WO2016199797A1 - マルチバンド増幅器およびデュアルバンド増幅器 - Google Patents

マルチバンド増幅器およびデュアルバンド増幅器 Download PDF

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洋一郎 高山
本城 和彦
亮 石川
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Definitions

  • the present invention relates to a transmission power amplifier for a next-generation mobile communication system, and more particularly to transmission for a radio communication apparatus capable of supporting a plurality of band bands required for a next-generation mobile communication system in which advanced use of frequencies such as cognitive radio advances.
  • the present invention relates to a power amplifier.
  • the wireless devices are multiband, aiming for miniaturization and single reception.
  • Research and development of a type that processes a plurality of frequency band signals by a transmitter or a transmitter is underway.
  • the latter is configured such that filters, mixers, amplifiers, and the like constituting the receiver and the transmitter can correspond to a plurality of frequency bands.
  • the multi-band transmission power amplifier which is the key of radio equipment, is the biggest issue.
  • the type that switches and amplifies multiple frequency band signals cannot amplify multiple frequency bands at the same time.
  • concurrent multiband power amplifiers that amplify multiple frequency band signals simultaneously will become key technologies.
  • Non-Patent Document 1 the concurrent type amplifier originally started with an approach of a low noise amplifier. Since then, research and development of concurrent power amplifiers has started, and research and development of multiple matching types that achieve multiple impedance matching conditions in multiple frequency bands for a single transistor has become active. There are many reports. For example, there are Non-Patent Document 2, Non-Patent Document 3, and the like as documents other than patent documents. Moreover, patent documents 1, 2, 3, 4 etc. are mentioned as a related patent document.
  • the amplifier of the above type has a problem that the design of the input and output impedance matching circuit needs to satisfy a plurality of matching conditions at the same time, and the circuit configuration is complicated and the number of elements increases. For this reason, it is not easy to increase the design accuracy, and the circuit loss is large.
  • the invention according to the present application has been made to solve the above-described problems, and the object of the invention is to solve the problems caused by the simultaneous use of a single transistor, It is an object of the present invention to provide a concurrent multiband power amplifier that realizes easy circuit design and good power amplification characteristics.
  • a plurality of (N: N is a natural number of 2 or more) frequency band signals are independently amplified.
  • a concurrent multiband amplifier that is configured by (N) transistor amplifier circuits 10, 20,..., 50, 70 and amplifies signals in a plurality of frequency bands simultaneously.
  • the n-th transistor amplifier circuit 50 includes, for each corresponding frequency band, an input to a transistor that is an amplifying element including circuits 52 and 53 that block frequency bands other than the n-th included in the input coupling unit and the output coupling unit. And design an output impedance matching circuit. Thereby, the optimum characteristic can be realized for each corresponding frequency band. According to the present invention, since signals in a plurality of frequency bands are not simultaneously amplified by a single amplifier circuit, the above-described problem when amplified by a single transistor does not occur. A highly efficient and low distortion multiband power amplifier can be realized.
  • each amplifier circuit includes an input impedance matching circuit and an output impedance matching circuit
  • a multiband amplifier characterized in that an input impedance matching circuit and an output impedance matching circuit of an nth amplifier circuit have a transistor signal source impedance and a load impedance that realize optimal signal input / output characteristics in the nth frequency band. is there.
  • a third invention according to the present application is a dual-band amplifier that simultaneously amplifies signals in the first and second frequency bands, as shown in FIG. 2 as an example.
  • the first amplifier circuit 30 includes second frequency band blocking circuits 32 and 33 for blocking a signal of the second frequency band at the signal input coupling unit and the output coupling unit thereof,
  • the second amplifying circuit 40 is a dual band amplifier characterized in that the signal input coupling section and the output coupling section include first frequency band blocking circuits 42 and 43 for blocking signals of the first frequency band. .
  • the first amplifying circuit 30 includes the circuits 36 and 37 having a parallel resonance frequency in the second frequency band in the signal input coupling unit and the output coupling unit in series to constitute the second frequency band blocking circuit.
  • the second amplifying circuit 40 includes the circuits 46 and 47 having a parallel resonance frequency in the first frequency band in the signal input coupling unit and the output coupling unit in series, thereby configuring the first frequency band blocking circuit. This is a dual-band amplifier.
  • the first amplifier circuit 30A includes, in its signal input coupling portion and output coupling portion, circuits 36 and 37 having a parallel resonance frequency in the second frequency band in series, and the first frequency of the circuits 36 and 37 is the first frequency.
  • a second frequency band blocking circuit 36A, 37A is configured by including circuit elements 361, 371 inserted in series to cancel the series reactance component in the band in the first frequency band;
  • the second amplifier circuit 40A includes, in its signal input coupling portion and output coupling portion, circuits 46 and 47 whose parallel resonance frequency is in the first frequency band in series, and the second frequency of the circuits 46 and 47
  • the dual band amplifier is characterized in that the first frequency band blocking circuits 46A and 47A are configured by including circuit elements 461 and 471 inserted in series that cancel the series reactance component in the band in the second frequency band.
  • a sixth invention is the above third or fourth invention,
  • a dual circuit characterized in that the circuits 36 and 37 whose parallel resonance frequency is in the second frequency band and the circuits 46 and 47 whose parallel resonance frequency is in the first frequency band are constituted by an inductor and a capacitor connected in parallel. It is a band amplifier.
  • the first amplifying circuit 30 includes, in its signal input coupling section and output coupling section, serial transmission lines 72, 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to signals in the second frequency band.
  • the second frequency band blocking circuit 32, 33 comprising circuits 73, 75 for short-circuiting the signal of the second frequency band.
  • the second amplifier circuit 40 includes, in its signal input coupling section and output coupling section, serial transmission lines 82, 84 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to signals in the first frequency band.
  • the dual-band amplifier includes the first frequency band blocking circuits and 43 including circuits 83 and 85 for short-circuiting a signal in the first frequency band.
  • the first amplifying circuit 30B includes, in its signal input coupling section and output coupling section, serial transmission lines 72, 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to signals in the second frequency band, and Second frequency band blocking comprising circuits 73 and 75 for short-circuiting signals in the second frequency band, and circuits 38 and 39 for canceling susceptance components in the first frequency band of the short-circuiting circuits 73 and 75 in the first frequency band.
  • the second amplifier circuit 40B includes, in its signal input coupling section and output coupling section, serial transmission lines 82, 84 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to signals in the first frequency band.
  • First frequency band blocking comprising circuits 83 and 85 for short-circuiting signals in the first frequency band, and circuits 48 and 49 for canceling susceptance components in the second frequency band of the short-circuiting circuits 83 and 85 in the second frequency band.
  • a dual-band amplifier including circuits 421 and 431.
  • a circuit for short-circuiting the signal in the second frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the first amplifier circuit 30C is configured by parallel stubs 731 and 751 having open ends
  • a circuit for short-circuiting the signal in the first frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the second amplifier circuit 40C is configured by parallel stubs 831 and 851 having open ends. It is a dual band amplifier.
  • a circuit for short-circuiting the signal of the second frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the first amplifier circuit 30D is configured by series resonance circuits 732 and 752 of inductors and capacitors
  • a circuit for short-circuiting the signal of the first frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the second amplifier circuit 40D is configured by series resonance circuits 832 and 852 of inductors and capacitors. Is a dual band amplifier.
  • Circuits 731 and 751 for short-circuiting the signal of the second frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the first amplifier circuit 30B, and the susceptance in the first frequency band of the circuits 731 and 751 are constituted by parallel stubs with open ends or shorted ends, Circuits 831 and 851 for short-circuiting signals in the first frequency band and susceptances in the second frequency band of the circuits 831 and 851 provided in the signal input coupling unit and output coupling unit of the second amplifier circuit 40B
  • the dual band amplifier is characterized in that the circuits 481 and 491 for canceling the components in the second frequency band are constituted by parallel stubs with open ends or short ends.
  • the circuits 731 and 751 provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the first amplifier circuit 30B for short-circuiting the signal in the second frequency band are configured by parallel stubs with open ends, and the circuit 731 Circuits 382 and 392 that cancel the susceptance component in the first frequency band of 751 in the first frequency band are configured by inductors,
  • the circuits 831 and 851 provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the second amplifier circuit 40B for short-circuiting the signals in the first frequency band are configured by parallel stubs with open ends, and the circuit 831
  • the dual band amplifier is characterized in that the circuits 482 and 492 for canceling the susceptance component in the second frequency band of 851 in the second frequency band are constituted by capacitors.
  • a circuit for short-circuiting the signal of the second frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the first amplifier circuit 30B is constituted by series resonance circuits 732 and 752 of inductors and capacitors, Circuits 383 and 393 that cancel the susceptance components in the first frequency band of the circuits 732 and 752 in the first frequency band are configured by inductors, A circuit for short-circuiting the signal of the first frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the second amplifier circuit 40B is configured by inductor and capacitor series resonance circuits 832 and 852, and
  • the dual band amplifier is characterized in that the circuits 483 and 493 for canceling the susceptance components in the second frequency band of the circuits 832 and 852 in the second frequency band are constituted by capacitors.
  • a circuit for short-circuiting the signal of the second frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the first amplifier circuit 30B is configured by inductor and capacitor series resonance circuits 732 and 752, and the circuit A circuit that cancels the susceptance component in the first frequency band of 732 and 752 in the first frequency band is configured by parallel stubs 384 and 394 having open ends or shorted ends
  • a circuit for short-circuiting the signal of the first frequency band provided in the signal input coupling unit and the output coupling unit of the second amplifier circuit 40B is configured by inductor and capacitor series resonance circuits 832 and 852, and the circuit
  • the dual band amplifier is characterized in that a circuit for canceling the susceptance component in the second frequency band of 832 and 852 in the second frequency band is configured by parallel stubs 484 and 494 having open ends or shorted ends.
  • the first and second amplifier circuits include input impedance matching circuits 34 and 44 and output impedance matching circuits 35 and 45, respectively.
  • Have The input impedance matching circuits 34 and 44 and the output impedance matching circuits 35 and 45 of the first and second amplifying circuits have a signal source impedance of a transistor that realizes optimum signal input / output characteristics in the first and second frequency bands, and A dual-band amplifier having a load impedance.
  • the output power saturation characteristic and the distortion characteristic deterioration due to the increase in the influence of the above can be solved, and independent design of each amplifier circuit becomes possible. As a result, improvement in design accuracy, suppression of output power saturation characteristic degradation, and suppression of distortion characteristic increase can be realized.
  • FIG. 1A is a schematic configuration diagram
  • FIG. 1B is a schematic diagram of an example of a circuit.
  • FIG. FIG. 3A shows output power P out with respect to input power, power added efficiency PAE with respect to input power, and drain efficiency ⁇ D
  • FIG. 3B shows an output power spectrum of each frequency.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a multiband amplifier according to a first embodiment of the present invention.
  • the multiband amplifier in the present embodiment is a multiband amplifier that simultaneously amplifies signals in a plurality of frequency bands from 1st to Nth (N is a natural number of 2 or more).
  • the multiband amplifier according to the first embodiment of the present invention includes a signal input terminal 1 and a signal output terminal 2 as shown in FIG. 1A.
  • the multiband amplifier has first to Nth amplifier circuits 10, 20,... 50,.
  • N is a natural number of 2 or more.
  • Each amplifier circuit is a “transistor amplifier circuit” composed of an FET (Field Effect Transistor), but is simply abbreviated as “amplifier circuit” hereinafter.
  • the first amplifier circuit 10 includes an input side blocking circuit 12 that blocks a frequency band signal other than the first frequency band at an input coupling unit corresponding to the input side of the amplifier circuit 10.
  • the amplifier circuit 10 includes an output side blocking circuit 13 that blocks a frequency band signal other than the first frequency band at an output coupling unit corresponding to the output side of the amplifier circuit 10.
  • the second amplifier circuit 20 includes an input side blocking circuit 22 and an output side blocking circuit 23 for blocking frequency band signals other than the second frequency band in the input coupling unit and the output coupling unit, respectively.
  • a side blocking circuit 53 is provided.
  • the N-th amplifier circuit 70 includes an input-side blocking circuit 72 and an output-side blocking circuit 73 that block frequency band signals other than the N-th frequency band, respectively, in the input coupling unit and the output coupling unit.
  • the first to Nth multi-frequency band signals applied from the signal input terminal 1 to the multi-band amplifier are blocked by the input side blocking circuit 12 from frequency bands other than the first frequency band. Only the frequency band signal is input to the amplifier circuit 10. The first frequency band signal amplified by the amplifier circuit 10 is output from the signal output terminal 2 through the output side blocking circuit 13.
  • the multi-frequency band signal applied from the signal input terminal 1 to the multi-band amplifier is blocked by the input side blocking circuit 22 from frequency bands other than the second frequency band, and only the second frequency band signal is amplified by the amplifier circuit 20. Is input.
  • the second frequency band signal amplified by the amplifier circuit 20 is output from the signal output terminal 2 through the output side blocking circuit 23.
  • only the Nth frequency band signal is input to the amplifier circuit 70, amplified by the amplifier circuit 70, and output from the signal output terminal 2.
  • the multi-frequency band signals in the first to Nth frequency bands amplified by the amplifier circuits 10, 20,..., 50, and 70 are combined and output from the signal output terminal 2.
  • each amplifier circuit of this embodiment when configured by a transistor, the amplification operation of the transistor is performed in a specific mode (Class A, Class B, Class C, Class F, inverse class F, class E, harmonic reactance). It is not limited to termination amplifiers, Doherty amplifiers, and the like.
  • Each amplifier circuit is not limited to a single-stage amplifier circuit, and may be a multi-stage amplifier circuit. When each amplifier circuit is composed of transistors, the number of amplifier circuits in each frequency band is not necessarily the same. Further, it goes without saying that each frequency band signal amplifier circuit may be configured independently of other frequency band amplifier circuits, and each characteristic may be designed independently.
  • Each amplifier circuit includes an FET as an amplification element, an input impedance matching circuit disposed on the input side of the FET, and an output impedance matching circuit disposed on the output side of the FET.
  • the input impedance matching circuit and the output impedance matching circuit provided in the nth amplifier circuit 50 include an input side blocking circuit 52 and an output side blocking circuit 53 that block frequency band signals other than the nth frequency band. Input impedance matching and output impedance matching are performed for a transistor as an element.
