DE60037125T2 - Radiofrequenz-Verstärkerschaltung - Google Patents

Radiofrequenz-Verstärkerschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE60037125T2
DE60037125T2 DE60037125T DE60037125T DE60037125T2 DE 60037125 T2 DE60037125 T2 DE 60037125T2 DE 60037125 T DE60037125 T DE 60037125T DE 60037125 T DE60037125 T DE 60037125T DE 60037125 T2 DE60037125 T2 DE 60037125T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hybrid coupler
port
hybrid
output port
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60037125T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60037125D1 (de
Inventor
Per-Olof Brandt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Application granted granted Critical
Publication of DE60037125D1 publication Critical patent/DE60037125D1/de
Publication of DE60037125T2 publication Critical patent/DE60037125T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Hybridkoppler umfassende Verstärkerschaltung und eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung, die eine solche Verstärkerschaltung umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Verstärken von Funkfrequenzsignalen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Funksender, wie sie beispielsweise in tragbaren Funkkommunikationsvorrichtungen verwendet werden, haben häufig einen Leistungsverstärker (PA) getrennt vom Rest der Funk- bzw. Hochfrequenzschaltung, und der Leistungsverstärker ist häufig mit einer Antenne über einen Isolator verbunden, der vorgesehen ist zum Kompensieren von Impedanzfehlanpassung durch die Ausgangslast (das heißt, die Antenne), die dem Ausgang des Leistungsverstärkers präsentiert wird. Ohne den Isolator würde die Fehlanpassung zu einem nicht zufrieden stellenden Wert des VSWR (Voltage Standing Vave Ratio bzw. Spannungsstehwellenverhältnis) führen.
  • Speziell bei tragbaren Vorrichtungen gibt es einen Bedarf nach einer Miniaturisierung der Schaltungen und eine Art, dies zu Erreichen würde die Leistungsverstärker in denselben Chip integrieren wie den Rest der Hochfrequenzschaltung und/oder den Isolator vermeiden.
  • Jedoch würde das Integrieren des Leistungsverstärkers gemeinsam mit den empfindlicheren Teilen der Hochfrequenzschaltung typischerweise zur Zunahme der Verzerrung führen, weil der Leistungsverstärker Welligkeit auf der Versorgungsspannung zu den empfindlicheren Schaltungen verursacht. Zudem nimmt dieses Problem wegen der Tendenz zur Verwendung von immer niedriger werdenden Versorgungsspannungen in solchen Schaltungen zu. Eine unveränderte Ausgangsleistung von einer niedrigen Spannung bedeutet einen höheren Strom und demnach eine höhere Welligkeit auf der Versorgungsspannung.
  • Die Welligkeit kann reduziert werden durch Kombinieren mehrerer Transistoren oder anderer Arten von Verstärkern in dem Leistungsverstärker, vorausgesetzt, die Transistoren/Verstärker leiten nicht in der selben Phase. Eine Lösung des Standes der Technik ist es, einen Differenzverstärker zu verwenden. In dieser Lösung ist der Strom durch Transistoren von der Versorgungsspannung zur Masse nahezu konstant, solange der Verstärker in seinem linearen Bereich betrieben wird. Jedoch werden solche Leistungsverstärker allgemein so stark betrieben, dass eine Überlast auftritt, d. h. sie werden in ihrem Nicht-linearen Bereich betrieben, in welchem noch Welligkeit (Impulse) auf der Versorgungsspannung erzeugt wird. Der Vorteil des Differenzverstärkers verglichen mit einem Ein-Transistor-Verstärker ist, dass die Amplitude der Welligkeit halbiert ist und ihre Frequenz verdoppelt, aber das Ergebnis ist noch nicht akzeptabel.
  • Bezüglich des Entfernens des Isolators kann der Arbeitspunkt des Leistungsverstärkers neu abgestimmt werden, um ihn in, selbst mit einer Lastfehlanpassung, seinem linearen Bereich zu betreiben, aber dies verhindert, dass die Verstärker ausreichend stark angetrieben werden und es erfordert auch einen relativ komplizierten Regelschaltkreis.
  • Eine andere Lösung, die die Kombination von mehreren Transistoren verwendet, ist es, die Verstärkungsschaltungen mit Hybridkopplern zu verwenden. Solche Verstärker sind als weniger empfindlich in Bezug auf eine Ausgangslastfehlanpassung bekannt oder zumindest können sie modifiziert werden um sich entsprechend zu verhalten. Ein Beispiel hiervon ist in US 4 656 434 offenbart. Demnach kann der Isolator vermieden werden. In diesem Typ wird eine 90°- Phasenverschiebung zwischen den leitenden Perioden der zwei Transistoren vorgesehen. Ähnlich dem Differenzverstärker wird die Amplitude der Welligkeit auf der Versorgungsspannung im Wesentlichen halbiert. Es wird typischerweise Frequenzkomponenten der Betriebsfrequenz und der doppelten Betriebsfrequenz geben. Noch einmal ist dies eine Verbesserung verglichen mit dem Ein-Transistor-Verstärker, aber ist noch nicht ausreichend.
  • Ein anderer Verstärker unter Verwendung von Mikrostrip-Leitungskopplern ist in Takagi T, Seino K, Ikeda Y, Ishihara O, Takeda F: "A 1.5 Watt 28 GHz-BAND-FET-Amplifier" bzw. "Ein 1,5 Watt 28 Gigahertz Band Feldeffekttransistorverstärker", IEEE MITT-S, International Microwave Symposium Digest, Expanding Microwave Horizons, 1. Juni 1984, auf Seiten 227–228, New York, NY, USA, offenbart. In jedem der vier Verstärkermodule sind die Ausgangsgrößen der beiden Leistungsstufen-FETs durch Mikrostrip-Leitungskoppler kombiniert.
  • Ishida O et al: "An Asymmetrical Suspended Stripline Directional Coupler" bzw. "Ein asymmetrisch eingestellter Streifenleiterrichtkoppler", Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan, Section E., Bd. E69, Nr. 4, April 1986, Seiten 333–334, Tokyo, Japan, zeigt einen abgestimmten Streifenleiterrichtkoppler mit leitenden Streifen auf beiden Seiten eines dielektrischen Substrats. Die beiden Übertragungsleitungen des Kopplers sind symmetrisch abgestimmte Streifenleiter mit einem weiteren leitenden Streifen sowohl auf der oberen, als auch auf der unteren Seite des dielektrischen Substrats, welcher den Koppelwert des Kopplers erhöht.
  • Daher ist es ein Ziel der Erfindung, einen Hybridkoppler bereitzustellen, der ermöglicht, dass eine Verstärkerschaltung erzeugt wird, die eine ausreichend niedrige Welligkeit auf der Versorgungsspannung hat, die gemeinsam mit empfindlicheren Hochfrequenzschaltungen zu integrieren ist, und welcher auch unempfindlich ist in Bezug auf Lastfehlanpassung derart, dass ein Isolator vermieden werden kann.
