JPH04369126A - High frequency power amplifier - Google Patents

High frequency power amplifier

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JPH04369126A
JPH04369126A JP14583891A JP14583891A JPH04369126A JP H04369126 A JPH04369126 A JP H04369126A JP 14583891 A JP14583891 A JP 14583891A JP 14583891 A JP14583891 A JP 14583891A JP H04369126 A JPH04369126 A JP H04369126A
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JP
Japan
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output
power
voltage
power amplifier
circuit
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Application number
JP14583891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Taroumaru
眞 太郎丸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP14583891A priority Critical patent/JPH04369126A/en
Publication of JPH04369126A publication Critical patent/JPH04369126A/en
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Abstract

PURPOSE:To keep an output power at a low output constant with high accuracy even when a temperature is subject to change. CONSTITUTION:Part of an output of a power amplifier circuit 1 is branched by a directional coupler 2 and boosted by a transformer 3 and the result is rectified by a rectifier circuit 4. The rectified signal is compared with an output power command signal to control a gain of the power amplifier circuit 1. Thus, a voltage in which a fluctuation width due to a temperature change in the rectifier circuit is negligible is rectified.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、送信機、放送機、また
は高周波の搬送波を用いる有線通信機器に用いられる高
周波電力増幅装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency power amplification device used in transmitters, broadcasters, or wire communication equipment using high frequency carrier waves.

【0002】0002

【従来の技術】近年、無線機器は小型化、固体化が進み
、特に、自動車電話や携帯電話に代表される携帯用無線
電話装置の小型・軽量化は目ざましい。そして、これら
の機器に内蔵され、送信電力を所要の電力まで増幅する
高周波電力増幅装置は、基地局における受信電界強度に
基づく基地局からの指令により、移動局の送信電力を加
減する制御が行われている。すなわち、基地局に到達す
る移動局の電界強度が高い場合には移動局の送信電力を
低下させることにより、移動局が電池により電源が供給
されている場合には電池寿命の向上、あるいは電池の小
型化による軽量化が可能となり、さらには必要最小限の
電力を用いることで周波数の有効利用が図られている。 従ってこのような無線機器の送信装置は、定められた送
信電力を一定に維持するとともに、該送信電力を可変す
る必要がある。このような送信出力を一定に維持する高
周波電力増幅装置としては、送信出力の一部を方向性結
合器で検出し、整流した後に指令値と比較し、電力増幅
器の利得を変化させる負帰還ループを形成したものが一
般的である。
2. Description of the Related Art In recent years, wireless devices have become smaller and more solid-state. In particular, portable wireless telephone devices such as car phones and mobile phones have become smaller and lighter. The high-frequency power amplification device built into these devices, which amplifies the transmission power to the required power, can control the transmission power of the mobile station to be increased or decreased based on commands from the base station based on the received field strength at the base station. It is being said. In other words, when the electric field strength of the mobile station reaching the base station is high, reducing the transmitting power of the mobile station can improve the battery life or reduce the battery life if the mobile station is powered by a battery. It is possible to reduce weight by making it smaller, and furthermore, by using the minimum amount of power required, effective use of frequencies is achieved. Therefore, the transmitter of such a wireless device needs to maintain a fixed transmission power and also vary the transmission power. A high-frequency power amplifier device that maintains a constant transmission output is a negative feedback loop that detects a part of the transmission output with a directional coupler, rectifies it, compares it with a command value, and changes the gain of the power amplifier. It is common to have a

【0003】以下、従来の高周波電力増幅装置について
説明を行う。図4は従来の高周波電力増幅装置の構成図
である。
[0003] A conventional high frequency power amplification device will be explained below. FIG. 4 is a block diagram of a conventional high frequency power amplification device.

