィルキンソン型分配器40のアイソレーション特性のほか、図7のウィルキンソン型分配器40と比較するために、特許文献1に開示されている分配回路のアイソレーション特性も記述している。特許文献1に開示されている分配回路は、π型HPF40a,40cとT型LPF40b,40dの代わりに、4つのλ/4線路が用いられている。
図9では、図7のウィルキンソン型分配器40を本発明と表記し、特許文献1に開示されている分配回路を従来型と表記して区別している。
これに対して、図7のウィルキンソン型分配器40のアイソレーション特性は、図9の実線に示すように、ウィルキンソン型分配器40における2つの出力端子間のアイソレーションが、所望帯域の近傍だけでなく、所望帯域外でも大きくなっていることが分かる。ウィルキンソン型分配器40における2つの出力端子は、キャリア増幅器6と接続されるT型LPF40bの出力側と、λ/4線路9と接続されるT型LPF40dの出力側とに対応している。
このように、所望帯域外でもアイソレーションが大きくなる理由は、π型HPF40a,40cが所望帯域の低域側をアイソレーションするように作用し、T型LPF40b,40dが所望帯域の高域側をアイソレーションするように作用するためである。
特に図10Aはウィルキンソン型分配器40の通過特性を示し、図10Bはπ型HPFとπ型LPFにおけるインピーダンスの周波数特性を示し、図10Cはπ型HPFとT型LPFにおけるインピーダンスの周波数特性を示している。
これに対して、π型LPFにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって低抵抗側から高抵抗側へ動く特性を有している。図10Bでは、このことを破線の右矢印で表している。
したがって、π型HPFとπ型LPFにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって逆方向に動くため、所望帯域の中心周波数に対してしか整合が取られず、通過帯域(S21)が狭帯域となる。
図10Aの点線が示す通過特性(S21)は、図10Bに示しているウィルキンソン型分配器の通過特性を示しており、所望帯域の中心周波数の信号だけが、減衰なく通過する狭帯域な特性となっている。
また、T型LPF40b,40dにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって高抵抗側から低抵抗側へ動く特性を有している。図10Cでは、このことを破線の左矢印で表している。
したがって、π型HPF40a,40cとT型LPF40b,40dにおけるインピーダンスの周波数特性は、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって同じ方向に動くため、所望帯域の中心周波数の周辺においても広く整合が取られて、通過帯域(S21)が広帯域となる。
図10Aの実線が示す通過特性(S21)は、図10Cに示している図7のウィルキンソン型分配器40の通過特性を示しており、所望帯域の中心周波数の周辺の周波数も含めて広帯域な通過特性となっている。
即ち、所望帯域の近傍だけでなく、所望帯域外でも大きいウィルキンソン型分配器40のアイソレーションによって、安定化回路を実装することなく、ループ発振を抑制することができる。また、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって同じ方向に動く、π型HPF40a,40cとT型LPF40b,40dにおけるインピーダンスの周波数特性によって、広帯域に信号を増幅することができる。
上記実施の形態1では、ウィルキンソン型分配器2の入力側のフィルタがπ型LPF2a,2cで、出力側のフィルタがT型HPF2b,2dの回路構成になっているものを示したが、ウィルキンソン型分配器2における入力側のフィルタと出力側のフィルタを入れ替えた回路構成であってもよい。
ウィルキンソン型分配器50は入力端子1から入力された信号を伝送線路3と伝送線路4に分配する分配回路である。
ウィルキンソン型分配器50は、回路構成がT型回路のハイパスフィルタであるT型HPF50a,50cと、回路構成がπ型回路のローパスフィルタであるπ型LPF50b,50dと、アイソレーション抵抗50eとから構成されている。
π型LPF50bは一端がT型HPF50aの他端と接続されて、他端がキャリア増幅器6と接続されている第2のフィルタであり、図3Aに示すような回路構成が考えられる。
T型HPF50cは一端が入力端子1と接続されている第3のフィルタであり、図4Bに示すような回路構成が考えられる。
π型LPF50dは一端がT型HPF50cの他端と接続されて、他端がλ/4線路9と接続されている第4のフィルタであり、図3Aに示すような回路構成が考えられる。
アイソレーション抵抗50eはT型HPF50aの出力側であるT型HPF50aとπ型LPF50bとの接続点50fと、T型HPF50cの出力側であるT型HPF50cとπ型LPF50dとの接続点50g間に接続され、伝送線路3と伝送線路4に対する信号電力の分配率に応じた抵抗値を有する抵抗である。
また、π型LPF50b,50dにおけるインピーダンスの周波数特性は、上記実施の形態1における図1のπ型LPF2a,2cのインピーダンスの周波数特性と同様である。
