WO2022239217A1 - ドハティ増幅器 - Google Patents

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WO2022239217A1
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doherty amplifier
doherty
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圭吾 中谷
裕太郎 山口
修一 坂田
優治 小松崎
宏治 山中
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to Doherty amplifiers.
  • a carrier amplifier is an amplifier that amplifies a signal to be amplified regardless of the power of the signal to be amplified.
  • a peak amplifier is an amplifier that amplifies a signal to be amplified only when the power of the signal to be amplified is equal to or higher than a predetermined power.
  • a carrier amplifier has a parasitic capacitance (hereinafter referred to as "first parasitic capacitance”) on its output side, and the amplification factor of the carrier amplifier decreases as the first parasitic capacitance increases.
  • a parasitic capacitance hereinafter referred to as a “second parasitic capacitance” exists on the output side of the peak amplifier, and the amplification factor of the peak amplifier decreases as the second parasitic capacitance increases.
  • the Doherty amplifier includes a first resonant circuit and a second resonant circuit that resonate when a signal to be amplified has a certain frequency (hereinafter referred to as "resonance frequency").
  • resonance frequency a certain frequency
  • Resonance of the first resonant circuit reduces the influence of the first parasitic capacitance on the amplification factor of the carrier amplifier.
  • Resonance of the second resonant circuit reduces the influence of the second parasitic capacitance on the gain of the peak amplifier.
  • neither the first resonant circuit nor the second resonant circuit resonates if the frequency of the signal to be amplified is a frequency other than the resonant frequency. Therefore, if the frequency of the signal to be amplified is a frequency other than the resonance frequency, there is a problem that the amplification efficiency of the Doherty amplifier decreases due to the influence of the first parasitic capacitance and the influence of the second parasitic capacitance. .
  • the present disclosure has been made to solve the above-described problems, and suppresses a decrease in amplification efficiency due to the influence of parasitic capacitance on the output side of each of the carrier amplifier and the peak amplifier in the operating frequency band of the Doherty amplifier. It is an object of the present invention to obtain a Doherty amplifier capable of
  • the Doherty amplifier includes a carrier amplifier that amplifies a first signal, a peak amplifier that amplifies a second signal, the first signal amplified by the carrier amplifier, and the second signal amplified by the peak amplifier. and a synthesizing circuit for synthesizing the signals, the synthesizing circuit having a band-pass filter circuit including, as capacitors, parasitic capacitances on the output sides of the carrier amplifier and the peak amplifier.
  • the present disclosure in the operating frequency band of the Doherty amplifier, it is possible to suppress a decrease in amplification efficiency due to the influence of parasitic capacitance on the output side of each of the carrier amplifier and the peak amplifier.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing phase adjustment circuit 5 of the Doherty amplifier according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a combining circuit 8 of the Doherty amplifier according to Embodiment 1;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing respective passing phase characteristics in the phase adjustment circuit 5 and the synthesis circuit 8;
  • 2 is an explanatory diagram showing a calculation result of a return loss in the combining circuit 8 of the Doherty amplifier shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing calculation results of the amount of decrease in back-off efficiency in the Doherty amplifier shown in FIG. 1;
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing respective passing phase characteristics in the phase delay circuit and combining circuit of the Doherty amplifier described in Patent Document 1;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing calculation results of an efficiency decrease amount during saturation operation in the Doherty amplifier shown in FIG. 1;
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier according to Embodiment 2;
  • FIG. 11 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier according to Embodiment 3;
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier according to Embodiment 1.
  • FIG. The Doherty amplifier shown in FIG. A matching circuit 9 and an output terminal 10 are provided.
  • the Doherty amplifier shown in FIG. 1 is formed on, for example, a monolithic integrated circuit or a high frequency substrate.
  • An input terminal 1 is a terminal to which a high-frequency signal is supplied as a signal to be amplified from the outside of the Doherty amplifier.
  • the distributor 2 divides the power of the high frequency signal applied to the input terminal 1 into two.
  • the splitter 2 outputs one high-frequency signal after power distribution to the first input matching circuit 3 as a first signal, and outputs the other high-frequency signal after power distribution to the phase adjustment circuit 5 as a second signal. output to
  • One end of the first input matching circuit 3 is connected to one output end of the distributor 2 and the other end of the first input matching circuit 3 is connected to the input end of the carrier amplifier 4 .
  • the first input matching circuit 3 matches the impedance of the input terminal of the carrier amplifier 4 with the impedance of the input terminal 1 .
  • the carrier amplifier 4 is implemented by an amplifying element such as a FET (Field Effect Transistor), a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, or a bipolar transistor.
  • carrier amplifier 4 is realized by an amplifier circuit including an amplifying element and an impedance conversion circuit.
  • the input end of carrier amplifier 4 is connected to the other end of first input matching circuit 3 , and the output end of carrier amplifier 4 is connected to one input end of synthesis circuit 8 .
  • Carrier amplifier 4 amplifies the first signal that has passed through first input matching circuit 3 .
  • the carrier amplifier 4 outputs the amplified first signal to the synthesizing circuit 8 .
  • phase adjustment circuit 5 One end of the phase adjustment circuit 5 is connected to the other output end of the distributor 2 and the other end of the phase adjustment circuit 5 is connected to one end of the second input matching circuit 6 .
  • the phase adjustment circuit 5 has the same passing phase characteristics as the synthesis circuit 8 in the operating frequency band of the Doherty amplifier.
  • Phase adjustment circuit 5 delays the phase of the second signal output from distributor 2 by 90 degrees, and outputs the phase-delayed second signal to second input matching circuit 6 .
  • the phase adjustment circuit 5 delays the phase of the second signal by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier.
  • the phase delay amount does not need to be strictly 90 degrees, and may be different from 90 degrees within a practically acceptable range.
  • One end of the second input matching circuit 6 is connected to the other end of the phase adjustment circuit 5 and the other end of the second input matching circuit 6 is connected to the input end of the peak amplifier 7 .
  • a second input matching circuit 6 matches the impedance of the input end of the peak amplifier 7 with the impedance of the input terminal 1 .
  • a second input matching circuit 6 is connected between the phase adjustment circuit 5 and the peak amplifier 7 .
  • the second input matching circuit 6 may be connected between the other output terminal of the distributor 2 and the phase adjustment circuit 5.