【0004】図4において1は入力高周波信号を所要の
電力に増幅する電力増幅回路でバイポーラトランジスタ
などの能動素子を用いて構成される。2は電力の一部を
分岐して出力端子24より出力を得る方向性結合器であ
り、電気的長さが1/4波長で互いに平行に配置され互
いに幅が等しく電力増幅回路1の出力インピーダンスと
等しい特性インピーダンスを有するストリップ線路21
および22と終端抵抗器23から構成されている。4は
入力高周波電圧の大きさに比例した直流信号を出力端子
43に出力する整流回路である。5は整流回路4の出力
と出力電力指令信号との差に応じた誤差信号を出力する
誤差検出手段で差動増幅器によって構成されている。6
は誤差検出手段5の出力に応じて電力増幅回路1の利得
を変化させる利得制御手段で電力増幅回路1の電源電圧
あるいは同回路中で用いられている能動素子のバイアス
を変化させることにより実現されている。7は増幅され
た高周波信号を出力するコネクタ、8はコネクタ7と方
向性結合器2を接続する同軸線路である。
In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a power amplification circuit that amplifies an input high-frequency signal to a required power, and is constructed using active elements such as bipolar transistors. 2 is a directional coupler which branches a part of the power and obtains an output from the output terminal 24, and has an electrical length of 1/4 wavelength, is arranged parallel to each other, and has an equal width to match the output impedance of the power amplifier circuit 1. A strip line 21 having a characteristic impedance equal to
22 and a terminating resistor 23. 4 is a rectifier circuit that outputs a DC signal proportional to the magnitude of the input high-frequency voltage to an output terminal 43. Reference numeral 5 denotes an error detection means for outputting an error signal corresponding to the difference between the output of the rectifier circuit 4 and the output power command signal, and is constituted by a differential amplifier. 6
is a gain control means that changes the gain of the power amplifier circuit 1 according to the output of the error detection means 5, and is realized by changing the power supply voltage of the power amplifier circuit 1 or the bias of the active element used in the circuit. ing. 7 is a connector that outputs an amplified high frequency signal, and 8 is a coaxial line that connects the connector 7 and the directional coupler 2.

【0005】以上のように構成された従来の高周波電力
増幅装置について、以下その動作を説明する。
[0005] The operation of the conventional high frequency power amplification device configured as described above will be explained below.

