JP2005086447A - 電力合成形増幅器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 所定の入力信号が分配される2つの経路の一方に設けられて入力信号を増幅するB級動作トランジスタ3と、他方の経路に設けられて入力信号を増幅するC級動作トランジスタ4と、B級動作トランジスタ3の出力電力とC級動作トランジスタ4の出力電力とを合成するT分岐11とを有する電力合成形増幅器である。B級動作トランジスタ3の出力電力は、第1アイソレータ9を介してT分岐11に送られ、C級動作トランジスタ4の出力電力は、第2アイソレータ10を介してT分岐11に送られる。第1アイソレータ9によりB級動作トランジスタ3の負荷インピーダンスを一定値にし、第2アイソレータ10がC級動作トランジスタ4の負荷インピーダンスを一定値にする。
【選択図】 図1
Description
B級動作トランジスタ3は入力信号をB級増幅するものであり、その出力端は、1/4波長インピーダンス変換線路37を介して負荷インピーダンスRLにより終端される。C級動作トランジスタ4は入力信号をC級増幅するものであり、その出力端は、飽和出力から6dB以上のバックオフを取った出力電力レベルでは開放端となり、飽和出力電力レベルでは負荷インピーダンスRLにより終端される。
B級動作トランジスタ3とC級動作トランジスタ4とは、入力整合回路38及び出力整合回路39の間に並列に接続されている。B級動作トランジスタ3の出力電力は、1/4波長インピーダンス変換線路37を介して出力整合回路39に供給される。C級動作トランジスタ4の出力電力は、直接、出力整合回路39に供給される。入力整合回路38とC級動作トランジスタ4との間に設けられる移相器40により、B級動作トランジスタ3とC級動作トランジスタ4の出力電力の位相差を補正される。
出力整合回路39は、“(1/2)×Ropt”である負荷インピーダンスRLを、マイクロ波部品の標準インタフェースのインピーダンスである“50Ω”に変換するものである。
他方、飽和出力電力レベルでは、図9に示すように、B級動作トランジスタ3及びC級動作トランジスタ4がいずれも“ON”である。このとき、図9中のb点、c点から負荷側を見込むインピーダンスは、それぞれ“Ropt”である。1/4波長インピーダンス変換線路37の特性インピーダンスは“Ropt”であるので、B級動作トランジスタ3から負荷側を見込むインピーダンスも“Ropt”である。
第1出力整合回路6及び第1アイソレータ9により、B級動作トランジスタ3の負荷側を見込むインピーダンスが一定値となる。この実施形態では、B級動作トランジスタ3の負荷側を見込むインピーダンスが、B級動作トランジスタ3の最適負荷の2倍である“2×Ropt”に設定される。
第2入力整合回路7は、入力端子1に接続される前段の回路との間でインピーダンス整合をとるための回路である。第2入力整合回路7は、入力端子1から入力される入力信号をC級動作トランジスタ4に入力する。C級動作トランジスタ4は、第2入力整合回路7から入力された入力信号をC級増幅する。
第2出力整合回路8及び第2アイソレータ10により、C級動作トランジスタ4の負荷側を見込むインピーダンスが一定値となる。この実施形態では、C級動作トランジスタ4の負荷側を見込むインピーダンスが、C級動作トランジスタ4の最適負荷の2倍である“2×Ropt”に設定される。
入力端子1から入力された入力信号は、B級動作トランジスタ3の配される経路(以下、「第1経路」という)及びC級動作トランジスタ4の配される経路(以下、「第2経路」という)のそれぞれに供給される。第1経路に供給された入力信号は、第1入力整合回路5を介してB級動作トランジスタ3に入力される。B級動作トランジスタ3は、入力信号を増幅してその出力電力を第1出力整合回路6に入力する。第1出力整合回路6は、B級動作トランジスタ3の出力電力を第1アイソレータ9を介してT分岐11へ送る。
本発明の電力合成形増幅器は、従来のような1/4波長インピーダンス変換線路37を用いずに、B級動作、C級動作トランジスタ3、4の近傍に第1、第2出力整合回路6、8を設けてインピーダンス整合を実現しているために広帯域となる。また、1/4波長インピーダンス変換線路37を用いないために、高出力トランジスタを使用する場合でも、容易に電力合成形増幅器を実現可能になる。