  • the peak amplifier 7 is realized by an amplifying element such as FET, MOS transistor, or bipolar transistor. Alternatively, the peak amplifier 7 is implemented by an amplifier circuit including an amplifying element and an impedance conversion circuit. The input terminal of the peak amplifier 7 is connected to the other terminal of the second input matching circuit 6 , and the output terminal of the peak amplifier 7 is connected to the other input terminal of the synthesizing circuit 8 .
  • the peak amplifier 7 amplifies the second signal only when the power of the second signal that has passed through the second input matching circuit 6 is equal to or higher than a predetermined power. The peak amplifier 7 outputs the amplified second signal to the synthesizing circuit 8 .
  • One input terminal of the combining circuit 8 is connected to the output terminal of the carrier amplifier 4 , and the other input terminal of the combining circuit 8 is connected to the output terminal of the peak amplifier 7 .
  • a combining point 8 a of the combining circuit 8 is connected to one end of the output matching circuit 9 .
  • Synthesis circuit 8 delays the phase of the first signal amplified by carrier amplifier 4 by 90 degrees.
  • the synthesizing circuit 8 synthesizes the phase-delayed first signal and the second signal amplified by the peak amplifier 7 .
  • the combining circuit 8 outputs the combined signal to the output matching circuit 9 from the combining point 8a.
  • the synthesizing circuit 8 delays the phase of the first signal by 90 degrees. However, the phase delay amount does not need to be strictly 90 degrees, and may be different from 90 degrees within a practically acceptable range.
  • the output matching circuit 9 matches the impedance of the signal synthesized by the synthesizing circuit 8 with the impedance of a load (not shown).
  • a load (not shown) is connected to the output terminal 10 .
  • the output terminal 10 is a terminal for outputting the combined signal that has passed through the output matching circuit 9 to a load (not shown).
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the phase adjustment circuit 5 of the Doherty amplifier according to the first embodiment.
  • the phase adjustment circuit 5 shown in FIG. 2 includes a bandpass filter circuit.
  • the bandpass filter circuit has inductors 11 , 12 , 13 and capacitors 14 , 15 .
  • One end of inductor 11 is connected to the other output end of distributor 2 and one end of capacitor 14 .
  • the other end of the inductor 11 is connected to one end of the inductor 12 and one end of the inductor 13, respectively.
  • One end of the inductor 12 is connected to the other end of the inductor 11 and one end of the inductor 13, respectively.
  • the other end of the inductor 12 is connected to one end of the capacitor 15 and one end of the second input matching circuit 6, respectively.
  • the band-pass filter circuit included in the phase adjustment circuit 5 shown in FIG. 2 has inductors 11, 12, 13 and capacitors 14, 15.
  • the band-pass filter circuit has the same pass phase characteristics as the synthesizing circuit 8 in the operating frequency band of the Doherty amplifier, and may be a circuit that delays the phase of the second signal by 90 degrees. Therefore, the configuration of the bandpass filter circuit is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the phase adjustment circuit 5 shown in FIG. 2 is represented by inductors 11, 12, 13 and capacitors 14, 15, which are lumped elements. However, this is only an example, and the phase adjustment circuit 5 may be represented by a distributed constant element.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing the combining circuit 8 of the Doherty amplifier according to the first embodiment.
  • the synthesizing circuit 8 shown in FIG. 3 includes a bandpass filter circuit including parasitic capacitances on the output sides of the carrier amplifier 4 and the peak amplifier 7 as capacitors 31 and 32, respectively.
  • the bandpass filter circuit has inductors 21 , 22 and 33 in addition to capacitors 31 and 32 .
  • a current source 4 a is a current source for the carrier amplifier 4 .
  • a current source 7 a is the current source of the peak amplifier 7 .
  • a capacitor 31 is a parasitic capacitance on the output side of the carrier amplifier 4 added to the current source 4a.
  • a capacitor 32 is a parasitic capacitance on the output side of the peak amplifier 7 added to the current source 7a.
  • the bandpass filter circuit included in the synthesis circuit 8 shown in FIG. 3 has inductors 21, 22, 33 and capacitors 31, 32.
  • the band-pass filter circuit has the same passing phase characteristics as the phase adjustment circuit 5 in the operating frequency band of the Doherty amplifier, and may be a circuit that delays the phase of the first signal by 90 degrees. Therefore, the configuration of the band-pass filter circuit is not limited to the configuration shown in FIG.
  • a high-frequency signal is applied to an input terminal 1 from the outside of the Doherty amplifier as a signal to be amplified.
  • the distributor 2 divides the power of the high frequency signal applied to the input terminal 1 into two.
  • the splitter 2 outputs one high-frequency signal after power distribution to the first input matching circuit 3 as a first signal, and outputs the other high-frequency signal after power distribution to the phase adjustment circuit 5 as a second signal. output to The two distributions of power by the distributor 2 may be equal distribution or unequal distribution.
  • the first signal output from distributor 2 is applied to the input terminal of carrier amplifier 4 via first input matching circuit 3 .
  • the phase of the second signal output from distributor 2 is delayed by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier by phase adjustment circuit 5 .
  • the second signal phase-delayed by the phase adjustment circuit 5 is applied to the input terminal of the peak amplifier 7 via the second input matching circuit 6 .
  • the carrier amplifier 4 amplifies the first signal that has passed through the first input matching circuit 3 and outputs the amplified first signal to the synthesizing circuit 8 . If the power of the second signal that has passed through the second input matching circuit 6 is less than a predetermined power, the peak amplifier 7 does not amplify the second signal. At this time, the impedance at the connection point between the peak amplifier 7 and the combining circuit 8 becomes infinite, and the connection point becomes an open end equivalently. The peak amplifier 7 amplifies the second signal if the power of the second signal is equal to or higher than a predetermined power, and outputs the amplified second signal to the synthesis circuit 8 .
  • the power of the second signal applied to the input terminal of the peak amplifier 7 Since the power of the second signal applied to the input terminal of the peak amplifier 7 is small, the power of the second signal amplified by the peak amplifier 7 is higher than the power of the first signal amplified by the carrier amplifier 4.
  • the operation of the peak amplifier 7 when it becomes smaller is called a backoff operation.