【0006】入力された高周波信号は、電力増幅回路1
で増幅され、方向性結合器2、同軸線路8およびコネク
タ7、さらに必要により他の同軸線路等を介してアンテ
ナなどの負荷に供給される。このとき方向性結合器2の
出力端には進行波電力に比例した信号が現れる。従って
、出力端子24に接続された整流回路4の出力端子43
には進行波電力すなわち負荷で消費される電力に比例し
た直流電圧が生じる。直流電圧は誤差検出手段5により
出力電力指令信号と比較され、両者の差に応じ、利得制
御手段6を介して電力増幅回路1の利得を制御する。 そして、もし何らかの理由により負荷に供給される高周
波電力が増加すると、整流回路4の出力端子43の電圧
が上昇し、誤差検出手段5の出力が低下し、利得制御手
段6を介して電力増幅回路1の利得を低下させ、出力電
力を低下させる。逆に負荷に供給される高周波電力が増
加すると、今度は整流回路4の出力端子43の電圧が低
下し、誤差検出手段5の出力が上昇し、利得制御手段6
を介して電力増幅回路1の利得を上昇させ、出力電力を
上昇させる。このように負帰還ループを形成し、出力電
力を一定に制御することができる。また、出力電力を変
化させる場合には出力指令信号を所望の出力電力に応じ
て変化させればよく、同ループの開ループ利得が十分大
であるならば、出力電力は、整流回路4の出力端子43
の電圧が出力電力指令信号とほぼ等しくなる出力電力と
なる。
The input high frequency signal is transmitted to the power amplifier circuit 1.
The signal is amplified by the directional coupler 2, the coaxial line 8, the connector 7, and if necessary, is supplied to a load such as an antenna via other coaxial lines. At this time, a signal proportional to the traveling wave power appears at the output end of the directional coupler 2. Therefore, the output terminal 43 of the rectifier circuit 4 connected to the output terminal 24
A traveling wave power, that is, a direct current voltage proportional to the power consumed by the load is generated. The DC voltage is compared with the output power command signal by the error detection means 5, and the gain of the power amplifier circuit 1 is controlled via the gain control means 6 according to the difference between the two. If the high frequency power supplied to the load increases for some reason, the voltage at the output terminal 43 of the rectifier circuit 4 will rise, the output of the error detection means 5 will decrease, and the output will be passed through the gain control means 6 to the power amplifier circuit. 1 and lowers the output power. Conversely, when the high frequency power supplied to the load increases, the voltage at the output terminal 43 of the rectifier circuit 4 decreases, the output of the error detection means 5 increases, and the gain control means 6
The gain of the power amplifier circuit 1 is increased through the power amplifier circuit 1, and the output power is increased. In this way, a negative feedback loop is formed, and the output power can be controlled to be constant. In addition, when changing the output power, it is sufficient to change the output command signal according to the desired output power, and if the open loop gain of the same loop is large enough, the output power is terminal 43
The voltage becomes the output power that is approximately equal to the output power command signal.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の高周波電力増幅装置では通常整流回路に用いら
れる半導体ダイオードの順方向電圧降下特性が温度によ
って変化するため、高温時と低温時とでは出力電力が変
化してしまう。例えば、電圧降下特性の温度変化による
変化量はショットキーバリヤダイオードを用いた場合−
30℃〜30℃程度の温度変化で一般に約0.1Vであ
る。従って、この変化量が無視できる比較的大出力時は
問題ないが、整流回路出力が小出力時には温度変化によ
る誤差が大きくなる。例えば、アメリカ合衆国電子工業
会(EIA)制定のセルラー電話システムの規格である
IS−3−Dによれば、移動局の最小公称出力電力は、
絶対利得0dBのアンテナを用いた場合に6.3mWで
あり、方向性結合器の結合度を−15dB、同結合器の
入・出力インピーダンスを50Ωとすれば、整流回路の
入力電圧は波高値で0.14Vとなる。そして温度変化
により整流回路の電圧降下が例えば0.05V減少する
と、出力に3.9dBの誤差を生じることになり、同規
格で規定された送信電力誤差+2dB,−4dBを逸脱
する恐れがある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the conventional high-frequency power amplifier device described above, the forward voltage drop characteristics of the semiconductor diodes normally used in the rectifier circuit change depending on the temperature, so the output power varies depending on the temperature and temperature. will change. For example, when using a Schottky barrier diode, the amount of change in voltage drop characteristics due to temperature change is -
It is generally about 0.1 V with a temperature change of about 30°C to 30°C. Therefore, there is no problem when the output is relatively large and the amount of change can be ignored, but when the output of the rectifier circuit is small, the error due to temperature changes becomes large. For example, according to IS-3-D, a standard for cellular telephone systems established by the Electronic Industries Association (EIA), the minimum nominal output power of a mobile station is:
When using an antenna with an absolute gain of 0 dB, it is 6.3 mW, and if the coupling degree of the directional coupler is -15 dB and the input/output impedance of the coupler is 50 Ω, the input voltage of the rectifier circuit is the peak value. It becomes 0.14V. If the voltage drop of the rectifier circuit decreases by, for example, 0.05V due to a temperature change, an error of 3.9 dB will occur in the output, which may deviate from the transmission power error of +2 dB and -4 dB specified in the same standard.

【0008】本発明は上記課題を解決し、小電力の場合
でも広範囲の温度変化に対しても一定の出力電力を供給
する高周波電力増幅装置を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and provide a high-frequency power amplification device that can supply constant output power even with small power and over a wide range of temperature changes.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、分岐手段によって分岐された信号を昇圧す
る昇圧手段を設けた。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides boosting means for boosting the signal branched by the branching means.

