JPH07183744A - 高効率電力増幅器 - Google Patents
高効率電力増幅器Info
- Publication number
- JPH07183744A JPH07183744A JP5326828A JP32682893A JPH07183744A JP H07183744 A JPH07183744 A JP H07183744A JP 5326828 A JP5326828 A JP 5326828A JP 32682893 A JP32682893 A JP 32682893A JP H07183744 A JPH07183744 A JP H07183744A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- fundamental wave
- output
- semiconductor element
- balun
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Microwave Amplifiers (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 半導体素子出力端面で、偶数次波を短絡する
ためのバランと、奇数次波を開放とするための奇数次波
調整回路を各々独立して調整できるF級動作の高効率電
力増幅器を実現する。 【構成】 入力側基本波整合回路103、半導体素子1
04、出力側基本波及び高調波整合回路105,106
で構成される単位増幅器を入力側に位相反転回路10
2、出力側にバラン108を用い並列接続する。ここで
出力側の電力合成回路の入力端から各半導体素子の出力
端までの電気長を基本波における1/8波長の奇数倍、強
制バランの場合には1/8波長の偶数倍とすることで半導
体素子の出力端での偶数次波インピーダンスを短絡でき
る。また、各単位増幅器の半導体素子出力端からの電気
長が同位置であり、尚且つ出力側基本波及び高調波整合
回路の後部となる2つのポイント間に奇数次波調整回路
を接続することで半導体素子出力端での奇数次波インピ
ーダンスが開放となり、F級動作の条件が満たされる。
ためのバランと、奇数次波を開放とするための奇数次波
調整回路を各々独立して調整できるF級動作の高効率電
力増幅器を実現する。 【構成】 入力側基本波整合回路103、半導体素子1
04、出力側基本波及び高調波整合回路105,106
で構成される単位増幅器を入力側に位相反転回路10
2、出力側にバラン108を用い並列接続する。ここで
出力側の電力合成回路の入力端から各半導体素子の出力
端までの電気長を基本波における1/8波長の奇数倍、強
制バランの場合には1/8波長の偶数倍とすることで半導
体素子の出力端での偶数次波インピーダンスを短絡でき
る。また、各単位増幅器の半導体素子出力端からの電気
長が同位置であり、尚且つ出力側基本波及び高調波整合
回路の後部となる2つのポイント間に奇数次波調整回路
を接続することで半導体素子出力端での奇数次波インピ
ーダンスが開放となり、F級動作の条件が満たされる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、通信用電力増幅器、特
に高周波帯でF級動作をさせる高効率電力増幅器に関す
る。
に高周波帯でF級動作をさせる高効率電力増幅器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、増幅器の出力を増加させ高効率動
作を行う方法として図5(a)(b)(c)に示す回路
で構成していた。
作を行う方法として図5(a)(b)(c)に示す回路
で構成していた。
【0003】図5(a)に示す回路は、半導体素子60
3の入力側に基本波整合回路602、出力側に、基本波
整合回路606、3倍波開放回路604、2倍波短絡回
路605を付加することで高効率電力増幅器を構成して
いた。
3の入力側に基本波整合回路602、出力側に、基本波
整合回路606、3倍波開放回路604、2倍波短絡回
路605を付加することで高効率電力増幅器を構成して
いた。
【0004】図5(b)に示す回路は、図5(a)に示
した回路の一実現例であり、半導体素子705の入力側
に直流カット用コンデンサ702、可変コンデンサ70
3、マイクロストリップ線路704で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、直流カット用
コンデンサ710、可変コンデンサ709、マイクロス
トリップ線路708で構成した基本波整合回路、更に、
直流カット用コンデンサ707、2倍波短絡用スタブ7
06により、2倍波短絡回路構成し高効率動作を実現し
ていた。2倍波短絡回路に用いている2倍波短絡用スタ
ブ706は、直流カット用コンデンサ707によりアー
スに落されている。2倍波短絡用スタブ706を半導体
素子705の出力端から見た場合の回路インピーダンス
は基本波で開放、2倍波で短絡となりF級動作を行って
いる。
した回路の一実現例であり、半導体素子705の入力側
に直流カット用コンデンサ702、可変コンデンサ70
3、マイクロストリップ線路704で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、直流カット用
コンデンサ710、可変コンデンサ709、マイクロス
トリップ線路708で構成した基本波整合回路、更に、
直流カット用コンデンサ707、2倍波短絡用スタブ7
06により、2倍波短絡回路構成し高効率動作を実現し
ていた。2倍波短絡回路に用いている2倍波短絡用スタ
ブ706は、直流カット用コンデンサ707によりアー
スに落されている。2倍波短絡用スタブ706を半導体