このため、T型HPF50a,50cとπ型LPF50b,50dにおけるインピーダンスの周波数特性は、π型LPF2a,2cとT型HPF2b,2dにおけるインピーダンスの周波数特性と同様に、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって同じ方向に動くため、所望帯域の中心周波数の周辺においても広く整合が取られて、通過帯域(S21)が広帯域となる。
所望帯域外でもアイソレーションが大きくなる理由は、T型HPF50a,50cが所望帯域の低域側をアイソレーションするように作用し、π型LPF50b,50dが所望帯域の高域側をアイソレーションするように作用するためである。
上記実施の形態2では、ウィルキンソン型分配器40の入力側のフィルタがπ型HPF40a,40cで、出力側のフィルタがT型LPF40b,40dの回路構成になっているものを示したが、ウィルキンソン型分配器40における入力側のフィルタと出力側のフィルタを入れ替えた回路構成であってもよい。
ウィルキンソン型分配器60は入力端子1から入力された増幅対象の信号を伝送線路3と伝送線路4に分配する分配回路である。
ウィルキンソン型分配器60は、回路構成がT型回路のローパスフィルタであるT型LPF60a,60cと、回路構成がπ型回路のハイパスフィルタであるπ型HPF60b,60dと、アイソレーション抵抗60eとから構成されている。
π型HPF60bは一端がT型LPF60aの他端と接続されて、他端がキャリア増幅器6と接続されている第2のフィルタであり、図4Aに示すような回路構成が考えられる。
T型LPF60cは一端が入力端子1と接続されている第3のフィルタであり、図3Bに示すような回路構成が考えられる。
π型HPF60dは一端がT型LPF60cの他端と接続されて、他端がλ/4線路9と接続されている第4のフィルタであり、図4Aに示すような回路構成が考えられる。
アイソレーション抵抗60eはT型LPF60aの出力側であるT型LPF60aとπ型HPF60bとの接続点60fと、T型LPF60cの出力側であるT型LPF60cとπ型HPF60dとの接続点60g間に接続され、伝送線路3と伝送線路4に対する信号電力の分配率に応じた抵抗値を有する抵抗である。
また、π型HPF60b,60dにおけるインピーダンスの周波数特性は、上記実施の形態2における図7のπ型HPF40a,40cのインピーダンスの周波数特性と同様である。
このため、T型LPF60a,60cとπ型HPF60b,60dにおけるインピーダンスの周波数特性は、π型HPF40a,40cとT型LPF40b,40dにおけるインピーダンスの周波数特性と同様に、所望帯域でのインピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって同じ方向に動くため、所望帯域の中心周波数の周辺においても広く整合が取られて、通過帯域(S21)が広帯域となる。
所望帯域外でもアイソレーションが大きくなる理由は、π型HPF60b,60dが所望帯域の低域側をアイソレーションするように作用し、T型LPF60a,60cが所望帯域の高域側をアイソレーションするように作用するためである。
上記実施の形態1では、増幅回路8がλ/4線路9とピーク増幅器10から構成されているものを示したが、λ/4線路9の代わりに、π型LPFを用いて、増幅回路8が構成されているものであってもよい。
π型LPF71はT型HPF2dとピーク増幅器10の間に接続されているπ型回路のローパスフィルタであり、上記実施の形態1における図1のλ/4線路9と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、π型LPF71は第2の4分のn波長線路を構成している。
π型LPF71の回路構成として、図3Aに示すような回路構成が考えられる。ただし、π型LPF71の回路構成は、図3Aに示すような回路構成に限るものではない。したがって、π型LPF71の段数に増減があってもよいし、π型LPF71が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって低抵抗側から高抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図1のλ/4線路9の代わりに、π型LPF71を用いて、増幅回路8を構成することで、上記実施の形態1よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態2では、増幅回路8がλ/4線路9とピーク増幅器10から構成されているものを示したが、λ/4線路9の代わりに、π型HPFを用いて、増幅回路8が構成されているものであってもよい。
π型HPF72はT型LPF40dとピーク増幅器10の間に接続されているπ型回路のハイパスフィルタであり、上記実施の形態2における図7のλ/4線路9と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、π型HPF72は第2の4分のn波長線路を構成している。