  • Resümee
  • Gemäß der Erfindung wird das Ziel erreicht durch eine Verstärkungschaltung für Funkfrequenzsignale mit einer bestimmten Frequenz und demnach einer bestimmten Wellenlänge. Diese Schaltung umfasst mindestens einen ersten Hybridkoppler mit einem Eingangsport, an den Funkfrequenzsignale angelegt werden können, einem isolierten Port, einem ersten Ausgangsport und einem zweiten Ausgangsport, und ist eingerichtet, um ein an den Eingangsport angelegtes Signal in eine ersten Signalkomponente zu dem ersten Ausgangsport und eine zweite Signalkomponente zu dem zweiten Ausgangsport aufzuteilen; einen ersten Verstärker mit einem Eingangsport und einem Ausgangsport, wobei der Eingangsport mit dem ersten Ausgangsport des ersten Hybridkopplers verbunden ist; einen zweiten Verstärker mit einem Eingangsport und einem Ausgangsport, wobei der Eingangsport mit dem zweiten Ausgangsport des ersten Hybridkopplers verbunden ist; und einen zweiten Hybridkoppler mit einem ersten Eingangsport, der mit dem Ausgangsport des ersten Verstärkers verbunden ist, einem zweiten Eingangsport, der mit dem Ausgangsport des zweiten Verstärkers verbunden ist, einem isolierten Port und einem Ausgangsport, der an eine Ausgangslastimpedanz anschließbar ist, und ist eingerichtet zum Kombinieren von an den ersten Eingangsport und den zweiten Eingangsport angelegten Signalen zu dem Ausgangsport, wobei die ersten und zweiten Hybridkoppler und die ersten und zweiten Verstärker einen ersten und zweiten Pfad für Funkfrequenzsignale von dem Eingangsport des ersten Hybridkopplers zu dem Ausgangsport des zweiten Hybridkopplers bereitstellen, wobei der erste Pfad den ersten Verstärker umfasst und der zweite Pfad den zweiten Verstärker umfasst; und wobei die gesamten elektrischen Längen der beiden Pfade im Wesentlichen identisch sind, und die elektrische Länge von dem Eingangsport des ersten Hybridkopplers zu jedem der Eingangsports der ersten und zweiten Verstärker sich um ein Viertel einer Wellenlänge für die Funkfrequenzsignale unterscheidet.
  • Wenn die Hybridkoppler als differentielle Koppler implementiert sind, die zum Koppeln von differentiellen Hochfrequenzsignalen eingerichtet sind, und die Verstärker Differenzverstärker sind, wird eine Verstärkerschaltung vorgesehen, die ausreichend niedrige Welligkeit auf der gemeinsam mit empfindlicheren Hochfrequenzschaltungen zu integrierenden Versorgungsspannung hat, und welche auch unempfindlich ist in Bezug auf Lastfehlanpassung derart, dass ein Isolator vermieden werden kann.
  • Ein Differentieller Hybridkoppler ermöglicht, dass der Ausgangsstrom zwischen vier Transistoren oder Verstärkern geteilt wird, hierdurch die Amplitude der Welligkeit auf einen viel niedrigeren Pegel reduzierend als im Falle des Ein-Transistorverstärkers. Ferner sind die leitenden Perioden der vier Transistoren gleich beabstandet um 90° phasenverschoben dazwischen und demnach ist die Frequenz der Welligkeit viermal die Betriebsfrequenz der Schaltung, was es viel leichter macht, die Welligkeit in anderen Teilen der Schaltung auszufiltern.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung sind die ersten und zweiten Hybridkoppler in einer Streifenleitertechnologie implementiert und in einer anderen Ausführungsform sind sie in einer Mikrostrip-Technologie implementiert. Demnach können die Hybride und die Verstärkerschaltung leicht gemeinsam mit anderen Schaltungen in einer jener Technologien integriert werden.
  • In einer zweckdienlichen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Hybridkoppler 3dB-Koppler. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Ausgangsstrom in gleicher Weise zwischen den vier Transistoren oder Verstärkern derart geteilt wird, dass die Amplitude der Welligkeit reduziert wird auf ein Viertel von der des Ein-Transistorverstärkers.
  • Die ersten und zweiten Hybridkoppler können In-Phase-Koppler sein derart, dass die ersten und zweiten Signalkomponenten an den Ausgangsports der ersten und zweiten Koppler in Phase zueinander sind und zueinander in Phase befindliche Signale, die an die beiden Eingangsports der beiden Hybridkoppler angelegt werden, zu einem Signal an ihrem Ausgangsport kombiniert werden. Dies ermöglicht dass eine einfache Art von Hybrid verwendet wird, aber die elektrischen Längen der Verbindungen zwischen den Ausgängen des Hybrids auf der Eingangsseite der Verstärkerschaltung und den beiden Verstärkern, und jene zwischen den beiden Verstärkern und den Eingängen des Hybrids auf der Ausgangsseite der Verstärkerschaltung müssen sich um ein Viertel einer Wellenlänge für die Signale der Betriebsfrequenz unterscheiden, um sicherzustellen, dass die beiden Verstärker noch mit einer Phasenverschiebung von 90° dazwischen leiten.
  • Alternativ können die ersten und zweiten Hybridkoppler Quadraturkoppler sein derart, dass die ersten und zweiten Signalkomponenten an den Ausgangsports des ersten Hybridkopplers in Quadratur zueinander sind (um 90° phasenverschoben) und Signale in Quadratur zueinander, die an die beiden Eingangsports der zweite Hybridkoppler angelegt werden, zu einem Signal an ihrem Ausgangsport kombiniert werden.
  • Dies ermöglicht, dass Verbindungen mit gleichen elektrischen Längen von den Ausgängen des Hybrids auf der Eingangsseite der Verstärkerschaltung zu den Verstärkern und von der Verstärkern zu den Eingängen des Hybrids auf der Ausgangsseite der Verstärkerschaltung verwendet werden, weil die Ausgangssignale bereits eine 90°-Phasendifferenz haben. In einer zweckdienlichen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Hybridkoppler leitungsgekoppelte Hybride.
  • Wie erwähnt, betrifft die Erfindung ferner eine tragbare Funkkommunikationsvorrichtung, die eine wie oben beschriebene Verstärkerschaltung umfasst. Bedingt durch die oben erwähnten Vorteile kann eine solche Vorrichtung ferner miniaturisiert werden, weil der Leistungsverstärker gemeinsam mit anderen Teilen der Hochfrequenzschaltung integriert werden kann und der Isolator vermieden werden kann. In einer zweckdienlichen Ausführungsform ist die Vorrichtung ein Mobiltelefon.