素子705の出力端から見た場合の回路インピーダンス
は基本波で開放、2倍波で短絡となりF級動作を行って
いる。
【0005】図5(c)に示す回路は、図5(a)に示
した回路の一実現例であり、半導体素子805の入力側
に直流カット用コンデンサ802、可変コンデンサ80
3、マイクロストリップ線路804で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、1/4波長マイ
クロストリップ線路806、インダクタ807、キャパ
シタ808を用いた並列共振回路により高調波制御回路
を構成している。ここでインダクタ807、キャパシタ
808を用いた並列共振回路は基本波f0で共振周波数
となるように設定している。この並列共振回路は基本波
f0で共振すると開放となる。しかし2倍波、3倍波の
場合は、短絡状態となり、半導体素子805の出力端か
ら基本波で1/4波長のマイクロストリップ線路806と
並列共振回路を見れば2倍波で短絡、3倍波で開放が実
現されとなりF級動作となる。
した回路の一実現例であり、半導体素子805の入力側
に直流カット用コンデンサ802、可変コンデンサ80
3、マイクロストリップ線路804で構成した基本波整
合回路を設けてある。また、出力側には、1/4波長マイ
クロストリップ線路806、インダクタ807、キャパ
シタ808を用いた並列共振回路により高調波制御回路
を構成している。ここでインダクタ807、キャパシタ
808を用いた並列共振回路は基本波f0で共振周波数
となるように設定している。この並列共振回路は基本波
f0で共振すると開放となる。しかし2倍波、3倍波の
場合は、短絡状態となり、半導体素子805の出力端か
ら基本波で1/4波長のマイクロストリップ線路806と
並列共振回路を見れば2倍波で短絡、3倍波で開放が実
現されとなりF級動作となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記増幅器で、F級動
作を行うため、基本波整合、奇数次高調波インピーダン
ス開放、偶数次高調波インピーダンス短絡を同時に満足
する高調波制御回路を作成し、偶数次高調波インピーダ
ンス、奇数次高調波インピーダンス各々を独立して調整
することは困難であった。
作を行うため、基本波整合、奇数次高調波インピーダン
ス開放、偶数次高調波インピーダンス短絡を同時に満足
する高調波制御回路を作成し、偶数次高調波インピーダ
ンス、奇数次高調波インピーダンス各々を独立して調整
することは困難であった。
【0007】更に、増幅器の出力を高出力化を行う場
合、個々にF級動作を行った単位増幅器を並列接続しな
ければならず、出力回路面積が広く煩雑になる。
合、個々にF級動作を行った単位増幅器を並列接続しな
ければならず、出力回路面積が広く煩雑になる。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記、課題を解決するた
め、本発明は次の様に行う。
め、本発明は次の様に行う。
【0009】図1は、本発明に係る高効率電力増幅器の
原理図である。
原理図である。
【0010】本発明では、入力側に位相反転回路102
を使用し2ヶの半導体素子104を逆相で並列動作させ
る。この時入力側には、各々基本波整合回路103を設
ける。また出力側には、基本波及び基本波の高調波整合
回路105を設ける。その後、奇数次高調波を半導体素
子104の出力端面で開放とするための奇数次波調整回
路107を2つの基本波及び基本波の高調波整合回路1
05の後部間に接続し位相調整回路106を各々設けた
後、バラン108により出力を合成し出力する。ここで
位相調整回路106は半導体素子から伝送線路形合成回
路の入力端までの電気的長さが基本周波数の1/8波長の
奇数倍と等しくなるようにする。
を使用し2ヶの半導体素子104を逆相で並列動作させ
る。この時入力側には、各々基本波整合回路103を設
ける。また出力側には、基本波及び基本波の高調波整合
回路105を設ける。その後、奇数次高調波を半導体素
子104の出力端面で開放とするための奇数次波調整回
路107を2つの基本波及び基本波の高調波整合回路1
05の後部間に接続し位相調整回路106を各々設けた
後、バラン108により出力を合成し出力する。ここで
位相調整回路106は半導体素子から伝送線路形合成回
路の入力端までの電気的長さが基本周波数の1/8波長の
奇数倍と等しくなるようにする。
【0011】また出力側に設けられたバランが強制バラ
ンの場合には、位相調整回路106は半導体素子から伝
送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが基本周波
数の1/8波長の偶数倍と等しくなるようにする。
ンの場合には、位相調整回路106は半導体素子から伝
送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが基本周波
数の1/8波長の偶数倍と等しくなるようにする。
【0012】
【作用】上記構成により、入力された信号は、位相反転
回路102により180°の位相差を持った2信号に分
割され、各基本波整合回路103を通過し半導体素子1
04に入力される。半導体素子104に入力された信号
は増幅され、この時入力信号が大信号である場合、出力
信号は増幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波
を発生する。半導体素子104に入力された2信号には
180°の位相差があるため、各々増幅された後の基本
波及び奇数次高調波には180°、偶数次高調波には0
°の位相差を持つことになる。そしてこれら信号は、半
導体素子104の出力側に設けられた基本波及び基本波