【0010】0010

【作用】本発明は上記した構成により、整流手段の順方
向電圧降下特性の温度変化による変動よりも十分高い電
圧で整流を行なうことができる。
[Operation] With the above-described structure, the present invention can perform rectification at a voltage sufficiently higher than the fluctuation due to temperature change in the forward voltage drop characteristic of the rectifier.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の一実施例における高周波電
力増幅装置の構成図である。図1において1は電力増幅
回路、2は方向性結合器、5は誤差検出手段、6は誤差
検出手段5の出力に応じ電力増幅回路1の利得を変化さ
せる利得制御手段、7は増幅された高周波信号を出力す
るコネクタ、8は同軸線路で、これらは従来の技術と変
わらないので説明を省略する。3は方向性結合器2によ
って分岐された出力電力信号を昇圧する変成器である。 4は入力高周波電圧の大きさに比例した直流信号を出力
端子43に出力する整流回路でダイオード41、コンデ
ンサ42から構成されている。9は分圧回路で、直列に
接続された抵抗器91、92により整流回路4の出力電
圧を適当な値に分圧する。
FIG. 1 is a block diagram of a high frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a power amplifier circuit, 2 is a directional coupler, 5 is an error detection means, 6 is a gain control means for changing the gain of the power amplifier circuit 1 according to the output of the error detection means 5, and 7 is an amplified circuit. The connector 8 for outputting a high frequency signal is a coaxial line, which is the same as the conventional technology, so a description thereof will be omitted. 3 is a transformer that boosts the output power signal branched by the directional coupler 2; 4 is a rectifier circuit that outputs a DC signal proportional to the magnitude of the input high-frequency voltage to an output terminal 43, and is composed of a diode 41 and a capacitor 42. Reference numeral 9 denotes a voltage dividing circuit, which divides the output voltage of the rectifier circuit 4 into appropriate values using resistors 91 and 92 connected in series.

【0013】以上のように構成された高周波電力増幅装
置について、以下その動作を説明する。
The operation of the high frequency power amplification device configured as described above will be explained below.

【0014】入力された高周波信号は、電力増幅回路1
で増幅され、方向性結合器2、同軸線路8およびコネク
タ7、さらに必要により他の同軸線路等を介して、例え
ばアンテナなどの負荷に供給される。このとき方向性結
合器2の出力端には、負荷とのインピーダンス整合に関
わらず、進行波電力に比例し、大きさが方向性結合器2
の結合度だけ減衰した出力電力信号が現れる。なお方向
性結合器2の結合度は−15dBから−30dB程度が
適当かつ一般的な値である。
The input high frequency signal is transmitted to the power amplifier circuit 1.
The signal is amplified and supplied to a load such as an antenna via the directional coupler 2, the coaxial line 8, the connector 7, and, if necessary, other coaxial lines. At this time, regardless of the impedance matching with the load, the output terminal of the directional coupler 2 has a power proportional to the traveling wave power and a magnitude of the directional coupler 2.
An output power signal appears that is attenuated by the degree of coupling. Note that the degree of coupling of the directional coupler 2 is approximately -15 dB to -30 dB, which is an appropriate and common value.

【0015】方向性結合器2からの出力された信号は、
変成器3により昇圧された後、整流回路4により整流さ
れる。整流された信号は分圧回路9により分圧された後
、誤差検出手段5により出力電力指令信号と比較され、
両者の差に応じ、利得制御手段6を介して電力増幅回路
1の利得を制御する。そして、もし何らかの理由により
負荷に供給される高周波電力が増加すると、整流回路4
の出力端子43の電圧が上昇し、誤差検出手段5の出力
が低下し、利得制御手段6を介して電力増幅回路1の利
得を低下させ、出力電力を低下させる。逆に負荷に供給
される高周波電力が低下すると、今度は整流回路4の出
力端子43の電圧が低下し、誤差検出手段5の出力が上
昇し、利得制御手段6を介して電力増幅回路1の利得を
上昇させ、出力電力を上昇させる。出力電力を変化させ
る場合には誤差検出手段5に入力される出力指令信号を
所望の出力電力に応じて変化させ、同ループの開ループ
利得が十分大であるならば出力電力は、整流回路4の出
力端子43の電圧が出力電力指令信号とほぼ等しくなる
出力電力となる。なお、分圧回路9の分圧比は、電力増
幅回路1が最大出力を発生させたときに、誤差検出手段
5の入力電圧が許容入力電圧以下となるように設定され
る。
The signal output from the directional coupler 2 is
After being boosted by the transformer 3, the voltage is rectified by the rectifier circuit 4. The rectified signal is divided by the voltage dividing circuit 9, and then compared with the output power command signal by the error detection means 5.
The gain of the power amplifier circuit 1 is controlled via the gain control means 6 according to the difference between the two. If the high frequency power supplied to the load increases for some reason, the rectifier circuit 4
The voltage at the output terminal 43 of the circuit increases, the output of the error detection means 5 decreases, and the gain of the power amplifier circuit 1 is lowered via the gain control means 6, thereby lowering the output power. Conversely, when the high frequency power supplied to the load decreases, the voltage at the output terminal 43 of the rectifier circuit 4 decreases, the output of the error detection means 5 increases, and the output of the power amplifier circuit 1 increases via the gain control means 6. Increase gain and increase output power. When changing the output power, the output command signal input to the error detection means 5 is changed according to the desired output power, and if the open loop gain of the loop is large enough, the output power is changed to the rectifier circuit 4. The voltage at the output terminal 43 becomes an output power that is approximately equal to the output power command signal. Note that the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit 9 is set so that when the power amplifier circuit 1 generates the maximum output, the input voltage of the error detection means 5 is equal to or lower than the allowable input voltage.