  • Wie erwähnt, betrifft die Erfindung ferner ein Verfahren des Verstärkens von Funkfrequenzsignalen mit einer bestimmten Frequenz und demnach einer bestimmten Wellenlänge. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anlegens von Funkfrequenzsignalen an einen Eingangsport eines ersten Hybridkopplers; das Teilen der an den Eingangsport angelegten Signale in eine erste Signalkomponente zu einem ersten Ausgangsport des ersten Hybridkopplers und eine zweite Signalkomponente zu einem zweiten Ausgangsport des ersten Hybridkopplers; das Verstärken der ersten Signalkomponente in einem ersten Verstärker mit einem Eingangsport und einem Ausgangsport, wobei der Eingangsport mit dem ersten Ausgangsport des ersten Hybridkopplers verbunden ist; das Verstärken der zweiten Signalkomponente in einem zweiten Verstärker mit einem Eingangsport und einem Ausgangsport, wobei der Eingangsport mit dem zweiten Ausgangsport des ersten Hybridkopplers verbunden ist; das Koppeln der verstärkten ersten Signalkomponente von dem Ausgangsport des ersten Verstärkers zum dem ersten Eingangsport eines zweiten Hybridkopplers und der verstärkten zweiten Signalkomponente von dem Ausgangsport des zweiten Verstärkers zu einem ersten Eingangsport des zweiten Hybridkopplers; in dem zweiten Hybridkoppler das Kombinieren der an seine Eingangsports angelegten Signale zu einem Ausgangssignal an dem Ausgangsport des zweiten Hybridkopplers; und das Koppeln des Ausgangssignals zu einer Ausgangslastimpedanz; wobei die gesamten elektrischen Längen der Pfade der beiden Signalkomponenten von dem Eingangsport des ersten Hybridkopplers zu dem Ausgangsport des zweiten Hybridkopplers im Wesentlichen identisch sind und die elektrische Länge von dem Eingangsport des ersten Hybridkopplers zu jedem der Eingangsport der ersten und zweiten Verstärker sich um ein Viertel einer Wellenlänge für die Funkfrequenzsignale unterscheidet.
  • Wenn die Funkfrequenzsignale als differentielle Signale an den Eingangsport des ersten Hybridkopplers angelegt werden, gekoppelt werden und zu dem Ausgangsport des zweiten Hybridkopplers verstärkt werden, wird ein Verstärkungsverfahren bereitgestellt, welches ausreichend niedrige Welligkeit auf der Versorgungsspannung hat, um eine entsprechende Schaltung zu ermöglichen, die gemeinsam mit empfindlicheren Funkschaltkreisen integriert wird, und welche auch derart unempfindlich ist in Bezug auf Lastfehlanpassung, dass ein Isolator vermieden werden kann.
  • Die differentielle Verstärkung ermöglicht es, dass der Ausgangsstrom zwischen vier Transistoren oder Verstärkern zu teilen ist, hierdurch die Amplitude der Welligkeit auf einen viel geringeren Pegel reduzierend als dem eines Ein-Transistorverstärkers. Ferner sind die Leitungsperioden der vier Transistoren gleich beabstandet um eine 90° Phasenverschiebung zwischen ihnen und demnach ist die Frequenz der Welligkeit viermal die Betriebsfrequenz der Schaltung, was es viel leichter macht, die Welligkeit in anderen Teilen der Schaltung herauszufiltern.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nun vollständiger unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
  • 1 einen bekannten Ein-Transistor-Leistungsverstärker:
  • 2 ein Beispiel von Welligkeit auf der Versorgungsspannung des Verstärkers der 1;
  • 3 einen bekannten differentiellen Leistungsverstärker;
  • 4 ein Beispiel von Welligkeit auf der Versorgungsspannung des Verstärkers der 3;
  • 5 einen bekannten Leistungsverstärker mit Quadratur-Hybridkopplern;
  • 6 den Aufbau eines konventionellen direkt gekoppelten Leitungskopplers;
  • 7 konventionell eine Implementierung eines direkt gekoppelten Leitungskopplers in Mikrostrip-Technologie;
  • 8 den Aufbau eines konventionellen leitungsgekoppelten Hybrids;
  • 9 ein Beispiel von Welligkeit auf der Versorgungsspannung eines konventionellen Leistungsverstärkers mit Hybridkopplern;
  • 10 den Aufbau eines Wilkinson-Hybrid;
  • 11 den Aufbau eines konventionellen zirkularen Hybrids;
  • 12 einen bekannten Leistungsverstärker mit In-Phase-Hybridkopplern;
  • 13 den Aufbau eines differentiellen leitungsgekoppelten Hybrids in Übereinstimmung mit der Erfindung;
  • 14 eine Implementierung eines differentiellen leitungsgekoppelten Hybrids in einer Mikrostrip-Technologie;
  • 15 eine Implementierung eines differentiellen leitungsgekoppelten Hybrids in einer Streifenleitungstechnologie;
  • 16 eine erste Ausführungsform eines Leistungsverstärkers mit differentiellem Hybridkoppler in Übereinstimmung mit der Erfindung;
  • 17 eine zweite Ausführungsform eines Leistungsverstärkers mit differentiellem Hybridkoppler gemäß der Erfindung; und
  • 18 ein Beispiel von Welligkeit auf der Versorgungsspannung eines Leistungsverstärkers gemäß der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
  • Zuerst werden einige Schaltungen des Standes der Technik zum Vergleich mit Schaltungen gemäß der Erfindung beschrieben. Demnach zeigt 1 einen Verstärker 1 nach dem Stand der Technik vom Ein-Transistorverstärkertyp zur Verwendung in einer tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung. Obwohl der Verstärker in einer praktischen Schaltung typischerweise einige zusätzliche Komponenten umfassen wird, ist er hier als einen Transistor 2 und eine Impedanz 3 umfassend gezeigt. Die Impedanz 3 kann irgendeine Art von Impedanz sein, z. B. ein Stromgenerator mit einer sehr hohen Impedanz bei Funkfrequenzen. Die Eingangsgröße zu dem Leistungsverstärker 1 kommt von einer Funkschaltung bzw. Hochfrequenzschaltung 4 und die verstärkte Ausgangsgröße wird an den Ausgangsanschluss geliefert. Die Ausgangsleistung von dem Verstärker ist an einer Antenne 5 angeschlossen aber weil die Antenne 5 normalerweise eine Impedanzfehlanpassung an den Ausgang des Leistungsverstärkers 1 liefern würde, wird normalerweise ein Isolator 6 zwischen den Ausgang des Leistungsverstärkers 1 und die Antenne 5 eingefügt, um das VSWR (Voltage Standing Wave Ratio bzw. Spannungsstehwellenverhältnis) der Schaltung zu verbessern.
  • In einer tragbaren Funkkommunikationsvorrichtung wie z. B. einem Mobiltelefon wird der Leistungsverstärker allgemein so stark angetrieben, dass eine Überbelastung auftritt. Diese bedeutet, dass der Transistor in seinem nicht-linearen Bereich angetrieben wird und die Welligkeit in Form von Impulsen in dem von der Versorgungsspannung (Vcc) zu dem Verstärker gezogenen Strom und demnach auf der Versorgungsspannung selbst erzeugt wird. Dies wird in 2 erläutert, die zeigt, dass ein Impuls für jede Periode in dem durch den Leistungsverstärker verstärkten Funkfrequenzsignal erzeugt wird. Beispielsweise könnte für ein GSM-Mobiltelefon die Frequenz typischerweise 900 MHz oder 1800 MHz sein. Die Form des gezeigten Impulses ist lediglich erläuternd und in ähnlicher Weise wird die Amplitude zu erläuternden Zwecken übertrieben dargestellt.
