JPWO2018109930A1 - Doherty amplifier - Google Patents
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Abstract
【課題】高い飽和出力電力性能を有するとともに、線形動作時に良好な電力効率性能を有するドハティ増幅器を得る。【解決手段】バランを用いて構成される直列負荷接続形のドハティ増幅器において、キャリア増幅器100は、インピーダンス変換回路201を介して合成回路200の一方の平衡端子T2に接続され、ピーク増幅器101は、合成回路200の他方の平衡端子T3に接続されており、合成回路200の不平衡端子T1から合成された出力信号が出力される。A Doherty amplifier having high saturated output power performance and good power efficiency performance in linear operation is obtained. In a series-connected doherty amplifier configured using a balun, a carrier amplifier is connected to one balanced terminal T2 of a synthesis circuit via an impedance conversion circuit, and a peak amplifier is: The other balanced terminal T3 of the combining circuit 200 is connected, and the combined output signal is output from the unbalanced terminal T1 of the combining circuit 200.
Description
本発明は、無線通信の送信機に用いられ、高い飽和出力電力性能を有するとともに、線形動作時に良好な電力効率性能を有するドハティ増幅器に関する。 The present invention relates to a Doherty amplifier for use in transmitters of wireless communication, having high saturated output power performance and good power efficiency performance during linear operation.
高速な無線通信の通信信号は、PAPR(Peak to Average Power Ratio : ピーク対平均電力比)が大きく、送信機に用いる電力増幅器は飽和出力電力より小さい平均電力で動作する。したがって、送信機の消費電力を抑えるためには平均電力における効率が高い電力増幅器が必要である。そのような電力増幅器としてドハティが提案したドハティ増幅器が有力である(例えば、非特許文献1参照)。
電力増幅器の出力電力が大きくなると、それに用いるトランジスタのサイズが大きくなり、トランジスタの出力インピーダンスが小さくなる。したがって、出力電力が大きな電力増幅器では、トランジスタの整合回路は高いインピーダンス変換比が必要となるため、狭帯域性能となることや整合回路の損失が増大するなどの課題がある。このため、大電力動作時にも狭帯域性能となることや整合回路の損失が増大するなどの問題が小さい、高性能なドハティ増幅器が望まれる。
また、電力増幅器にバランを適用することが知られている(例えば、特許文献1参照)。A communication signal for high-speed wireless communication has a high PAPR (Peak to Average Power Ratio), and a power amplifier used for a transmitter operates with an average power smaller than a saturated output power. Therefore, to reduce the power consumption of the transmitter, a power amplifier with high efficiency at average power is required. A Doherty amplifier proposed by Doherty as such a power amplifier is effective (see, for example, Non-Patent Document 1).
As the output power of the power amplifier increases, the size of the transistor used therein increases and the output impedance of the transistor decreases. Therefore, in a power amplifier having a large output power, the matching circuit of the transistor requires a high impedance conversion ratio, which causes problems such as narrow band performance and an increase in loss of the matching circuit. For this reason, a high-performance Doherty amplifier is desired which has small problems such as narrow band performance and increased matching circuit loss even at high power operation.
Also, it is known to apply a balun to a power amplifier (see, for example, Patent Document 1).