【0016】また本実施例のように、方向性結合器2に
よって分岐された信号を変成器3により昇圧すれば、V
HF帯以下の周波数帯の送信機等で小型化のため方向性
結合器2の線路長が1/4波長以下で十分な結合度が得
られない場合でも、整流回路4に所要の大きさ、すなわ
ち温度変化によるダイオードの順方向電圧降下の変化分
よりも十分高い電圧を供給することができる。
Further, as in this embodiment, if the signal branched by the directional coupler 2 is boosted by the transformer 3, V
Even if the line length of the directional coupler 2 is 1/4 wavelength or less and a sufficient degree of coupling cannot be obtained in order to miniaturize a transmitter for a frequency band below the HF band, the rectifier circuit 4 has the required size, That is, it is possible to supply a voltage that is sufficiently higher than the change in forward voltage drop of the diode due to temperature change.

【0017】なお、整流回路4の入力インピーダンスは
、ダイオードの接合容量と出力側の高周波バイパス、即
ち平滑用のコンデンサのために一般に容量性を示す。 そしてUHF帯以上の周波数では、分圧回路9の抵抗器
91、92の抵抗値を高くとっても整流回路4の入力イ
ンピーダンスの絶対値は高くならず、十分な整流出力が
得られない場合がある。このような場合は、図3に示す
ように、整流回路4の入力と並列にインダクタンスを接
続し、整合を取れば良い。このインダクタンスは線輪型
の一般的な空心コイルでよく、プリント配線板上に構成
する場合は、蛇行させたプリント配線によるプリントコ
イルでも良い。発明者らの実験によれば、周波数800
MHzにおいて10nH〜20nHのインダクタンスで
整合を取ることが可能である。また、比較的出力電力が
小さい場合で、電力増幅回路1が最大出力を発生させた
ときの整流回路4の出力電圧が、誤差検出手段5の許容
入力電圧以下であるならば、分圧回路9は省略してよい
The input impedance of the rectifier circuit 4 generally exhibits capacitance due to the junction capacitance of the diode and the high frequency bypass on the output side, that is, the smoothing capacitor. At frequencies above the UHF band, even if the resistance values of the resistors 91 and 92 of the voltage divider circuit 9 are set high, the absolute value of the input impedance of the rectifier circuit 4 does not increase, and a sufficient rectified output may not be obtained. In such a case, as shown in FIG. 3, an inductance may be connected in parallel with the input of the rectifier circuit 4 to achieve matching. This inductance may be a general wire-type air-core coil, or when constructed on a printed wiring board, may be a printed coil formed by meandering printed wiring. According to experiments by the inventors, a frequency of 800
Matching can be achieved with an inductance of 10 nH to 20 nH at MHz. Further, in the case where the output power is relatively small, if the output voltage of the rectifier circuit 4 when the power amplifier circuit 1 generates the maximum output is below the allowable input voltage of the error detection means 5, the voltage divider circuit 9 may be omitted.