  • the power of the second signal applied to the input terminal of the peak amplifier 7 increases, and the power of the second signal amplified by the peak amplifier 7 becomes the same as the power of the first signal amplified by the carrier amplifier 4.
  • saturation operation The operation of the peak amplifier 7 at this time.
  • Synthesis circuit 8 delays the phase of the first signal amplified by carrier amplifier 4 by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier.
  • the synthesizing circuit 8 synthesizes the phase-delayed first signal and the second signal amplified by the peak amplifier 7 .
  • the signal synthesized by the synthesizing circuit 8 is output to the output matching circuit 9 from the synthesizing point 8a.
  • the combining circuit 8 includes a bandpass filter circuit having inductors 21, 22, 33 and capacitors 31, 32, as shown in FIG.
  • the bandpass filter circuit is a circuit that delays the phase of the first signal by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier, and is not a resonant circuit that resonates at a certain frequency.
  • the operating frequency band of a Doherty amplifier is a frequency band that includes multiple frequencies.
  • Phase adjustment circuit 5 includes a bandpass filter circuit having inductors 11, 12, 13 and capacitors 14, 15, as shown in FIG.
  • the bandpass filter circuit is a circuit that delays the phase of the second signal by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier, and is not a resonant circuit that resonates at a certain frequency included in the operating frequency band of the Doherty amplifier. .
  • the pass phase characteristic of the band-pass filter circuit provided in the synthesizing circuit 8 and the pass phase characteristic of the band-pass filter circuit provided in the phase adjustment circuit 5 are substantially the same in the operating frequency band of the Doherty amplifier. phase characteristics.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing pass phase characteristics in the phase adjustment circuit 5 and the synthesis circuit 8. In FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the normalized frequency, and the vertical axis indicates the pass phase [degree].
  • a dashed line indicates the passing phase characteristic of the phase adjustment circuit 5 and a dotted line indicates the passing phase characteristic of the synthesizing circuit 8 .
  • the operating frequency band of the Doherty amplifier for example, a normalized frequency of 0.9 to 1.1 can be considered. Therefore, the phase of the first signal after the phase delay by the synthesizing circuit 8 and the phase of the second signal after amplification by the peak amplifier 7 are substantially the same. The effect of parasitic capacitance on the output side of the is reduced.
  • the output matching circuit 9 matches the impedance of the signal synthesized by the synthesizing circuit 8 with the impedance of a load (not shown). For example, if the output impedance of each of the carrier amplifier 4 and the peak amplifier 7 is 50 ⁇ , the impedance of the combining point 8a is 25 ⁇ . If the impedance of the load is 50 ⁇ , the output matching circuit 9 converts the impedance of the combining point 8a so that the impedance of the combining point 8a becomes 50 ⁇ . A signal synthesized by the synthesizing circuit 8 is applied to a load (not shown) via an output matching circuit 9 and an output terminal 10 .
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the calculation results of the return loss in the combining circuit 8 of the Doherty amplifier shown in FIG.
  • the horizontal axis indicates normalized frequency
  • the vertical axis indicates return loss [dB].
  • the solid line is the return loss of the combining circuit 8 of the Doherty amplifier shown in FIG. 1
  • the broken line is the return loss of the combining circuit described in Patent Document 1.
  • FIG. In the synthesis circuit described in Patent Document 1, the operating frequency when the normalized frequency is 1.0 is the resonant frequency of the first and second resonant circuits.
  • the Doherty amplifier described in Patent Document 1 when the operating frequency is the resonance frequency, the influence of the parasitic capacitance on the output side of each of the carrier amplifier and the peak amplifier is reduced. However, when the operating frequency is a frequency other than the resonance frequency, the first and second resonance circuits do not resonate, so the return loss of the combined circuit increases. That is, the return loss frequency characteristic of the combining circuit described in Patent Document 1 is narrowband.
  • the Doherty amplifier combining circuit 8 shown in FIG. 1 includes a bandpass filter circuit that delays the phase of the first signal by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier, instead of a resonant circuit that resonates at a certain frequency. It is a thing. Therefore, the return loss frequency characteristic of the combining circuit 8 has a wider band than the return loss frequency characteristic of the combining circuit described in Patent Document 1. FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing calculation results of the amount of back-off efficiency reduction in the Doherty amplifier shown in FIG.
  • the horizontal axis indicates the normalized frequency
  • the vertical axis indicates the reduction amount [%] of the backoff efficiency.
  • the solid line indicates the amount of decrease in backoff efficiency in the Doherty amplifier shown in FIG. 1
  • the broken line indicates the amount of decrease in backoff efficiency in the Doherty amplifier described in Patent Document 1.
  • the frequency characteristic of the backoff efficiency in the Doherty amplifier described in Patent Document 1 is narrowband.
  • Each of the phase adjustment circuit 5 and the combining circuit 8 included in the Doherty amplifier shown in FIG. 1 delays the phase by 90 degrees in the operating frequency band of the Doherty amplifier instead of the resonant circuit that resonates at a certain frequency. It includes a bandpass filter circuit. Therefore, the frequency characteristic of the back-off efficiency in the Doherty amplifier shown in FIG. 1 has a wider band than the frequency characteristic of the back-off efficiency in the Doherty amplifier described in Patent Document 1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing respective passing phase characteristics in the phase delay circuit and synthesis circuit of the Doherty amplifier described in Patent Document 1.
  • the horizontal axis indicates the normalized frequency
  • the vertical axis indicates the pass phase [degree].
  • the solid line is the passing phase characteristic of the phase delay circuit
  • the dotted line is the passing phase characteristic of the synthesizing circuit.
  • the Doherty amplifier described in Patent Document 1 the synthetic loss of the first signal and the second signal increases during saturation operation, and the efficiency decreases. As shown in FIG. 4, the Doherty amplifier shown in FIG. 1, the combined loss of the first signal and the second signal during saturation operation is smaller than that of the Doherty amplifier described in 1.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing calculation results of the amount of efficiency reduction during saturation operation in the Doherty amplifier shown in FIG.
  • the horizontal axis indicates the normalized frequency
  • the vertical axis indicates the amount of efficiency reduction [%] during saturation operation.
  • the solid line indicates the amount of efficiency reduction during saturation operation in the Doherty amplifier shown in FIG.