図18〜図20は、ドハティが提案した従来のドハティ増幅器の回路図を示す(例えば、非特許文献1参照)。ドハティ増幅器は、AB〜B級動作するキャリア増幅器100とC級動作するピーク増幅器101とを組み合わせて構成することにより、信号レベルの低い線形動作時にも高効率な性能を得るものである。このドハティ増幅器には、図18に示す並列負荷接続形と図19または図20に示すバラン102、103と組み合わせて構成される直列負荷接続形の2つの構成が提案されている。なお、図18に示すドハティ増幅器の回路においては、入力側に分配器206が設けられており、また線路には、λ/4線路20a、20b並びに位相調整線路105が設けられている。
18 to 20 show circuit diagrams of conventional Doherty amplifiers proposed by Doherty (see, for example, Non-Patent Document 1). The Doherty amplifier is configured by combining the
ここで,並列負荷接続形の構成は,一般に,直列負荷接続形の構成に比べ,キャリア増幅器100やピーク増幅器101の出力整合を行う際のインピーダンス変換比が大きくなり、その結果出力整合回路の構成が難しくなり、狭帯域性能となることや整合回路の損失が増大するなどの課題がある。
Here, in the parallel load connection type configuration, the impedance conversion ratio at the time of performing output matching of the
並列負荷接続形の構成におけるこの課題を解決するために、整合回路のインピーダンス変換比がこれに比べて小さくなる直列負荷接続形の構成を用いることができる。ドハティは初め、図19に示すように構成された直列負荷接続形のドハティ増幅器を提案した。図19の直列負荷接続形の回路構成では、ピーク増幅器101のトランジスタ(当時は真空管)は、線形動作時の出力インピーダンスが短絡となることを前提として動作するものである。しかしながら、実際のピーク増幅器101のトランジスタは、線形動作時の出力インピーダンスが短絡とならず、むしろ開放となる。そこで、図20のように線形動作時のピーク増幅器101の出力側に開放を短絡に変換するインピーダンス変換回路104を装荷する構成とすることで、この問題を解決できるとしている。なお、図20の構成では、インピーダンス変換回路104を設けたことに伴い,キャリア増幅器100の入力側に位相調整線路105が設けられている。
In order to solve this problem in the parallel load connection configuration, it is possible to use a series load connection configuration in which the impedance transformation ratio of the matching circuit is smaller than this. Doherty first proposed a series load connected Doherty amplifier configured as shown in FIG. In the series load connection type circuit configuration of FIG. 19, the transistor of the peak amplifier 101 (vacuum tube at that time) operates on the premise that the output impedance in the linear operation becomes short circuit. However, in the transistor of the
しかし,図20の構成では,キャリア増幅器100から出力負荷側を見込むインピーダンス条件が線形動作時と飽和動作時に最適となるようにするのに、ピーク増幅器101の出力側に設けたインピーダンス変換回路104を用いて実現する必要がある。このため、キャリア増幅器100に対する最適な負荷インピーダンス条件を実現するのに直接的でなく、この結果、最適なインピーダンス条件を得ることが難しくなる問題がある。
However, in the configuration of FIG. 20, the
本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、線形動作時にも良好な電力効率を実現できるドハティ増幅器を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a Doherty amplifier that can achieve good power efficiency even in linear operation.
本発明は、ドハティ増幅器において、入力信号を互いに位相差を有する第1入力信号および第2入力信号に分配する分配回路と、第1入力信号を増幅するキャリア増幅器と、第2入力信号を増幅するとともに線形動作となる小信号動作時においては出力インピーダンスが開放となるピーク増幅器と、キャリア増幅器の出力側に接続されたインピーダンス変換回路と、キャリア増幅器で増幅されインピーダンス変換回路を介して出力される第1出力信号とピーク増幅器で増幅され出力される第2出力信号とを合成する、バランで構成される合成回路とを備え、キャリア増幅器はインピーダンス変換回路を介して合成回路の一方の平衡端子に接続され、ピーク増幅器は合成回路の他方の平衡端子に接続されており、合成回路の不平衡端子から合成された出力信号が出力される。 According to the present invention, in a Doherty amplifier, a distribution circuit for dividing an input signal into a first input signal and a second input signal having a phase difference from each other, a carrier amplifier for amplifying the first input signal, and a second input signal. The peak amplifier whose output impedance is open at the time of small-signal operation where the linear operation is also performed, the impedance conversion circuit connected to the output side of the carrier amplifier, and the carrier amplifier amplifies and outputs through the impedance conversion circuit A carrier circuit is connected to one balanced terminal of the synthesis circuit via an impedance conversion circuit, including a synthesis circuit composed of a balun that synthesizes one output signal and a second output signal amplified and output by the peak amplifier. Peak amplifier is connected to the other balanced terminal of the combining circuit, and Output signal is output.