【0018】以上のように本実施例によれば、整流回路
4に入力される電圧が高くなり、温度変化によるダイオ
ードの順方向電圧降下の変化分が、相対的に小さくなる
As described above, according to this embodiment, the voltage input to the rectifier circuit 4 becomes high, and the change in forward voltage drop of the diode due to temperature change becomes relatively small.

【0019】例えば変成器3の昇圧比を4に設定すれば
、従来技術の問題点で述べたものと同じ条件、すなわち
最小公称出力電力6.3mW、方向性結合器2の結合度
を−15dB(電力比)とした場合、整流回路4の入力
電圧は波高値で0.56Vとなる。したがって温度変化
により整流回路4の電圧降下が例えば0.05V減少す
ると、出力に0.7dBの誤差しか生じず、同規格で規
定された送信電力誤差+2dB,−4dBを逸脱しない
ことがわかる。
For example, if the step-up ratio of the transformer 3 is set to 4, the same conditions as described in the problem of the prior art are met, namely, the minimum nominal output power is 6.3 mW, and the degree of coupling of the directional coupler 2 is -15 dB. (power ratio), the input voltage of the rectifier circuit 4 is 0.56V at the peak value. Therefore, it can be seen that if the voltage drop of the rectifier circuit 4 decreases by, for example, 0.05 V due to a temperature change, only an error of 0.7 dB occurs in the output, which does not deviate from the transmission power errors of +2 dB and -4 dB specified by the same standard.

【0020】また、本実施例では変成器3として1次巻
線を2次巻線と共通にした単巻型の変成器を用いたが、
これは通常の1次、2次巻線が互いに絶縁されたものを
用いても良い。また、本実施例では出力電力の一部を分
岐した出力電力信号を変成器3によって昇圧しているが
、電気的長さが1/4波長で、方向性結合器2の出力端
子24の出力インピーダンスよりも高い特性インピーダ
ンスを有する伝送線路によって昇圧しても良い。この場
合、方向性結合器2の出力端子24の出力インピーダン
スをZo、該伝送線路の特性インピーダンスをZcとお
けば、整流回路4の入力から該伝送線路を見込んだイン
ピーダンスは以下の式で示される。
Furthermore, in this embodiment, a single-turn type transformer in which the primary winding and the secondary winding are shared is used as the transformer 3;
For this purpose, a conventional one in which the primary and secondary windings are insulated from each other may be used. Further, in this embodiment, the output power signal obtained by branching a part of the output power is boosted by the transformer 3, but the electrical length is 1/4 wavelength, and the output from the output terminal 24 of the directional coupler 2 is The voltage may be boosted by a transmission line having a characteristic impedance higher than the impedance. In this case, if the output impedance of the output terminal 24 of the directional coupler 2 is Zo and the characteristic impedance of the transmission line is Zc, the impedance looking into the transmission line from the input of the rectifier circuit 4 is expressed by the following formula. .

【0021】[0021]

【数1】[Math 1]

【0022】従って昇圧比は、インピーダンス比の平方
根であるから、
Therefore, since the boost ratio is the square root of the impedance ratio,

【0023】[0023]

【数2】[Math 2]

【0024】となり、例えば方向性結合器2の分岐出力
の出力インピーダンスを50Ω、該伝送線路の特性イン
ピーダンスが200Ωならば4倍に昇圧することができ
る。この分布定数回路による昇圧によれば、効率の良い
変成器が構成しにくい1GHz以上の周波数帯で極めて
有効である。この他、直列共振回路などの集中定数共振
回路による昇圧回路を適用しても良い。
For example, if the output impedance of the branched output of the directional coupler 2 is 50Ω and the characteristic impedance of the transmission line is 200Ω, the voltage can be increased four times. Boosting using this distributed constant circuit is extremely effective in a frequency band of 1 GHz or higher, where it is difficult to construct an efficient transformer. In addition, a booster circuit using a lumped constant resonant circuit such as a series resonant circuit may be applied.