  • the Doherty amplifier described in Patent Document 1 when the operating frequency is the resonance frequency, the influence of the parasitic capacitance on the output side of each of the carrier amplifier and the peak amplifier is reduced.
  • the operating frequency is a frequency other than the resonant frequency, the first and second resonant circuits do not resonate, so the amount of decrease in efficiency during saturation operation is large.
  • the frequency characteristic of the efficiency during saturation operation in the Doherty amplifier described in Patent Document 1 is narrowband.
  • Each of the phase adjustment circuit 5 and the synthesis circuit 8 included in the Doherty amplifier shown in FIG. It includes a delaying bandpass filter circuit. Therefore, the frequency characteristic of efficiency during saturation operation in the Doherty amplifier shown in FIG. 1 has a wider band than the frequency characteristic of efficiency during saturation operation in the Doherty amplifier described in Patent Document 1.
  • the carrier amplifier 4 that amplifies the first signal, the peak amplifier 7 that amplifies the second signal, the first signal amplified by the carrier amplifier 4 and the signal amplified by the peak amplifier 7 and a second signal of the synthesis circuit 8 includes a band-pass filter circuit including parasitic capacitances on the output sides of the carrier amplifier 4 and the peak amplifier 7 as capacitors 31 and 32, respectively.
  • a Doherty amplifier was configured as provided. Therefore, the Doherty amplifier can suppress a decrease in amplification efficiency due to the influence of the parasitic capacitance on the output side of each of the carrier amplifier 4 and the peak amplifier 7 in the operating frequency band of the Doherty amplifier.
  • Embodiment 2 The Doherty amplifier shown in FIG. 1 has a first input matching circuit 3 and a second input matching circuit 6 .
  • Embodiment 2 a Doherty amplifier that does not include the first input matching circuit 3 and the second input matching circuit 6 will be described.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier according to the second embodiment.
  • the Doherty amplifier shown in FIG. 9 is the same as the Doherty amplifier shown in FIG. 1 except that the first input matching circuit 3 and the second input matching circuit 6 are not provided. If the impedance of the input terminal of the carrier amplifier 4 is the same as the impedance of the input terminal 1, the first input matching circuit 3 can be omitted. If the impedance of the input terminal of the peak amplifier 7 is the same as the impedance of the input terminal 1, the second input matching circuit 6 can be omitted.
  • the Doherty amplifier shown in FIG. 9 can be made smaller than the Doherty amplifier shown in FIG.
  • Embodiment 3 In Embodiment 3, a Doherty amplifier to which amplifying elements 51 and 52 are added will be described.
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing a Doherty amplifier according to the third embodiment.
  • the amplifying element 51 is connected between the first input matching circuit 3 and the carrier amplifier 4 .
  • the amplifying element 51 is an amplifier similar to the carrier amplifier 4 .
  • the amplifying element 51 amplifies the first signal that has passed through the first input matching circuit 3 and outputs the amplified first signal to the carrier amplifier 4 .
  • an amplifying element 51 is provided in the front stage of the carrier amplifier 4 .
  • the amplifying element 51 may be provided after the carrier amplifier 4 .
  • the amplifying element 52 is connected between the second input matching circuit 6 and the peak amplifier 7 .
  • the amplifying element 52 is an amplifier similar to the peak amplifier 7 .