  • the input impedance matching circuit is designed so that the impedance when the signal source side is viewed from the FET becomes the signal source impedance ZST1 of the FET realizing the maximum added power efficiency of the FET.
  • the output impedance matching circuit is designed so that the impedance when the load side is viewed from the FET becomes the load impedance ZLT1 of the FET realizing the maximum added power efficiency of the FET. That is, the input impedance matching circuit and the output impedance matching circuit have the signal source impedance Z S1 and the load impedance Z L1 as viewed from the amplifier circuit 50 of the input side blocking circuit 52 and the output side blocking circuit 53, respectively. Each of them realizes a function of converting into a signal source impedance ZST1 and a load impedance ZLT1 of the FET realizing the above. Thereby, the optimum characteristic can be realized for each corresponding frequency band.
  • FIG. 1B shows an example in which an input impedance matching circuit is arranged on the input side of the FET and an output impedance matching circuit is arranged on the output side of the FET.
  • the first amplifier circuit 10 includes an FET 11 that is an amplifier element, and an input impedance matching circuit 14 that realizes input impedance matching for the first frequency band signal of the FET 11 and reactance termination for the second harmonic is disposed.
  • the first amplifier circuit 10 is also provided with an output impedance matching circuit 15 that realizes output impedance matching for the first frequency band signal of the FET 11 and reactance termination for the second and third harmonics.
  • the input impedance matching circuit 14 performs reactance termination with respect to the second harmonic
  • the output impedance matching circuit 15 performs reactance termination with respect to the second and third harmonics. May be performed.
  • the other amplifier circuits 20, 50, and 70 include FETs 21, 51, and 71 that are amplifier elements, and input impedance matching having the same configuration as the input impedance matching circuit 14 is provided in front of each FET 21, 51, and 71. Circuits 24, 54 and 74 are arranged. Further, output impedance matching circuits 25, 55, and 75 having the same configuration as that of the output impedance matching circuit 15 are arranged at the subsequent stage of the respective FETs 21, 51, and 71.
  • Each of the input impedance matching circuits 14, 24, 54, 74 has an impedance when the signal source side is viewed from the FETs 11, 21, 51, 71 and the FET 11 that realizes the maximum added power efficiency of the FETs 11, 21, 51, 71.
  • 21, 51, 71 are designed to have a signal source impedance Z ST1 .
  • the output impedance matching circuits 15, 25, 55, and 75 realize the maximum added power efficiency of the FETs 11, 21, 51, and 71 when the load side is viewed from the FETs 11, 21, 51, and 71.
  • the FET 11, 21, 51, 71 is designed to have a load impedance Z LT1 .
  • the input impedance matching circuits 14, 24, 54 and 74 and the output impedance matching circuits 15, 25, 55 and 75 are formed by distributed constant circuits such as microstrip lines.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to the second embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier composed of two transistor amplifier circuits (hereinafter simply referred to as “amplifier circuit”). is there.
  • the dual-band amplifier includes a signal input terminal 3 and a signal output terminal 4.
  • the dual-band amplifier has two amplifier circuits 30 and 40.
  • the first amplifier circuit 30 includes an input side blocking circuit 32 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30.
  • the first amplifier circuit 30 includes an output side blocking circuit 33 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30.
  • the second amplifying circuit 40 includes an input side blocking circuit 42 and an output side blocking circuit 43 that block the first frequency band signal in the input coupling unit and the output coupling unit, respectively.
  • the first frequency band signal is passed through the input side blocking circuit 32 that blocks the second frequency band signal, and the first amplifier circuit 30. Is input.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30 is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 33 that blocks the second frequency band signal.
  • the impedance when the input side blocking circuit 32 that blocks the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance of the output side blocking circuit 33 that blocks the second frequency band signal from the output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal is input to the second amplifier circuit 40 via the input side blocking circuit 42 that blocks the first frequency band signal. And amplified. Then, the second frequency band signal is output from the signal output terminal 4 of the dual band amplifier via the output side blocking circuit 43 that blocks the first frequency band signal.
  • the impedances when the input side blocking circuit 42 and the output side blocking circuit 43 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band are viewed from the signal input terminal 3 and the output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30 includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34 disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35 disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34 and the output impedance matching circuit 35 include an input side blocking circuit 32 and an output side blocking circuit 33 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34 is designed so that the impedance when the signal source side is viewed from the FET 31 becomes the signal source impedance Z ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35 is designed so that the impedance when the load side is viewed from the FET 31 becomes the load impedance Z LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34 and the output impedance matching circuit 35 are configured to obtain the signal source impedance Z S1 and the load impedance Z L1 when the input side blocking circuit 32 and the output side blocking circuit 33 are viewed from the first amplifier circuit 30, respectively, by the FET 31. It serves to convert the maximum power added efficiency to realize FET31 signal source impedance Z ST1 and the load impedance Z LT1 of each.
  • the second amplifier circuit 40 includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44 disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45 disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 44 and the output impedance matching circuit 45 are respectively a signal source impedance Z S2 and a load impedance Z when the input side blocking circuit 42 and the output side blocking circuit 43 blocking the first frequency band signal are viewed from the amplifier circuit 40, respectively.
  • the L2 converted respectively to the maximum power added efficiency to realize the FET 41 source impedance Z ST2 and a load impedance Z LT2 of the FET 41.
  • the impedance matching circuit of the frequency blocking circuit and the amplifier circuit By designing the impedance matching circuit of the frequency blocking circuit and the amplifier circuit in this way, a simultaneous dual band power amplifier that realizes the maximum added power efficiency characteristic for each frequency band signal can be obtained.
  • the amplifier circuit that amplifies each frequency band signal can design a matching circuit independently, so that the type and gate width of the FET can be freely selected, and the accuracy of the optimum design with respect to power efficiency and output power is improved. It becomes high and it becomes easy to achieve high-efficiency power characteristics.
  • each frequency band signal is amplified by an independent amplifier circuit, so that distortion such as intermodulation and cross modulation between different frequency band signals does not occur.
  • the amplifier circuit has a multi-stage configuration.
  • the amplification operation of the transistor is not limited to a specific mode (class A, class B, class C, class F, inverse class F, class E, high frequency reactance termination amplifier, Doherty amplifier, etc.).
  • the first amplifier circuit 30 amplifies the first frequency band signal (f 1 ), and the second amplifier circuit 40 amplifies the second frequency band signal (f 2 ).
  • the first frequency band signal (f 1 ) is 4.5 GHz
  • the second frequency band signal (f 2 ) is 8.5 GHz.
  • Figure 3A the output power P out of the output power P out (f 1) and second frequency band signals of the first frequency band signal (f 1) (f 2) (f 2), the first frequency band signal drain efficiency eta D power added efficiency PAE (f 1) and second frequency band signal power added efficiency PAE of (f 2) (f 2) , and a first frequency band signal (f 1) of (f 1) (f 1) and shows drain efficiency eta D a (f 2) of the second frequency band signal (f 2).
  • the solid line is the characteristic of the first frequency band signal (f 1 )
  • the broken line is the characteristic of the second frequency band signal (f 2 ).
  • the power added efficiency PAE (f 1 ) and PAE (f 2 ) are obtained from [(output power P out ⁇ input power P in ) / amplifier power P DC ].
  • the amplifier power P DC is DC power supplied to the amplification element.
  • the drain efficiencies ⁇ D (f 1 ) and ⁇ D (f 2 ) are obtained from [output power P out / amplifier power P DC ].
  • the output power P out of input power P in is the sufficient level in first and second frequency band signals (f 1, f 2), and power added efficiency PAE and drain efficiency ⁇ D also has good characteristics.
  • FIG. 3B shows each frequency component included in the output power (dBm).
  • 29 dBm input power P in the first frequency band signal (f 1) the input power P in the second frequency band signal (f 2) as 32 dBm
  • the harmonic 2f 1 of the first frequency f 1, 3f 1, ... are sufficiently suppressed
  • the frequency component of the difference between the first frequency f 1 and the second frequency f 2 such as [f 2 ⁇ f 1 ] is sufficiently smaller than the frequencies f 1 and f 2, and the intermodulation distortion is also present. It turns out that it is fully suppressed.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to the third embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply abbreviated as “amplifier circuit”). is there. 4, parts having the same configuration as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first amplifier circuit 30 includes an input side blocking circuit 36 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30.
  • the input side blocking circuit 36 is a circuit having a parallel resonance frequency in the second frequency band, and is arranged in series with the amplifier circuit 30. Since the parallel resonant circuit has an impedance close to open at the parallel resonant frequency, the input side blocking circuit 36 is arranged in series with the first amplifier circuit 30, so that the second frequency band to the first amplifier circuit 30 is provided. Signal input is blocked.
  • the first amplifier circuit 30 includes an output side blocking circuit 37 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30.
  • the output side blocking circuit 37 is a circuit having a parallel resonance frequency in the second frequency band, and is arranged in series with the first amplifier circuit 30.
  • the second amplifying circuit 40 includes an input side blocking circuit 46 and an output side blocking circuit 47 for blocking the first frequency band signal in the input coupling unit and the output coupling unit, respectively.
  • the first frequency band signal is input to the first amplifier circuit 30 via the input side blocking circuit 36.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30 is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 37.
  • the impedance of the input side blocking circuit 36 that blocks the second frequency band signal from the signal input terminal 3 with respect to the second frequency band is open.
  • the impedance of the output side blocking circuit 37 that blocks the second frequency band signal from the output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal is supplied to the second amplifier circuit via an input side blocking circuit 46 that blocks the first frequency band signal. 40 is amplified.
  • the second frequency band signal is output from the signal output terminal 4 of the dual-band amplifier via an output side blocking circuit 47 that blocks the first frequency band signal.
  • the impedance when the input side blocking circuit 46 and the output side blocking circuit 47 that block the first frequency band signal from the signal input terminal 3 and the output terminal 4 are blocked with respect to the first frequency band is open.
  • the first amplifier circuit 30 includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34 disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35 disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34 and the output impedance matching circuit 35 include an input side blocking circuit 36 and an output side blocking circuit 37 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET 31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34 is designed so that the impedance when the signal source side is viewed from the FET 31 becomes the signal source impedance Z ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35 is designed so that the impedance when the load side is viewed from the FET 31 becomes the load impedance Z LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34 and the output impedance matching circuit 35 are configured to obtain the signal source impedance Z S1 and the load impedance Z L1 when the input side blocking circuit 36 and the output side blocking circuit 37 are viewed from the first amplifier circuit 30, respectively, by the FET 31. It serves to convert the maximum power added efficiency to realize FET31 signal source impedance Z ST1 and the load impedance Z LT1 of each.
  • the second amplifier circuit 40 includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44 disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45 disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 44 and the output impedance matching circuit 45 are respectively a signal source impedance Z S2 and a load impedance Z when the input side blocking circuit 46 and the output side blocking circuit 47 that block the first frequency band signal are viewed from the amplifier circuit 40.
  • the L2 converted respectively to the maximum power added efficiency to realize the FET 41 source impedance Z ST2 and a load impedance Z LT2 of the FET 41.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to the fourth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply abbreviated as “amplifier circuit”). is there. 5, parts having the same configuration as in FIG. 2 are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the circuits having the suffix A, B, C, or D, such as the amplifier circuits 30A and 40A are the same as the original circuits (amplifier circuits 30, 40, etc.). Since it may not be the structure of, it distinguishes and shows.
  • the dual band amplifier has two amplifier circuits 30A and 40A.
  • the first amplifier circuit 30A includes an input-side blocking circuit 57 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30A.
  • the input-side blocking circuit 57 includes an input-side blocking circuit 36 whose parallel resonance frequency is in the second frequency band, and a circuit element that cancels the series reactance component in the first frequency band of the input-side blocking circuit 36 in the first frequency band. 56.
  • the input side blocking circuit 36 and the circuit element 56 are arranged in series to form an input side blocking circuit 57.
  • the first amplifier circuit 30A includes an output side blocking circuit 59 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30A.
  • the output side blocking circuit 59 includes an output side blocking circuit 37 having a parallel resonance frequency in the second frequency band, and a circuit element that cancels the series reactance component in the first frequency band of the output side blocking circuit 37 in the first frequency band. 58.
  • the output side blocking circuit 37 and the circuit element 58 are arranged in series to constitute an output side blocking circuit 59.
  • the second amplifier circuit 40A includes an input-side blocking circuit 67 that blocks the first frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the second amplifier circuit 40A.
  • the input-side blocking circuit 67 is a circuit element that cancels the series-reactance component in the second frequency band of the input-side blocking circuit 46 in the second frequency band, and the input-side blocking circuit 46 whose parallel resonance frequency is in the first frequency band. 66.
  • the input side blocking circuit 46 and the circuit element 66 are arranged in series to constitute an input side blocking circuit 67.
  • the second amplifier circuit 40A includes an output side blocking circuit 69 that blocks the first frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the second amplifier circuit 60.
  • the output-side blocking circuit 69 includes an output-side blocking circuit 47 whose parallel resonance frequency is in the first frequency band, and a circuit element that cancels the series reactance component in the second frequency band of the output-side blocking circuit 47 in the second frequency band. 68.
  • the output side blocking circuit 47 and the circuit element 68 are arranged in series to constitute an output side blocking circuit 69.
  • the first frequency band signal is input to the first amplifier circuit 30A via the input side blocking circuit 57.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30 ⁇ / b> A is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 59.
  • the impedance when the input side blocking circuit 57 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance of the output side blocking circuit 59 that blocks the second frequency band signal from the output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal is supplied to the second amplifier circuit 40A via the input side blocking circuit 67 for blocking the first frequency band signal. And amplified.
  • the second frequency band signal is output from the signal output terminal 4 of the dual band amplifier via an output side blocking circuit 69 that blocks the first frequency band signal.
  • the impedances of the input side blocking circuit 67 and the output side blocking circuit 69 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band from the signal input terminal 3 and the signal output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30A includes an FET 51 as an amplifying element, an input impedance matching circuit 54 disposed on the input side of the FET 51, and an output impedance matching circuit 55 disposed on the output side of the FET 51.
  • the input impedance matching circuit 54 and the output impedance matching circuit 55 include an input side blocking circuit 57 and an output side blocking circuit 59 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching to the transistor FET 51 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 54 is designed so that the impedance when the signal source side is viewed from the FET 51 becomes the signal source impedance Z ST1 of the FET 51 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 51.