π型HPF72の回路構成として、図4Aに示すような回路構成が考えられる。ただし、π型HPF72の回路構成は、図4Aに示すような回路構成に限るものではない。したがって、π型HPF72の段数に増減があってもよいし、π型HPF72が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって高抵抗側から低抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図7のλ/4線路9の代わりに、π型HPF72を用いて、増幅回路8を構成することで、上記実施の形態2よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態3では、増幅回路8がλ/4線路9とピーク増幅器10から構成されているものを示したが、λ/4線路9の代わりに、T型HPFを用いて、増幅回路8が構成されているものであってもよい。
T型HPF73はπ型LPF50dとピーク増幅器10の間に接続されているT型回路のハイパスフィルタであり、上記実施の形態3における図11のλ/4線路9と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、T型HPF73は第2の4分のn波長線路を構成している。
T型HPF73の回路構成として、図4Bに示すような回路構成が考えられる。ただし、T型HPF73の回路構成は、図4Bに示すような回路構成に限るものではない。したがって、T型HPF73の段数に増減があってもよいし、T型HPF73が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって低抵抗側から高抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図11のλ/4線路9の代わりに、T型HPF73を用いて、増幅回路8を構成することで、上記実施の形態3よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態4では、増幅回路8がλ/4線路9とピーク増幅器10から構成されているものを示したが、λ/4線路9の代わりに、T型LPFを用いて、増幅回路8が構成されているものであってもよい。
T型LPF74はπ型HPF60dとピーク増幅器10の間に接続されているT型回路のローパスフィルタであり、上記実施の形態4における図12のλ/4線路9と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、T型LPF74は第2の4分のn波長線路を構成している。
T型LPF74の回路構成として、図3Bに示すような回路構成が考えられる。ただし、T型LPF74の回路構成は、図3Bに示すような回路構成に限るものではない。したがって、T型LPF74の段数に増減があってもよいし、T型LPF74が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって高抵抗側から低抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図12のλ/4線路9の代わりに、T型LPF74を用いて、増幅回路8を構成することで、上記実施の形態4よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態1〜4では、キャリア増幅器6の後段にλ/4線路7が接続されて、ピーク増幅器10の前段にλ/4線路9が接続されているものを示したが、図17〜図20に示すように、キャリア増幅器6の前段にλ/4線路7が接続されて、ピーク増幅器10の後段にλ/4線路9が接続されていても、上記実施の形態1〜4と同様に動作する。
したがって、キャリア増幅器6の前段にλ/4線路7が接続されて、ピーク増幅器10の後段にλ/4線路9が接続されているドハティ増幅器であっても、上記実施の形態1〜4と同様に、安定化回路を実装することなく、ループ発振を抑制することができるとともに、広帯域に信号を増幅することができる効果を奏する。
上記実施の形態9では、図17のドハティ増幅器において、ウィルキンソン型分配器2と接続されている増幅回路5がλ/4線路7とキャリア増幅器6から構成されているものを示したが、λ/4線路7の代わりに、π型LPFを用いて、増幅回路5が構成されているものであってもよい。
π型LPF81はT型HPF2bとキャリア増幅器6の間に接続されているπ型回路のローパスフィルタであり、上記実施の形態9における図17のλ/4線路7と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、π型LPF81は第1の4分のn波長線路を構成している。
π型LPF81の回路構成として、図3Aに示すような回路構成が考えられる。ただし、π型LPF81の回路構成は、図3Aに示すような回路構成に限るものではない。したがって、π型LPF81の段数に増減があってもよいし、π型LPF81が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって低抵抗側から高抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図17のλ/4線路7の代わりに、π型LPF81を用いて、増幅回路5を構成することで、上記実施の形態9よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態9では、図18のドハティ増幅器において、ウィルキンソン型分配器40と接続されている増幅回路5がλ/4線路7とキャリア増幅器6から構成されているものを示したが、λ/4線路7の代わりに、π型HPFを用いて、増幅回路5が構成されているものであってもよい。