  • the amplifying element 52 amplifies the second signal that has passed through the second input matching circuit 6 and outputs the amplified second signal to the peak amplifier 7 .
  • an amplifying element 52 is provided in the front stage of the peak amplifier 7.
  • the amplifying element 52 may be provided after the peak amplifier 7 .
  • the Doherty amplifier shown in FIG. 10 can increase the gain more than the Doherty amplifier shown in FIG. 1 by adding amplifying elements 51 and 52 .
  • amplifying elements 51 and 52 are applied to the Doherty amplifier shown in FIG.
  • the amplifying elements 51 and 52 may be applied to the Doherty amplifier shown in FIG.
  • the present disclosure is suitable for Doherty amplifiers.

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Abstract

第1の信号を増幅するキャリアアンプ(4)と、第2の信号を増幅するピークアンプ(7)と、キャリアアンプ(4)による増幅後の第1の信号とピークアンプ(7)による増幅後の第2の信号とを合成する合成回路(8)とを備え、合成回路(8)が、キャリアアンプ(4)及びピークアンプ(7)におけるそれぞれの出力側の寄生容量をコンデンサ(31),(32)として含んでいるバンドパスフィルタ回路を備えている。

Description

ドハティ増幅器
 本開示は、ドハティ増幅器に関するものである。
 キャリアアンプとピークアンプとを備えているドハティ増幅器がある。キャリアアンプは、増幅対象の信号の電力に関わらず、増幅対象の信号を増幅する増幅器である。ピークアンプは、増幅対象の信号の電力が所定の電力以上であるときに限り、増幅対象の信号を増幅する増幅器である。
 キャリアアンプの出力側には寄生容量(以下「第1の寄生容量」という)があり、キャリアアンプの増幅率は、第1の寄生容量が大きいほど低下する。ピークアンプの出力側には寄生容量(以下「第2の寄生容量」という)があり、ピークアンプの増幅率は、第2の寄生容量が大きいほど低下する。
 ドハティ増幅器の増幅効率を高める技術として、特許文献1に開示されているドハティ増幅器がある。当該ドハティ増幅器は、増幅対象の信号が或る周波数(以下「共振周波数」という)であるときに共振する、第1の共振回路と第2の共振回路とを含んでいる。第1の共振回路が共振することで、キャリアアンプの増幅率に対する第1の寄生容量の影響が低減される。第2の共振回路が共振することで、ピークアンプの増幅率に対する第2の寄生容量の影響が低減される。
国際公開第2017/145258号
 特許文献に開示されているドハティ増幅器では、増幅対象の信号の周波数が共振周波数以外の周波数であれば、第1の共振回路及び第2の共振回路は、いずれも共振しない。したがって、増幅対象の信号の周波数が共振周波数以外の周波数であれば、第1の寄生容量の影響及び第2の寄生容量の影響によって、ドハティ増幅器の増幅効率が低下してしまうという課題があった。
 本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、キャリアアンプ及びピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響に伴う増幅効率の低下を抑えることができるドハティ増幅器を得ることを目的とする。
 本開示に係るドハティ増幅器は、第1の信号を増幅するキャリアアンプと、第2の信号を増幅するピークアンプと、キャリアアンプによる増幅後の第1の信号とピークアンプによる増幅後の第2の信号とを合成する合成回路とを備え、合成回路が、キャリアアンプ及びピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量をコンデンサとして含んでいるバンドパスフィルタ回路を備えているものである。
 本開示によれば、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、キャリアアンプ及びピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響に伴う増幅効率の低下を抑えることができる。
実施の形態1に係るドハティ増幅器を示す構成図である。 実施の形態1に係るドハティ増幅器の位相調整回路5を示す構成図である。 実施の形態1に係るドハティ増幅器の合成回路8を示す構成図である。 位相調整回路5及び合成回路8におけるそれぞれの通過位相特性を示す説明図である。 図1に示すドハティ増幅器の合成回路8におけるリターンロスの計算結果を示す説明図である。 図1に示すドハティ増幅器におけるバックオフ効率の低下量の計算結果を示す説明図である。 特許文献1に記載されているドハティ増幅器の位相遅延回路及び合成回路におけるそれぞれの通過位相特性を示す説明図である。 図1に示すドハティ増幅器における飽和動作時の効率低下量の計算結果を示す説明図である。 実施の形態2に係るドハティ増幅器を示す構成図である。 実施の形態3に係るドハティ増幅器を示す構成図である。
 以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係るドハティ増幅器を示す構成図である。
 図1に示すドハティ増幅器は、入力端子1、分配器2、第1の入力整合回路3、キャリアアンプ4、位相調整回路5、第2の入力整合回路6、ピークアンプ7、合成回路8、出力整合回路9及び出力端子10を備えている。
 図1に示すドハティ増幅器は、例えば、モノシリック集積回路、又は、高周波基板に形成されている。
 入力端子1は、ドハティ増幅器の外部から、増幅対象の信号として、高周波信号が与えられる端子である。
 分配器2は、入力端子1に与えられた高周波信号の電力を2分配する。
 分配器2は、第1の信号として、電力分配後の一方の高周波信号を第1の入力整合回路3に出力し、第2の信号として、電力分配後の他方の高周波信号を位相調整回路5に出力する。
 第1の入力整合回路3の一端は、分配器2の一方の出力端と接続され、第1の入力整合回路3の他端は、キャリアアンプ4の入力端と接続されている。
 第1の入力整合回路3は、キャリアアンプ4の入力端のインピーダンスを入力端子1のインピーダンスと整合させる。
 キャリアアンプ4は、FET(Field Effect Transistor)、MOS(Metal Oxide Semiconductor )トランジスタ、又は、バイポーラトランジスタ等の増幅素子によって実現される。あるいは、キャリアアンプ4は、増幅素子とインピーダンス変換回路とを含む増幅回路によって実現される。
 キャリアアンプ4の入力端は、第1の入力整合回路3の他端と接続され、キャリアアンプ4の出力端は、合成回路8の一方の入力端と接続されている。
 キャリアアンプ4は、第1の入力整合回路3を通過してきた第1の信号を増幅する。
 キャリアアンプ4は、増幅後の第1の信号を合成回路8に出力する。
 位相調整回路5の一端は、分配器2の他方の出力端と接続され、位相調整回路5の他端は、第2の入力整合回路6の一端と接続されている。
 位相調整回路5は、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、合成回路8と同じ通過位相特性を有している。
 位相調整回路5は、分配器2から出力された第2の信号の位相を90度遅延させ、位相遅延後の第2の信号を第2の入力整合回路6に出力する。
 図1に示すドハティ増幅器では、位相調整回路5が、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、第2の信号の位相を90度遅延させている。ただし、位相の遅延量は、厳密に90度である必要はなく、実用上問題のない範囲で、90度と異なっていてもよい。