  • the output impedance matching circuit 55 is designed so that the impedance when the load side is viewed from the FET 51 becomes the load impedance Z LT1 of the FET 51 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 51. That is, the input impedance matching circuit 54 and the output impedance matching circuit 55 represent the signal source impedance Z S1 and the load impedance Z L1 when the input side blocking circuit 57 and the output side blocking circuit 59 are viewed from the first amplifier circuit 30A, respectively.
  • the second amplifier circuit 40A includes an FET 61 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 64 disposed on the input side of the FET 61, and an output impedance matching circuit 65 disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 64 and the output impedance matching circuit 65 are the signal source impedance Z S2 and the input side blocking circuit 67 and the output side blocking circuit 69 that block the first frequency band signal as viewed from the second amplifier circuit 40A, respectively.
  • the load impedance Z L2 converted respectively to the maximum power added efficiency to realize the signal source impedance Z ST2 and a load impedance Z LT2 of FET 41 of the FET 41.
  • Z L2 is 50 ⁇ .
  • the design and evaluation of the impedance matching circuit can be facilitated, and the performance can be improved. It has advantageous features. By designing the frequency blocking circuit and the impedance matching circuit of the amplifier circuit in this way, a simultaneous dual band power amplifier that realizes the maximum added power efficiency characteristic for each frequency band signal can be obtained.
  • the input side blocking circuit 36 and the output side blocking circuit 37 whose parallel resonance frequency is in the second frequency band are respectively connected in parallel to the inductor and A capacitor was used. Further, the input side blocking circuit 46 and the output side blocking circuit 47 whose parallel resonance frequency is in the first frequency band are each configured by an inductor and a capacitor connected in parallel.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to a sixth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply abbreviated as “amplifier circuit”). is there. 6, parts having the same configuration as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first amplifier circuit 30 includes an input side blocking circuit 32 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30.
  • the input-side blocking circuit 32 includes a serial transmission line 72 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to the signal in the second frequency band, and a parallel circuit 73 that short-circuits the signal in the second frequency band.
  • the serial transmission line 72 is connected in series to the main line, and the parallel circuit 73 is connected in parallel to the main line, whereby the input side blocking circuit 32 is configured.
  • the first amplifier circuit 30 includes an output side blocking circuit 33 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30.
  • the output-side blocking circuit 33 includes a serial transmission line 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to the signal in the second frequency band, and a parallel circuit 75 that short-circuits the signal in the second frequency band.
  • the serial transmission line 74 is connected in series to the main line, and the parallel circuit 75 is connected in parallel to the main line, whereby the output side blocking circuit 33 is configured.
  • the second amplifier circuit 40 includes an input side blocking circuit 42 that blocks the first frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the second amplifier circuit 40.
  • the input-side blocking circuit 42 includes a serial transmission line 82 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to a signal in the first frequency band, and a parallel circuit 83 that short-circuits the signal in the first frequency band.
  • the serial transmission line 82 is connected in series to the main line, and the parallel circuit 83 is connected in parallel to the main line, so that the input side blocking circuit 42 is configured.
  • the second amplifier circuit 40 includes an output side blocking circuit 43 that blocks the first frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the second amplifier circuit 40.
  • the output side blocking circuit 43 includes a serial transmission line 84 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to a signal in the first frequency band, and a parallel circuit 85 that short-circuits the signal in the first frequency band.
  • the serial transmission line 84 is connected in series to the main line, and the parallel circuit 85 is connected in parallel to the main line, so that the output side blocking circuit 43 is configured.
  • the first frequency band signal is input to the first amplifier circuit 30 via the input side blocking circuit 32.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30 is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 33.
  • the impedance when the input side blocking circuit 32 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 4 is open.
  • the impedance of the output side blocking circuit 33 that blocks the second frequency band signal from the signal output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal is sent to the second amplifier circuit 40 via the input side blocking circuit 42 that blocks the first frequency band signal. Input and amplified. Then, the second frequency band signal is output from the signal output terminal 4 of the dual band amplifier via the output side blocking circuit 43 that blocks the first frequency band signal.
  • the impedances when the input side blocking circuit 42 and the output side blocking circuit 43 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band are viewed from the signal input terminal 3 and the output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30 includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34 disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35 disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34 and the output impedance matching circuit 35 include an input side blocking circuit 32 and an output side blocking circuit 33 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34 is designed so that the admittance when the signal source side is viewed from the FET 31 becomes the signal source admittance Y ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35 is designed so that the admittance when the load side is viewed from the FET 31 becomes the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34 and the output impedance matching circuit 35 convert the signal source admittance Y S1 and the load admittance Y L1 when the input side blocking circuit 32 and the output side blocking circuit 33 are viewed from the first amplifier circuit 30, respectively, to the FET 31.
  • Each of the FETs 31 functions to convert the signal admittance Y ST1 and the load admittance Y LT1 of the FET 31 to achieve the maximum added power efficiency.
  • the second amplifier circuit 40 includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44 disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45 disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 44 and the output impedance matching circuit 45 are the signal source admittance Y S2 and the input side blocking circuit 42 and the output side blocking circuit 43 that block the first frequency band signal as viewed from the second amplifier circuit 40, respectively.
  • the load admittance Y L2 is converted into a signal source admittance Y ST2 and a load admittance Y LT2 of the FET 41 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 41, respectively.
  • the parallel circuits 73, 75, 83, 85 for short-circuiting the signal are not limited to specific circuits / elements such as a transmission line having an open end, a radial line, and a series resonance circuit of an inductor and a capacitive element.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to a seventh embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply referred to as “amplifier circuit”). is there.
  • amplifier circuit two transistor amplifier circuits
  • the first amplifier circuit 30B includes an input-side blocking circuit 321 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30B.
  • the input-side blocking circuit 321 includes a serial transmission line 72 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to a signal in the second frequency band, and a parallel circuit 73 that short-circuits the signal in the second frequency band. And a circuit 38 that cancels the susceptance component in the first frequency band of the parallel circuit 73 in the first frequency band (hereinafter referred to as “cancellation circuit 38”).
  • the serial transmission line 72 is connected in series to the main line, and the parallel circuit 73 and the cancellation circuit 38 are connected in parallel to the main line to constitute the input side blocking circuit 321.
  • the first amplifier circuit 30B includes an output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal in the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30B.
  • the output blocking circuit 331 includes a serial transmission line 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength of the second frequency band signal, and a parallel circuit 75 that short-circuits the second frequency band signal.
  • a circuit 39 that cancels the susceptance component in the first frequency band of the parallel circuit 75 in the first frequency band hereinafter referred to as “cancellation circuit 39”).
  • the serial transmission line 74 is connected in series to the main line, and the parallel circuit 75 and the cancellation circuit 39 are connected in parallel to the main line to constitute an output side blocking circuit 331.
  • the second amplifier circuit 40B includes an input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal at the input coupling portion thereof.
  • the input-side blocking circuit 421 includes a serial transmission line 82 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to a signal in the first frequency band, and a parallel circuit 83 that short-circuits the signal in the first frequency band.
  • a circuit 48 that cancels the susceptance component in the second frequency band of the parallel circuit 83 in the second frequency band hereinafter referred to as “cancellation circuit 48”.
  • the second amplifier circuit 40B includes an output side blocking circuit 431 that blocks the first frequency band signal at the output coupling unit thereof.
  • the output-side blocking circuit 431 includes a serial transmission line 84 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to a signal in the first frequency band, and a parallel circuit that short-circuits the signal in the first frequency band. 85 and a circuit 49 (hereinafter referred to as “cancellation circuit 49”) for canceling the susceptance component in the second frequency band of the parallel circuit 85 in the second frequency band.
  • the first frequency band signal is input to the first amplifier circuit 30B via the input side blocking circuit 321.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30B is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 331.
  • the impedance when the input side blocking circuit 321 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance when the output side blocking circuit 331 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal output terminal 4 is also opened.
  • the second frequency band signal is input to the second amplifier circuit 40B via the input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal. And amplified.
  • the second frequency band signal is output from the signal output terminal 4 of the dual band amplifier via an output side blocking circuit 431 that blocks the first frequency band signal.
  • the impedances of the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band from the signal input terminal 3 and the signal output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30B includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34B disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35B disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34B and the output impedance matching circuit 35B include an input side blocking circuit 321 and an output side blocking circuit 331 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34B is designed such that the admittance when the signal source side is viewed from the FET 31 is the signal source admittance Y ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35B is designed such that the admittance when the load side is viewed from the FET 31 is the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34B and the output impedance matching circuit 35B are configured such that the input side blocking circuit 321 and the output side blocking circuit 331 that block the second frequency band signal are the signal source admittance Y viewed from the first amplifier circuit 30, respectively.
  • the second amplifier circuit 40B includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44B disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45B disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 44B and the output impedance matching circuit 45B are the signal source admittance Y S2 when the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 blocking the first frequency band signal are viewed from the second amplifier circuit 40, respectively.
  • the present embodiment is characterized in that the design and evaluation of each amplifier circuit is facilitated because the signal source and load impedance seen by each amplifier circuit are 50 ⁇ .
  • the parallel circuits 73, 75, 83, 85 for short-circuiting the signal are not limited to specific circuits / elements such as an open-ended transmission line, a radial line, and a series resonance circuit of an inductor and a capacitive element.
  • the cancellation circuits 38, 39, 48, and 49 for canceling the susceptance component are not limited to specific circuits and elements such as transmission lines, radial lines, inductors, and capacitive elements.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to an eighth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply referred to as “amplifier circuit”). is there. 8, parts having the same configuration as in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the input side blocking circuits 32C and 42C for blocking frequency band signals and the circuits 73, 75, 83, and 85 for short-circuiting the frequency signals in the output side blocking circuits 33C and 43C are connected to parallel stubs with open ends. It is characterized by comprising 731, 751, 831, 851.
  • the input-side blocking circuit 32C and the output-side blocking circuit 33C that block the second frequency band signal have a characteristic impedance of 50 ⁇ and a series transmission line 72 that has a quarter wavelength with respect to the signal of the second frequency band.
  • the input side blocking circuit 42C and the output side blocking circuit 43C that block the first frequency band signal are also connected in series with a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to the signal of the first frequency band. It comprises transmission lines 82 and 84, and circuits 831 and 851 in a parallel stub configuration with an open end for short-circuiting the first frequency band signal having a quarter-wave strip line configuration in the first frequency band signal.
  • the first amplifier circuit 30C connected to the input side blocking circuit 32C includes an FET 31 that is an amplifying element, an input impedance matching circuit 34C that is disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching that is disposed on the output side of the FET 31.
  • a circuit 35C is provided.
  • the output impedance matching circuit 35C is connected to the output side blocking circuit 33C.
  • the second amplifier circuit 40C connected to the input side blocking circuit 42C includes an FET 41 as an amplification element, an input impedance matching circuit 44C disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching disposed on the output side of the FET 41.
  • a circuit 45C is provided.
  • the output impedance matching circuit 45C is connected to the output side blocking circuit 43C.
  • the parallel stub is not limited to a specific transmission line such as a microstrip line, a coplanar line, or a radial line.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to the ninth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier composed of two transistor amplifier circuits (hereinafter simply referred to as “amplifier circuit”). is there. 9, parts having the same configuration as in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • circuits 73, 75, 83, and 85 for short-circuiting respective frequency signals in the input-side blocking circuits 32D and 42D and the output-side blocking circuits 33D and 43D for blocking frequency band signals are connected in series with inductors and capacitors. It is characterized by comprising circuits 732, 752, 832, and 852.
  • the input-side blocking circuit 32D and the output-side blocking circuit 33D that block the second frequency band signal have a characteristic impedance of 50 ⁇ and a series transmission line 72 that has a quarter wavelength with respect to the signal of the second frequency band. And 74, and inductor-capacitor series circuits 732 and 752 that result in a series resonant short circuit in the second frequency band signal.
  • the input side blocking circuit 42D and the output side blocking circuit 43D that block the first frequency band signal are also connected in series with a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to the signal of the first frequency band. It consists of transmission lines 82 and 84, and inductor-capacitor series circuits 832 and 852 that result in a series resonant short circuit in the first frequency band signal.
  • the first amplifier circuit 30D connected to the input side blocking circuit 32D includes an FET 31 that is an amplification element, an input impedance matching circuit 34D that is disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching that is disposed on the output side of the FET 31.
  • a circuit 35D is provided.
  • the output impedance matching circuit 35D is connected to the output side blocking circuit 33D.
  • the second amplifier circuit 40D connected to the input side blocking circuit 42D includes an FET 41 as an amplifier element, an input impedance matching circuit 44D disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching disposed on the output side of the FET 41.
  • a circuit 45D is provided.
  • the output impedance matching circuit 45D is connected to the output side blocking circuit 43D.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to a tenth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply abbreviated as “amplifier circuit”). is there. 10, parts having the same configuration as in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first amplifier circuit 30B includes an input-side blocking circuit 321 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30B.
  • the input-side blocking circuit 321 includes a serial transmission line 72 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to a signal in the second frequency band, and a parallel stub 731 that short-circuits the signal in the second frequency band. And a parallel stub 381 having a tip open or a tip short circuit that cancels the susceptance component in the first frequency band of the parallel stub 731 in the first frequency band.
  • the serial transmission line 72 is connected in series to the main line, and the parallel stub 731 and the parallel stub 381 are connected in parallel to the main line, and the input side blocking circuit 321 is configured.
  • the first amplifier circuit 30B includes an output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal in the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30B.
  • the output side blocking circuit 331 includes a serial transmission line 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to the signal in the second frequency band, and a parallel stub 751 for short-circuiting the signal in the second frequency band. And a parallel stub 391 with open end or shorted end that cancels the susceptance component in the first frequency band of the parallel stub 751 in the first frequency band.
  • the serial transmission line 74 is connected in series to the main line, the parallel stub 751 and the parallel stub 391 are connected in parallel to the main line, and the output side blocking circuit 331 is configured.
  • the second amplifier circuit 40B includes an input side blocking circuit 421 for blocking the first frequency band signal at the input coupling portion thereof.
  • the input blocking circuit 421 includes a serial transmission line 82 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to a signal in the first frequency band, and a parallel stub 831 that short-circuits the signal in the first frequency band.
