JPH05343935A - 電力増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力電力及び総合効率特性を悪化させること
なく、３次高調波を有効に抑圧すること。 【構成】 直流阻止用のコンデンサＣ３の出力端と基準
電位端との間に、トリマコンデンサＣ４を挿入すること
により、コイルＬ１、コンデンサＣ３，Ｃ４により構成
されるローパスフィルタにより高調波を抑圧するととも
に、トリマコンデンサＣ４の容量を調整することによ
り、出力電力と総合効率を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動車電話
や携帯電話で用いられる電力増幅器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、自動車電話や携帯電話に用いら
れる従来の電力増幅器の構成を示す回路図である。

【０００３】図において、１１は、増幅すべき信号が入
力される入力端子である。１２は、この入力端子１１か
ら入力された信号を増幅する増幅器本体である。１３
は、この増幅器本体１２と負荷（図示せず）との整合を
とる出力整合回路である。１４は、増幅器本体１２で増
幅された信号が供給される出力端子である。

【０００４】上記増幅器本体１２は、例えば、２つのガ
リュム・ひ素電界効果トランジスタＱ１，Ｑ２によって
２段構成の増幅器として構成されている。また、出力整
合回路１３は、コイルＬ１とコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ
３により構成されている。

【０００５】上記コイルＬ１は、例えば、マイクロスト
リップラインにより、ガラエポ基板上にパターンを形成
することにより形成されている。上記コンデンサＣ１，
Ｃ３は、容量が固定のチップコンデンサにより構成され
ている。上記コンデンサＣ２は、容量が可変のトリマコ
ンデンサにより構成され、その容量可変範囲は、例え
ば、１．５ｐＦ〜６ｐＦに設定されている。

【０００６】上記構成においては、トリマコンデンサＣ
２の容量を適宜調整することにより、電力増幅器の出力
電力及び総合効率を最良点に設定することができる。こ
れにより、出力電力及び総合効率特性のばらつきの少な
い電力増幅器を実現することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、３次高調波を有効に抑圧することができ
ないという問題があった。これは、出力整合回路１３が
電界効果トランジスタＱ２で発生した高調波を有効に抑
圧することができないからである。

【０００８】すなわち、電界効果トランジスタＱ２で発
生した高調波は、出力整合回路１３のコイルＬ１とトリ
マコンデンサＣ２により構成されるローパスフィルタに
より抑圧される。

【０００９】しかし、このローパスフィルタの高調波抑
圧能力はさほど高くない。したがって、２次高調波のよ
うに、もともと要求される出力レベルが低い場合は問題
ないが、３次高調波のように、要求される出力レベルが
高い場合は、その要求レベルを満たすことができない。

【００１０】具体的には、電力増幅器において、２次高
調波に要求される出力レベルは、通常、−２０ｄＢｃで
あり、３次高調波に要求される出力レベルは、通常、−
４０ｄＢｃである。

【００１１】しかし、従来の電力増幅器の高調波抑圧能
力は、通常、−３５ｄＢｃ〜３８ｄＢｃ程度である。し
たがって、従来の電力増幅器では、２次高調波は有効に
抑圧することができるが、３次高調波は有効に抑圧する
ことができない。

【００１２】そこで、この発明は、出力電力及び総合効
率特性を悪化させることなく、３次高調波を有効に抑圧
することができる電力増幅器を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、出力整合回路の出力点と基準電位端と
の間に、可変容量素子を挿入するように構成したもので
ある。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、出力整合回路に、可変容量
素子と、例えば、図２に示すようなコイルＬ１及びチッ
プコンデンサＣ３により構成されるローパスフィルタが
追加される。これにより、出力整合回路における高調波
抑圧能力が従来より高められるので、３次高調波を有効
に抑圧することができる。

【００１５】また、この可変容量素子の容量を適宜調整
することにより、電力増幅器の出力電力や総合効率も最
良点に設定することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照しながら、この発明の実施
例を詳細に説明する。

【００１７】図１は、この発明の一実施例の要部の構成
を示す回路図である。なお、図１において、先の図２と
同一部には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００１８】図１において、図２と異なる点は、出力整
合回路１３のコンデンサＣ２をトリマコンデンサからチ
ップコンデンサに変えた点と、直流阻止用のコンデンサ
Ｃ３の出力端と基準電位端との間に新たにトリマコンデ
ンサＣ４を挿入した点にある。

【００１９】ここで、出力整合回路１３の接続構成を説
明すると、コイルＬ１の一端は、電界効果トランジスタ
Ｑ２のドレインに接続され、他端は、直流阻止用のコン
デンサＣ３の一端に接続されている。この直流阻止用の
コンデンサＣ３の他端は、出力端子１４に接続されると
ともに、トリマコンデンサＣ４を介して基準電位端に接
続されている。コンデンサＣ１，Ｃ２の一端は、それぞ
れコイルＬ１に設けられたタップに接続され、他端は基
準電位端に接続されている。

【００２０】上記構成によれば、コイルＬ１とコンデン
サＣ２により構成されるローパスフィルタのほかに、新
たに、コイルＬ１と、コンデンサＣ３，Ｃ４により構成
されるローパスフィルタが追加される。

【００２１】これにより、出力整合回路１３における高
調波抑圧能力を従来より高めることができる。その結
果、電界効果トランジスタＱ２で発生した３次高調波を
有効に抑圧することができるので、電力増幅器における
３次高調波の出力レベルを、その要求レベル以下に抑え
ることができる。

【００２２】また、コンデンサＣ４がトリマコンデンサ
により構成されるので、このトリマコンデンサＣ４の容
量を適宜設定することにより、出力電力や総合効率特性
も最良点に設定することができる。

【００２３】図３は、出力整合回路１３における３次高
調波の伝送損失特性Ｘ１と、電力増幅器における３次高
調波の出力レベル特性Ｘ２及び出力電力特性Ｘ３を示す
特性図である。

【００２４】図において、横軸は、トリマコンデンサＣ
４の容量を示し、縦軸は伝送損失、３次高調波の出力レ
ベル、出力電力レベルを示す。なお、３次高調波の周波
数は２．５５ＧＨｚ（基本周波数８５０ＭＨｚ）として
いる。

【００２５】図示の如く、出力整合回路１３における３
次高調波の伝送損失は、トリマコンデンサＣ４の容量を
３．５ｐＦ〜６．０ｐＦの範囲に設定すると、３０ｄＢ
以上となる。この場合、電界効果トランジスタＱ２にお
ける３次高調波の出力レベルが−２０ｄＢｃ〜−２２ｄ
Ｂｃであることから、電力増幅器における３次高調波の
出力レベルは、図３に示す如く、−５０ｄＢ以下とな
る。

【００２６】したがって、トリマコンデンサＣ４の容量
を３．５ｐＦ〜６．０ｐＦの範囲に設定することによ
り、電力増幅器における３次高調波の出力レベルを有効
に抑圧することができる。

【００２７】一方、電力増幅器の出力電力を３１ｄＢｍ
以上という良好な値に設定するのに必要なトリマコンデ
ンサＣ４の容量可変範囲は、２．５ｐＦ〜５．０ｐＦで
ある。したがって、３次高調波を有効に抑圧し、かつ、
出力電力を最良点に設定するためには、トリマコンデン
サＣ４の容量可変範囲を、両者の重複範囲、つまり、
３．５〜５．０ｐＦに設定すればよい。

【００２８】なお、容量可変範囲をこのように小さな範
囲に設定することができることにより、電力増幅器の総
合効率を容易に最良点に設定することができる。

【００２９】すなわち、トリマコンデンサＣ４は、一般
に、容量調整軸を１８０°あるいは３６０°の範囲で回
転させることにより、目的の容量を設定するようになっ
ている。

【００３０】したがって、トリマコンデンサＣ４の容量
可変範囲を小さくすれば、図４に示すように、容量調整
軸の回転角度の変化に対する電界効果トランジスタＱ２
のドレイン電流Ｉd2の変化を鈍くすることができる。

【００３１】これにより、容量可変範囲を小さくする
と、総合効率の調整が容易となり、これを簡単に最良点
に設定することができる。その結果、電力増幅器を量産
する場合であっても、ばらつきの少ない良好な総合効率
をもつ電力増幅器を得ることができる。

【００３２】図５、図６は、それぞれ従来の出力整合回
路１３とこの実施例の出力整合回路１３の伝送特性を示
す特性図である。なお、図６は、トリマコンデンサＣ４
の容量を３．５ｐＦとした場合を伝送特性を示す。

【００３３】図５に示す如く、従来の出力整合回路にお
ける３次高調波（２．５５ＧＨｚ）の伝送損失は１９ｄ
Ｂであるのに対し、この実施例では、図６に示す如く、
３５ｄＢとなり、３次高調波特性が改善されることがわ
かる。

【００３４】以上この発明の一実施例を詳細に説明した
が、この発明はこのような実施例に限定されるものでは
ない。

【００３５】例えば、先の実施例では、可変容量素子と
してトリマコンデンサを用いる場合を説明したが、容量
を適宜調整することができるものであれば、これ以外の
容量素子を用いてもよい。

【００３６】このほかにも、この発明は、その要旨を逸
脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論であ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
出力電力及び総合効率特性を悪化させることなく、３次
高調波を有効に抑圧することができる電力増幅器を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示す回路図であ
る。

【図２】従来の電力増幅器の構成を示す回路図である。

【図３】トリマコンデンサの容量に対する伝送特性、高
調波特性、出力電力特性を示す特性図である。

【図４】トリマコンデンサの回転角度に対する電界効果
トランジスタのドレイン電流の変化を示す特性図であ
る。

【図５】従来の出力整合回路の伝送特性を示す特性図で
ある。

【図６】一実施例の出力整合回路の伝送特性を示す特性
図である。

【符号の説明】

１１…入力端子、１２…増幅器本体、１３…出力整合回
路、１４…出力端子、Ｌ１…コイル、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３
…チップコンデンサ、Ｃ４…トリマコンデンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅器本体と負荷との整合をとる出力整
   合回路の出力点と基準電位端との間に可変容量素子を挿
   入するように構成されていることを特徴とする電力増幅
   器。