 第2の入力整合回路6の一端は、位相調整回路5の他端と接続され、第2の入力整合回路6の他端は、ピークアンプ7の入力端と接続されている。
 第2の入力整合回路6は、ピークアンプ7の入力端のインピーダンスを入力端子1のインピーダンスと整合させる。
 図1に示すドハティ増幅器では、第2の入力整合回路6が、位相調整回路5とピークアンプ7との間に接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、第2の入力整合回路6が、分配器2の他方の出力端と位相調整回路5との間に接続されているものであってもよい。
 ピークアンプ7は、FET、MOSトランジスタ、又は、バイポーラトランジスタ等の増幅素子によって実現される。あるいは、ピークアンプ7は、増幅素子とインピーダンス変換回路とを含む増幅回路によって実現される。
 ピークアンプ7の入力端は、第2の入力整合回路6の他端と接続され、ピークアンプ7の出力端は、合成回路8の他方の入力端と接続されている。
 ピークアンプ7は、第2の入力整合回路6を通過してきた第2の信号の電力が所定の電力以上であるときに限り、第2の信号を増幅する。
 ピークアンプ7は、増幅後の第2の信号を合成回路8に出力する。
 合成回路8の一方の入力端は、キャリアアンプ4の出力端と接続され、合成回路8の他方の入力端は、ピークアンプ7の出力端と接続されている。また、合成回路8の合成点8aは、出力整合回路9の一端と接続されている。
 合成回路8は、キャリアアンプ4による増幅後の第1の信号の位相を90度遅延させる。
 合成回路8は、位相遅延後の第1の信号とピークアンプ7による増幅後の第2の信号とを合成する。
 合成回路8は、合成点8aから、合成後の信号を出力整合回路9に出力する。
 図1に示すドハティ増幅器では、合成回路8が、第1の信号の位相を90度遅延させている。ただし、位相の遅延量は、厳密に90度である必要はなく、実用上問題のない範囲で、90度と異なっていてもよい。
 出力整合回路9の一端は、合成回路8の合成点8aと接続され、出力整合回路9の他端は、出力端子10と接続されている。
 出力整合回路9は、合成回路8による合成後の信号のインピーダンスを図示せぬ負荷のインピーダンスと整合させる。
 出力端子10には、図示せぬ負荷が接続されている。
 出力端子10は、出力整合回路9を通過してきた合成後の信号を図示せぬ負荷に出力するための端子である。
 図2は、実施の形態1に係るドハティ増幅器の位相調整回路5を示す構成図である。
 図2に示す位相調整回路5は、バンドパスフィルタ回路を備えている。
 バンドパスフィルタ回路は、インダクタ11,12,13及びコンデンサ14,15を有している。
 インダクタ11の一端は、分配器2の他方の出力端及びコンデンサ14の一端のそれぞれと接続されている。インダクタ11の他端は、インダクタ12の一端及びインダクタ13の一端のそれぞれと接続されている。
 インダクタ12の一端は、インダクタ11の他端及びインダクタ13の一端のそれぞれと接続されている。インダクタ12の他端は、コンデンサ15の一端及び第2の入力整合回路6の一端のそれぞれと接続されている。
 インダクタ13の一端は、インダクタ11の他端及びインダクタ12の一端のそれぞれと接続されている。インダクタ13の他端は、グランドと接続されている。
 コンデンサ14の一端は、分配器2の他方の出力端及びインダクタ11の一端のそれぞれと接続されている。コンデンサ14の他端は、グランドと接続されている。
 コンデンサ15の一端は、インダクタ12の他端及び第2の入力整合回路6の一端のそれぞれと接続されている。コンデンサ15の他端は、グランドと接続されている。
 図2に示す位相調整回路5が備えるバンドパスフィルタ回路は、インダクタ11,12,13及びコンデンサ14,15を有している。当該バンドパスフィルタ回路は、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、合成回路8と同じ通過位相特性を有しており、第2の信号の位相を90度遅延させる回路であればよい。したがって、当該バンドパスフィルタ回路の構成は、図2に示す構成に限るものではなく、例えば、インダクタ11,12とコンデンサ14,15とを有する構成であってもよい。
 図2に示す位相調整回路5は、集中定数素子である、インダクタ11,12,13及びコンデンサ14,15によって表されている。しかし、これは一例に過ぎず、位相調整回路5は、分布定数素子によって表されるものであってもよい。
 図3は、実施の形態1に係るドハティ増幅器の合成回路8を示す構成図である。
 図3に示す合成回路8は、キャリアアンプ4及びピークアンプ7におけるそれぞれの出力側の寄生容量をコンデンサ31,32として含んでいるバンドパスフィルタ回路を備えている。
 バンドパスフィルタ回路は、コンデンサ31,32のほかに、インダクタ21,22,33を有している。
 電流源4aは、キャリアアンプ4の電流源である。
 電流源7aは、ピークアンプ7の電流源である。
 コンデンサ31は、電流源4aに付加されているキャリアアンプ4の出力側の寄生容量である。
 コンデンサ32は、電流源7aに付加されているピークアンプ7の出力側の寄生容量である。
 図3に示す合成回路8が備えるバンドパスフィルタ回路は、インダクタ21,22,33及びコンデンサ31,32を有している。当該バンドパスフィルタ回路は、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、位相調整回路5と同じ通過位相特性を有しており、第1の信号の位相を90度遅延させる回路であればよい。したがって、当該バンドパスフィルタ回路の構成は、図3に示す構成に限るものではなく、例えば、インダクタ21,22とコンデンサ31,32とを有する構成であってもよい。
 次に、図1に示すドハティ増幅器の動作について説明する。
 ドハティ増幅器の外部から、増幅対象の信号として、高周波信号が入力端子1に与えられる。
 分配器2は、入力端子1に与えられた高周波信号の電力を2分配する。
 分配器2は、第1の信号として、電力分配後の一方の高周波信号を第1の入力整合回路3に出力し、第2の信号として、電力分配後の他方の高周波信号を位相調整回路5に出力する。
 分配器2による電力の2分配は、均等分配であってもよいし、不均等分配であってもよい。
 分配器2から出力された第1の信号は、第1の入力整合回路3を介して、キャリアアンプ4の入力端に与えられる。
 分配器2から出力された第2の信号の位相は、位相調整回路5によって、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、90度遅延される。
 位相調整回路5による位相遅延後の第2の信号は、第2の入力整合回路6を介して、ピークアンプ7の入力端に与えられる。
 キャリアアンプ4は、第1の入力整合回路3を通過してきた第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号を合成回路8に出力する。
 ピークアンプ7は、第2の入力整合回路6を通過してきた第2の信号の電力が所定の電力未満であれば、第2の信号の増幅動作を行わない。このとき、ピークアンプ7と合成回路8との接続点のインピーダンスが無限大になり、当該接続点が等価的に開放端となる。
 ピークアンプ7は、第2の信号の電力が所定の電力以上であれば、第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号を合成回路8に出力する。
 ピークアンプ7の入力端に与えられる第2の信号の電力が小さいために、ピークアンプ7による増幅後の第2の信号の電力が、キャリアアンプ4による増幅後の第1の信号の電力よりも小さくなるときのピークアンプ7の動作は、バックオフ動作と呼ばれる。ピークアンプ7の入力端に与えられる第2の信号の電力が大きくなり、ピークアンプ7による増幅後の第2の信号の電力が、キャリアアンプ4による増幅後の第1の信号の電力と同じになるときのピークアンプ7の動作は、飽和動作と呼ばれる。
 合成回路8は、キャリアアンプ4による増幅後の第1の信号の位相を、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、90度遅延させる。
 合成回路8は、位相遅延後の第1の信号とピークアンプ7による増幅後の第2の信号とを合成する。
 合成回路8による合成後の信号は、合成点8aから、出力整合回路9に出力される。