  • a parallel stub 481 having a tip open or a tip short circuit that cancels the susceptance component in the second frequency band of the parallel stub 831 in the second frequency band.
  • the second amplifier circuit 40B includes an output side blocking circuit 431 that blocks the first frequency band signal at the output coupling unit thereof.
  • the output side blocking circuit 431 includes a serial transmission line 84 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to the signal in the first frequency band, and a parallel stub 851 that short-circuits the signal in the first frequency band. And a parallel stub 491 having a tip open or a tip short circuit that cancels the susceptance component in the second frequency band of the parallel stub 851 in the second frequency band.
  • the first frequency band signal is input to the first amplifier circuit 30B via the input side blocking circuit 321.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30B is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 331.
  • the impedance when the input side blocking circuit 321 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance of the output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal from the output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal is input to the second amplifier circuit 40B via the input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal. And amplified.
  • the second frequency band signal is output from the signal output terminal 4 of the dual band amplifier via an output side blocking circuit 431 that blocks the first frequency band signal.
  • the impedances of the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band from the signal input terminal 3 and the signal output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30B includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34B disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35B disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34B and the output impedance matching circuit 35B include an input side blocking circuit 321 and an output side blocking circuit 331 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34B is designed such that the admittance when the signal source side is viewed from the FET 31 is the signal source admittance Y ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35B is designed such that the admittance when the load side is viewed from the FET 31 is the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the admittance Y L1 1 / (50 ⁇ ) is converted into the signal source admittance Y ST1 and the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31, respectively.
  • the second amplifier circuit 40B includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44B disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45B disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 44B and the output impedance matching circuit 45B are the signal source admittance Y S2 when the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 blocking the first frequency band signal are viewed from the second amplifier circuit 40B, respectively.
  • the present embodiment is characterized in that the design and evaluation of each amplifier circuit is easy because the signal source and the load impedance viewed from each amplifier circuit are 50 ⁇ .
  • the parallel stubs 731, 751, 831, 851 for short-circuiting the signal are not limited to a specific line structure such as a transmission line with an open end, a radial line, or the like.
  • the parallel stubs 381, 391, 481, and 491 that cancel the susceptance component are not limited to a specific line structure such as an open-ended or short-circuited transmission line, microstrip line, coplanar line, or radial line.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to an eleventh embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply abbreviated as “amplifier circuit”). is there. 11, portions having the same configuration as in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first amplifier circuit 30B includes an input-side blocking circuit 321 that blocks the second frequency band signal at the input coupling portion corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30B.
  • the input side blocking circuit 321 includes a serial transmission line 72 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength of the second frequency band signal f 2 (f 2 > f 1 ), A parallel stub 731 that short-circuits signals in the frequency band and a parallel inductor 382 that cancels the susceptance component in the first frequency band f 1 of the parallel stub 731 in the first frequency band are provided.
  • the serial transmission line 72 is connected in series, and the parallel stub 731 and the parallel inductor 382 are connected in parallel to form the input side blocking circuit 321.
  • the first amplifier circuit 30B includes an output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30B.
  • the output side blocking circuit 331 includes a serial transmission line 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength of the second frequency band signal, and a parallel stub 751 for short-circuiting the second frequency band signal.
  • the parallel stub 751 has a parallel inductor 392 that cancels the susceptance component in the first frequency band f 1 in the first frequency band.
  • the serial transmission line 74 is connected in series, and the parallel stub 751 and the parallel inductor 392 are connected in parallel to constitute an output side blocking circuit 331.
  • the second amplifier circuit 40B includes an input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal at the input coupling portion thereof.
  • the input-side blocking circuit 421 includes a serial transmission line 82 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter-wavelength with respect to the first frequency band signal f 1 (assuming f 2 > f 1 ), parallel stub 831 for short-circuiting the signal in the frequency band, comprising a parallel capacitor 482 to cancel the second susceptance component in a frequency band f 2 parallel stubs 831 in a second frequency band.
  • the second amplifier circuit 40B has, as an output side blocking circuit 431 for blocking the first frequency band signal at its output coupling section, a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length with respect to the first frequency band signal f 1 .
  • quarter series transmission line 84 having a wavelength of, and parallel stub 851 for short-circuiting a signal of a first frequency band, cancel the second susceptance component in a frequency band f 2 parallel stubs 851 in a second frequency band parallel
  • a capacitor 482 is provided.
  • the first frequency band signal f 1 is input to the first amplifier circuit 30B via the input side blocking circuit 321.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30B is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 331.
  • the impedance when the input side blocking circuit 321 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance of the output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal from the signal output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal f 2 is second amplified via the input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal.
  • the signal is input to the circuit 40B and amplified.
  • the second frequency band signal f 2 is outputted from the signal output terminal 4 of the dual-band amplifier via the output-side blocking circuit 431 blocks the first frequency band signal.
  • the impedances of the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band from the signal input terminal 3 and the signal output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30B includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34B disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35B disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34B and the output impedance matching circuit 35B include an input side blocking circuit 321 and an output side blocking circuit 331 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34B is designed such that the admittance when the signal source side is viewed from the FET 31 is the signal source admittance Y ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35B is designed such that the admittance when the load side is viewed from the FET 31 is the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the admittance Y L1 1 / (50 ⁇ ) is converted into a signal source admittance Y ST1 and a load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31, respectively.
  • the second amplifier circuit 40B includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44B disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45B disposed on the output side of the FET 41.
  • the present embodiment is characterized in that the design and evaluation of each amplifier circuit is facilitated because the signal source and load impedance seen by each amplifier circuit are 50 ⁇ .
  • the parallel stubs 731, 751, 831, 851 for short-circuiting the signal are not limited to a specific line structure such as a transmission line, a microstrip line, a coplanar line, or a radial line with an open end.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to a twelfth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply referred to as “amplifier circuit”). is there. 12, parts having the same configuration as in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the input side blocking circuits 321 and 421 and the output side element circuits 331 and 431 that block the frequency band signals described in FIG. Inductor-capacitor series circuits 732 and 832 and 752 and 852 are used.
  • the first amplifier circuit 30B includes an input side blocking circuit 321 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30B.
  • the input side blocking circuit 321 includes a serial transmission line 72 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength of the second frequency band signal f 2 (f 2 > f 1 ), An inductor-capacitor series circuit 732 that short-circuits the signal in the frequency band, and a parallel inductor 383 that cancels the susceptance component in the first frequency band f 1 of the series circuit 732 in the first frequency band.
  • the serial transmission line 72 is connected in series, and the series circuit 732 and the parallel inductor 383 are connected in parallel to constitute the input side blocking circuit 321.
  • the first amplifier circuit 30B includes an output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30B.
  • the output-side blocking circuit 331 includes a serial transmission line 74 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength with respect to the second frequency band signal f 2 , an inductor that short-circuits the signal in the second frequency band, and
  • the capacitor has a series circuit 752 and a parallel inductor 393 that cancels the susceptance component in the first frequency band f 1 of the series circuit 752 in the first frequency band.
  • the serial transmission line 74 is connected in series, and the series circuit 752 and the parallel inductor 393 are connected in parallel to constitute an output side blocking circuit 331.
  • the second amplifier circuit 40B includes an input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal at the input coupling portion thereof.
  • the input side blocking circuit 421 includes a first transmission line 82 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a quarter wavelength of the first frequency band signal f 1 (f 2 > f 1 ), Inductor-capacitor series circuit 832 for short-circuiting a signal in the frequency band, and parallel capacitor 483 for canceling the susceptance component in second frequency band f2 of series circuit 832 in the second frequency band.
  • the second amplifier circuit 40B has, as an output side blocking circuit 431 for blocking the first frequency band signal at its output coupling section, a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length with respect to the first frequency band signal f 1 .
  • quarter series transmission line 84 having a wavelength of, the series circuit 852 of the inductor-capacitor for short-circuiting a signal of a first frequency band, a second frequency susceptance component in a second frequency band f 2 of the series circuit 852
  • a parallel capacitor 483 is provided to cancel in the band.
  • the first frequency band signal f 1 is input to the first amplifier circuit 30B via the input side blocking circuit 321.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30B is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 331.
  • the impedance when the input side blocking circuit 321 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance of the output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal from the signal output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal f 2 is second amplified via the input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal.
  • the signal is input to the circuit 40B and amplified.
  • Frequency signals f 2 of the second is derived from the signal output terminal 4 of the dual-band amplifier via the output-side blocking circuit 431 blocks the first frequency band signal.
  • the impedances of the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band from the signal input terminal 3 and the signal output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30B includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34B disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35B disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34B and the output impedance matching circuit 35B include an input side blocking circuit 321 and an output side blocking circuit 331 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34B is designed such that the admittance when the signal source side is viewed from the FET 31 is the signal source admittance Y ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35B is designed such that the admittance when the load side is viewed from the FET 31 is the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the admittance Y L1 1 / (50 ⁇ ) is converted into a signal source admittance Y ST1 and a load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31, respectively.
  • the second amplifier circuit 40B includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44B disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45B disposed on the output side of the FET 41.
  • the present embodiment is characterized in that the design and evaluation of each amplifier circuit is facilitated because the signal source and load impedance seen by each amplifier circuit are 50 ⁇ .
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of an amplifier according to a thirteenth embodiment of the present invention, and is a circuit schematic diagram showing a dual-band amplifier including two transistor amplifier circuits (hereinafter simply referred to as “amplifier circuit”). is there.
  • amplifier circuit two transistor amplifier circuits
  • the first amplifier circuit 30B includes an input side blocking circuit 321 that blocks the second frequency band signal at the input coupling unit corresponding to the input side of the first amplifier circuit 30B.
  • the input-side blocking circuit 321 includes a serial transmission line 72 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to the second frequency band signal f 2 (f 2 > f 1 ), Inductor-capacitor series circuit 732 for short-circuiting the signal in the frequency band, and parallel open-ended or short-circuited parallel stub 384 for canceling out the susceptance component in first frequency band f 1 of series circuit 732 in the first frequency band.
  • the serial transmission line 72 is connected in series to the main line, and the series circuit 732 and the parallel stub 384 are connected in parallel to the main line to constitute the input side blocking circuit 321.
  • the first amplifier circuit 30B includes an output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal at the output coupling unit corresponding to the output side of the first amplifier circuit 30B.
  • Output blocking circuit 331 a serial transmission line 74 of one wavelength long characteristic impedance for the second frequency band signal f 2 at 50 ⁇ is 4 minutes, inductor for short-circuiting a signal of a second frequency band
  • a series circuit 752 of capacitors and a parallel stub 394 with an open end or a shorted end that cancels the susceptance component in the first frequency band f 1 of the series circuit 752 in the first frequency band are provided.
  • the serial transmission line 74 is connected in series to the main line, and the series circuit 752 and the parallel stub 394 are connected in parallel to the main line to constitute the output side blocking circuit 331.
  • the second amplifier circuit 40B includes an input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal at the input coupling portion thereof.
  • the input-side blocking circuit 421 includes a serial transmission line 82 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to the first frequency band signal f 1 (f 2 > f 1 ),
  • An inductor-capacitor series circuit 832 for short-circuiting a signal in the frequency band, and a parallel stub 484 having a tip open or a tip short-circuit for canceling the susceptance component in the second frequency band f 2 of the series circuit 832 in the second frequency band are provided.
  • the second amplifier circuit 40B includes an output side blocking circuit 431 that blocks the first frequency band signal at the output coupling unit thereof.
  • the output-side blocking circuit 431 includes a series transmission line 84 having a characteristic impedance of 50 ⁇ and a length of a quarter wavelength with respect to the first frequency band signal f 1 , and an inductor that short-circuits the signal in the first frequency band. It comprises a series circuit 852 of the capacitor, the second parallel stub 494 of open-end or short-circuited end of canceling the second frequency band susceptance component in a frequency band f 2 of the series circuit 852.
  • the first frequency band signal f 1 is input to the first amplifier circuit 30B via the input side blocking circuit 321.
  • the first frequency band signal amplified by the first amplifier circuit 30B is output from the signal output terminal 4 through the output side blocking circuit 331.
  • the impedance when the input side blocking circuit 321 for blocking the second frequency band signal with respect to the second frequency band is viewed from the signal input terminal 3 is open. Further, the impedance of the output side blocking circuit 331 that blocks the second frequency band signal from the signal output terminal 4 with respect to the second frequency band is also opened.
  • the second frequency band signal f 2 is second amplified via the input side blocking circuit 421 that blocks the first frequency band signal.
  • the signal is input to the circuit 40B and amplified.
  • the second frequency band signal f 2 is outputted from the signal output terminal 4 of the dual-band amplifier via the output-side blocking circuit 431 blocks the first frequency band signal.
  • the impedances of the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 that block the first frequency band signal with respect to the first frequency band from the signal input terminal 3 and the signal output terminal 4 are open.
  • the first amplifier circuit 30B includes an FET 31 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 34B disposed on the input side of the FET 31, and an output impedance matching circuit 35B disposed on the output side of the FET 31.
  • the input impedance matching circuit 34B and the output impedance matching circuit 35B include an input side blocking circuit 321 and an output side blocking circuit 331 that block the second frequency band signal, and perform input and output impedance matching with respect to the transistor FET31 that is an amplifying element. To do.
  • the input impedance matching circuit 34B is designed such that the admittance when the signal source side is viewed from the FET 31 is the signal source admittance Y ST1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the output impedance matching circuit 35B is designed such that the admittance when the load side is viewed from the FET 31 is the load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31.
  • the admittance Y L1 1 / (50 ⁇ ) is converted into a signal source admittance Y ST1 and a load admittance Y LT1 of the FET 31 that realizes the maximum added power efficiency of the FET 31, respectively.
  • the second amplifier circuit 40B includes an FET 41 that is an amplifier element, an input impedance matching circuit 44B disposed on the input side of the FET 41, and an output impedance matching circuit 45B disposed on the output side of the FET 41.
  • the input impedance matching circuit 44B and the output impedance matching circuit 45B are the signal source admittance Y S2 when the input side blocking circuit 421 and the output side blocking circuit 431 blocking the first frequency band signal are viewed from the second amplifier circuit 40B, respectively.
  • the present embodiment is characterized in that the design and evaluation of each amplifier circuit is facilitated because the signal source and load impedance seen by each amplifier circuit are 50 ⁇ .