  • Das Vorhandensein dieser Welligkeit auf der Versorgungsspannung zu dem Leistungsverstärker verhindert, dass der Leistungsverstärker auf demselben Chip integriert werden kann wie der Rest der Hochfrequenzschaltung 4, weil diese Schaltung einige sehr empfindliche Komponenten enthält und eine Verzerrung für das Ergebnis unakzeptierbar wäre.
  • Die Welligkeit kann durch das Kombinieren von mehreren Transistoren derart, dass der von der Versorgungsspannung gezogene Strom zwischen den mehreren Transistoren aufgeteilt wird, reduziert werden unter der Voraussetzung, dass die Transistoren nicht gleichzeitig leiten. Eine Art ist es, differentielle Verstärker 11 zu verwenden, wie in 3 gezeigt. Die Hochfrequenzschaltung 14 liefert nur das zu verstärkende Signal an den Leistungsverstärker 11 als ein differentielles Signal, welches durch die zwei Transistoren 12 und 13 verstärkt wird. Solange ein Verstärker in seinem linearen Bereich angetrieben wird, ist der Strom durch die Transistoren nahezu konstant (2 × I), aber wie oben erwähnt, ist dies nicht der Fall. Die beiden Transistoren leiten nun in Gegenphase und demnach sind die Impulse des von der Versorgungsspannung gezogenen Stroms und daher die Versorgungsspannung selbst um 180° zueinander phasenverschoben. Gleichzeitig wird die Amplitude jedes Impulses halbiert, weil der Gesamtstrom zwischen den beiden Transistoren aufgeteilt wird.
  • Dies ist in 4 erläutert. Das obere Diagramm zeigt die Welligkeit, die durch den Transistor 12 verursacht wird während das nächste Diagramm in ähnlicher Weise die Welligkeit zeigt, die durch den Transistor 13 verursacht wird. Schließlich zeigt das untere Diagramm die kombinierte Welligkeit. Es wird gesehen werden, dass die Frequenz der Welligkeit verdoppelt ist und die Amplitude halbiert ist, aber die Welligkeit immer noch signifikant ist und verhindert, dass der Leistungsverstärker gemeinsam mit dem Rest der Funkschaltung integriert wird.
  • Die Kombination der mehreren Transistoren kann auch in einem Leistungsverstärker implementiert werden, in dem die Transistoren gemeinsam mit Hilfe einer Anordnung von Hybridkopplern untereinander verbunden sind, wie bei dem Leistungsverstärker 21 der 5 dargestellt. Die beiden Transistoren 22 und 23 sind an die beiden Hybridkoppler 24 und 25 angeschlossen. Zum besseren Verständnis dieser Schaltung wird die Funktion eines Hybridkopplers kurz nachstehend beschrieben.
  • Wenn die Schaltungen beispielsweise in Mikrostrip- oder Streifenleitertechnologien implementiert sind, erstreckt sich ein elektrisches Leckfeld einen kurzen Abstand außerhalb des leitenden Musters. Dies führt zu einer kapazitiven Kopplung zwischen zwei benachbarten Leitern. Die Kopplung nimmt mit zunehmender Trennung der Leiter zu und die stärkste Kopplung wird erreicht, wenn die beiden Leiter bei einer Distanz eines Viertels einer Wellenlänge der Betriebsfrequenz liegt. Zudem wird ein starker Richteffekt erzielt.
  • Als ein Beispiel wird ein direkt gekoppelter Leitungskoppler in 6 gezeigt. Wenn der Anordnung Leistung über Port 1 zugeführt wird, wird ein Abschnitt der Leistung zu dem anderen Leiter übermittelt. In dem Fall der idealen Anpassung aller Ports wird die gesamte zu dem anderen Leiter übermittelte Leistung aus dem Port 3 herausgespeist. Keine Leistung wird zum Port 4 übermittelt und daher wird der Koppler Richtkoppler genannt. Durch Anpassung der Distanz zwischen den Leitern kann das Verhältnis der zu Port 3 übermittelten Leistung variiert werden. Wenn die Verluste in dem Leitungsaufbau vernachlässigt werden, wird die gesamte Eingangsleistung durch den Port 2 fließen. In diesem Fall ist der sogenannte 3-dB-Koppler, in welchem die Leistung zu gleichen Teilen zwischen Ports 2 und 3 aufgeteilt wird, der interessanteste, aber andere Variationen sind auch möglich. Eine wichtige Eigenschaft des gezeigten Hybridkopplers ist der relative Abstand zwischen den Phasen der Signale an den Ports 1, 2 und 3. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass für diesen Koppler die Phasendifferenz zwischen den beiden Ausgangsports, d. h. den Ports 2 und 3, 90° ist. Daher wird der Koppler Quadraturhybid genannt.
  • 7 zeigt wie dieser Koppler in einer Mikrostrip-Technologie implementiert werden kann. Die Leiter 31 und 32 werden auf einer Seite eines Substrats 31 angeordnet während eine Masseebene 34 auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 33 angeordnet wird. In einer Streifenleitertechnologie würden die Leiter des Kopplers in der Mitte eines Substrats mit zwei Masseebenen auf beiden Seiten angeordnet. In einer praktischen Lösung kann es schwierig sein, die beiden Leiter nahe genug beieinander anzuordnen, um die ausreichende Kopplung zu erreichen. Daher wird eine praktische Lösung häufig beispielsweise als ein Lange-Koppler implementiert, welcher wohlbekannt ist und demnach nicht detaillierter beschrieben wird. Es kann bemerkt werden, dass der Koppler symmetrisch ist derart, dass wenn ein Signal beispielsweise in Port 2 statt Port 1 eingegeben wird, Port 3 der isolierte Port sein wird, die Eingangsleistung zu gleichen Teilen zwischen Port 1 und 4 aufgeteilt wird mit denselben relativen Phasenpositionen.
  • Die Kopplung zwischen zwei Leitungen kann auch durch das Verbinden von Leitungen bewirkt werden. Eine einfache Version eines Leitungsgekoppelten Hybrids ist in 8 gezeigt. Die besten Eigenschaften werden erhalten wenn der Abstand zwischen den koppelnden Leitungen sowie die Länge der Leitungen einem Viertel einer Wellenlänge der Betriebsfrequenz entsprechen. Mit 50 Ω-Koppelleitungen und 35 Ω-Eigenimpedanz für die Zwischenleitungsabschnitte werden sowohl 3 dB-Kopplung als auch 50 Ω-Impedanz der Ports erreicht. Die Eigenschaften dieses Hybridtyps sind in der Figur gezeigt. Wenn ein Signal an Port 1 angelegt wird, wird die Leistung zwischen Ports 2 und 3 mit der Differenz von 90° zueinander aufgeteilt. Dieses Hybrid ist demnach ebenfalls vom Quadratur-Typ.