【0025】図2は上記のように1次、2次巻線が互い
に絶縁されたものを用いた本発明の他の実施例における
高周波電力増幅装置の構成図である。図2において1は
電力増幅回路、4は整流回路、9は分圧回路、5は誤差
検出手段、6は利得制御手段、7はコネクタ、8は同軸
線路で第1の実施例で説明したものと同様のものである
ので説明を省略する。2は方向性結合器で、例えば同図
のように電気的長さが1/4波長で互いに平行に配置さ
れた幅の異なるストリップ線路21および22と終端抵
抗器23から構成され、紙面向かって左側から右側へ伝
達される通過電力の一部を分岐したもの、即ち進行波電
力に比例した高周波出力を出力端子24に得る。そして
ストリップ線路22の幅を同21の幅よりも細く構成す
ることにより、出力端子24の出力インピーダンスを電
力増幅回路1の出力インピーダンスよりも高くすること
ができる。
FIG. 2 is a block diagram of a high frequency power amplifier according to another embodiment of the present invention, in which the primary and secondary windings are insulated from each other as described above. In FIG. 2, 1 is a power amplifier circuit, 4 is a rectifier circuit, 9 is a voltage divider circuit, 5 is an error detection means, 6 is a gain control means, 7 is a connector, and 8 is a coaxial line, which was explained in the first embodiment. Since it is the same as , the explanation will be omitted. Reference numeral 2 designates a directional coupler, for example, as shown in the figure, it is composed of strip lines 21 and 22 of different widths arranged in parallel with each other, each having an electrical length of 1/4 wavelength, and a terminating resistor 23. A branched part of the passing power transmitted from the left side to the right side, that is, a high frequency output proportional to the traveling wave power is obtained at the output terminal 24. By configuring the width of the strip line 22 to be narrower than the width of the strip line 21, the output impedance of the output terminal 24 can be made higher than the output impedance of the power amplifier circuit 1.

【0026】以上のように構成された本発明における高
周波電力増幅装置の実施例について、以下その動作を説
明する。
The operation of the embodiment of the high frequency power amplifier according to the present invention constructed as described above will be described below.

【0027】入力された高周波信号は、電力増幅回路1
で増幅され、方向性結合器2、同軸線路8およびコネク
タ7、さらに必要により他の同軸線路等を介して、例え
ばアンテナなどの負荷に供給される。このとき方向性結
合器2の出力端子24には、進行波電力に比例した出力
電力信号が現れる。そして出力端子24の出力インピー
ダンスは、従来例よりも高いので、図2における出力端
子24の出力インピーダンスをZo’、図4に示される
従来例における出力端子24の出力インピーダンスをZ
oとおけば、該出力電力信号は従来に比べて
The input high frequency signal is transmitted to the power amplifier circuit 1.
The signal is amplified and supplied to a load such as an antenna via the directional coupler 2, the coaxial line 8, the connector 7, and, if necessary, other coaxial lines. At this time, an output power signal proportional to the traveling wave power appears at the output terminal 24 of the directional coupler 2. Since the output impedance of the output terminal 24 is higher than that of the conventional example, the output impedance of the output terminal 24 in FIG. 2 is Zo', and the output impedance of the output terminal 24 in the conventional example shown in FIG.
o, the output power signal will be

【0028
0028
]

【数3】[Math 3]

【0029】だけ高い電圧となる。よって整流回路4の
出力端子43には、進行波電力、すなわち負荷で消費さ
れる電力に応じた直流電圧が現れ、かつ従来例の整流回
路4の出力電圧よりも高いものとなる。次に同直流電圧
は分圧回路9により分圧される。分圧された該直流電圧
は誤差検出手段5により出力電力指令信号と比較され、
両者の差に応じ、利得制御手段6を介して電力増幅回路
1の利得を制御する。そして、もし何らかの理由により
負荷に供給される高周波電力が変化すると、図1の実施
例と全く同様に負帰還ループを形成しているので出力電
力を一定に制御し、また所望の出力電力にも可変できる
。なお、分圧回路9の分圧比は、図1の実施例の説明と
全く同様に設定される。
The voltage becomes higher by . Therefore, at the output terminal 43 of the rectifier circuit 4, a traveling wave power, that is, a DC voltage corresponding to the power consumed by the load appears, and is higher than the output voltage of the rectifier circuit 4 of the conventional example. Next, the DC voltage is divided by a voltage dividing circuit 9. The divided DC voltage is compared with the output power command signal by the error detection means 5,
The gain of the power amplifier circuit 1 is controlled via the gain control means 6 according to the difference between the two. If the high frequency power supplied to the load changes for some reason, a negative feedback loop is formed just like the embodiment shown in Figure 1, so the output power is controlled to be constant and the desired output power is maintained. Can be changed. Note that the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit 9 is set in exactly the same manner as described in the embodiment of FIG.