  • the parallel stubs 384, 394, 484, and 494 for short-circuiting the signal are not limited to a specific line structure such as a transmission line having an open end, a microstrip line, a coplanar line, or a radial line.

Landscapes

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Abstract

複数(N)の周波数帯域の信号をそれぞれ独立に増幅する複数個(N)の増幅回路により、同時にマルチバンドの信号を増幅するコンカレント型マルチバンド増幅器(又はデュアルバンド増幅器)を提供する。第n(n=1~Nのいずれか)の増幅回路は、第n以外の周波数帯信号を阻止する回路を備えて、第nの周波数帯の信号のみを増幅出力する。第nの増幅回路は、増幅素子に対する入力と出力のインピーダンス整合回路を設計する。

Description

マルチバンド増幅器およびデュアルバンド増幅器
 本発明は、次世代移動体通信システムの送信電力増幅器に関し、特に、コグニティブ無線など周波数の高度利用が進む次世代移動体通信システムに必要となる複数帯域バンドに対応可能な無線通信機用の送信電力増幅器に関する。
 近年、移動体通信・無線LANの高度化や既存システムの効率化を目指すコグニティブ無線などの通信システムの高度化に伴って、複数の通信方式や複数の信号周波数帯域に対応する要求が高くなり、無線通信機器に対して、複数の通信方式、複数の信号周波数帯域に対応する多周波帯信号を処理できるマルチバンド(Multi-band)技術への要求が高くなっている。
 無線機器のマルチバンド化は、周波数帯の異なる単一信号周波数帯を処理する送信機及び受信機を複数台備えて切り替えを行う従来型タイプに加えて、小型化を目指して、単一の受信機あるいは送信機により複数の周波数帯信号を処理するタイプの研究開発が進められている。後者は、受信機及び送信機を構成するフィルタ、ミキサ、増幅器などを複数の周波数帯に対応できるように構成している。そして、同時に一周波数帯信号のみを処理するタイプから、同時に複数周波数帯信号を処理するタイプへの要求へと進んでいる。
 こうした中、特に無線機器の要である送信電力増幅器のマルチバンド化が最も大きな課題となっているが、複数の周波数帯信号の帯域を切り替えて増幅するタイプは、複数の周波数帯を同時に増幅できない。しかし、将来の移動通信体システムにおいて周波数高度利用技術の重要性が増すとともに、複数の周波数帯信号を同時(concurrent)に増幅するコンカレント型マルチバンド電力増幅器はキーテクノロジになると思われる。
 まず従来は、非特許文献1に記されているように、コンカレント型増幅器は当初低雑音増幅器の取り組みに始まった。その後、コンカレント型電力増幅器の研究開発への取り組みが始まり、単一のトランジスタに対して複数周波帯での複数のインピーダンス整合条件を実現する複数整合型などの研究開発が盛んになり、これまでに多くの報告がある。例えば、特許文献以外の文献としては、非特許文献2、非特許文献3等がある。また、関連する特許文献としては、特許文献1、2、3、4等が挙げられる。
H. Hashemi et al., Concurrent multiband low-noise amplifiers-theory, design, and applications (Invited paper)," IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol.50, no.1, pp.288-301, Jan. 2002. K. Uchida et al., "Dual-band GaAs FET power amplifier with two-frequency matching circuits," Proc. of Asia-Pacific Microwave Conference, pp.197-200, Dec, 2005. S. Hun Ji et al., "Concurrent dual-band class-E power amplifier using composite right/left-handed transmission linens," IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol.55, no.6, pp.1341-1347, June 2007. P. Colantonio et al., "simultaneous dual-band high efficiency harmonic tuned power amplifier in GaN technology," Proc. European Microwave Integrated Circuits Conference, pp.127-130, Oct. 2007.
特開平11-234148号公報 特開2008-154233号公報 特開2010-200310号公報 特開2013-143770号公報
 しかしながら、上記のタイプの増幅器は入力及び出力インピーダンス整合回路の設計において、同時に複数の整合条件を満たす必要があり、回路構成が複雑で素子数が多くなるという問題があった。そのために、設計精度を上げることが容易ではなく、回路損失も大きなものであった。
 また従来は、1つのトランジスタに複数の周波数信号を入力するため、単一の周波数信号を入力した場合に比べて、信号入力電力に対して信号出力電力の飽和が早くなり、かつ、ひずみ特性の劣化が大きいという大きな問題を生じていた。
 本出願に係る発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、単一のトランジスタを同時共通に使用することにより発生する問題を解決して、回路設計の容易化と良好な電力増幅特性を実現するコンカレント型マルチバンド電力増幅器を提供することにある。
 上記目的を達成するため本出願に係る第1の発明は、一例を図1A、図1Bに示すと、複数(N:Nは2以上の自然数)の周波数帯域の信号をそれぞれ独立に増幅する複数個(N)のトランジスタ増幅回路10、20、・・・50、70により構成して、同時(concurrent)に複数周波数帯(multiband)の信号を増幅するコンカレント型マルチバンド増幅器を提供する。第n(n=1~Nのいずれか)の増幅回路50は、第n以外の周波数帯信号を阻止する回路52、53を備えて、第nの周波数帯の信号を増幅出力する。
 第nのトランジスタ増幅回路50は、各該当周波数帯に対して、入力結合部及び出力結合部に備えた第n以外の周波数帯を阻止する回路52、53を含めて増幅素子であるトランジスタに対する入力及び出力インピーダンス整合回路を設計する。これにより、各該当周波数帯に対して最適特性を実現することができる。
 本発明によれば、複数の周波数帯の信号が単一の増幅回路により同時増幅されることは無いため、単一トランジスタにより増幅される場合の先に述べた問題を生じることは無く、特に、高効率かつ低ひずみのマルチバンド電力増幅器を実現できる。
 さらに、本出願に係る第2の発明は、上記第1の発明において、各増幅回路は入力インピーダンス整合回路及び出力インピーダンス整合回路を有し、
 第nの増幅回路の入力インピーダンス整合回路及び出力インピーダンス整合回路が第nの周波数帯において最適信号入出力特性を実現するトランジスタの信号源インピーダンス及び負荷インピーダンスを備えた
ことを特徴とするマルチバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第3の発明は、一例を図2に示すと、第1及び第2の周波数帯の信号を同時に増幅するデュアルバンド増幅器であって、前記第1の周波数帯の信号を増幅する第1の増幅回路30及び前記第2の周波数帯の信号を増幅する第2の増幅回路40を備えており、
 前記第1の増幅回路30はその信号入力結合部及び出力結合部に第2の周波数帯の信号を阻止する第2周波数帯阻止回路32、33を備え、
 前記第2の増幅回路40はその信号入力結合部及び出力結合部に第1の周波数帯の信号を阻止する第1周波数帯阻止回路42、43を備えた
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 さらに、本出願に係る第4の発明は、一例を図4に示すと、上記第2の発明において、
 前記第1の増幅回路30はその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路36、37を直列に備えることにより前記第2周波数帯阻止回路を構成し、
 前記第2の増幅回路40はその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第1の周波数帯にある回路46、47を直列に備えることにより前記第1周波数帯阻止回路を構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第5の発明は、一例を図5に示すと、上記第2の発明において、
 第1の増幅回路30Aはその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路36、37を直列に備え、かつ、該回路36、37の第1の周波数帯における直列リアクタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す直列に挿入された回路素子361、371を備えることにより第2周波数帯阻止回路36A、37Aを構成し、
 第2の増幅回路40Aはその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第1の周波数帯にある回路46、47を直列に備え、かつ、該回路46、47の第2の周波数帯における直列リアクタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す直列に挿入された回路素子461、471を備えることにより第1周波数帯阻止回路46A、47Aを構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 さらに、本出願に係る第6の発明は、上記第3又は第4の発明において、
 並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路36、37及び並列共振周波数が第1の周波数帯にある回路46、47を、並列に接続されたインダクタ及びキャパシタにより構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第7の発明は、一例を図6に示すと、上記第2の発明において、
 前記第1の増幅回路30はその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72、74及び第2の周波数帯の信号を短絡する回路73、75からなる前記第2周波数帯阻止回路32、33を備え、
 前記第2の増幅回路40はその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82、84及び第1の周波数帯の信号を短絡する回路83、85からなる前記第1周波数帯阻止回路42、43を備えた
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 さらに、本出願に係る第8の発明は、一例を図7に示すと、上記第2の発明において、
 前記第1の増幅回路30Bはその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72、74及び第2の周波数帯の信号を短絡する回路73、75、該短絡する回路73、75の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路38、39からなる第2周波数帯阻止回路321、331を備え、
 前記第2の増幅回路40Bはその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82、84及び第1の周波数帯の信号を短絡する回路83、85、該短絡する回路83、85の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路48、49からなる第1周波数帯阻止回路421、431を備えた
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第9の発明は、一例を図8に示すと、上記第6の発明において、
 前記第1の増幅回路30Cの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路を先端開放の並列スタブ731、751により構成して、
 前記第2の増幅回路40Cの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路を先端開放の並列スタブ831、851により構成したことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 さらに、本出願に係る第10の発明は、一例を図9に示すと、上記第6の発明において、
 前記第1の増幅回路30Dの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路732、752により構成し、
 前記第2の増幅回路40Dの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路832、852により構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第11の発明は、一例を図10に示すと、上記第7の発明において、
 前記第1の増幅回路30Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路731、751及び該回路731、751の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路381、391を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブにより構成し、
 前記第2の増幅回路40Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路831、851及び該回路831、851の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路481、491を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブにより構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 さらに、本出願に係る第12の発明は、一例を図11に示すと、上記第7の発明において、
 前記第1の増幅回路30Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路731、751を先端開放の並列スタブにより構成し、該回路731、751の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路382、392をインダクタにより構成し、
 前記第2の増幅回路40Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路831、851を先端開放の並列スタブにより構成し、該回路831、851の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路482、492をキャパシタにより構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第13の発明は、一例を図12に示すと、上記第7の発明において、
 前記第1の増幅回路30Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路732、752により構成して、該回路732、752の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路383、393をインダクタにより構成し、
 前記第2の増幅回路40Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路832、852により構成して、該回路832、852の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路483、493をキャパシタにより構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 さらに、本出願に係る第14の発明は、一例を図13に示すと、上記第7の発明において、
 前記第1の増幅回路30Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路732、752により構成し、該回路732、752の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ384、394により構成し、
 前記第2の増幅回路40Bの信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路832、852により構成し、該回路832、852の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ484、494により構成した
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 また、本出願に係る第15の発明は、上記第2~13の何れか1つの発明において、第1及び第2の増幅回路は入力インピーダンス整合回路34、44及び出力インピーダンス整合回路35、45を有し、
 第1及び第2の増幅回路の入力インピーダンス整合回路34、44及び出力インピーダンス整合回路35、45がそれぞれの第1及び第2の周波数帯において最適信号入出力特性を実現するトランジスタの信号源インピーダンス及び負荷インピーダンスを備えた
ことを特徴とするデュアルバンド増幅器である。
 本発明によれば、単一のトランジスタを同時共通(concurrent)に使用することにより発生するトランジスタの入出力インピーダンス整合回路の構成及びその設計の複雑化、回路損失の増大、同時共通増幅による非線形性の影響の増大による出力電力飽和特性及びひずみ特性の劣化などを解決して、各増幅回路の独立設計が可能となる。その結果、設計精度の向上、出力電力飽和特性劣化の抑制、及びひずみ特性増大の抑制を実現することができる。
本発明の第1実施形態によるマルチバンド増幅器の構成を示す図である。図1Aは概略構成図であり、図1Bは回路の一例の模式図である。 本発明の第2実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明のデュアルバンド増幅器の2周波数fおよびf信号の同時増幅特性の例を示す図である。図3Aは、入力電力に対する出力電力Pout、入力電力に対する電力付加効率PAE、ドレイン効率ηを示し、図3Bは、各周波数の出力電力スペクトラムを示す。 本発明の第3実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第4実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第6実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第7実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第8実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第9実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第10実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第11実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第12実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。 本発明の第13実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個の増幅回路から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。
 以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、発明の理解のために実施の形態として、第2実施形態以降では、デュアルバンド増幅器を例に簡潔に説明しているが、各実施の形態を組み合わせて利用することもでき、また、第2実施形態以降の構成は、第1実施形態に示すマルチバンド増幅器に適用することもできる。
 [第1実施形態]
 図1は、本発明の第1実施形態によるマルチバンド増幅器の構成を示す概略図である。本実施の形態におけるマルチバンド増幅器は、第1から第N(Nは2以上の自然数)の複数の周波数帯の信号を同時に増幅するマルチバンド増幅器である。
 本発明の第1実施形態のマルチバンド増幅器は、図1Aに示すように、信号入力端子1及び信号出力端子2を備える。マルチバンド増幅器は、各周波数帯の信号に対応させて、第1から第Nの複数の増幅回路10、20、・・・50、・・・70を有する。ここでは、Nは2以上の自然数である。各増幅回路はFET(Field Effect Transistor)からなる「トランジスタ増幅回路」であるが、以下、単に「増幅回路」と略記する。
 第1の増幅回路10は、増幅回路10の入力側にあたる入力結合部に第1周波数帯以外の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路12を備える。また、増幅回路10は、増幅回路10の出力側にあたる出力結合部に第1周波数帯以外の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路13を備える。
 第2の増幅回路20はその入力結合部及び出力結合部に、第2周波数帯以外の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路22及び出力側阻止回路23をそれぞれ備える。同様に、第n(n=3~(N-1))の増幅回路50はその入力結合部及び出力結合部に、第n周波数帯以外の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路52及び出力側阻止回路53をそれぞれ備える。第Nの増幅回路70はその入力結合部及び出力結合部に、第N周波数帯以外の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路72及び出力側阻止回路73をそれぞれ備える。
 図1において、信号入力端子1からマルチバンド増幅器に加えられた第1ないし第Nの多周波数帯信号は、入力側阻止回路12により第1周波数帯以外の周波数帯信号が阻止され、第1の周波数帯信号のみが増幅回路10に入力される。増幅回路10で増幅された第1の周波数帯信号は出力側阻止回路13を通って信号出力端子2から出力される。
 また、信号入力端子1からマルチバンド増幅器に加えられた多周波数帯信号は、入力側阻止回路22により第2周波数帯以外の周波数帯信号が阻止され、第2の周波数帯信号のみが増幅回路20に入力される。増幅回路20で増幅された第2の周波数帯信号は出力側阻止回路23を通って信号出力端子2から出力される。
 以下同様に、第n(n=3~(N-1))の周波数帯信号のみが増幅回路50に入力され、増幅回路50で増幅されて、信号出力端子2から出力される。また、第Nの周波数帯信号のみが増幅回路70に入力され、増幅回路70で増幅されて、信号出力端子2から出力される。なお、増幅回路10、20・・・50、・・・70で増幅された第1ないし第N周波数帯の多周波数帯信号は、合成されて信号出力端子2から出力される。
 なお、本実施形態の各増幅回路の増幅素子をトランジスタで構成した場合、トランジスタの増幅動作は特定のモード(A級、B級、C級、F級、逆F級、E級、高調波リアクタンス終端増幅器、ドハティ増幅器など)に限定しない。また、各増幅回路は、一段構成の増幅回路に限るものではなく、多段構成の増幅回路であっても良い。各増幅回路をトランジスタで多段構成した場合、各周波数帯の増幅回路の段数は、必ずしも同一である必要はない。また、各周波数帯信号用の増幅回路は、他の周波数帯用増幅回路とは独立に構成してもよく、かつそれぞれの特性を独立に設計してよいことは言うまでもない。
 各増幅回路は、増幅素子であるFETと、FETの入力側に配置された入力インピーダンス整合回路と、FETの出力側に配置された出力インピーダンス整合回路を備えている。例えば第nの増幅回路50に備えられた入力インピーダンス整合回路及び出力インピーダンス整合回路は、第n周波数帯以外の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路52及び出力側阻止回路53を含めて、増幅素子であるトランジスタに対する入力インピーダンス整合及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路を、FETから信号源側を見たときのインピーダンスが、FETの最大付加電力効率を実現するFETの信号源インピーダンスZST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路を、FETから負荷側を見たときのインピーダンスが、FETの最大付加電力効率を実現するFETの負荷インピーダンスZLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路及び出力インピーダンス整合回路は、入力側阻止回路52及び出力側阻止回路53をそれぞれ増幅回路50から見た信号源インピーダンスZS1及び負荷インピーダンスZL1を、FETの最大付加電力効率を実現するFETの信号源インピーダンスZST1及び負荷インピーダンスZLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。これにより、各該当周波数帯に対して最適特性を実現することができる。
 図1Bは、FETの入力側に入力インピーダンス整合回路を配置し、FETの出力側に出力インピーダンス整合回路を配置した例を示す。
 第1の増幅回路10は、増幅素子であるFET11を備え、FET11の第1周波数帯信号に対する入力インピーダンス整合及びその第2高調波に対するリアクタンス終端を実現する入力インピーダンス整合回路14が配置される。また、第1の増幅回路10は、FET11の第1周波数帯信号に対する出力インピーダンス整合及びその第2及び第3高調波に対するリアクタンス終端を実現する出力インピーダンス整合回路15が配置される。なお、入力インピーダンス整合回路14が第2高調波に対するリアクタンス終端を行い、出力インピーダンス整合回路15が第2及び第3高調波に対するリアクタンス終端を行うのは一例であり、それぞれより高い高調波までリアクタンス終端を行うようにしてもよい。