 ここで、合成回路8は、図3に示すように、インダクタ21,22,33及びコンデンサ31,32を有しているバンドパスフィルタ回路を含んでいる。
 バンドパスフィルタ回路は、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、第1の信号の位相を90度遅延させる回路であり、或る1つの周波数で共振する共振回路ではない。ドハティ増幅器の動作周波数帯は、複数の周波数を含む周波数帯域である。
 位相調整回路5は、図2に示すように、インダクタ11,12,13及びコンデンサ14,15を有しているバンドパスフィルタ回路を含んでいる。
 バンドパスフィルタ回路は、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、第2の信号の位相を90度遅延させる回路であり、ドハティ増幅器の動作周波数帯に含まれる或る1つの周波数で共振する共振回路ではない。
 合成回路8が備えるバンドパスフィルタ回路の通過位相特性と、位相調整回路5が備えるバンドパスフィルタ回路の通過位相特性とは、図4に示すように、ドハティ増幅器の動作周波数帯において、概ね同じ通過位相特性である。
 図4は、位相調整回路5及び合成回路8におけるそれぞれの通過位相特性を示す説明図である。
 図4において、横軸は規格化周波数、縦軸は通過位相[degree]を示している。
 破線は、位相調整回路5の通過位相特性であり、点線は、合成回路8の通過位相特性である。ドハティ増幅器の動作周波数帯としては、例えば、0.9~1.1の規格化周波数が考えられる。
 したがって、合成回路8による位相遅延後の第1の信号の位相と、ピークアンプ7による増幅後の第2の信号の位相とが、概ね同じ位相となるため、キャリアアンプ4及びピークアンプ7におけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響が低減される。
 出力整合回路9は、合成回路8による合成後の信号のインピーダンスを図示せぬ負荷のインピーダンスと整合させる。
 例えば、キャリアアンプ4及びピークアンプ7におけるそれぞれの出力インピーダンスが50Ωであれば、合成点8aのインピーダンスは25Ωとなる。負荷のインピーダンスが50Ωであれば、出力整合回路9は、合成点8aのインピーダンスが50Ωとなるように、合成点8aのインピーダンスを変換する。
 合成回路8による合成後の信号は、出力整合回路9及び出力端子10を介して、図示せぬ負荷に与えられる。
 図5は、図1に示すドハティ増幅器の合成回路8におけるリターンロスの計算結果を示す説明図である。
 図5において、横軸は規格化周波数、縦軸はリターンロス[dB]を示している。
 実線は、図1に示すドハティ増幅器の合成回路8のリターンロスであり、破線は、特許文献1に記載されている合成回路のリターンロスである。
 特許文献1に記載されている合成回路では、規格化周波数が1.0であるときの動作周波数が、第1及び第2の共振回路の共振周波数である。
 特許文献1に記載されているドハティ増幅器では、動作周波数が共振周波数であるときに、キャリアアンプ及びピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響が低減される。しかし、動作周波数が共振周波数以外の周波数では、第1及び第2の共振回路が共振しないため、合成回路のリターンロスが大きくなっている。即ち、特許文献1に記載されている合成回路のリターンロスの周波数特性は、狭帯域である。
 図1に示すドハティ増幅器の合成回路8は、或る1つの周波数で共振する共振回路ではなく、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、第1の信号の位相を90度遅延させるバンドパスフィルタ回路を含むものである。したがって、合成回路8のリターンロスの周波数特性は、特許文献1に記載されている合成回路のリターンロスの周波数特性よりも広帯域である。
 図6は、図1に示すドハティ増幅器におけるバックオフ効率の低下量の計算結果を示す説明図である。
 図6において、横軸は規格化周波数、縦軸はバックオフ効率の低下量[%]を示している。
 実線は、図1に示すドハティ増幅器におけるバックオフ効率の低下量であり、破線は、特許文献1に記載されているドハティ増幅器におけるバックオフ効率の低下量である。
 特許文献1に記載されているドハティ増幅器では、動作周波数が共振周波数であるときに、キャリアアンプ及びピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響が低減される。しかし、動作周波数が共振周波数以外の周波数では、第1及び第2の共振回路が共振しないため、ドハティ増幅器におけるバックオフ効率の低下量が大きくなっている。即ち、特許文献1に記載されているドハティ増幅器におけるバックオフ効率の周波数特性は、狭帯域である。
 図1に示すドハティ増幅器に含まれている位相調整回路5及び合成回路8のそれぞれは、或る1つの周波数で共振する共振回路ではなく、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、位相を90度遅延させるバンドパスフィルタ回路を含むものである。したがって、図1に示すドハティ増幅器におけるバックオフ効率の周波数特性は、特許文献1に記載されているドハティ増幅器におけるバックオフ効率の周波数特性よりも広帯域である。
 図7は、特許文献1に記載されているドハティ増幅器の位相遅延回路及び合成回路におけるそれぞれの通過位相特性を示す説明図である。
 図7おいて、横軸は規格化周波数、縦軸は通過位相[degree]を示している。
 実線は、位相遅延回路の通過位相特性であり、点線は、合成回路の通過位相特性である。
 動作周波数が共振周波数であるときは、位相遅延回路の通過位相と合成回路の通過位相とが一致している。しかし、動作周波数が共振周波数以外の周波数であるときは、位相遅延回路の通過位相と合成回路の通過位相とが一致していない。このため、特許文献1に記載されているドハティ増幅器は、飽和動作時において、第1の信号と第2の信号との合成損失が大きくなり、効率が低下する。
 図1に示すドハティ増幅器は、図4に示すように、位相調整回路5の通過位相特性と合成回路8の通過位相特性とが、動作周波数帯において、概ね同じ通過位相特性であるため、特許文献1に記載されているドハティ増幅器よりも、飽和動作時における、第1の信号と第2の信号との合成損失が小さくなる。
 図8は、図1に示すドハティ増幅器における飽和動作時の効率低下量の計算結果を示す説明図である。
 図8において、横軸は規格化周波数、縦軸は飽和動作時の効率低下量[%]を示している。
 実線は、図1に示すドハティ増幅器における飽和動作時の効率低下量であり、破線は、特許文献1に記載されているドハティ増幅器における飽和動作時の効率低下量である。
 特許文献1に記載されているドハティ増幅器では、動作周波数が共振周波数であるときに、キャリアアンプ及びピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響が低減される。しかし、動作周波数が共振周波数以外の周波数では、第1及び第2の共振回路が共振しないため、飽和動作時の効率の低下量が大きくなっている。即ち、特許文献1に記載されているドハティ増幅器における飽和動作時の効率の周波数特性は、狭帯域である。
 図1に示すドハティ増幅器に含まれている位相調整回路5及び合成回路8のそれぞれは、或る1つの周波数で共振する共振回路ではなく、ドハティ増幅器の動作周波数帯で、信号の位相を90度遅延させるバンドパスフィルタ回路を含むものである。したがって、図1に示すドハティ増幅器における飽和動作時の効率の周波数特性は、特許文献1に記載されているドハティ増幅器における飽和動作時の効率の周波数特性よりも広帯域である。
 以上の実施の形態1では、第1の信号を増幅するキャリアアンプ4と、第2の信号を増幅するピークアンプ7と、キャリアアンプ4による増幅後の第1の信号とピークアンプ7による増幅後の第2の信号とを合成する合成回路8とを備え、合成回路8が、キャリアアンプ4及びピークアンプ7におけるそれぞれの出力側の寄生容量をコンデンサ31,32として含んでいるバンドパスフィルタ回路を備えているように、ドハティ増幅器を構成した。したがって、ドハティ増幅器は、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、キャリアアンプ4及びピークアンプ7におけるそれぞれの出力側の寄生容量の影響に伴う増幅効率の低下を抑えることができる。
実施の形態2.