π型HPF82はT型LPF40bとキャリア増幅器6の間に接続されているπ型回路のハイパスフィルタであり、上記実施の形態9における図18のλ/4線路7と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、π型HPF82は第1の4分のn波長線路を構成している。
π型HPF82の回路構成として、図4Aに示すような回路構成が考えられる。ただし、π型HPF82の回路構成は、図4Aに示すような回路構成に限るものではない。したがって、π型HPF82の段数に増減があってもよいし、π型HPF82が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって高抵抗側から低抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図18のλ/4線路7の代わりに、π型HPF82を用いて、増幅回路5を構成することで、上記実施の形態9よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態9では、図19のドハティ増幅器において、ウィルキンソン型分配器50と接続されている増幅回路5がλ/4線路7とキャリア増幅器6から構成されているものを示したが、λ/4線路7の代わりに、T型HPFを用いて、増幅回路5が構成されているものであってもよい。
T型HPF83はπ型LPF50bとキャリア増幅器6の間に接続されているT型回路のハイパスフィルタであり、上記実施の形態9における図19のλ/4線路7と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、T型HPF83は第1の4分のn波長線路を構成している。
T型HPF83の回路構成として、図4Bに示すような回路構成が考えられる。ただし、T型HPF83の回路構成は、図4Bに示すような回路構成に限るものではない。したがって、T型HPF83の段数に増減があってもよいし、T型HPF83が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって低抵抗側から高抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図19のλ/4線路7の代わりに、T型HPF83を用いて、増幅回路5を構成することで、上記実施の形態9よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
上記実施の形態9では、図20のドハティ増幅器において、ウィルキンソン型分配器60と接続されている増幅回路5がλ/4線路7とキャリア増幅器6から構成されているものを示したが、λ/4線路7の代わりに、T型LPFを用いて、増幅回路5が構成されているものであってもよい。
T型LPF84はπ型HPF60bとキャリア増幅器6の間に接続されているT型回路のローパスフィルタであり、上記実施の形態9における図20のλ/4線路7と同様に、電気長が増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さを有している。したがって、T型LPF84は第1の4分のn波長線路を構成している。
T型LPF84の回路構成として、図3Bに示すような回路構成が考えられる。ただし、T型LPF84の回路構成は、図3Bに示すような回路構成に限るものではない。したがって、T型LPF84の段数に増減があってもよいし、T型LPF84が分布定数線路などで構成されているものであってもよい。
所望帯域では、インピーダンスが低域から高域の周波数にかけて、実軸にそって高抵抗側から低抵抗側へ動く特性を有する。
したがって、図20のλ/4線路7の代わりに、T型LPF84を用いて、増幅回路5を構成することで、上記実施の形態9よりも更に、広帯域に信号を増幅することができる効果が得られる。
Claims (11)
- 増幅対象の信号を第1及び第2の伝送線路に分配する分配回路と、
前記第1の伝送線路上に挿入された第1の増幅回路と、
前記第2の伝送線路上に挿入された第2の増幅回路と、
前記第1及び第2の増幅回路により増幅された信号を合成する合成器とを備え、
前記分配回路は、
前記増幅対象の信号が入力される第1のフィルタと、前記第1のフィルタと前記第1の増幅回路との間に接続された第2のフィルタと、
前記増幅対象の信号が入力される第3のフィルタと、前記第3のフィルタと前記第2の増幅回路との間に接続された第4のフィルタと、
前記第1のフィルタの出力側と前記第3のフィルタの出力側との間に接続された抵抗とを有し、
前記第1及び第3のフィルタがローパスフィルタ、前記第2及び第4のフィルタがハイパスフィルタで構成、あるいは、前記第1及び第3のフィルタがハイパスフィルタ、前記第2及び第4のフィルタがローパスフィルタで構成されており、