本発明によれば、線形動作時にも良好な電力効率を実現できるドハティ増幅器を提供でき、これにより無線送信機の低消費電力化が可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a Doherty amplifier capable of achieving good power efficiency even during linear operation, which makes it possible to reduce the power consumption of a wireless transmitter.
以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して詳述する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1におけるドハティ増幅器の構成を示す回路図である。このドハティ増幅器は、入力信号S1を互いに適切な位相差θdを有する第1入力信号S2および第2入力信号S3に分配する分配回路202と、第1入力信号S2を増幅するキャリア増幅器100と、第2入力信号S3を増幅するとともに小信号動作時においては出力インピーダンスが開放となるピーク増幅器101と、キャリア増幅器100の出力側に接続されるインピーダンス変換回路201と、キャリア増幅器100で増幅されインピーダンス変換回路201を介して出力される第1出力信号S4とピーク増幅器101で増幅され出力される第2出力信号S5とを合成する合成回路200で構成されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a Doherty amplifier according to a first embodiment of the present invention. The Doherty amplifier includes a
図2は実施の形態1の合成回路200の詳細構成を示す回路図である。この合成回路200は、基本波周波数f0に対して1/4波長の長さを有し、性能が同等である、第1結合伝送線路300および第2結合伝送線路310を用いて構成されたバランである。第1結合伝送線路300は、互いに平行に近接して配置された第1伝送線路301および第2伝送線路302で構成されている。第1伝送線路301は、第1端子p1および第2端子p2を有し、第2伝送線路302は、第1端子p1に対向して第4端子p4および第2端子p2に対向して第3端子p3を有している。第2結合伝送線路310は、互いに平行に近接して配置された第3伝送線路311および第4伝送線路312で構成されている。第3伝送線路311は、第5端子p5および第6端子p6を有し、第4伝送線路312は、第5端子p5に対向して第8端子p8および第6端子p6に対向して第7端子p7を有している。第2端子p2と第5端子p5と第6端子p6はグランドに短絡され、第4端子p4と第7端子p7は互いに接続されている。第1端子p1はグランドとの間に不平衡端子T1を成し、第3端子p3と第8端子p8はそれぞれ、互いに逆相となる平衡端子T2、T3を成している。このようなバランに相当するものとしては、例えば特許文献1記載のものがある。FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
キャリア増幅器100の出力側はインピーダンス変換回路201を介して合成回路200の一方の平衡端子T2に接続され、ピーク増幅器101の出力側は合成回路200の他の一方の平衡端子T3に接続されている。合成回路200で合成された第1出力信号S4と第2出力信号S5の合成出力信号は不平衡端子T1から出力される。
The output side of the
次に動作を説明する。
図2に示した合成回路200は、第1結合伝送線路300および第2結合伝送線路310の偶モード特性インピーダンスZoeおよび奇モード特性インピーダンスZooは、不平衡端子T1に接続される出力負荷のインピーダンスZsならびに、平衡端子T2およびT3に接続される負荷のインピーダンスZLに対して次式(1)の関係式を満足するようにあらかじめ設計されている。
なお、以下では、説明をわかりやすくするため、負荷のインピーダンスZs、ZLは実数であるとし、さらに、ZL=Rであるとする。Next, the operation will be described.
In the
In the following, in order to make the description easy to understand, it is assumed that the load impedances Z s and Z L are real numbers, and further that Z L = R.
飽和動作(大信号動作)時には、キャリア増幅器100とピーク増幅器101は通常のプッシュプル増幅器と同様の動作をし、平衡端子T2と平衡端子T3は互いに逆相で動作する平衡端子として動作する。この結果、飽和動作時に平衡端子T2と平衡端子T3から合成回路200を見込んだインピーダンスZ2、Z3は、整合時に次式(2)で与えられる。In the saturation operation (large signal operation), the
次に、図3のように一方の平衡端子T3を開放とした場合(これは、ピーク増幅器101の出力インピーダンスZoutが線形動作となる小信号動作時に開放となることに対応する)、他の一方の平衡端子T2から合成回路200を見込んだインピーダンスZ2に対して次式(3)の関係式が成り立つ。Next, when one balanced terminal T3 is opened as shown in FIG. 3 (this corresponds to the fact that the output impedance Z out of the
したがって、線形動作(小信号動作)時のインピーダンスZ2は、式(1)〜式(3)より、次式(4)で与えられる。Therefore, the impedance Z 2 when linear operation (small signal operation), the formula (1) to equation (3), is given by the following equation (4).