  • Hybride des Quadratur-Typs, wie sie oben beschrieben worden sind, können in der Schaltung der 5 verwendet werden. Wenn das Signal von der Hochfrequenzschaltung 4 zu dem Eingangsport des Hybrids 24 gekoppelt wird, wird es eine 90°-Phasendifferenz zwischen den Ausgangsports geben, welche einer λ/4 Differenz im Ausbreitungspfad entspricht. Unter der Voraussetzung, dass die Verbindungsleitungen von den Ausgangsports des Hybrids 24 zu dem Eingang der Transistoren 22 und 23 gleiche elektrische Längen haben werden die Eingänge der beiden Transistoren ebenfalls eine 90° Phasendifferenz haben und demnach werden die Transistoren um 90° phasenverschoben zueinander leiten. Die Ausgangsgrößen der Transistoren 22 und 23 werden an einen Hybrid 25 gekoppelt, welcher vom selben Typ ist wie der Hybrid 24. Noch einmal unter der Voraussetzung, dass die Verbindungsleitungen von den Transistoren zu dem Hybrid 25 von gleichen elektrischen Längen sind, werden die beiden Eingangssignale des Hybrids 25 auch eine 90° Phasendifferenz haben. Das Hybrid ist symmetrisch und demnach wird es nun mit zwei Eingangsports, an die zwei Eingangssignale mit einer 90° Phasendifferenz verbunden werden, funktionieren und diese Signale werden zu einem Signal an dem einzelnen Ausgangsport kombiniert während der vierte Port noch isoliert ist. Die gesamte elektrische Länge der beiden Pfade durch die Transistoren sollte dieselbe sein von dem Eingang des Eingangshybrid zu dem Ausgang des Ausgangshybrids. Auf diese Weise werden die zwei Schwingungen optimal in Phase in dem Ausgangshybrid addiert.
  • Um die Wirkung der Fehlanpassung in den Transistoreingängen zu minimieren, sollten sich die elektrischen Längen des Eingangs des Eingangshybrids zu dem Eingang der zwei Transistoren um λ/4 unterscheiden, weil sich dann von den Transistoren reflektierte Wellen gegenseitig in dem Eingangshybrid auslöschen. Diese Differenz wird in dem Quadraturhybrid erhalten. Wie oben erwähnt, bedeutet dies, dass die Transistoren mit einer 90° Phasendifferenz zwischen einander leiten. Daher werden die Impulse in dem von der Versorgungsspannung gezogenen Strom und demnach die Versorgungsspannung selbst ebenfalls um 90° phasenverschoben zueinander sein. In ähnlicher Weise zu der Schaltung der 3 wird die Amplitude jedes Impulses halbiert verglichen zu der Ein-Transistorlösung, weil der gesamte Strom in beiden Transistoren aufgeteilt wird.
  • Dies ist in 9 dargestellt. Das obere Diagramm zeigt die durch den Transistor 22 verursachte Welligkeit während das nächste Diagramm in ähnlicher Weise die Welligkeit, die durch den Transistor 23 verursacht wird, zeigt. Schließlich zeigt das untere Diagramm die kombinierte Welligkeit. Es wird erkannt werden, dass in diesem Fall die Frequenz der Welligkeit noch eine Komponente der Betriebsfrequenz haben und es auch eine Komponente von zweimal der Betriebsfrequenz geben wird. Wieder ist die Amplitude halbiert, aber noch ist die Welligkeit signifikant und verhindert, dass der Leistungsverstärker gemeinsam mit dem Rest der Funkschaltung integriert wird.
  • Die oben beschriebenen Hybride sind vom Quadraturtyp. In einigen Anwendungen werden jedoch andere Typen bevorzugt und demnach werden die Betriebsprinzipien der beiden anderen Hybridtypen, in denen die beiden Ausgangssignale in Phase sein werden, beschrieben. 10 zeigt einen Wilkinson-Hybrid, der im Grunde aus einer gegabelten Leitung besteht. Um eine Koppelimpedanz von 50 Ω in Port 1 zu erreichen, werden die 50 Ω Leitungen in Port 2 und 3 zu 100 Ω bei der Gabel mit Hilfe eines Viertelwellen-70 Ω-Impedanzwandlers gewandelt. Bei Anpassung der beiden Ports 2 und 3 werden identische Spannungen an beiden Seiten des 100 Ω Widerstandes erhalten. Demnach wird in dem Widerstand keine Leistung verloren, der als intern isolierter Port betrachtet werden kann.
  • Ein anderer Hybrid, der Ausgangssignale in Phase erzeugen kann, ist der in 11 gezeigte Zirkular-Hybrid. Wenn ein Signal an Port 1 angelegt wird, ergeben sich zwei Wellen, die sich in entgegengesetzten Richtungen um die Ringleitung ausbreiten. Der Umfang (3/2 λ) der Ringleitung und die relativen Positionen der Ports sind derart ausgewählt worden, dass die beiden Wellen in Punkten, an denen die Ports verbunden sind, in Phase oder in Gegenphase (mit entgegen gesetzter Phase) addiert werden. Wenn die Signale in Gegenphase addiert werden, wird kein Ausgangssignal resultieren. Dies entspricht dem isolierten Port.
  • Diese Hybridkoppler können in einer Verstärkerschaltung verwendet werden ähnlich der der 5 und eine modifizierte Version der Schaltung ist in 12 gezeigt. Der Verstärker 41 unterscheidet sich von dem Verstärker 21 in 5 dahingehend, dass Hybride 44 und 45 mit In-Phase-Ports statt der Quadraturhybride 24 und 25 verwendet werden. Diese Hybride haben dieselbe elektrische Länge von dem Eingangsport zu den zwei Ausgangsports, oder, in entgegen gesetzter Richtung, von zwei Eingangsports zu einem gemeinsamen Ausgangsport. Um eine 90° Phasendifferenz zwischen den Transistoren aufrecht zu erhalten, sind die Verbindungsleitungen von den Ausgangsports des Hybrids 44 zu den Eingängen der Transistoren 22 und 23 eingerichtet, um λ/4 Differenz zu haben in ihren elektrischen Längen. In ähnlicher Weise sind die Verbindungsleitungen von den Transistorausgängen zu den Eingangsports des Ausgangshybrids 45 mit einer λ/4 Differenz in der elektrischen Länge versehen, um sicherzustellen, dass die Eingänge zu dem Hybrid 45 in Phase sind. Demnach ist wieder die gesamte elektrische Länge der zwei Pfade durch die Transistoren dieselbe vom Eingang des Eingangshybrids zum Ausgang des Ausgangshybrids und die zwei Wellen werden optimal in Phase im Ausgangshybrid addiert. Die Welligkeit dieser Lösung ist dieselbe wie die der in 9 gezeigten und daher ist der Verstärker nicht geeignet, um gemeinsam mit dem Rest der Funkschaltung integriert zu werden.