の高調波整合回路105により整合が取られ、奇数次波
調整回路107に向かう。この奇数次波調整回路107
では、2つの半導体素子104から同位置に設けてある
ため、発生した信号位相が0°つまり偶数次高調波の場
合は、同電位となり接続されてないように見える。
回路102により180°の位相差を持った2信号に分
割され、各基本波整合回路103を通過し半導体素子1
04に入力される。半導体素子104に入力された信号
は増幅され、この時入力信号が大信号である場合、出力
信号は増幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波
を発生する。半導体素子104に入力された2信号には
180°の位相差があるため、各々増幅された後の基本
波及び奇数次高調波には180°、偶数次高調波には0
°の位相差を持つことになる。そしてこれら信号は、半
導体素子104の出力側に設けられた基本波及び基本波
の高調波整合回路105により整合が取られ、奇数次波
調整回路107に向かう。この奇数次波調整回路107
では、2つの半導体素子104から同位置に設けてある
ため、発生した信号位相が0°つまり偶数次高調波の場
合は、同電位となり接続されてないように見える。
【0013】しかし、信号位相が180°の奇数次高調
波では、電位差が生じるため奇数次波調整回路107
は、奇数次高調波を反射させ半導体素子104の出力側
から出力回路側を見た場合のインピーダンスを開放状態
にする。基本波及び偶数次高調波は、位相調整回路10
6を通過しバラン108に至る。バラン108は、入力
される2信号の位相が180°の基本波は合成し出力す
るが2信号の位相が0°となる偶数次高調波は、反射し
半導体素子104の出力端に戻る。この偶数次高調波の
インピーダンスを半導体素子104の出力端から出力回
路側を見て、短絡状態にするために位相調整回路106
の長さLを調整する。この時、バラン108が通常のバ
ランであれば半導体素子104の出力端から伝送線路形
合成回路108の入力端までの電気長が基本波の1/8波
長の奇数倍となるように調整を行い、バラン108が強
制バランであれば半導体素子104の出力端からバラン
108の入力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数
倍となるように調整を行うことにより偶数次高調波は、
短絡状態となる。
波では、電位差が生じるため奇数次波調整回路107
は、奇数次高調波を反射させ半導体素子104の出力側
から出力回路側を見た場合のインピーダンスを開放状態
にする。基本波及び偶数次高調波は、位相調整回路10
6を通過しバラン108に至る。バラン108は、入力
される2信号の位相が180°の基本波は合成し出力す
るが2信号の位相が0°となる偶数次高調波は、反射し
半導体素子104の出力端に戻る。この偶数次高調波の
インピーダンスを半導体素子104の出力端から出力回
路側を見て、短絡状態にするために位相調整回路106
の長さLを調整する。この時、バラン108が通常のバ
ランであれば半導体素子104の出力端から伝送線路形
合成回路108の入力端までの電気長が基本波の1/8波
長の奇数倍となるように調整を行い、バラン108が強
制バランであれば半導体素子104の出力端からバラン
108の入力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数
倍となるように調整を行うことにより偶数次高調波は、
短絡状態となる。
【0014】その結果、半導体素子の出力側から見た場
合のインピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で
短絡、奇数次高調波で開放のF級動作を実現でき効率を
向上させることができる。
合のインピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で
短絡、奇数次高調波で開放のF級動作を実現でき効率を
向上させることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について動作を解説し
ながら説明する。図3(a)、(b)、図4(a)、
(b)は本発明を使用した高効率電力増幅器であり、図
2はその中で出力側の電力合成を行うための回路の一例
である伝送線路形合成回路を示す。
ながら説明する。図3(a)、(b)、図4(a)、
(b)は本発明を使用した高効率電力増幅器であり、図
2はその中で出力側の電力合成を行うための回路の一例
である伝送線路形合成回路を示す。
【0016】図3(a)において入力端子301から入
力された信号は伝送線路形電力分配器302により18
0°の位相差を持った2信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ306、マイクロスト
リップ線路305を通過し半導体素子307の入力側に
至る。半導体素子307に入力された信号は増幅され、
この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増幅素
子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生する。
各半導体素子307に入力された2信号には180°の
位相差があるため、各々増幅された後の基本波及び奇数
次高調波には180°、偶数次高調波には0°の位相差
を持つことになる。これら信号は、半導体素子の出力端
に設けられたマイクロストリップ線路308、可変コン
デンサ309で構成された基本波及びその高次高調波の
整合回路により整合が取られ、コンデンサ310、マイ