この電力合成形増幅器は、入力端子1から入力された入力信号が第1ウイルキンソン形電力分配器13により、B級動作トランジスタ3の配される第1経路及びC級動作トランジスタ4の配される第2経路のそれぞれに供給される。また、T分岐11に代えて第2ウイルキンソン形電力分配器14を用いて、B級動作トランジスタ3の出力電力及びC級動作トランジスタ4の出力電力を合成して出力端子2から外部に出力するように構成されている。
このような第2実施形態の電力合成形増幅器の動作及び作用は、第1実施形態の電力合成形増幅器の場合と同様である。
この電力合成形増幅器は、入力端子1から入力された入力信号が第1の90度ハイブリッド15により、B級動作トランジスタ3の配される第1経路及びC級動作トランジスタ4の配される第2経路のそれぞれに供給される。また、T分岐11に代えて第2の90度ハイブリッド16を用いて、B級動作トランジスタ3の出力電力及びC級動作トランジスタ4の出力電力を合成して出力端子2から外部に出力するように構成されている。
このような第3実施形態の電力合成形増幅器の動作及び作用は、第1実施形態の電力合成形増幅器の場合と同様である。
この電力合成形増幅器は、入力端子1から入力された入力信号が第1の180度ハイブリッド17により、B級動作トランジスタ3の配される第1経路及びC級動作トランジスタ4の配される第2経路のそれぞれに供給される。また、T分岐11に代えて第2の180度ハイブリッド18を用いて、B級動作トランジスタ3の出力電力及びC級動作トランジスタ4の出力電力を合成して出力端子2から外部に出力するように構成されている。
このような第4実施形態の電力合成形増幅器の動作及び作用は、第1実施形態の電力合成形増幅器の場合と同様である。
なお、第1の180度ハイブリッド17、第2の180度ハイブリッド18のそれぞれの代わりに、バランを用いてもよい。
図中、符号19は分配器、符号20は合成器であり、符号9、10、及び12は図1に同じである。分配器19により、入力端子1から入力された入力信号が第1プッシュプル増幅器101が設けられた経路と、第2プッシュプル増幅器102が設けられた経路とに分配される。第1プッシュプル増幅器101と第2プッシュプル増幅器102とは同じ構成であり、第1プッシュプル増幅器101がB級動作により入力信号を増幅し、第2プッシュプル増幅器102がC級動作により入力信号を増幅するようになっている。第1プッシュプル増幅器101の出力電力及び第2プッシュプル増幅器102の出力電力は、それぞれ第1アイソレータ9、第2アイソレータ10を通って合成器20に送られ、ここで合成される。
第1入力整合回路23及び第2入力整合回路25は、それぞれ第1バラン27から送られる入力信号を第1B級動作トランジスタ21、第2B級動作トランジスタ22に入力するものであり、各トランジスタの入力インピーダンス整合を図るものである。
第1B級動作トランジスタ21及び第2B級動作トランジスタ22は、それぞれ第1入力整合回路23、第2入力整合回路25から送られた入力信号をB級動作により増幅するものである。
第1出力整合回路24及び第2出力整合回路26は、それぞれ第1B級動作トランジスタ21、第2B級動作トランジスタ22の出力インピーダンス整合を図るものである。
第2バラン28は、第1出力整合回路24及び第2出力整合回路26から送られる第1B級動作トランジスタ21及び第2B級動作トランジスタ22の出力電力を合成する合成器である。
なお、分配器19及び合成器20には、例えばT分岐、ウイルキンソン形電力分配器、90度ハイブリッド、180度ハイブリッド、又はバラン等を使用することができる。
2 出力端子
3 B級動作トランジスタ
4 C級動作トランジスタ
5 第1入力整合回路
6 第1出力整合回路
7 第2入力整合回路
8 第2出力整合回路
9 第1アイソレータ
10 第2アイソレータ
11 T分岐
12 移相器
13 第1ウイルキンソン形電力分配器
14 第2ウイルキンソン形電力分配器
15 第1の90度ハイブリッド
16 第2の90度ハイブリッド
17 第1の180度ハイブリッド
18 第2の180度ハイブリッド
19 分配器
20 合成器
21 第1B級動作トランジスタ
22 第2B級動作トランジスタ
23 第1プッシュプル増幅器の第1入力整合回路
24 第1プッシュプル増幅器の第1出力整合回路
25 第1プッシュプル増幅器の第2入力整合回路
26 第1プッシュプル増幅器の第2出力整合回路
27 第1プッシュプル増幅器の第1バラン
28 第1プッシュプル増幅器の第2バラン
29 第1C級動作トランジスタ
30 第2C級動作トランジスタ
31 第2プッシュプル増幅器の第1入力整合回路
32 第2プッシュプル増幅器の第1出力整合回路
33 第2プッシュプル増幅器の第2入力整合回路
34 第2プッシュプル増幅器の第2出力整合回路
35 第2プッシュプル増幅器の第1バラン
36 第2プッシュプル増幅器の第2バラン
101 第1プッシュプル増幅器
102 第2プッシュプル増幅器
Claims (7)
- 所定の入力信号が分配される2つの経路の一方に設けられて前記入力信号を増幅する第1増幅器と、他方の経路に設けられて前記入力信号を増幅する第2増幅器と、前記第1増幅器の出力電力と前記第2増幅器の出力電力とを合成する合成器とを有する電力合成形増幅器であって、
前記第1増幅器の出力電力を前記合成器に入力するための第1アイソレータと、
前記第2増幅器の出力電力を前記合成器に入力するための第2アイソレータと、を備え、
前記第1アイソレータが前記第1増幅器の負荷インピーダンスを一定値にするとともに、前記第2アイソレータが前記第2増幅器の負荷インピーダンスを一定値にするように構成されている、
電力合成形増幅器。 - 前記第1増幅器は、B級又はAB級動作により前記入力信号を増幅するトランジスタを有し、前記第2増幅器は、C級又はAB級〜C級動作により前記入力信号を増幅するトランジスタを有しており、
各トランジスタは、出力側に出力インピーダンスの整合を図るための出力整合回路を備えている、
請求項1記載の電力合成形増幅器。 - 前記第1増幅器はB級プッシュプル増幅器であり、前記第2増幅器はC級プッシュプル増幅器である、
請求項1記載の電力合成形増幅器。 - 前記第1増幅器は、
前記入力信号をそれぞれ異なる複数の経路からなる第1経路群に分配する第1分配器と、
前記第1経路群のそれぞれの経路に少なくとも一つずつ接続されて前記入力信号を増幅するトランジスタからなる、第1トランジスタ群と、
前記第1トランジスタ群のそれぞれのトランジスタの出力電力を合成する第1合成器とを有しており、
前記第2増幅器は、
前記入力信号をそれぞれ異なる複数の経路からなる第2経路群に分配する第2分配器と、
前記第2経路群のそれぞれの経路に少なくとも一つずつ接続されて前記入力信号を増幅するトランジスタからなる、第2トランジスタ群と、
前記第2トランジスタ群のそれぞれのトランジスタの出力電力を合成する第2合成器とを有している、
請求項3記載の電力合成形増幅器。 - 前記第1トランジスタ群のそれぞれのトランジスタは、前記第1合成器との間に出力整合回路が設けられており、
前記第2トランジスタ群のそれぞれのトランジスタは、前記第2合成器との間に出力整合回路が設けられており、
各トランジスタの出力インピーダンスが最適になるように構成されている、
請求項4記載の電力合成形増幅器。 - 所定の入力信号を第1経路及び第2経路に分配する分配器と、
前記第1経路に設けられて、前記入力信号を増幅する第1トランジスタと、
前記第1トランジスタの出力端に接続される第1出力整合回路と、
前記第1出力整合回路に接続される第1アイソレータと、
前記第2経路に設けられて、前記入力信号を増幅する第2トランジスタと、
前記第2トランジスタの出力端に接続される第2出力整合回路と、
前記第2出力整合回路に接続される第2アイソレータと、
前記第1アイソレータの出力電力と前記第2アイソレータの出力電力とを合成する合成器と、を有し、
前記第1出力整合回路及び前記第1アイソレータは、前記第1トランジスタから負荷側を見込むインピーダンスが、当該第1トランジスタの最適負荷の2倍の値となるように構成されており、
前記第2出力整合回路及び前記第2アイソレータは、前記第2トランジスタから負荷側を見込むインピーダンスが、当該第2トランジスタの最適負荷の2倍の値となるように構成されている、
電力合成形増幅器。 - 前記合成器は、T分岐、ウィルキンソン形電力分配器、90度ハイブリッド、180度ハイブリッド、又はバランのいずれかである、
請求項1乃至6のいずれかに記載の電力合成形増幅器。
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2003
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