  • Dieses Problem wird durch die Erfindung gelöst. Die Idee ist, einen Hybridkoppler als Differentialhybrid zu implementieren wie beschrieben wird. 13 zeigt ein Beispiel eines Differentialhybridkopplers des leitungsgekoppelten Typs. Die Struktur ist ähnlich der der 8, aber statt der Verwendung der Masseebene als Referenzebene werden zwei identische Strukturen 51 und 52, die beide ähnlich der aus 8 bekannten sind, übereinander in getrennten Schichten implementiert. Jede der differentiellen Leitungen in der Struktur hat dieselbe Impedanz und dieselbe Länge wie das Hybrid mit einem Ende der 8. Ein differentielles Signal, das an die beiden Ports, die mit "1" gekennzeichnet sind, angelegt wird, wird aufgeteilt zwischen den differentiellen Ports 2 und 3 mit der Phasendifferenz von 90° zueinander. Demnach ist dieser Hybrid ein differentieller Quadraturhybrid. An dem differentiellen Port 4 wird kein Signal präsentiert und demnach ist dieser Port wiederum ein isolierter Port. Der isolierte Port kann mit einem Widerstand abgeschlossen werden, um die Impedanzanpassung sicherzustellen, aber, wie erwähnt, wird kein Signal über einen solchen Widerstand präsentiert werden.
  • 14 zeigt wie dieser differentielle leitungsgekoppelte Hybrid in einer Mikrostrip-Technologie implementiert werden kann. Zwei Substratschichten 53 und 54 werden verwendet. Das Leitungsmuster 51 ist auf der Oberseite der Substratschicht 53 angeordnet während das Muster 52 zwischen den beiden Substratschichten ausgerichtet mit dem Muster 51 angeordnet ist. Wie zuvor befindet sich eine Masseebene 55 an der gegenüberliegenden Seite des Substrats 54. Die Figur zeigt nicht die Verbindungen zu der Struktur aber diese werden leicht implementiert, wie in der Mikrostrip-Technologie wohlbekannt.
  • In alternativer Weise kann die Struktur auch in einer Streifenleitungstechnologie implementiert werden, wie in 15 gezeigt. Die Struktur ist sehr ähnlich zu der Mikrostrip-Struktur, aber eine weitere Substratschicht 56 ist oberhalb der Schicht 53 derart angeordnet, dass auch das leitende Muster 51 sich zwischen zwei Substratschichten befindet. Eine zweite Masseebene 57 befindet sich oberhalb der Schicht 56, so dass die leitenden Muster zwischen zwei Masseebenen angeordnet sind, wie in der Streifenleitertechnologie wohlbekannt ist.
  • Oben ist ein differentieller Hybrid vom leitungsgekoppelten Typ beschrieben worden, aber es sollte bemerkt werden, dass irgendein anderer Hybridtyp, wie er beispielsweise in 6, 10 und 11 dargestellt ist, ebenfalls leicht als differentieller Hybrid implementiert werden kann. Dies ist auch der Fall für andere Hybridtypen, die in diesem Dokument nicht speziell beschrieben werden.
  • Eine die differentiellen Hybridkoppler verwendende Verstärkerschaltung ist in 16 gezeigt. Wenn das differentielle Signal von der Funkschaltung 14 zu dem differentiellen Eingangsport des Hybrids 66 gekoppelt wird, wird eine 90° Phasendifferenz zwischen den Ausgangsports vorliegen, welche zu λ/4-Differenz in dem Ausbreitungspfad entspricht. Einer der differentiellen Ausgangsports ist mit den beiden Transistoren 62 und 63 verbunden, die wegen des differentiellen Signals unter der Voraussetzung, dass die Verbindungsleitungen gleiche elektrische Längen haben, in Gegen-Phase leiten. Der andere differentielle Ausgangsport, der eine 90° Phasendifferenz von dem ersten hat, ist mit den Transistoren 64 und 65 verbunden. Diese Transistoren leiten auch in Gegen-Phase. Da jedes Transistorpaar in Gegen-Phase leitet und es eine 90° Phasendifferenz zwischen den beiden Paaren gibt, werden die Leitend-Perioden für die vier Transistoren nun in gleicher Weise mit einer 90° Phasendifferenz zwischen jeder Periode verteilt.
  • Die Ausgänge der Transistoren 62 und 63 sind mit einem differentiellen Eingangsport des differentiellen Hybrids 67 verbunden, welcher vom selben Typ ist wie der Hybrid 66. In ähnlicher Weise sind die Transistoren 64 und 65 an den anderen differentiellen Eingangsport des differentiellen Hybrids 67 angeschlossen. Wieder vorausgeschickt, dass die Verbindungsleitungen von den Transistoren zu dem Hybrid 67 von gleichen elektrischen Längen sind, werden zwei differentielle Eingangssignale zu dem Hybrid 67 ebenfalls eine 90° Phasendifferenz haben. Auch ist der differentielle Hybrid symmetrisch und demnach wird er nun mit zwei differentiellen Eingangsports funktionieren, zu denen die beiden differentiellen Eingangssignale mit einer 90° Phasendifferenz verbunden werden und jene Signale werden zu einem differentiellen Signal bei dem differentiellen Ausgangsport kombiniert während der vierte Port noch isoliert ist. Noch einmal sollte die gesamte elektrische Länge der Pfade durch die Transistoren dieselbe sein vom Eingang des Einganghybrids zum Ausgang des Ausgangshybrids. Auf diese Weise werden die Wellen optimal in Phase im Ausgangshybrid addiert. Die isolierten Ports der beiden Hybride werden mit den Widerständen 68 und 69 abgeschlossen.
  • Die Schaltung der 16 verwendet differentielle Quadraturhybride aber noch einmal können auch In-Phase- Hybride verwendet werden, wie in der Schaltung 71 in 17 gezeigt. Die einzigen Unterschiede von der 16 sind, dass In-Phase-Hybride 72 und 73 statt der Quadraturhybride verwendet werden und dass die elektrischen Längen der Verbindungen zwischen Transistoren und den Hybriden in dem oberen Teil der Schaltung sich um λ/4 von den Verbindungen in dem unteren Teil der Schaltung unterscheiden, um sicherzustellen, dass die Transistoren 62 und 63 noch eine 90° Phasendifferenz von den Transistoren 64 und 65 haben.
  • Wie oben erwähnt, werden die vier Transistoren in 16 oder 17 mit 90° Phasendifferenz zwischen einander leiten. Daher werden die Impulse in dem von der Versorgungsspannung gezogenen Strom und demnach die Versorgungsspannung selbst auch um 90° voneinander abweichen. Die Amplitude jedes Impulses ist nun reduziert auf ein Viertel verglichen mit der Ein-Transistor-Lösung, weil der Gesamtstrom zwischen den vier Transistoren aufgeteilt wird.