以上より、平衡端子T3を開放として、平衡端子T2から合成回路200を見込んだインピーダンスZ2は、平衡端子T2と平衡端子T3が互いに逆相で動作する平衡端子として動作する場合の、平衡端子T2から合成回路200を見込んだインピーダンスZ2の1/2倍となる。したがって、図1に示した本発明のドハティ増幅器は、合成回路200のバランを用いることによって、ピーク増幅器101の出力インピーダンスZoutが開放となる線形動作時には、キャリア増幅器100側から合成回路200側を見込んだインピーダンスZ2はZ2=R/2となり、キャリア増幅器100とピーク増幅器101とが平衡動作する飽和動作時には、インピーダンスZ2、Z3は、Z2=Z3=Rとなる。From the above, as an open balanced terminal T3, the impedance Z 2 in anticipation of the combining
一般に、増幅器ではトランジスタから負荷側を見込む負荷インピーダンスZ1の値が大きくなるほど効率は高くなり、逆に、負荷インピーダンスZ1の値が小さくなるほど出力電力は高くなる。このため、高い効率が望まれる線形動作時には負荷インピーダンスZ1の値が大きくなり、大きな出力電力が望まれる飽和動作時には負荷インピーダンスZ1の値が小さくなるように電力レベルに応じて負荷インピーダンスを制御する必要がある。このようなインピーダンス条件を実現するため、キャリア増幅器100と合成回路200の間にインピーダンス変換回路201が設けられる。In general, the amplifier in high efficiency as the value of the load impedance Z 1 looking into the load side from the transistor is increased, conversely, as the output power value of the load impedance Z 1 becomes small becomes high. Therefore, high efficiency is the value of the load impedance Z 1 is increased at the time of linear operation desired, during saturation operation a large output power is desired controlling the load impedance in accordance with the power level so that the value of the load impedance Z 1 is reduced There is a need to. In order to realize such an impedance condition, an
ここでは、インピーダンス変換回路201により、キャリア増幅器100から負荷側を見込む負荷インピーダンスZ1が、線形動作時にはZ1=2Rに、さらに、飽和動作時にはZ1=Rにインピーダンス変換される。このようなインピーダンス変換は伝送線路やインダクタLとキャパシタCを組み合わせた回路を用いることで実現可能である。Here, the
なお、インピーダンス変換回路201による位相遅延θtを含んで、第1出力信号S4と第2出力信号S5とが平衡端子T2と平衡端子T3で逆位相となるようにするため、分配回路202からの第1入力信号S2と第2入力信号S3との間の位相差θdは基本波周波数f0において次式(5)を満足するように与えられる。Incidentally, including the phase delay theta t due to the
図4〜図6に分配回路202の種々の構成例を示している。図4に示す分配回路は、逆相分配するバラン400と位相調整線路401とを組み合わせて構成するものである。図5に示す分配回路は、ウイルソンカプラなどの同相分配器402と位相調整線路403とを組み合わせて構成するものである。図6に示す分配回路は、90°ハイブリッド回路404を用いて構成するものである。
4 to 6 show various configuration examples of the
一方、キャリア増幅器100とピーク増幅器101の最大電圧振幅をVmaxとすると、飽和動作時のキャリア増幅器100とピーク増幅器101の出力電力はそれぞれ、Vmax 2/Rとなり、合成回路200で合成された最大出力電力はPsat=Vmax 2/R+Vmax 2/R=2Vmax 2/Rとなる。一方、キャリア増幅器100のみが動作している線形動作時の出力電力(出力電力の最大値)はPout=Vmax 2/(2R)となり、飽和動作時の出力電力Psatの1/4倍(−6dB)となる。On the other hand, when the maximum voltage amplitude of the
図7は本発明の実施の形態1によるドハティ増幅器の飽和出力電力からのバックオフ量に対するドレイン効率を示しており、以上の理由により、図7のように線形動作時にも高効率な性能となるドハティ増幅器として動作する。 FIG. 7 shows the drain efficiency with respect to the back-off amount from the saturated output power of the Doherty amplifier according to the first embodiment of the present invention, and for the above reasons, high efficiency performance is obtained even in linear operation as shown in FIG. Operate as a Doherty amplifier.