前記ローパスフィルタがπ型回路であれば、前記ハイパスフィルタがT型回路で構成され、前記ローパスフィルタがT型回路であれば、前記ハイパスフィルタがπ型回路で構成されていることを特徴とするドハティ増幅器。 - 前記第1の増幅回路は、前記第2のフィルタの出力側と接続されたキャリア増幅器と、前記キャリア増幅器と前記合成器の間に接続され、電気長が前記増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さである第1の4分のn波長線路とから構成されており、
前記第2の増幅回路は、一端が前記第4のフィルタの出力側と接続され、電気長が前記増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さである第2の4分のn波長線路と、前記第2の4分のn波長線路の他端と前記合成器の間に接続されたピーク増幅器とから構成されていることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。 - 前記第1及び第3のフィルタがπ型回路のローパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがT型回路のハイパスフィルタで構成されて、前記第2の4分のn波長線路がπ型回路のローパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
- 前記第1及び第3のフィルタがπ型回路のハイパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがT型回路のローパスフィルタで構成されて、前記第2の4分のn波長線路がπ型回路のハイパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
- 前記第1及び第3のフィルタがT型回路のハイパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがπ型回路のローパスフィルタで構成されて、前記第2の4分のn波長線路がT型回路のハイパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
- 前記第1及び第3のフィルタがT型回路のローパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがπ型回路のハイパスフィルタで構成されて、前記第2の4分のn波長線路がT型回路のローパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
- 前記第1の増幅回路は、一端が前記第2のフィルタの出力側と接続され、電気長が前記増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さである第1の4分のn波長線路と、前記第1の4分のn波長線路の他端と前記合成器の間に接続されたキャリア増幅器とから構成されており、
前記第2の増幅回路は、前記第4のフィルタの出力側と接続されたピーク増幅器と、前記ピーク増幅器と前記合成器の間に接続され、電気長が前記増幅対象の信号の4分のn(nは正の奇数)波長の長さである第2の4分のn波長線路とから構成されていることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。 - 前記第1及び第3のフィルタがπ型回路のローパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがT型回路のハイパスフィルタで構成されて、前記第1の4分のn波長線路がπ型回路のローパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項7記載のドハティ増幅器。
- 前記第1及び第3のフィルタがπ型回路のハイパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがT型回路のローパスフィルタで構成されて、前記第1の4分のn波長線路がπ型回路のハイパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項7記載のドハティ増幅器。
- 前記第1及び第3のフィルタがT型回路のハイパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがπ型回路のローパスフィルタで構成されて、前記第1の4分のn波長線路がT型回路のハイパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項7記載のドハティ増幅器。
- 前記第1及び第3のフィルタがT型回路のローパスフィルタで、前記第2及び第4のフィルタがπ型回路のハイパスフィルタで構成されて、前記第1の4分のn波長線路がT型回路のローパスフィルタで構成されていることを特徴とする請求項7記載のドハティ増幅器。
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