  • Dies ist in 18 gezeigt. Das obere Diagramm zeigt die Welligkeit, die durch den Transistor 62 verursacht wird, während das nächste Diagramm in ähnlicher Weise die Welligkeit zeigt, die durch die Transistoren 65, 63 und 64 verursacht wird. Schließlich zeigt das untere Diagramm die kombinierte Welligkeit. Es wird gesehen, dass die Welligkeit nun eine Frequenz hat, die dem Vierfachen der Betriebsfrequenz entspricht und dass die Amplitude nun stark reduziert ist. Wie zuvor erwähnt, ist die gezeigte Form der Welligkeit nur zur Erläuterung gedacht, aber selbst bei anderen Formen wird die Welligkeit mindestens auf ein Viertel der Welligkeit der Ein-Transistor-Lösung reduziert. Ferner ist das Vierfache der Betriebsfrequenz in anderen Blöcken viel leichter herauszufiltern. Diese bedeutet, dass es mit dieser Lösung möglich ist, den Leistungsverstärker mit den Transistoren und den Hybriden gemeinsam mit empfindlicheren Funktionen der Hochfrequenzschaltung auf einem Chip sehr nahe beieinander im selben Gehäuse zu integrieren.
  • Wie für den Einzelende-Hybridverstärker erwähnt, wird der Ausgangshybrid die Last der Kollektoren der Transistoren unempfindlich machen in Bezug auf Lastfehlanpassung am Ausgang oder zumindest kann dies in der Schaltung durch eine Kopplung kompensiert werden. Dies ist auch gültig für den differentiellen Hybridverstärker, obwohl die Last sicherlich differentiell ist. Daher ermöglicht diese Lösung auch, dass der Ausgang direkt mit der Antenne verbunden werden kann ohne den Bedarf nach einem Isolator zwischen dem Verstärker und der Antenne.
  • Die Lösung ermöglicht auch einen Betrieb bei niedriger Spannung. Dies gilt aufgrund der Tatsache, dass der Spitzenstrom nun zwischen vier Transistoren aufgeteilt wird. Ferner, weil die Transistorstufen differentiell sind, können sie in der Praxis mit zweimal der tatsächlichen Versorgungsspannung arbeiten selbst ohne induktive Spannungserhöher an den Versorgungsleitungen. Wenn Spannungserhöher verwendet werden, könnten sie bis zum Vierfachen der tatsächlichen Versorgungsspannung sein. Demnach ist es möglicht, den Leistungsverstärker mit sehr niedrigen Versorgungsspannungen zu betreiben, die häufig beispielsweise in Mobiltelefonen ein Bedürfnis darstellen.

Claims (10)

  1. Verstärkerschaltung für Funkfrequenzsignale mit einer bestimmten Frequenz und daher einer bestimmten Wellenlänge, zumindest umfassend: einen ersten Hybridkoppler (66; 72) mit einem Eingabeport, an den Funkfrequenzsignale angelegt werden können, einem isolierten Port, einem ersten Ausgabeport, und einem zweiten Ausgabeport, und der angeordnet ist, um ein an den Eingabeport angelegtes Signal in eine erste Signalkomponente zum ersten Ausgabeport und in eine zweite Signalkomponente zum zweiten Ausgabeport aufzuteilen, einen ersten Verstärker (62, 63) mit einem Eingabeport und einem Ausgabeport, wobei der Eingabeport mit dem ersten Ausgabeport des ersten Hybridkopplers (66; 72) verbunden ist, einen zweiten Verstärker (64, 65) mit einem Eingabeport und einem Ausgabeport, wobei der Eingabeport mit dem zweiten Ausgabeport des ersten Hybridkopplers (66; 72) verbunden ist, und einen zweiten Hybridkoppler (67; 73) mit einem ersten Eingabeport, der mit dem Ausgabeport des ersten Verstärkers (62, 63) verbunden ist, einem zweiten Eingabeport, verbunden mit dem Ausgabeport des zweiten Verstärkers (64, 65), einem isolierten Port, und einem Ausgabeport, verbindbar mit einer Ausgabelastimpedanz, und der angeordnet ist, um Signale, die an den ersten Eingabeport und den zweiten Eingabeport angelegt sind, zum Ausgabeport hin zu kombinieren, wobei der erste und der zweite Hybridkoppler und der erste und der zweite Verstärker einen ersten und einen zweiten Pfad für Funkfrequenzsignale vom Eingabeport des ersten Hybridkopplers (66; 72) zum Ausgabeport des zweiten Hybridkopplers (67; 73) bereitstellen, wobei der erste Pfad den ersten Verstärker (62, 63) und der zweite Pfad den zweiten Verstärker (64, 65) umfasst, und wobei die gesamten elektrischen Längen der beiden Pfade im Wesentlichen identisch sind, und die elektrische Länge vom Eingabeport des ersten Hybridkopplers zu jedem der Eingebeports des ersten und zweiten Verstärkers sich um ein Viertel der Wellenlänge für die Funkfrequenzsignale unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybridkoppler (66, 67; 72, 73) als Differentialkoppler implementiert sind, die angeordnet sind, um Differential-Funkfrequenzsignale zu koppeln, und wobei die Verstärker (62, 63; 64, 65) Differentialverstärker sind.
  2. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hybridkoppler in einer Streifenleitungstechnologie implementiert sind.
  3. Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hybridkoppler in einer Mikrostreifentechnologie implementiert sind.
  4. Verstärkerschaltung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hybridkoppler 3-dB-Koppler sind.
  5. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hybridkoppler In-Phasenkoppler sind, so dass die erste und die zweite Signalkomponente an den Ausgabeports des ersten Hybridkopplers zueinander in Phase sind, und Signale in Phase miteinander, die an die zwei Eingabeports des zweiten Hybridkopplers angelegt sind, zu einem Signal an seinem Ausgabeport kombiniert werden.
  6. Verstärkerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hybridkoppler Quadraturkoppler sind, so dass die erste und die zweite Signalkomponente an den Ausgabeports des ersten Hybridkopplers in Quadratur zueinender sind, und Signale in Quadratur zueinander, die an die zwei Eingabeports des zweiten Hybridkopplers angelegt sind, zu einem Signal an seinem Ausgabeport kombiniert werden.
  7. Verstärkerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Hybridkoppler leitungsgekoppelte Hybride sind, in denen das Koppeln zwischen zwei Leitungen durch Verbindungsleitungen bewirkt wird.
  8. Eine tragbare Funkkommunikationseinrichtung, die einen Verstärkerschaltung nach jedem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst.