以上から、図1に示す本発明の実施の形態1の直列負荷接続形のドハティ増幅器では、図20に示す従来の直列負荷接続形のドハティ増幅器と異なり、線形動作時に合成回路200からピーク増幅器101側を見込んだインピーダンスは開放(Zout=∞)であるが、これを短絡に変換させるインピーダンス変換回路はピーク増幅器101側には不要である。一方、キャリア増幅器100の出力側にインピーダンス変換回路201を設ける構成であるので、線形動作時と飽和動作時のキャリア増幅器100から負荷側を見込む最適なインピーダンス条件を直接的に容易に制御することが可能である。From the above, unlike the conventional series load connection type Doherty amplifier shown in FIG. 20, the series load connection type Doherty amplifier according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The impedance in view of the side is open (Z out = ∞), but an impedance conversion circuit for converting this into a short circuit is unnecessary on the
このように、本発明は、直列負荷接続形のドハティ増幅器において、キャリア増幅器の出力側に設けたインピーダンス変換回路を用いてキャリア増幅器に対する線形動作時と飽和動作時の最適な負荷インピーダンス条件を直接的に制御することを可能とするドハティ増幅器を提供する。これによりキャリア増幅器に対する動作レベルに応じた最適な負荷インピーダンス条件を容易に実現することが可能となる。 Thus, according to the present invention, in the series load connection type Doherty amplifier, the optimum load impedance condition at the time of linear operation and saturation operation for the carrier amplifier is directly determined using the impedance conversion circuit provided at the output side of the carrier amplifier. The present invention provides a Doherty amplifier that allows control. This makes it possible to easily realize the optimum load impedance condition according to the operation level of the carrier amplifier.
実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2におけるドハティ増幅器の構成を示す回路図であり、基本的構成は、合成回路210の一部分の構成以外は図1に示す実施の形態1のドハティ増幅器と同じである。よって、図1に示す回路図における符号と同じ符号は同一もしくは相当部分を示しており、説明を省略する。図9はこの実施の形態2に用いる合成回路210の詳細構成を示す回路図である。Second Embodiment
FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a Doherty amplifier according to the second embodiment of the present invention, and the basic configuration is the same as that of the Doherty amplifier according to the first embodiment shown in FIG. It is. Therefore, the same reference numerals as the reference numerals in the circuit diagram shown in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and the description will be omitted. FIG. 9 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
図9に示された合成回路210は、基本波周波数f0に対して1/4波長の長さを有する結合伝送線路320と1/4波長の長さを有する伝送線路330とを用いて構成されたバランである。結合伝送線路320は、互いに平行に近接して配置された、第1伝送線路321および第2伝送線路322で構成されている。第1伝送線路321は、第1端子p1および第2端子p2を有し、第2伝送線路322は、第1端子p1に対向する第4端子p4および第2端子p2に対向する第3端子p3を有している。1/4波長の長さを有する伝送線路330は、第8端子p8および第7端子p7を有している。即ち、この合成回路210は、図2に示した合成回路200における第2結合伝送線路310を用いないで構成したものである。第2端子p2はグランドに短絡されている。第4端子p4と第7端子p7は互いに接続されている。第1端子p1はグランドとの間に不平衡端子T1を成し、第3端子p3と第8端子p8はそれぞれ、互いに逆相となる平衡端子T2、T3を成している。The combining
図9に示す実施の形態2のドハティ増幅器の合成回路210に用いるバランは、図2に示す実施の形態1のドハティ増幅器の合成回路200に用いるバランと等価の特性であり、この結果、実施の形態2のドハティ増幅器は、実施の形態1のドハティ増幅器と同様の動作をする。
The balun used in the
実施の形態3.