 同様に、その他の増幅回路20、50、70は、増幅素子であるFET21、51、71を備え、それぞれのFET21、51、71の前段に、入力インピーダンス整合回路14と同様の構成の入力インピーダンス整合回路24、54、74が配置される。また、それぞれのFET21、51、71の後段に、出力インピーダンス整合回路15と同様の構成の出力インピーダンス整合回路25、55、75が配置されている。
 それぞれの入力インピーダンス整合回路14、24、54、74は、FET11、21、51、71から信号源側を見たときのインピーダンスが、FET11、21、51、71の最大付加電力効率を実現するFET11、21、51、71の信号源インピーダンスZST1になるように設計される。また、それぞれの出力インピーダンス整合回路15、25、55、75は、FET11、21、51、71から負荷側を見たときのインピーダンスが、FET11、21、51、71の最大付加電力効率を実現するFET11、21、51、71の負荷インピーダンスZLT1になるように設計される。
 なお、入力インピーダンス整合回路14、24、54、74と出力インピーダンス整合回路15、25、55、75は、例えばマイクロストリップ線路などの分布定数回路で形成される。
 [第2実施形態]
 図2は、本発明の第2実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図2に示すように、デュアルバンド増幅器は、信号入力端子3と信号出力端子4を備える。また、デュアルバンド増幅器は、2個の増幅回路30、40を有する。第1の増幅回路30は、第1の増幅回路30の入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32を備える。また、第1の増幅回路30は、第1の増幅回路30の出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路33を備える。同様に、第2の増幅回路40はその入力結合部及び出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42及び出力側阻止回路43をそれぞれ備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号は、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32を介して第1の増幅回路30に入力される。第1の増幅回路30で増幅された第1の周波数帯信号は、第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路33を通って信号出力端子4から出力される。このとき、信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32を見たインピーダンスは開放である。また、出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路33を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42を介して第2の増幅回路40に入力され増幅される。そして、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路43を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42及び出力側阻止回路43をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30は、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34と、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35を備える。入力インピーダンス整合回路34及び出力インピーダンス整合回路35は、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32及び出力側阻止回路33を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34を、FET31から信号源側を見たときのインピーダンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源インピーダンスZST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35を、FET31から負荷側を見たときのインピーダンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷インピーダンスZLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34及び出力インピーダンス整合回路35は、入力側阻止回路32及び出力側阻止回路33をそれぞれ第1の増幅回路30から見た信号源インピーダンスZS1及び負荷インピーダンスZL1を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源インピーダンスZST1及び負荷インピーダンスZLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40は、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44と、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45を備える。入力インピーダンス整合回路44及び出力インピーダンス整合回路45は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42及び出力側阻止回路43をそれぞれ増幅回路40から見た信号源インピーダンスZS2及び負荷インピーダンスZL2を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源インピーダンスZST2及び負荷インピーダンスZLT2にそれぞれ変換する。
 このように周波数阻止回路及び増幅回路のインピーダンス整合回路を設計することにより、各周波数帯信号に対して最大付加電力効率特性を実現する同時デュアルバンド電力増幅器を得ることができる。また、各周波数帯信号を増幅する増幅回路は、前記したように独立に整合回路を設計できるため、FETの種類やゲート幅を自由に選択でき、かつ電力効率や出力電力に関して最適設計の精度が高くなり、高効率電力特性の達成が容易となる。さらに、本発明の増幅器は各周波数帯信号が独立した増幅回路により増幅されるため、異なる周波数帯信号間の相互変調や混変調などのひずみを発生しない。
 なお、本実施例はトランジスタ1段増幅回路について説明したが、増幅回路を多段構成にした場合も含むことは言うまでもない。また、トランジスタの増幅動作は、特定のモード(A級、B級、C級、F級、逆F級、E級、高周波リアクタンス終端増幅器、ドハティ増幅器など)に限定されない。
 ここで、第3実施形態による、2つの周波数信号(f,f)を同時に増幅したデュアルバンド増幅器の特性として、入力電力(dBm)に対する出力電力(dBm)Poutと、入力電力(dBm)に対する電力付加効率PAE(Power Added Efficiency)(%)及びドレイン効率η(%)について、図3を参照して説明する。
 第1の増幅回路30は、第1の周波数帯信号(f)を増幅し、第2の増幅回路40は、第2の周波数帯信号(f)を増幅する。ここで、第1の周波数帯信号(f)は4.5GHzとし、第2の周波数帯信号(f)は8.5GHzとしている。
 図3Aは、第1の周波数帯信号(f)の出力電力Pout(f)と第2の周波数帯信号(f)の出力電力Pout(f)、第1の周波数帯信号(f)の電力付加効率PAE(f)と第2の周波数帯信号(f)の電力付加効率PAE(f)、及び第1の周波数帯信号(f)のドレイン効率η(f)と第2の周波数帯信号(f)のドレイン効率η(f)を示す。図3Aにおいて、実線は、第1の周波数帯信号(f)の特性であり、破線は、第2の周波数帯信号(f)の特性である。
 電力付加効率PAE(f)、PAE(f)は、[(出力電力Pout-入力電力Pin)/増幅器電力PDC]から求まる。増幅器電力PDCは、増幅素子に供給される直流電力である。また、ドレイン効率η(f)、η(f)は、[出力電力Pout/増幅器電力PDC]から求まる。
 図3Aから分かるように、入力電力Pinに対する出力電力Poutが、第1及び第2の周波数帯信号(f、f)で十分なレベルであり、かつ電力付加効率PAE及びドレイン効率ηについても、良好な特性となっている。
 図3Bは、出力電力(dBm)に含まれる各周波数成分を示す。なお、図3Bでは、第1の周波数帯信号(f)の入力電力Pinを29dBm、第2の周波数帯信号(f)の入力電力Pinを32dBmとして、出力電力(dBm)スペクトラムを求めている。
 図3Bから分かるように、第1の周波数fの高調波2f、3f、・・・が十分に抑制されており、第2の周波数fの高調波2f、・・・についても十分に抑制されている。また、[f-f]などの第1の周波数fと第2の周波数fの差の周波数成分についても、周波数f、fに比べて十分に小さく、相互変調歪についても十分に抑制されていることが分かる。
 [第3実施形態]
 図4は、本発明の第3実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図4において、図2と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第1の増幅回路30は、第1の増幅回路30の入力側にあたる入力結合部に、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路36を備える。入力側阻止回路36は並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路であり、増幅回路30と直列に配置される。並列共振回路は、並列共振周波数でインピーダンスが開放に近くなるので、入力側阻止回路36を第1の増幅回路30と直列に配置することにより、第1の増幅回路30への第2の周波数帯信号の入力が阻止される。
 そして、第1の増幅回路30は、第1の増幅回路30の出力側にあたる出力結合部に、第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路37を備える。出力側阻止回路37も入力側阻止回路36と同様に、並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路であり、第1の増幅回路30と直列に配置される。
 同様に、第2の増幅回路40はその入力結合部及び出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路46、及び出力側阻止回路47をそれぞれ備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号は、入力側阻止回路36を介して第1の増幅回路30に入力される。第1の増幅回路30で増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路37を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路36を見たインピーダンスは開放である。また、出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路37を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられた2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路46を介して第2の増幅回路40に入力され、増幅される。そして、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路47を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路46及び出力側阻止回路47をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30は、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34と、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35を備える。入力インピーダンス整合回路34及び出力インピーダンス整合回路35は、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路36及び出力側阻止回路37を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34を、FET31から信号源側を見たときのインピーダンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源インピーダンスZST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35を、FET31から負荷側を見たときのインピーダンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷インピーダンスZLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34及び出力インピーダンス整合回路35は、入力側阻止回路36及び出力側阻止回路37をそれぞれ第1の増幅回路30から見た信号源インピーダンスZS1及び負荷インピーダンスZL1を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源インピーダンスZST1及び負荷インピーダンスZLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40は、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44と、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45を備える。入力インピーダンス整合回路44及び出力インピーダンス整合回路45は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路46及び出力側阻止回路47をそれぞれ増幅回路40から見た信号源インピーダンスZS2及び負荷インピーダンスZL2を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源インピーダンスZST2及び負荷インピーダンスZLT2にそれぞれ変換する。
 このように周波数阻止回路及び増幅回路のインピーダンス整合回路を設計することにより、各周波数帯信号に対して最大付加電力効率特性を実現する同時デュアルバンド電力増幅器を得ることができる。
 [第4実施形態]
 図5は、本発明の第4実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図5において、図2と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 なお、図5以降の各図において、増幅回路30A、40Aなどのように、末尾にA、B、C、またはDの符号を付す回路は、元の回路(増幅回路30、40など)と同一の構成でない場合があるために区別して示す。
 デュアルバンド増幅器は、2個の増幅回路30A、40Aを有する。第1の増幅回路30Aは、第1の増幅回路30Aの入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路57を備える。入力側阻止回路57は、並列共振周波数が第2の周波数帯にある入力側阻止回路36と、入力側阻止回路36の第1の周波数帯における直列リアクタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路素子56を有する。入力側阻止回路36と回路素子56は直列に配置されて、入力側阻止回路57を構成する。
 そして、第1の増幅回路30Aは、第1の増幅回路30Aの出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路59を備える。出力側阻止回路59は、並列共振周波数が第2の周波数帯にある出力側阻止回路37と、出力側阻止回路37の第1の周波数帯における直列リアクタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路素子58を有する。出力側阻止回路37と回路素子58は直列に配置されて、出力側阻止回路59を構成する。
 同様に、第2の増幅回路40Aは、第2の増幅回路40Aの入力側にあたる入力結合部に第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路67を備える。入力側阻止回路67は、並列共振周波数が第1の周波数帯にある入力側阻止回路46と、入力側阻止回路46の第2の周波数帯における直列リアクタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路素子66を有する。入力側阻止回路46と回路素子66は直列に配置されて、入力側阻止回路67を構成する。
 また、第2の増幅回路40Aは、第2の増幅回路60の出力側にあたる出力結合部に第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路69を備える。出力側阻止回路69は、並列共振周波数が第1の周波数帯にある出力側阻止回路47と、出力側阻止回路47の第2の周波数帯における直列リアクタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路素子68を有する。出力側阻止回路47と回路素子68は直列に配置されて、出力側阻止回路69を構成する。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号は、入力側阻止回路57を介して第1の増幅回路30Aに入力される。第1の増幅回路30Aで増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路59を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路57を見たインピーダンスは開放である。また、出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路59を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路67を介して第2の増幅回路40Aに入力され、増幅される。そして、この第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路69を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び信号出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路67及び出力側阻止回路69をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30Aは、増幅素子であるFET51と、FET51の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路54と、FET51の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路55を備える。入力インピーダンス整合回路54及び出力インピーダンス整合回路55は、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路57及び出力側阻止回路59を含めて、増幅素子であるトランジスタFET51に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路54を、FET51から信号源側を見たときのインピーダンスが、FET51の最大付加電力効率を実現するFET51の信号源インピーダンスZST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路55を、FET51から負荷側を見たときのインピーダンスが、FET51の最大付加電力効率を実現するFET51の負荷インピーダンスZLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路54及び出力インピーダンス整合回路55は、入力側阻止回路57及び出力側阻止回路59をそれぞれ第1の増幅回路30Aから見た信号源インピーダンスZS1及び負荷インピーダンスZL1を、FET51の最大付加電力効率を実現するFET51の信号源インピーダンスZST1及び負荷インピーダンスZLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。ここで、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路57及び出力側阻止回路59のリアクタンス成分は打ち消されているため、第1の増幅回路30Aから見た信号源インピーダンスZS1及び負荷インピーダンスZLT1は50Ωである。
 第2の増幅回路40Aは、増幅素子であるFET61と、FET61の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路64と、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路65を備える。入力インピーダンス整合回路64及び出力インピーダンス整合回路65は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路67及び出力側阻止回路69をそれぞれ第2の増幅回路40Aから見た信号源インピーダンスZS2及び負荷インピーダンスZL2を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源インピーダンスZST2及び負荷インピーダンスZLT2にそれぞれ変換する。ここで、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路67及び出力側阻止回路69のリアクタンス成分は打ち消されているため、第2の増幅回路40Aから見た信号源インピーダンスZS2及び負荷インピーダンスZL2は50Ωである。
 本実施形態では、デュアルバンド増幅器を構成する2台の増幅回路のそれぞれの信号源インピーダンス及び負荷インピーダンスが、基準インピーダンスの50Ωであるため、インピーダンス整合回路の設計及び評価が容易となり、高性能化に有利となる特徴を備えている。このように周波数阻止回路と、増幅回路のインピーダンス整合回路を設計することにより、各周波数帯信号に対して最大付加電力効率特性を実現する同時デュアルバンド電力増幅器を得ることができる。
 [第5実施形態]
 本発明の第5実施形態では、第3及び第4実施形態において、並列共振周波数が第2の周波数帯にある入力側阻止回路36及び出力側阻止回路37をそれぞれ、並列に接続されたインダクタ及びキャパシタにより構成した。また、並列共振周波数が第1の周波数帯にある入力側阻止回路46及び出力側阻止回路47をそれぞれ、並列に接続されたインダクタ及びキャパシタにより構成した。
 [第6実施形態]
 図6は、本発明の第6実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図6において、図2と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第1の増幅回路30は、第1の増幅回路30の入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32を備える。入力側阻止回路32は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列回路73を有する。直列伝送線路72は主線路に直列に接続され、並列回路73は主線路に並列に接続されて、入力側阻止回路32が構成される。
 また、第1の増幅回路30は、第1の増幅回路30の出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路33を備える。出力側阻止回路33は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路74と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列回路75を有する。直列伝送線路74は主線路に直列に接続され、並列回路75は主線路に並列に接続されて、出力側阻止回路33が構成される。
 同様に、第2の増幅回路40は、第2の増幅回路40の入力側にあたる入力結合部に第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42を備える。入力側阻止回路42は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列回路83を有する。直列伝送線路82は主線路に直列に接続され、並列回路83は主線路に並列に接続されて、入力側阻止回路42が構成される。
 また、第2の増幅回路40は、第2の増幅回路40の出力側にあたる出力結合部に第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路43を備える。出力側阻止回路43は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路84と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列回路85を有する。直列伝送線路84は主線路に直列に接続され、並列回路85は主線路に並列に接続されて、出力側阻止回路43が構成される。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号は、入力側阻止回路32を介して第1の増幅回路30に入力される。そして、第1の増幅回路30で増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路33を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32を見たインピーダンスは開放である。また、信号出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路33を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42を介して第2の増幅回路40に入力され、増幅される。そして、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路43を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42及び出力側阻止回路43をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30は、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34と、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35を備える。入力インピーダンス整合回路34及び出力インピーダンス整合回路35は、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32及び出力側阻止回路33を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34を、FET31から信号源側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35を、FET31から負荷側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷アドミタンスYLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34及び出力インピーダンス整合回路35は、入力側阻止回路32及び出力側阻止回路33をそれぞれ第1の増幅回路30から見た信号源アドミタンスYS1及び負荷アドミタンスYL1を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1及び負荷アドミタンスYLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40は、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44と、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45を備える。入力インピーダンス整合回路44及び出力インピーダンス整合回路45は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42及び出力側阻止回路43をそれぞれ第2の増幅回路40から見た信号源アドミタンスYS2及び負荷アドミタンスYL2を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源アドミタンスYST2及び負荷アドミタンスYLT2にそれぞれ変換する。
 なお、信号を短絡する並列回路73、75、83、85は先端開放の伝送線路、ラジアル線路、インダクタと容量素子の直列共振回路等、特定の回路・素子に限定されないことは言うまでもない。
 このように周波数阻止回路及び増幅回路のインピーダンス整合回路を設計することにより、各周波数帯信号に対して最大付加電力効率特性を実現する同時デュアルバンド電力増幅器を得ることができる。
 [第7実施形態]
 図7は、本発明の第7実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図7において、図2と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を備える。入力側阻止回路321は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列回路73と、並列回路73の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路38(以下、「打消回路38」という)を有する。直列伝送線路72は主線路に直列に接続され、並列回路73と打消回路38は主線路に並列に接続されて、入力側阻止回路321が構成される。
 また、第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を備える。出力側阻止回路331は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路74と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列回路75と、並列回路75の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路39(以下、「打消回路39」という)を有する。直列伝送線路74は主線路に直列に接続され、並列回路75と打消回路39は主線路に並列に接続されて、出力側阻止回路331が構成される。
 同様に、第2の増幅回路40Bはその入力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を備える。入力側阻止回路421は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列回路83と、並列回路83の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路48(以下、「打消回路48」という)を備える。
 また、第2の増幅回路40Bはその出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を備える。この出力側阻止回路431は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路84と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列回路85と、並列回路85の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路49(以下、「打消回路49」という)を備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号は、入力側阻止回路321を介して第1の増幅回路30Bに入力される。第1の増幅回路30Bで増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路331を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を見たインピーダンスは開放である。また、信号出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を見たインピーダンスも開放となる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を介して第2の増幅回路40Bに入力され、増幅される。そして、この第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び信号出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30Bは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Bと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Bを備える。入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34Bを、FET31から信号源側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35Bを、FET31から負荷側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷アドミタンスYLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331をそれぞれ第1の増幅回路30から見た信号源アドミタンスYS1=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL1=1/(50Ω)を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1及び負荷アドミタンスYLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40Bは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Bと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Bを備える。入力インピーダンス整合回路44B及び出力インピーダンス整合回路45Bは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ第2の増幅回路40から見た信号源アドミタンスYS2=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL2=1/(50Ω)を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源アドミタンスYST2及び負荷アドミタンスYLT2にそれぞれ変換する。本実施形態では、各増幅回路が見る信号源及び負荷インピーダンスが50Ωであるため各増幅回路の設計及び評価が容易になるという特徴がある。
 なお、信号を短絡する並列回路73、75、83、85は先端開放の伝送線路、ラジアル線路、インダクタと容量素子の直列共振回路等、特定の回路・素子に限定しないことは言うまでもない。また、サセプタンス成分を打ち消す打消回路38、39、48、49は伝送線路、ラジアル線路、インダクタ、容量素子等、特定の回路・素子に限定しないことは言うまでもない。
 [第8実施形態]
 図8は、本発明の第8実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図8において、図6と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第8実施形態は、周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32C、42C及び出力側阻止回路33C、43Cにおけるそれぞれの周波数信号を短絡する回路73、75、83、85を、先端開放の並列スタブ731、751、831、851により構成したことを特徴とする。
 第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32C及び出力側阻止回路33Cは、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72及び74、及び第2の周波数帯信号において4分の1波長のストリップ線路構成の第2の周波数帯信号を短絡する先端開放の並列スタブ構成の回路731及び751から成る。
 また、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42C及び出力側阻止回路43Cについても、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82及び84、及び第1の周波数帯信号において4分の1波長のストリップ線路構成の第1の周波数帯信号を短絡する先端開放の並列スタブ構成の回路831及び851から成る。
 入力側阻止回路32Cに接続された第1の増幅回路30Cは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Cと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Cを備える。出力インピーダンス整合回路35Cが、出力側阻止回路33Cに接続される。
 入力側阻止回路42Cに接続された第2の増幅回路40Cは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Cと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Cを備える。出力インピーダンス整合回路45Cが、出力側阻止回路43Cに接続される。
 なお、並列スタブはマイクロストリップ線路、コープレーナ線路、ラジアル線路等の特定の伝送線路に限定されないことは言うまでもない。
 [第9実施形態]
 図9は、本発明の第9実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図9において、図6と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第9実施形態は、周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32D、42D及び出力側阻止回路33D、43Dにおけるそれぞれの周波数信号を短絡する回路73、75、83、85を、インダクタ・キャパシタの直列回路732、752、832、852により構成したことを特徴とする。
 第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路32D及び出力側阻止回路33Dは、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72及び74、及び第2の周波数帯信号において直列共振短絡となるインダクタ・キャパシタの直列回路732及び752から成る。
 また、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路42D及び出力側阻止回路43Dについても、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82及び84、及び第1の周波数帯信号において直列共振短絡となるインダクタ・キャパシタの直列回路832及び852から成る。
 入力側阻止回路32Dに接続された第1の増幅回路30Dは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Dと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Dを備える。出力インピーダンス整合回路35Dが、出力側阻止回路33Dに接続される。
 入力側阻止回路42Dに接続された第2の増幅回路40Dは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Dと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Dを備える。出力インピーダンス整合回路45Dが、出力側阻止回路43Dに接続される。
 [第10実施形態]
 図10は、本発明の第10実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図10において、図7と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第10実施形態は、図7に記載した周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321、421及び出力側阻止回路331、431におけるそれぞれの周波数信号を短絡する回路73、75、83、85を、先端開放の並列スタブ731、751、831、851により構成したことを特徴とする。
 第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を備える。入力側阻止回路321は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ731と、並列スタブ731の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ381を有する。直列伝送線路72は主線路に直列に接続され、並列スタブ731と並列スタブ381は主線路に並列に接続されて、入力側阻止回路321が構成される。
 また、第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を備える。出力側阻止回路331は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路74と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ751と、並列スタブ751の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ391を有する。直列伝送線路74は主線路に直列に接続され、並列スタブ751と並列スタブ391は主線路に並列に接続されて、出力側阻止回路331が構成される。
 同様に、第2の増幅回路40Bはその入力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を備える。入力側阻止回路421は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ831と、並列スタブ831の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ481を備える。また、第2の増幅回路40Bはその出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を備える。出力側阻止回路431は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路84と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ851と、並列スタブ851の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ491を備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号は、入力側阻止回路321を介して第1の増幅回路30Bに入力される。第1の増幅回路30Bで増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路331を通って信号出力端子4から出力される。なお、信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を見たインピーダンスは開放である。また、出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を介して第2の増幅回路40Bに入力され、増幅される。そして、この第2の周波数帯信号は、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び信号出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30Bは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Bと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Bを備える。入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34Bを、FET31から信号源側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35Bを、FET31から負荷側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷アドミタンスYLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331をそれぞれ第1の増幅回路30Bから見た信号源アドミタンスYS1=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL1=1/(50Ω)を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1及び負荷アドミタンスYLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40Bは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Bと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Bを備える。入力インピーダンス整合回路44B及び出力インピーダンス整合回路45Bは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ第2の増幅回路40Bから見た信号源アドミタンスYS2=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL2=1/(50Ω)を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源アドミタンスYST2及び負荷アドミタンスYLT2にそれぞれ変換する。本実施形態では、各増幅回路から見る信号源及び負荷インピーダンスが50Ωであるため各増幅回路の設計及び評価が容易になるという特徴がある。
 なお、信号を短絡する並列スタブ731、751、831、851は先端開放の伝送線路、ラジアル線路等、特定の線路構造に限定されないことは言うまでもない。また、サセプタンス成分を打ち消す並列スタブ381、391、481、491は先端開放あるいは先端短絡の伝送線路、マイクロストリップ線路、コープレーナ線路、ラジアル線路等の特定の線路構造に限定されないことは言うまでもない。
 [第11実施形態]
 図11は、本発明の第11実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図11において、図7と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第11実施形態は、図7に記載した周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321、421及び出力側阻止回路331、431におけるそれぞれの周波数信号を短絡する回路73、83及び75、85を、先端開放の並列スタブ731、831及び751、851により構成したことを特徴とする。
 第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を備える。入力側阻止回路321は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯信号f(f>fとする)に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ731と、並列スタブ731の第1の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す並列インダクタ382を有する。直列伝送線路72は直列に接続され、並列スタブ731と並列インダクタ382は並列に接続されて、入力側阻止回路321を構成する。
 また、第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を備える。出力側阻止回路331は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路74と、第2の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ751と、並列スタブ751の第1の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す並列インダクタ392を有する。直列伝送線路74は直列に接続され、並列スタブ751と並列インダクタ392は並列に接続されて、出力側阻止回路331を構成する。
 第2の増幅回路40Bはその入力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を備える。入力側阻止回路421は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯信号f(f>fとする)に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ831と、並列スタブ831の第2の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す並列キャパシタ482を備える。また、第2の増幅回路40Bはその出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431として、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯信号fに対して長さが4分の1波長の直列伝送線路84と、第1の周波数帯の信号を短絡する並列スタブ851と、並列スタブ851の第2の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す並列キャパシタ482を備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号fは、入力側阻止回路321を介して第1の増幅回路30Bに入力される。第1の増幅回路30Bで増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路331を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を見たインピーダンスは開放である。また、信号出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号fは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を介して第2の増幅回路40Bに入力され、増幅される。この第2の周波数帯信号fは、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び信号出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30Bは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Bと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Bを備える。入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34Bを、FET31から信号源側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35Bを、FET31から負荷側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷アドミタンスYLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331をそれぞれ第1の増幅回路30Bから見た信号源アドミタンスYS1=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL1=1/(50Ω)を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1及び負荷アドミタンスYLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40Bは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Bと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Bを備える。入力インピーダンス整合回路44B及び出力インピーダンス整合回路45Bは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ増幅回路40Bから見た信号源アドミタンスYS2=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL2=1/(50Ω)を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源アドミタンスYST2及び負荷アドミタンスYLT2にそれぞれ変換する。本実施形態では、各増幅回路が見る信号源及び負荷インピーダンスが50Ωであるため各増幅回路の設計及び評価が容易になるという特徴がある。
 なお、信号を短絡する並列スタブ731、751、831、851は先端開放の伝送線路、マイクロストリップ線路、コープレーナ線路、ラジアル線路等の特定の線路構造に限定されないことは言うまでもない。
 [第12実施形態]
 図12は、本発明の第12実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図12において、図7と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第12実施形態は、図7に記載した周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321、421及び出力側素子回路331、431におけるそれぞれの周波数信号を短絡する回路73、83及び75、85を、インダクタ・キャパシタの直列回路732、832及び752、852により構成したことを特徴とする。
 第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を備える。入力側阻止回路321は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯信号f(f>fとする)に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72と、第2の周波数帯の信号を短絡するインダクタ及びキャパシタの直列回路732と、直列回路732の第1の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す並列インダクタ383を有する。直列伝送線路72は直列に接続され、直列回路732と並列インダクタ383は並列に接続されて、入力側阻止回路321を構成する。
 また、第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を備える。出力側阻止回路331は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯信号fに対して長さが4分の1波長の直列伝送線路74と、第2の周波数帯の信号を短絡するインダクタ及びキャパシタの直列回路752と、直列回路752の第1の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す並列インダクタ393を有する。直列伝送線路74は直列に接続され、直列回路752と並列インダクタ393は並列に接続されて、出力側阻止回路331を構成する。
 第2の増幅回路40Bはその入力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を備える。この入力側阻止回路421は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯信号f(f>fとする)に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82と、第1の周波数帯の信号を短絡するインダクタ・キャパシタの直列回路832と、直列回路832の第2の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す並列キャパシタ483を備える。また、第2の増幅回路40Bはその出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431として、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯信号fに対して長さが4分の1波長の直列伝送線路84と、第1の周波数帯の信号を短絡するインダクタ・キャパシタの直列回路852と、直列回路852の第2の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す並列キャパシタ483を備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号fは、入力側阻止回路321を介して第1の増幅回路30Bに入力される。第1の増幅回路30Bで増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路331を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を見たインピーダンスは開放である。また、信号出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号fは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を介して第2の増幅回路40Bに入力され、増幅される。この第2の周波数帯信号fは、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から取り出される。信号入力端子3及び信号出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30Bは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Bと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Bを備える。入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34Bを、FET31から信号源側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35Bを、FET31から負荷側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷アドミタンスYLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331をそれぞれ第1の増幅回路30Bから見た信号源アドミタンスYS1=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL1=1/(50Ω)を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1及び負荷アドミタンスYLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40Bは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Bと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Bを備える。入力インピーダンス整合回路44B及び出力インピーダンス整合回路45Bは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ第2の増幅回路40Bから見た信号源アドミタンスYS2=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL2=1/(50Ω)を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源アドミタンスYST2及び負荷アドミタンスYLT2にそれぞれ変換する。本実施形態では、各増幅回路が見る信号源及び負荷インピーダンスが50Ωであるため各増幅回路の設計及び評価が容易になるという特徴がある。
 [第13実施形態]
 図13は、本発明の第13実施形態による増幅器の構成を示す概略図であり、2個のトランジスタ増幅回路(以下、単に「増幅回路」と略記)から成るデュアルバンド増幅器を示す回路模式図である。図13において、図7と同一の構成からなる部分については、同一符号を付して説明を省略する。
 第13実施形態は、図7に記載した周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321、421及び出力側阻止回路331、431におけるそれぞれの周波数信号を短絡する回路73、83及び75、85を、インダクタ・キャパシタの直列回路732、832、及び752、852により構成したことを特徴とする。
 第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの入力側にあたる入力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を備える。入力側阻止回路321は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯信号f(f>fとする)に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路72と、第2の周波数帯の信号を短絡するインダクタ・キャパシタの直列回路732と、直列回路732の第1の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ384を有する。直列伝送線路72は主線路に直列に接続され、直列回路732と並列スタブ384は主線路に並列に接続されて、入力側阻止回路321を構成する。
 また、第1の増幅回路30Bは、第1の増幅回路30Bの出力側にあたる出力結合部に第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を備える。出力側阻止回路331は、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯信号fに対して長さが4分の1波長の直列伝送線路74と、第2の周波数帯の信号を短絡するインダクタ・キャパシタの直列回路752と、直列回路752の第1の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ394を有する。直列伝送線路74は主線路に直列に接続され、直列回路752と並列スタブ394は主線路に並列に接続されて、出力側阻止回路331を構成する。
 第2の増幅回路40Bはその入力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を備える。入力側阻止回路421は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯信号f(f>fとする)に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路82と、第1の周波数帯の信号を短絡するインダクタ・キャパシタの直列回路832と、直列回路832の第2の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ484を備える。
 また、第2の増幅回路40Bはその出力結合部に、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を備える。出力側阻止回路431は、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯信号fに対して長さが4分の1波長の直列伝送線路84と、第1の周波数帯の信号を短絡するインダクタ・キャパシタの直列回路852と、直列回路852の第2の周波数帯fにおけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す先端開放あるいは先端短絡の並列スタブ494を備える。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第1の周波数帯信号fは、入力側阻止回路321を介して第1の増幅回路30Bに入力される。第1の増幅回路30Bで増幅された第1の周波数帯信号は、出力側阻止回路331を通って信号出力端子4から出力される。信号入力端子3から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321を見たインピーダンスは開放である。また、信号出力端子4から、第2の周波数帯に対して第2の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路331を見たインピーダンスも開放になる。
 デュアルバンド増幅器の信号入力端子3から加えられる2つの周波数帯信号のうち、第2の周波数帯信号fは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421を介して第2の増幅回路40Bに入力され、増幅される。この第2の周波数帯信号fは、第1の周波数帯信号を阻止する出力側阻止回路431を介してデュアルバンド増幅器の信号出力端子4から出力される。信号入力端子3及び信号出力端子4から、第1の周波数帯に対して第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ見たインピーダンスは開放である。
 第1の増幅回路30Bは、増幅素子であるFET31と、FET31の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路34Bと、FET31の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路35Bを備える。入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、第2の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331を含めて、増幅素子であるトランジスタFET31に対する入力及び出力インピーダンス整合をする。
 具体的には、入力インピーダンス整合回路34Bを、FET31から信号源側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1になるように設計する。また、出力インピーダンス整合回路35Bを、FET31から負荷側を見たときのアドミタンスが、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の負荷アドミタンスYLT1になるように設計する。すなわち、入力インピーダンス整合回路34B及び出力インピーダンス整合回路35Bは、入力側阻止回路321及び出力側阻止回路331をそれぞれ第1の増幅回路30Bから見た信号源アドミタンスYS1=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL1=1/(50Ω)を、FET31の最大付加電力効率を実現するFET31の信号源アドミタンスYST1及び負荷アドミタンスYLT1にそれぞれ変換する機能を果たす。
 第2の増幅回路40Bは、増幅素子であるFET41と、FET41の入力側に配置された入力インピーダンス整合回路44Bと、FET41の出力側に配置された出力インピーダンス整合回路45Bを備える。入力インピーダンス整合回路44B及び出力インピーダンス整合回路45Bは、第1の周波数帯信号を阻止する入力側阻止回路421及び出力側阻止回路431をそれぞれ第2の増幅回路40Bから見た信号源アドミタンスYS2=1/(50Ω)及び負荷アドミタンスYL2=1/(50Ω)を、FET41の最大付加電力効率を実現するFET41の信号源アドミタンスYST2及び負荷アドミタンスYLT2にそれぞれ変換する。本実施形態では、各増幅回路が見る信号源及び負荷インピーダンスが50Ωであるため各増幅回路の設計及び評価が容易になるという特徴がある。
 なお、信号を短絡する並列スタブ384、394、484、494は先端開放の伝送線路、マイクロストリップ線路、コープレーナ線路、ラジアル線路等の特定の線路構造に限定されないことは言うまでもない。
 1、3・・・信号入力端子
 2、4・・・信号出力端子
 10、20、30、30A、30B、30C、30D、40、40A、40B、40C、40D、50、60、70・・・増幅回路
 11、21、31、41、51、61・・・増幅素子(FET)
 12、22、32、42、36、36A、46、46A、52、57、67、321、361、421、461・・・入力側阻止回路
 13、23、33、43、37、37A、47、47A、53、59、69、73、331、371、431、471・・・出力側阻止回路
 14、24、34、34B、34C、34D、44、44B、44C、44D、54、64・・・入力インピーダンス整合回路
 15、25、35、35B、35C、35D、45、45B、45C、45D、55、65・・・出力インピーダンス整合回路
 38、39、83、85・・・打消回路
 72、74、82、84・・・直列伝送線路
 73、75、83、85・・・並列回路
 381、384、391、394、481、484、491、494、731、751、831、851・・・並列スタブ
 483、493・・・並列キャパシタ
 732、752、832、852・・・インダクタ・キャパシタの直列回路

Claims (15)

  1.  第1乃至第N(Nは2以上の自然数)の周波数帯の信号を同時に増幅するマルチバンド増幅器であって、前記第1乃至第Nの周波数帯の各信号をそれぞれ増幅するN個の増幅回路を備えており、
     第n(n=1~Nのいずれか)の周波数帯の信号を増幅する第nの増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に、第nの周波数帯の信号以外の周波数帯の信号を阻止する回路を備えた
    ことを特徴とするマルチバンド増幅器。
  2.  前記各増幅回路は入力及び出力インピーダンス整合回路を有し、
     第nの増幅回路の入力及び出力インピーダンス整合回路が第nの周波数帯において最適信号入出力特性を実現するトランジスタの信号源インピーダンス及び負荷インピーダンスを備えた
    ことを特徴とする請求項1に記載のマルチバンド増幅器。
  3.  第1及び第2の周波数帯の信号を同時に増幅するデュアルバンド増幅器であって、前記第1の周波数帯の信号を増幅する第1の増幅回路及び前記第2の周波数帯の信号を増幅する第2の増幅回路を備えており、
     前記第1の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に第2の周波数帯の信号を阻止する第2周波数帯阻止回路を備え、
     前記第2の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に第1の周波数帯の信号を阻止する第1周波数帯阻止回路を備えた
    ことを特徴とするデュアルバンド増幅器。
  4.  前記第1の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路を直列に備えることにより前記第2周波数帯阻止回路を構成し、
     前記第2の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第1の周波数帯にある回路を直列に備えることにより前記第1周波数帯阻止回路を構成した
    ことを特徴とする請求項3に記載のデュアルバンド増幅器。
  5.  前記第1の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第2の周波数帯にある回路を直列に備え、かつ、該回路の第1の周波数帯における直列リアクタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す直列に挿入された回路素子を備えることにより前記第2周波数帯阻止回路を構成し、
     前記第2の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、並列共振周波数が第1の周波数帯にある回路を直列に備え、かつ、該回路の第2の周波数帯における直列リアクタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す直列に挿入された回路素子を備えることにより前記第1周波数帯阻止回路を構成した
    ことを特徴とする請求項3に記載のデュアルバンド増幅器。
  6.  並列共振周波数が第2の周波数帯にある前記回路及び並列共振周波数が第1の周波数帯にある前記回路を、並列に接続されたインダクタ及びキャパシタにより構成した
    ことを特徴とする請求項4又は5に記載のデュアルバンド増幅器。
  7.  前記第1の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路及び第2の周波数帯の信号を短絡する回路からなる前記第2周波数帯阻止回路を備え、
     前記第2の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路及び第1の周波数帯の信号を短絡する回路からなる前記第1周波数帯阻止回路を備えた
    ことを特徴とする請求項3に記載のデュアルバンド増幅器。
  8.  前記第1の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第2の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路及び第2の周波数帯の信号を短絡する回路、該短絡する回路の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路、からなる第2周波数帯阻止回路を備え、
     前記第2の増幅回路はその信号入力結合部及び出力結合部に、特性インピーダンスが50Ωで第1の周波数帯の信号に対して長さが4分の1波長の直列伝送線路及び第1の周波数帯の信号を短絡する回路、該短絡する回路の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路、からなる第1周波数帯阻止回路を備えた
    ことを特徴とする請求項3に記載のデュアルバンド増幅器。
  9.  前記第1の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路を先端開放の並列スタブにより構成して、
     前記第2の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路を先端開放の並列スタブにより構成した
    ことを特徴とする請求項7に記載のデュアルバンド増幅器。
  10.  前記第1の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路により構成し、
     前記第2の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路により構成した
    ことを特徴とする請求項7に記載のデュアルバンド増幅器。
  11.  前記第1の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路及び該回路の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブにより構成し、
     前記第2の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路及び該回路の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブにより構成した
    ことを特徴とする請求項8に記載のデュアルバンド増幅器。
  12.  前記第1の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路を先端開放の並列スタブにより構成し、該回路の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路をインダクタにより構成し、
     前記第2の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路を先端開放の並列スタブにより構成し、該回路の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路をキャパシタにより構成した
    ことを特徴とする請求項8に記載のデュアルバンド増幅器。
  13.  前記第1の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路により構成して、該回路の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路をインダクタにより構成し、
     前記第2の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路により構成して、該回路の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路をキャパシタにより構成した
    ことを特徴とする請求項8に記載のデュアルバンド増幅器。
  14.  前記第1の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第2の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路により構成し、該回路の第1の周波数帯におけるサセプタンス成分を第1の周波数帯において打ち消す回路を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブにより構成し、
     前記第2の増幅回路の信号入力結合部及び出力結合部に設けられた、前記第1の周波数帯の信号を短絡する回路をインダクタ及びキャパシタの直列共振回路により構成し、該回路の第2の周波数帯におけるサセプタンス成分を第2の周波数帯において打ち消す回路を先端開放あるいは先端短絡の並列スタブにより構成した
    ことを特徴とする請求項8に記載のデュアルバンド増幅器。
  15.  前記第1の増幅回路及び前記第2の増幅回路は入力インピーダンス整合回路及び出力インピーダンス整合回路を有し、
     前記第1の増幅回路及び前記第2の増幅回路の前記入力インピーダンス整合回路及び前記出力インピーダンス整合回路がそれぞれの第1の周波数帯及び第2の周波数帯において最適信号入出力特性を実現するトランジスタの信号源インピーダンス及び負荷インピーダンスを備えた
    ことを特徴とする請求項3~14の何れか1項に記載のデュアルバンド増幅器。
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