【0030】本実施例の場合、第1の実施例よりも少な
い部品点数で回路を構成することができ、回路の小型化
が図れる。また変成器を用いないので、効率の良い変成
器が構成しにくい1GHz以上の周波数帯では極めて有
効である。
In the case of this embodiment, the circuit can be constructed with fewer parts than the first embodiment, and the circuit can be made smaller. Furthermore, since no transformer is used, it is extremely effective in frequency bands of 1 GHz or higher, where it is difficult to construct an efficient transformer.

【0031】また、比較的出力電力が小さい場合で、電
力増幅回路1が最大出力を発生させたときの整流回路4
の出力電圧が、誤差検出手段5の許容入力電圧以下であ
るならば、分圧回路9は省略してよい。
Furthermore, when the output power is relatively small and the power amplifier circuit 1 generates the maximum output, the rectifier circuit 4
If the output voltage is below the allowable input voltage of the error detection means 5, the voltage dividing circuit 9 may be omitted.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電力増幅
回路の出力に接続され、分岐手段によって分岐された信
号を昇圧する昇圧手段を設けたので、整流手段の順方向
電圧降下特性の温度変化による変動よりも十分高い状態
で整流を行なうことができるため、温度変化によるダイ
オードの順方向電圧降下の変化分が、相対的に小さくな
り、温度補償を行うことなく広い温度範囲にわたって出
力高周波電力を一定に精度よく維持することができる。
As described above, according to the present invention, since the boosting means is provided which is connected to the output of the power amplifier circuit and boosts the signal branched by the branching means, the forward voltage drop characteristic of the rectifying means can be improved. Since rectification can be performed in a state that is sufficiently higher than fluctuations caused by temperature changes, the change in forward voltage drop of the diode due to temperature changes is relatively small, and the output high frequency can be maintained over a wide temperature range without temperature compensation. Power can be maintained constant and accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例における高周波電力増幅装置
の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a high-frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例における高周波電力増幅装
置の構成図
FIG. 2 is a configuration diagram of a high frequency power amplifier according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例における高周波電力増幅装置の
整流回路の回路図
FIG. 3 is a circuit diagram of a rectifier circuit of a high frequency power amplifier according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来の高周波電力増幅装置の構成図[Figure 4] Configuration diagram of a conventional high-frequency power amplification device

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  電力増幅回路 2  方向性結合器 3  変成器 4  整流回路 5  誤差検出手段 6  利得制御手段 1 Power amplifier circuit 2 Directional coupler 3 Transformer 4 Rectifier circuit 5 Error detection means 6 Gain control means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】信号を増幅して空中線へ送り出す高周波電
力増幅手段と、前記高周波電力増幅手段から空中線へ送
り出される信号の一部を分岐する分岐手段と、前記分岐
手段によって分岐された信号を昇圧する昇圧手段と、前
記昇圧手段によって昇圧された信号を整流する整流手段
と、前記整流手段の出力に応じて前記高周波電力増幅手
段の増幅利得を制御する制御手段とを設けた高周波電力
増幅装置。
1. High frequency power amplifying means for amplifying a signal and sending it to the antenna, branching means for branching a part of the signal sent from the high frequency power amplifying means to the antenna, and boosting the signal branched by the branching means. A high-frequency power amplifying device comprising: a boosting means for boosting the voltage, a rectifying means for rectifying the signal boosted by the boosting means, and a control means for controlling the amplification gain of the high-frequency power amplifying means according to the output of the rectifying means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002064400A (en) * 2000-06-09 2002-02-28 Hitachi Metals Ltd High frequency switch module
JP5975555B1 (en) * 2015-12-08 2016-08-23 株式会社eNFC Transmission system, transmission apparatus, and transmission method

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