図10は、本発明の実施の形態3におけるドハティ増幅器の構成を示す回路図であり、実施の形態1を示す図1におけるインピーダンス変換回路201に代えて、基本波周波数f0に対して1/4波長の長さを有する1/4波長伝送線路203を用いて構成されている。なお、実施の形態1〜2のドハティ増幅器の回路図における符号と同じ符号は、同一もしくは相当部分を示しており、説明を省略する。また、合成回路200は、実施の形態2と同様に図9に示す合成回路210を用いて構成してもよい。Third Embodiment
Figure 10 is a circuit diagram showing the configuration of a Doherty amplifier according to a third embodiment of the present invention, instead of the
本実施の形態3においては、特に、1/4波長伝送線路203の特性インピーダンスZ0をZ0=Rとすると、合成回路側を見込むインピーダンスZ2=R/2をZ1=2Rに、また、Z2=RをZ1=Rにインピーダンス変換することができる。
なお、1/4波長伝送線路203の位相遅延θtはほぼ90度となるので、分配回路202における位相差θdは、式(5)の関係から、ほぼ90度となるように設計される。
このような実施の形態3においても実施の形態1〜2と同様の効果も得ることができる。In the third embodiment, in particular, assuming that the characteristic impedance Z 0 of the 1⁄4
Since the phase delay θ t of the 1⁄4
Also in the third embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
実施の形態4.
図11は、本発明の実施の形態4におけるドハティ増幅器の回路図であり、図12および図13は実施の形態4に用いる合成回路220の詳細構成を示す回路図である。図13に示す合成回路220は、図12における第2結合伝送線路310を用いないで構成した他の例を示している。なお、実施の形態1〜3のドハティ増幅器の回路図における符号と同じ符号は、同一もしくは相当部分を示しており、説明を省略する。Fourth Embodiment
FIG. 11 is a circuit diagram of a Doherty amplifier according to the fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 12 and 13 are circuit diagrams showing a detailed configuration of a
図12の合成回路220は、図2に示す実施の形態1のドハティ増幅器の合成回路に用いるバランにおいて、互いに接続された第4端子p4と第7端子p7の間の第9端子p9に2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T4を有した2次高調波注入抽出回路340を設けたものである。2次高調波注入抽出回路340は、例えば図12に示すように、基本波周波数f0対して1/4波長の伝送線路341と342とを直列接続し、直列接続された接続点に2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T4を設け、さらに伝送線路341の他端を開放端とすることにより構成できる。これにより、基本波には影響を与えることなく、2次高調波の注入抽出が可能となり、その結果、2次高調波周波数に対する最適な回路条件を容易に実現できるようになる。The
図13の合成回路220は、図9に示す実施の形態2のドハティ増幅器の合成回路に用いるバランにおいて、互いに接続された第4端子p4と第7端子p7の間の第9端子p9に2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T4を有した2次高調波注入抽出回路340を設けたものであり、図12の合成回路220と等価の特性となる。
このような実施の形態4においても実施の形態1〜3と同様の効果も得ることができる。The
Also in the fourth embodiment, the same effects as in the first to third embodiments can be obtained.
実施の形態5.
図14は、本発明の実施の形態5におけるドハティ増幅器の構成を示す回路図であり、図15は実施の形態5に用いる分配回路204の詳細構成を示す回路図である。なお、実施の形態1〜4のドハティ増幅器の回路図における符号と同じ符号は、同一もしくは相当部分を示しており、説明を省略する。また、合成回路200は、実施の形態2と同様に合成回路210を用いて構成してもよい。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a configuration of a Doherty amplifier according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a circuit diagram showing a detailed configuration of
分配回路204は、バラン400と2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T5を有した2次高調波注入抽出回路405と位相調整線路401とで構成される。
2次高調波注入抽出回路405は、基本波には影響を与えることなく、2次高調波の注入抽出を可能とするもので、その結果、2次高調波周波数に対する最適な回路条件を容易に実現できるようになる。
このような実施の形態5においても実施の形態1〜3と同様の効果も得ることができる。The
The second harmonic
Also in the fifth embodiment, the same effects as in the first to third embodiments can be obtained.
実施の形態6.
図16は、本発明の実施の形態6におけるドハティ増幅器の回路図である。なお、実施の形態1〜5のドハティ増幅器の回路図における符号と同じ符号は、同一もしくは相当部分を示しており、説明を省略する。また、合成回路220は、実施の形態4と同様に図12に示す合成回路220または図13に示す合成回路220のいずれを用いて構成してもよい。Sixth Embodiment
FIG. 16 is a circuit diagram of a Doherty amplifier according to a sixth embodiment of the present invention. The same reference numerals as in the circuit diagrams of the Doherty amplifiers of the first to fifth embodiments denote the same or corresponding parts, and the description will be omitted. Further, as in the fourth embodiment, the combining
分配回路204は、図15に示す実施の形態5における分配回路と同様にバラン400と2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T5を有した2次高調波注入抽出回路405と位相調整線路401とで構成される。
2次高調波注入抽出回路405は、基本波には影響を与えることなく、2次高調波の注入抽出を可能とするもので、その結果、2次高調波周波数に対する最適な回路条件を容易に実現できるようになる。
このような実施の形態6においても実施の形態1〜5と同様の効果も得ることができる。Similar to the distribution circuit of the fifth embodiment shown in FIG. 15,
The second harmonic
Also in the sixth embodiment, the same effect as the first to fifth embodiments can be obtained.
実施の形態7.
図17は、本発明の実施の形態7におけるドハティ増幅器の構成を示す回路図である。
合成回路として、実施の形態4で示した合成回路220を用い、分配回路として、実施の形態5で示した分配回路204を用いている。合成回路220は、実施の形態4と同様に図12に示す合成回路220または図13に示す合成回路220のいずれを用いて構成してもよい。
合成回路220の2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T4と分配回路204の2次高調波を注入もしくは抽出する注入抽出端子T5との間に、2次高調波の振幅と位相を調整する2次高調波振幅・位相調整回路205を装荷して構成される。Embodiment 7
FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of a Doherty amplifier according to a seventh embodiment of the present invention.
As the synthesizing circuit, the synthesizing
Adjust the amplitude and phase of the second harmonic between the injection / extraction terminal T4 for injecting or extracting the second harmonic of the
本構成とすることにより、ドハティ増幅器の出力側で発生した2次高調波を適切な振幅、位相で入力側に注入する2次高調波に対するフィードバック、または、ドハティ増幅器の入力側で発生した2次高調波を適切な振幅、位相で出力側に注入する2次高調波に対するフィードフォワードが可能となり、これによりドハティ増幅器の高効率化や低歪化が可能となる。
このような実施の形態7においても実施の形態1〜6と同様の効果も得ることができる。With this configuration, feedback to the second harmonic that injects the second harmonic generated at the output side of the Doherty amplifier to the input side with appropriate amplitude and phase, or the second harmonic generated at the input side of the Doherty amplifier It is possible to feed forward harmonics to the output side with an appropriate amplitude and phase at the output side, which enables high efficiency and low distortion of the Doherty amplifier.
Also in the seventh embodiment, the same effects as in the first to sixth embodiments can be obtained.
本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することができる。 The present invention can freely combine each embodiment within the scope of the invention, or can appropriately modify or omit each embodiment.
100 キャリア増幅器、101 ピーク増幅器、200,210,220 合成回路、201 インピーダンス変換回路、202,204 分配回路、203 1/4波長伝送線路、205 2次高調波振幅・位相調整回路、300 第1結合伝送線路、301 第1伝送線路、302 第2伝送線路、310 第2結合伝送線路、311 第3伝送線路、312 第4伝送線路、320 結合伝送線路、321 第1伝送線路、322 第2伝送線路、330 伝送線路、340,405 2次高調波注入抽出回路、341,342 伝送線路、400 バラン、401,403 位相調整線路、S1 入力信号、S2 第1入力信号、S3 第2入力信号、S4 第1出力信号、S5 第2出力信号、p1 第1端子、p2 第2端子、p3 第3端子、p4 第4端子、p5 第5端子、p6 第6端子、p7 第7端子、p8 第8端子、p9 第9端子、T1 不平衡端子、T2,T3 平衡端子、T4,T5 注入抽出端子。
Claims (8)
前記第1結合伝送線路は、互いに平行に近接して配置された第1伝送線路および第2伝送線路で構成され、前記第1伝送線路は、第1端子および第2端子を有し、前記第2伝送線路は、前記第1端子に対向して第4端子および前記第2端子に対向して第3端子を有しており、
前記第2結合伝送線路は、互いに平行に近接して配置された第3伝送線路および第4伝送線路で構成され、前記第3伝送線路は、第5端子および第6端子を有し、前記第4伝送線路は、前記第5端子に対向して第8端子および前記第6端子に対向して第7端子を有しており、
前記第2端子と第5端子と第6端子はグランドに短絡され、前記第4端子と第7端子は互いに接続され、前記第1端子はグランドとの間に不平衡端子を成し、前記第3端子と第8端子はそれぞれ、互いに逆相となる平衡端子を成していることを特徴とする請求項1に記載のドハティ増幅器。The combining circuit is a balun configured using a first coupled transmission line and a second coupled transmission line having a length of 1⁄4 wavelength with respect to a fundamental wave frequency,
The first coupled transmission line is composed of a first transmission line and a second transmission line disposed in parallel and in close proximity to each other, and the first transmission line has a first terminal and a second terminal, The second transmission line has a third terminal opposite to the first terminal and opposite to the fourth terminal, and a third terminal.
The second coupled transmission line is composed of a third transmission line and a fourth transmission line arranged in parallel and in close proximity to each other, and the third transmission line has a fifth terminal and a sixth terminal, The fourth transmission line has a seventh terminal facing the fifth terminal and the eighth terminal facing the fifth terminal, and
The second terminal, the fifth terminal and the sixth terminal are short-circuited to ground, the fourth terminal and the seventh terminal are connected to each other, and the first terminal forms an unbalanced terminal with the ground; The Doherty amplifier according to claim 1, wherein the three terminals and the eighth terminal form balanced terminals in opposite phase to each other.
前記結合伝送線路は、互いに平行に近接して配置された第1伝送線路および第2伝送線路で構成され、前記第1伝送線路は、第1端子および第2端子を有し、前記第2伝送線路は、前記第1端子に対向する第4端子および前記第2端子に対向する第3端子を有しており、
前記伝送線路は、第7端子および第8端子を有しており、
前記第2端子はグランドに短絡され、前記第4端子と第7端子は互いに接続され、前記第1端子はグランドとの間に不平衡端子を成し、前記第3端子と第8端子はそれぞれ、互いに逆相となる平衡端子を成していることを特徴とする請求項1に記載のドハティ増幅器。The combining circuit is a balun configured using a coupled transmission line having a length of 1⁄4 wavelength with respect to a fundamental frequency and a transmission line having a length of 1⁄4 wavelength,
The coupled transmission line is composed of a first transmission line and a second transmission line arranged in parallel and in proximity to each other, and the first transmission line has a first terminal and a second terminal, and the second transmission The line has a fourth terminal facing the first terminal and a third terminal facing the second terminal,
The transmission line has a seventh terminal and an eighth terminal,
The second terminal is short-circuited to ground, the fourth terminal and the seventh terminal are connected to each other, the first terminal forms an unbalanced terminal with the ground, and the third terminal and the eighth terminal are each connected. The Doherty amplifier according to claim 1, characterized in that it comprises balanced terminals in opposite phase to each other.
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