 図1に示すドハティ増幅器は、第1の入力整合回路3及び第2の入力整合回路6を備えている。
 実施の形態2では、第1の入力整合回路3及び第2の入力整合回路6を備えていないドハティ増幅器について説明する。
 図9は、実施の形態2に係るドハティ増幅器を示す構成図である。
 図9に示すドハティ増幅器は、第1の入力整合回路3及び第2の入力整合回路6を備えていない点以外は、図1に示すドハティ増幅器と同様である。
 キャリアアンプ4の入力端のインピーダンスが、入力端子1のインピーダンスと同じであれば、第1の入力整合回路3を省略することができる。
 ピークアンプ7の入力端のインピーダンスが、入力端子1のインピーダンスと同じであれば、第2の入力整合回路6を省略することができる。
 図9に示すドハティ増幅器は、図1に示すドハティ増幅器よりも小型化を図ることができる。
実施の形態3.
 実施の形態3では、増幅素子51,52が追加されているドハティ増幅器について説明する。
 図10は、実施の形態3に係るドハティ増幅器を示す構成図である。
 図10において、図1及び図9と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
 増幅素子51は、第1の入力整合回路3とキャリアアンプ4との間に接続されている。
 増幅素子51は、キャリアアンプ4と同様の増幅器である。
 増幅素子51は、第1の入力整合回路3を通過してきた第1の信号を増幅し、増幅後の第1の信号をキャリアアンプ4に出力する。
 図10に示すドハティ増幅器では、増幅素子51が、キャリアアンプ4の前段に設けられている。しかし、これは一例に過ぎず、増幅素子51が、キャリアアンプ4の後段に設けられているものであってもよい。
 増幅素子52は、第2の入力整合回路6とピークアンプ7との間に接続されている。
 増幅素子52は、ピークアンプ7と同様の増幅器である。
 増幅素子52は、第2の入力整合回路6を通過してきた第2の信号を増幅し、増幅後の第2の信号をピークアンプ7に出力する。
 図10に示すドハティ増幅器では、増幅素子52が、ピークアンプ7の前段に設けられている。しかし、これは一例に過ぎず、増幅素子52が、ピークアンプ7の後段に設けられているものであってもよい。
 図10に示すドハティ増幅器は、増幅素子51,52が追加されることで、図1に示すドハティ増幅器よりも利得を上げることができる。
 図10に示すドハティ増幅器では、増幅素子51,52が図1に示すドハティ増幅器に適用されている。しかし、これは一例に過ぎず、増幅素子51,52が図9に示すドハティ増幅器に適用されているものであってもよい。
 なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
 本開示は、ドハティ増幅器に適している。
 1 入力端子、2 分配器、3 第1の入力整合回路、4 キャリアアンプ、5 位相調整回路、6 第2の入力整合回路、7 ピークアンプ、8 合成回路、8a 合成点、9 出力整合回路、10 出力端子、11,12,13 インダクタ、14,15 コンデンサ、21,22,33 インダクタ、31,32 コンデンサ、51,52 増幅素子。

Claims (4)

  1.  第1の信号を増幅するキャリアアンプと、
     第2の信号を増幅するピークアンプと、
     前記キャリアアンプによる増幅後の第1の信号と前記ピークアンプによる増幅後の第2の信号とを合成する合成回路とを備え、
     前記合成回路は、前記キャリアアンプ及び前記ピークアンプにおけるそれぞれの出力側の寄生容量をコンデンサとして含んでいるバンドパスフィルタ回路を備えていることを特徴とするドハティ増幅器。
  2.  第2の信号の位相を遅延させ、位相調整後の第2の信号を前記ピークアンプに出力する位相調整回路を備え、
     前記位相調整回路は、バンドパスフィルタ回路を備えており、ドハティ増幅器の動作周波数帯域において、前記合成回路と同じ通過位相特性を有していることを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  3.  前記合成回路による合成後の信号のインピーダンスを負荷のインピーダンスと整合させる出力整合回路を備えたことを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
  4.  増幅対象の信号の電力を2分配し、第1の信号として、電力分配後の一方の信号を出力し、第2の信号として、電力分配後の他方の信号を出力する分配器と、
     前記分配器と前記キャリアアンプとの間に接続されており、前記キャリアアンプの入力端のインピーダンスを前記分配器の入力側のインピーダンスと整合させる第1の入力整合回路と、
     前記分配器と前記ピークアンプとの間に接続されており、前記ピークアンプの入力端のインピーダンスを前記分配器の入力側のインピーダンスと整合させる第2の入力整合回路と
     を備えたことを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999048199A1 (fr) * 1998-03-17 1999-09-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Filtre de multiplexage/derivation
JP6026062B1 (ja) * 2016-02-23 2016-11-16 三菱電機株式会社 負荷変調増幅器
JP2018117233A (ja) * 2017-01-18 2018-07-26 株式会社東芝 ドハティ増幅器および放送用送信システム
WO2019097609A1 (ja) * 2017-11-15 2019-05-23 三菱電機株式会社 ドハティ増幅器及びドハティ増幅回路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999048199A1 (fr) * 1998-03-17 1999-09-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Filtre de multiplexage/derivation
JP6026062B1 (ja) * 2016-02-23 2016-11-16 三菱電機株式会社 負荷変調増幅器
JP2018117233A (ja) * 2017-01-18 2018-07-26 株式会社東芝 ドハティ増幅器および放送用送信システム
WO2019097609A1 (ja) * 2017-11-15 2019-05-23 三菱電機株式会社 ドハティ増幅器及びドハティ増幅回路

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