  9. Eine tragbare Funkkommunikationseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Mobiltelefon ist.
  10. Ein Verfahren des Verstärkens von Funkfrequenzsignalen mit einer bestimmten Frequenz und daher einer bestimmten Wellenlänge, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Anlegen von Funkfrequenzsignalen an einen Eingabeport eines ersten Hybridkopplers (66; 72), Aufteilen der Signale, die an den ersten Eingabeport angelegt sind, in eine erste Signalkomponente zu einem ersten Ausgabeport des ersten Hybridkopplers und in eine zweite Signalkomponente zu einem zweiten Ausgabeport des ersten Hybridkopplers, Verstärken der ersten Signalkomponente in einem ersten Verstärker (62, 63) mit einem Eingabeport und einem Ausgabeport, wobei der Eingabeport mit dem ersten Ausgabeport des ersten Hybridkopplers (66; 72) verbunden ist, Verstärken der zweiten Signalkomponente in einem zweiten Verstärker (64, 65) mit einem Eingabeport und einem Ausgabeport, wobei der Eingabeport mit dem zweiten Ausgabeport des ersten Hybridkopplers (66; 72) verbunden ist, Koppeln der verstärkten ersten Signalkomponente aus dem Ausgabeport des ersten Verstärkers (62, 63) an einen ersten Eingabeport eines zweiten Hybridkopplers (67; 73) und der verstärkten zweiten Signalkomponente aus dem Ausgabeport des zweiten Verstärkers (64, 65) an einen ersten Eingabeport des zweiten Hybridkopplers (67; 73), Kombinieren der Signale im zweiten Hybridkoppler (67; 73), die an dessen Eingabeports angelegt sind, mit einem Ausgabesignal am Ausgabeport des zweiten Hybridkopplers, und Koppeln des Ausgabesignals an eine Ausgabelastimpedanz, wobei die gesamten elektrischen Längen der Pfade der zwei Signalkomponenten aus dem Eingabeport des ersten Hybridkopplers zum Ausgabeport des zweiten Hybridkopplers im Wesentlichen identisch sind, und die elektrische Länge vom Eingabeport des ersten Hybridkopplers zu jedem der Eingabeports des ersten und zweiten Verstärkers sich um ein Viertel einer Wellenlänge für die Funkfrequenzsignale unterscheidet, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkfrequenzsignale vom Eingabeport des ersten Hybridkopplers (66, 72) zum Ausgabeport des zweiten Hybridkopplers (67; 73), die als Differentialkoppler implementiert sind, als Differentialsignale angelegt, gekoppelt und verstärkt werden.
DE60037125T 2000-11-28 2000-11-28 Radiofrequenz-Verstärkerschaltung Expired - Lifetime DE60037125T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00610120A EP1209756B1 (de) 2000-11-28 2000-11-28 Radiofrequenz-Verstärkerschaltung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60037125D1 DE60037125D1 (de) 2007-12-27
DE60037125T2 true DE60037125T2 (de) 2008-09-11

Family

ID=8174425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60037125T Expired - Lifetime DE60037125T2 (de) 2000-11-28 2000-11-28 Radiofrequenz-Verstärkerschaltung

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1209756B1 (de)
AT (1) ATE378699T1 (de)
DE (1) DE60037125T2 (de)
ES (1) ES2293890T3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016111887A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Infineon Technologies Ag Differentieller Richtkoppler, Signalumwandlungssystem und Verfahren zur Umwandlung eines differentiellen Eingangssignals

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2896918B1 (fr) * 2006-02-02 2008-04-11 Centre Nat Rech Scient Dispositif monolithique de type circulateur
KR101637672B1 (ko) * 2014-08-27 2016-07-07 고려대학교 산학협력단 고주파 신호 생성 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4419635A (en) * 1981-09-24 1983-12-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Slotline reverse-phased hybrid ring coupler
JPH0767057B2 (ja) * 1987-04-10 1995-07-19 三菱電機株式会社 マイクロ波電力合成fet増幅器
US6058144A (en) * 1998-04-03 2000-05-02 Nortel Networks Corporation Multi-GB/S data pulse receiver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016111887A1 (de) * 2016-06-29 2018-01-04 Infineon Technologies Ag Differentieller Richtkoppler, Signalumwandlungssystem und Verfahren zur Umwandlung eines differentiellen Eingangssignals

Also Published As

Publication number Publication date
EP1209756B1 (de) 2007-11-14
ES2293890T3 (es) 2008-04-01
DE60037125D1 (de) 2007-12-27
ATE378699T1 (de) 2007-11-15
EP1209756A1 (de) 2002-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69425462T2 (de) Doherty-Mikrowellenverstärker
DE69907548T2 (de) Hochfrequenzleistungsverstärker
DE69017809T2 (de) Transformatoren, insbesondere mit symmetrischer/unsymmetrischer Kopplung.
DE69630492T2 (de) Mikrowellenmischerschaltung
DE69225086T2 (de) Koplanarer Richtkoppler und Flip-Chip monolithisch integrierte Mikrowellenschaltungsanordnung mit dem Koppler
DE102011005688A1 (de) Halbleiterschalter, Sende-Empfangsgerät, Sender und Empfänger
DE3342726A1 (de) Einstellbare breitband-phasenmodulationsschaltung
DE68915441T2 (de) VERTEILTER SYMMETRISCHER VERSTäRKER.
DE4037292A1 (de) Nichtlinearitaetsgenerator mit leitfaehiger fet-source-drain-strecke und verfahren zum verstaerken eines signals
WO2012117072A2 (de) Verstärkermodul
DE102008012984A1 (de) Mischerschaltung und Radar-Transceiver
DE60037550T2 (de) Breitbandige Symmetrierschaltung für drahtlose und hochfrequente Anwendungen
DE3612657C2 (de) Frequenzumsetzungseinrichtung
DE10158791A1 (de) Hochfrequenzverstärker und Funkübertragungsvorrichtung
DE4228382A1 (de) Nichtlinearer reflexions-prozessor unter verwendung von fets
DE10102891A1 (de) Hochleistungsverstärker mit Verstärkerelement, dazugehörige Funkübertragungseinrichtung und Meßeinrichtung dafür
DE3587171T2 (de) Geraeuscharmer, monolithischer, gegengekoppelter feldeffekttransistorverstaerker.
EP0063819B1 (de) Mikrowellen-Gegentaktmischerschaltung in Streifenleitungstechnik
DE10202699B4 (de) Nichtreziprokes Schaltungsbauelement und Kommunikationsvorrichtung, die dasselbe enthält
DE69709882T2 (de) Aktive miniaturumwandlung zwischen einer schlitzleitung und einem koplanaren wellenleiter
DE2837817A1 (de) Vorspannungsschaltung
DE102006046728A1 (de) Richtkoppler für symmetrische Signale
DE60318357T2 (de) Asymmetrischer, spannungsoptimierter, breitbandiger common-gate bidirektionaler MMIC Verstärker
DE2324105A1 (de) Koppelndes elektrisches schaltelement
DE831418C (de) Anordnung zur Verstaerkung, Erzeugung und Modulation oder Demodulation von elektromagnetischen Wellen ultrahoher Frequenzen

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition