JP2012205013A - ドハティ増幅器 - Google Patents
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Abstract
【課題】2つのピーク増幅器のデバイス特性差による出力電流の違いから生ずる負荷変動の影響を低減して、相互変調歪み特性を改善すること。
【解決手段】分配回路により分配された第1の信号を増幅するキャリア増幅器と、キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、上記分配された第2の信号を増幅する第1のピーク増幅器と、同分配された第3の信号を増幅する第2のピーク増幅器と、第1のピーク増幅器と第2のピーク増幅器との各出力信号を合成する第1の合成回路と、キャリア増幅器と第1の合成回路との各出力側のそれぞれから合成点に向かって整合を取ってキャリア増幅器と第1の合成回路との各出力信号を合成して出力する第2の合成回路とを具備し、第1の合成回路は、キャリア増幅器の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、合成点から第1及び第2のピーク増幅器側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする。
【選択図】図1
Description
図1はドハティ増幅器の回路構成図を示す。このドハティ増幅器は、例えば地上デジタル放送送信機用パワーアンプに用いられるもので、大電力増幅に対応した3素子型の増幅器であり、1つのキャリア増幅器6と、2つのピーク増幅器13、16を有する。
このドハティ増幅器は、入力端子1を設け、この入力端子1に連結器(カプラ)2が接続されている。この連結器2の各出力端には、アッテネータ3と分配器4とが接続されている。この連結器2は、入力端子1を通して入力された電気信号をアッテネータ3と分配器4とに1:1の割合で分配する。この分配の割合1:1で分配するのは、1つのキャリア増幅器6と、2つのピーク増幅器13、16とに同一電力を供給するためである。
ここで、入力端子1から連結器2に入力される電気信号をP1、第1の整合回路5に入力される電気信号をP5、第3の整合回路11に入力される電気信号をP11、第4の整合回路12に入力される電気信号をP12とすると、これら電気信号の分配比の関係は、
P5=P11=P12=P1/3
となる。
又、分配器4の他方の出力端子には、上記第4の整合回路12と、第2のピーク増幅器16と、第6の整合回路17とが直列接続され、さらに第6の整合回路17の出力端子がコンバイナー15に接続されている。このコンバイナー15の出力端子には、調整用線路18が接続されている。
これらコンバイナー15と調整用線路18とは、キャリア増幅器6の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、後述する合成点Cから第1及び第2のピーク増幅器13、16側を見たインピーダンスを無限大(∞,開放)に調整可能とする。すなわち、当該ドハティ増幅器のドハティ動作を決定するための上記インピーダンスを無限大(開放)にするコンバイナー15と調整用線路18との線路長を短くする必要がある場合に、第1及び第2のピーク増幅器13、16側の主に調整用線路18の線路長さを短く調整可能である。この調整用線路18の線路長さの調整では、調整する線路長さの範囲を広く取れる。コンバイナー15は、第1のピーク増幅器13の出力信号と第2のピーク増幅器16の出力信号とを合成する。調整用線路18は、線路長さAを調整可能である。コンバイナー15においても線路長が調整可能である。
コンバイナー15と調整用線路18とは、これらの組み合わせによりバックオフ時に、合成点Cから第1及び第2のピーク増幅器13、16側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする。
上記コンバイナー15と調整用線路18とでのインピーダンスの調整では、主に調整用線路18の長さを調整し、必要時にコンバイナー15の線路長さを調整する。
これらコンバイナー15と調整用線路18とにおける線路長さの調整は、例えば図2に示すようにコンバイナー15側からの線路L1と、合成点C側の線路L2とを互いに並行に配線し、これら線路L1、L2の間に複数の接点18−1、18−1、18−2、18−2、…、18−n、18−nを接続する。これら接点18−1、18−1、18−2、18−2、…、18−n、18−nは、それぞれ接点18−1、18−1と、接点18−2、18−2と、…、接点18−n、18−nとで対を成す。しかるに、これら対の接点18−1、18−1等のうちいずれか1つの対の接点間、例えば接点18−2、18−2間を接続することにより調整用線路18における線路長さAを調整できる。
入力端子1から入力される電気信号は、連結器2に送られる。この連結器2は、入力端子1を通して入力された電気信号をアッテネータ3と分配器4とに1:1の割合で分配する。この分配の割合1:1で分配するのは、1つのキャリア増幅器6と、2つのピーク増幅器13、16とに同一電力を供給するためである。アッテネータ3は、連結器2からの電気信号を2分の1に減衰して出力する。このアッテネータ3の出力信号(第1の信号)は、第1の整合回路5を通ってキャリア増幅器6に入力される。
具体的にコンバイナー15と調整用線路18とにおける線路長さの調整は、例えば図2に示すように対を成す各接点18−1、18−1、18−2、18−2、…、18−n、18−nのうちいずれか1つの対の接点間、例えば接点18−2、18−2間を接続することにより調整用線路18における線路長さAを調整する。
合成点Cから見た第1及び第2のピーク増幅器13、16の負荷インピーダンスは、開放となり、キャリア増幅器6のみ動作している場合、第1及び第2のピーク増幅器13、16側への電力の漏洩が防止される。
又、デバイスや整合回路11、12等によって当該ドハティ増幅器のドハティ動作を決定するための上記インピーダンスを無限大(開放)に見せる長さが1/4波長よりも短くなる場合であっても、上記の通り、第1及び第2のピーク増幅器13、16のデバイス特性差による出力電流の違いから生ずる負荷変動の影響を低減して、相互変調歪み特性(IM)を改善することができる。
Claims (5)
- 入力信号を分配する分配回路と、
前記分配回路により分配された第1の信号を増幅するキャリア増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、前記分配回路により分配された第2の信号を増幅する第1のピーク増幅器と、
前記キャリア増幅器の出力電力が飽和状態に近づいた場合に、前記分配回路により分配された第3の信号を増幅する第2のピーク増幅器と、
前記第1のピーク増幅器の出力信号と前記第2のピーク増幅器の出力信号とを合成する第1の合成回路と、
前記キャリア増幅器の出力信号と前記第1の合成部の出力信号とを合成する合成点を有し、前記キャリア増幅器の出力側と前記第1の合成部の出力側とのそれぞれから前記合成点に向かって整合を取って前記キャリア増幅器の出力信号と前記第1の合成部の出力信号とを合成して出力する第2の合成回路と、
を具備し、
前記第1の合成回路は、前記キャリア増幅器の出力の飽和時から所定の値だけバックオフしたバックオフ時に、前記合成点から前記第1及び第2のピーク増幅器側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする、
ことを特徴とするドハティ増幅器。 - 前記第1の合成回路は、前記第1のピーク増幅器の出力信号と前記第2のピーク増幅器の出力信号とを合成するコンバイナーと、前記コンバイナーと前記合成点との間に接続されて線路長さを調整可能な調整用線路とを有することを特徴とする請求項1記載のドハティ増幅器。
- 前記コンバイナーは、線路長を調整可能であることを特徴とする請求項2記載のドハティ増幅器。
- 前記コンバイナーは、1/8波長を含む長さ領域内で線路長を調整可能とし、
前記コンバイナーと前記線路長さの調整可能な前記調整用線路との組み合わせにより前記バックオフ時に、前記合成点から前記第1及び第2のピーク増幅器側を見たインピーダンスを無限大に調整可能とする、
ことを特徴とする請求項3記載のドハティ増幅器。 - 主に前記調整用線路の長さを調整し、必要時に前記コンバイナーの前記線路長さを調整することを特徴とする請求項4記載のドハティ増幅器。
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Non-Patent Citations (1)
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JPN6014020001; Youngoo Yang et al: 'A Fully Matched N-Way Doherty Amplifier With Optimized Linearity' IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES VOL.51 NO.3, 200303, 986-993 * |
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