JPWO2011048893A1 - ドハティ増幅器用合成器 - Google Patents
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Abstract
Description
Zc=Z22/Zo
となる。
Zi1=Z12/Zc(低パワー時)
Zi2=無限大(低パワー時)
となる。
Zi1=Z12/2Zc(高パワー時)
Zi2=2Zc(高パワー時)
となる。
Z12/2Zc=2Zc
となり、その結果、
Z1=2Zc
となる。
従って、2ZcをKとしたとき、以下の表1のような関係となる。
Z2=√(50×(K/2))
であり、第3λ/4線路34Cの特性インピーダンスZ3は、第1モニタ端子36a及び終端抵抗Reのインピーダンスが共に50オームであるから、同じく50オームとなる。すなわち、インピーダンスは、以下の表2のような関係となる。
比較例1、実施例1〜実施例3について、それぞれの出力特性を確認した。
図39に示すように、信号分配器20、キャリア側インピーダンス整合部22、ピーク側インピーダンス整合部24、キャリア増幅器12及びピーク増幅器14を有する通常のドハティ増幅器16の出力に、比較例1に係る合成器200を接続し、さらに、合成器200の出力に、特性インピーダンスが50オームのマイクロストリップ線路202(1cm)を介して30dBの方向性結合器204を接続した。すなわち、回路基板上に、ドハティ増幅器16と、比較例1に係る合成器200と、マイクロストリップ線路202と、方向性結合器204とを実装した。比較例1に係る合成器200は、誘電体基板42内に第1λ/4線路34Aと、合成点32と、第2λ/4線路34Bとを形成してチップ化した。
回路基板上に、通常のドハティ増幅器16と、図23及び図24に示す第9合成器10Iとを実装し、第9合成器10Iのキャリア側入力端子26にキャリア増幅器12を接続し、ピーク側入力端子28にピーク増幅器14を接続した。
回路基板上に、通常のドハティ増幅器16と、図1〜図3に示す第1合成器10Aとを実装し、第1合成器10Aのキャリア側入力端子26にキャリア増幅器12を接続し、ピーク側入力端子28にピーク増幅器14を接続した。
回路基板上に、通常のドハティ増幅器16と、図14及び図15に示す第4合成器10Dとを実装し、第4合成器10Dのキャリア側入力端子26にキャリア増幅器12を接続し、ピーク側入力端子28にピーク増幅器14を接続した。
比較例2、実施例11及び実施例12について、それぞれの出力特性を確認した。
図40に示すように、信号分配器20、キャリア側インピーダンス整合部22、ピーク側インピーダンス整合部24、キャリア増幅器12及びピーク増幅器14を有する通常のドハティ増幅器16の出力に、比較例2に係る合成器200を接続した。すなわち、回路基板上に、ドハティ増幅器16と、比較例2に係る合成器200とを実装した。比較例2に係る合成器200は、誘電体基板42内に第1λ/4線路34Aと、合成点32と、第2λ/4線路34Bとを形成してチップ化した。
回路基板上に、通常のドハティ増幅器16と、図25及び図26に示す第10合成器10Jとを実装し、第10合成器10Jのキャリア側入力端子26にキャリア増幅器12を接続し、ピーク側入力端子28にピーク増幅器14を接続した。そして、第4モニタ端子36dに接続された第4モニタ回路50dからの出力を、キャリア増幅器12のゲートバイアス電圧を制御するための第1制御器74aに入力し、キャリア増幅器12からのキャリア信号の振幅レベルに基づいてキャリア増幅器12のゲートバイアス電圧を制御可能とした。
回路基板上に、通常のドハティ増幅器16と、図29及び図30に示す第12合成器10Lとを実装し、第12合成器10Lのキャリア側入力端子26にキャリア増幅器12を接続し、ピーク側入力端子28にピーク増幅器14を接続した。そして、第4モニタ端子36dに接続された第4モニタ回路50dからの出力を、キャリア増幅器12のゲートバイアス電圧を制御するための第1制御器74aに入力し、さらに、第5モニタ端子36eに接続された第5モニタ回路50eからの出力を、ピーク増幅器14のゲートバイアス電圧を制御するための第2制御器74bに入力し、キャリア増幅器12からのキャリア信号の振幅レベルに基づいてキャリア増幅器12のゲートバイアス電圧を制御可能とすると共に、ピーク増幅器14からのピーク信号の振幅レベルに基づいてピーク増幅器14のゲートバイアス電圧を制御可能とした。
Claims (38)
- キャリア増幅器(12)とピーク増幅器(14)とを有するドハティ増幅器(16)の出力に接続され、前記キャリア増幅器(12)からの出力と前記ピーク増幅器(14)からの出力とを合成するドハティ増幅器用合成器であって、
前記キャリア増幅器(12)からの出力が入力される第1入力端子(26)と、
前記ピーク増幅器(14)からの出力が入力される第2入力端子(28)と、
前記キャリア増幅器(12)からの出力と前記ピーク増幅器(14)からの出力とを合成した信号が出力される出力端子(30)と、
前記キャリア増幅器(12)からの出力と前記ピーク増幅器(14)からの出力との合成点(32)と、
前記第1入力端子(26)と前記合成点(32)との間に接続された第1λ/4線路(34A)と、
前記合成点(32)と前記出力端子(30)との間に接続された第2λ/4線路(34B)と、
前記第1入力端子(26)から前記合成点(32)にかけて流れる信号、前記第2入力端子(28)から前記合成点(32)にかけて流れる信号及び前記合成点(32)から前記出力端子(30)にかけて流れる信号のうち、1以上の信号をモニタする信号モニタ手段とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、方向性結合器(40A又は40B)を備え、
前記方向性結合器(40A又は40B)は、
前記第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)のうち、モニタ対象のλ/4線路と電磁結合する第3λ/4線路(34C)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項2記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3λ/4線路(34C)の一端にモニタ端子(36a又は36b)が接続され、前記第3λ/4線路(34C)の他端に終端抵抗(Re)が接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項3記載のドハティ増幅器用合成器において、
複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板(42)を有し、
前記第1入力端子(26)、前記第2入力端子(28)、前記出力端子(30)及び前記モニタ端子(36a又は36b)が前記誘電体基板(42)の表面に形成され、
前記第1λ/4線路(34A)、前記第2λ/4線路(34B)及び前記第3λ/4線路(34C)が前記誘電体基板(42)内に形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項4記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)内に、前記第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)のうち、前記モニタ対象のλ/4線路、並びに前記第3λ/4線路(34C)と、前記第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)のうち、前記モニタ対象外のλ/4線路との間に形成された内層シールド電極(48)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項2記載のドハティ増幅器用合成器において、
さらに、前記第3λ/4線路(34C)に接続され、且つ、該第3λ/4線路(34C)の特性インピーダンスを前記モニタ対象のλ/4線路の特性インピーダンスと整合させるための第4λ/4線路(34D)とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項6記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記モニタ対象のλ/4線路、前記第3λ/4線路(34C)及び前記第4λ/4線路(34D)の各特性インピーダンスが共に同じであることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項2〜7のいずれか1項に記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3λ/4線路(34C)は、前記第2λ/4線路(34B)と電磁結合されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項2〜7のいずれか1項に記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3λ/4線路(34C)は、前記第1λ/4線路(34A)と電磁結合されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項6記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3λ/4線路(34C)の一端に前記第4λ/4線路(34D)の一端が接続され、前記第3λ/4線路(34C)の他端に終端抵抗(Re)が接続され、
前記第4λ/4線路(34D)の他端にモニタ端子(36a又は36b)が接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項6記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3λ/4線路(34C)の一端に前記第4λ/4線路(34D)の一端が接続され、前記第3λ/4線路(34C)の他端にモニタ端子(36a又は36b)が接続され、
前記第4λ/4線路(34D)の他端に終端抵抗(Re)が接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項10又は11記載のドハティ増幅器用合成器において、
複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板(42)を有し、
前記第1入力端子(26)、前記第2入力端子(28)、前記出力端子(30)及び前記モニタ端子(36a又は36b)が前記誘電体基板(42)の表面に形成され、
前記第1λ/4線路(34A)、前記第2λ/4線路(34B)、前記第3λ/4線路(34C)及び前記第4λ/4線路(34D)が前記誘電体基板(42)内に形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項12記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)内に、前記第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)のうち、前記モニタ対象のλ/4線路並びに前記第3λ/4線路(34C)と、前記第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)のうち、前記モニタ対象外のλ/4線路との間に形成された第1内層シールド電極(48a)と、
前記誘電体基板(42)内に、前記モニタ対象のλ/4線路と、前記第4λ/4線路(34D)との間に形成された第2内層シールド電極(48b)とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項12又は13記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3λ/4線路(34C)と前記第4λ/4線路(34D)とがビアホール(72)を介して接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項3又は10記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記モニタ端子(36a又は36b)に、前記方向性結合器(40A又は40B)の出力をモニタするためのモニタ回路(50a又は50b)が接続され、
前記モニタ回路(50a又は50b)は、ダイオード(Da)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、方向性結合器(40C)を備え、
前記方向性結合器(40C)は、
前記第2λ/4線路(34B)と前記出力端子(30)との間に接続された第5λ/4線路(34E)と、
前記第5λ/4線路(34E)と電磁結合する第6λ/4線路(34F)とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項16記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第6λ/4線路(34F)の一端にモニタ端子(36c)が接続され、前記第6λ/4線路(34F)の他端に終端抵抗(Re)が接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項17記載のドハティ増幅器用合成器において、
複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板(42)を有し、
前記第1入力端子(26)、前記第2入力端子(28)、前記出力端子(30)及び前記モニタ端子(36c)が前記誘電体基板(42)の表面に形成され、
前記第1λ/4線路(34A)、前記第2λ/4線路(34B)、前記第5λ/4線路(34E)及び前記第6λ/4線路(34F)が前記誘電体基板(42)内に形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項18記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)内に、前記第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)と、前記第5λ/4線路(34E)及び前記第6λ/4線路(34F)との間に形成された内層シールド電極(48)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、
前記キャリア増幅器(12)からのキャリア信号の振幅情報を出力するための第1モニタ端子(36d)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項20記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、
前記第1入力端子(26)と前記第1λ/4線路(34A)との間の第1線路(76a)に平行して配置され、前記第1線路(76a)と電磁気的に結合された第1モニタ線路(78a)を有し、
前記第1モニタ線路(78a)は前記第1モニタ端子(36d)に接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項20又は21記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第1モニタ端子(36d)に、前記第1モニタ線路(78a)の出力をモニタするための第1モニタ回路(50d)が接続され、
前記第1モニタ回路(50d)は、ダイオード(Da)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、
前記ピーク増幅器(14)からのピーク信号の振幅情報を出力するための第2モニタ端子(36e)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項23記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、
前記第2入力端子(28)と前記第1λ/4線路(34A)との間の第2線路(76b)に平行して配置され、前記第2線路(76b)と電磁気的に結合された第2モニタ線路(78b)を有し、
前記第2モニタ線路(78b)は前記第2モニタ端子(36e)に接続されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項23又は24記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第2モニタ端子(36e)に、前記第2モニタ線路(78b)の出力をモニタするための第2モニタ回路(50e)が接続され、
前記第2モニタ回路(50e)は、ダイオード(Da)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、
前記キャリア増幅器(12)からのキャリア信号の振幅情報を出力するための第1モニタ端子(36d)と、
前記第1入力端子(26)と前記第1λ/4線路(34A)との間の第1線路(76a)に平行して配置され、且つ、前記第1線路(76a)と電磁気的に結合され、前記第1モニタ端子(36d)に接続された第1モニタ線路(78a)と、
前記ピーク増幅器(14)からのピーク信号の振幅情報を出力するための第2モニタ端子(36e)と、
前記第2入力端子(28)と前記第1λ/4線路(34A)との間の第2線路(76b)に平行して配置され、且つ、前記第2線路(76b)と電磁気的に結合され、前記第2モニタ端子(36e)に接続された第2モニタ線路(78b)とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項26記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第1モニタ端子(36d)に、前記第1モニタ線路(78a)の出力をモニタするための第1モニタ回路(50d)が接続され、
前記第2モニタ端子(36e)に、前記第2モニタ線路(78b)の出力をモニタするための第2モニタ回路(50e)が接続され、
前記第1モニタ回路(50d)及び前記第2モニタ回路(50e)は、それぞれダイオード(Da)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記信号モニタ手段は、
前記ドハティ増幅器(16)の出力信号の振幅情報を出力するための第3モニタ端子(36f)と、
前記出力端子(30)と前記第2λ/4線路(34B)との間の第3線路(76c)に平行して配置され、且つ、前記第3線路(76c)と電磁気的に結合され、前記第3モニタ端子(36f)に接続された第3モニタ線路(78c)とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項28記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第3モニタ端子(36f)に、前記第3モニタ線路(78c)の出力をモニタするための第3モニタ回路(50f)が接続され、
前記第3モニタ回路(50f)は、ダイオード(Da)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項1〜29のいずれか1項に記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記第1入力端子(26)と前記第1λ/4線路(34A)とが容量結合され、
前記第2入力端子(28)と前記第1λ/4線路(34A)とが容量結合されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 複数のキャリア増幅器(12)と1つのピーク増幅器(14)とを有するドハティ増幅器(16)の出力に接続され、前記複数のキャリア増幅器(12)からの各出力と前記ピーク増幅器(14)からの出力とを合成するドハティ増幅器用合成器であって、
前記複数のキャリア増幅器(12)からの出力が入力される複数の第1入力端子(26)と、
前記ピーク増幅器(14)からの出力が入力される1つの第2入力端子(28)と、
前記複数のキャリア増幅器(12)からの各出力と前記ピーク増幅器(14)からの出力とを合成した信号が出力される1つの出力端子(30)と、
前記複数のキャリア増幅器(12)からの出力と前記ピーク増幅器(14)からの出力との合成点(32)と、
前記複数の第1入力端子(26)と前記合成点(32)との間にそれぞれ接続された複数の第1λ/4線路(34A)と、
前記合成点(32)と前記出力端子(30)との間に接続された第2λ/4線路(34B)と、
前記複数の第1入力端子(26)から前記合成点(32)にかけてそれぞれ流れる信号、前記第2入力端子(28)から前記合成点(32)にかけて流れる信号及び前記合成点(32)から前記出力端子(30)にかけて流れる信号のうち、1以上の信号をモニタする信号モニタ手段とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項31記載のドハティ増幅器用合成器において、
複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板(42)を有し、
前記複数の第1入力端子(26)、前記第2入力端子(28)及び前記出力端子(30)が前記誘電体基板の表面に形成され、
前記複数の第1λ/4線路(34A)及び前記第2λ/4線路(34B)が前記誘電体基板内に形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項32記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)内のうち、前記複数の第1λ/4線路(34A)間、並びに、前記複数の第1λ/4線路(34A)と前記第2λ/4線路(34B)間にそれぞれ内層シールド電極(48)が形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 第1キャリア増幅器(12A)と第1ピーク増幅器(14A)とを有する第1ドハティ増幅器(16A)の出力に接続され、前記第1キャリア増幅器(12A)からの出力と前記第1ピーク増幅器(14A)からの出力とを合成する第1合成部(86A)と、
第2キャリア増幅器(12B)と第2ピーク増幅器(14B)とを有する第2ドハティ増幅器(16B)の出力に接続され、前記第2キャリア増幅器(12B)からの出力と前記第2ピーク増幅器(14B)からの出力とを合成する第2合成部(86B)と、
前記第1合成部(86A)の出力に接続される第7λ/4線路(34G)と、前記第2合成部(86B)の出力に接続される第8λ/4線路(34H)とから構成される方向性結合器(40D)とを有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項34記載のドハティ増幅器用合成器において、
複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板(42)を有し、
前記第1合成部(86A)、前記第2合成部(86B)及び前記方向性結合器(40D)が前記誘電体基板(42)内に形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項35記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)内のうち、前記第1合成部(86A)、前記第2合成部(86B)及び前記方向性結合器(40D)間にそれぞれ内層シールド電極(48)が形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項4、5、12、13、18、19、32、33、35又は36記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)のうち、回路基板が設置される面の反対面に設けられた複数の溝(90)を有することを特徴とするドハティ増幅器用合成器。 - 請求項4、5、12、13、18、19、32、33、35又は36記載のドハティ増幅器用合成器において、
前記誘電体基板(42)にサーマルビア(92)が形成されていることを特徴とするドハティ増幅器用合成器。
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