クロストリップ線路311で構成された奇数次波調整回
路に向かう。この奇数次波調整回路では、2つの半導体
素子307から同位置に設けてあるため、発生した信号
位相が0°つまり偶数次高調波の場合は、同電位となり
接続されてないように見える。しかし、信号位相が18
0°の奇数次高調波では、奇数次波調整回路によって奇
数次高調波を反射させ半導体素子の出力端から出力回路
側を見た場合のインピーダンスを開放状態にする。次に
基本波及び偶数次高調波は、位相調整用マイクロストリ
ップ線路313を通過し伝送線路形バラン314に至
る。伝送線路形バラン314は、入力される2信号の位
相が180°の基本波は合成し出力するが2信号の位相
が0°となる偶数次高調波は、反射し半導体素子307
の出力端に戻る。この偶数次高調波のインピーダンスを
半導体素子307の出力端から出力回路側を見て、短絡
状態にするために位相調整用マイクロストリップ線路3
13の長さLを調整する。この時、半導体素子307の
出力端から伝送線路形バラン314の入力端までの電気
長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように調整を行う
ことにより偶数次波は、短絡状態となる。その結果、半
導体素子の出力側から見た場合のインピーダンスは、基
本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇数次高調波で開放
のF級動作を実現でき効率を向上させることができる。
力された信号は伝送線路形電力分配器302により18
0°の位相差を持った2信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ306、マイクロスト
リップ線路305を通過し半導体素子307の入力側に
至る。半導体素子307に入力された信号は増幅され、
この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増幅素
子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生する。
各半導体素子307に入力された2信号には180°の
位相差があるため、各々増幅された後の基本波及び奇数
次高調波には180°、偶数次高調波には0°の位相差
を持つことになる。これら信号は、半導体素子の出力端
に設けられたマイクロストリップ線路308、可変コン
デンサ309で構成された基本波及びその高次高調波の
整合回路により整合が取られ、コンデンサ310、マイ
クロストリップ線路311で構成された奇数次波調整回
路に向かう。この奇数次波調整回路では、2つの半導体
素子307から同位置に設けてあるため、発生した信号
位相が0°つまり偶数次高調波の場合は、同電位となり
接続されてないように見える。しかし、信号位相が18
0°の奇数次高調波では、奇数次波調整回路によって奇
数次高調波を反射させ半導体素子の出力端から出力回路
側を見た場合のインピーダンスを開放状態にする。次に
基本波及び偶数次高調波は、位相調整用マイクロストリ
ップ線路313を通過し伝送線路形バラン314に至
る。伝送線路形バラン314は、入力される2信号の位
相が180°の基本波は合成し出力するが2信号の位相
が0°となる偶数次高調波は、反射し半導体素子307
の出力端に戻る。この偶数次高調波のインピーダンスを
半導体素子307の出力端から出力回路側を見て、短絡
状態にするために位相調整用マイクロストリップ線路3
13の長さLを調整する。この時、半導体素子307の
出力端から伝送線路形バラン314の入力端までの電気
長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように調整を行う
ことにより偶数次波は、短絡状態となる。その結果、半
導体素子の出力側から見た場合のインピーダンスは、基
本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇数次高調波で開放
のF級動作を実現でき効率を向上させることができる。
【0017】図3(b)は、図3(a)の実施例を他の
回路を用いて表したものであり、入力側位相反転回路に
180°ハイブリッド回路402で電力分配を行い、位
相調整回路として反射型位相器413を使用したもので
ある。この反射型位相器413はブランチライン型ハイ
ブリッドとダイオード2ヶで構成されておりダイオード
のバイアス電流により位相変化量を連続可変することが
できるため容易に偶数次高調波を短絡できる。
回路を用いて表したものであり、入力側位相反転回路に
180°ハイブリッド回路402で電力分配を行い、位
相調整回路として反射型位相器413を使用したもので
ある。この反射型位相器413はブランチライン型ハイ
ブリッドとダイオード2ヶで構成されておりダイオード
のバイアス電流により位相変化量を連続可変することが
できるため容易に偶数次高調波を短絡できる。
【0018】図4(a)において入力端子501から入
力された信号は、伝送線路形分配回路502により18
0°の位相差を持った2信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ505、マイクロスト
リップ線路506を通過し半導体素子507の入力側に
至る。各半導体素子507に入力された信号は増幅さ
れ、この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増
幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生す
る。入力2信号には180°の位相差があるため、各々
増幅された後の基本波には180°、2倍波には0°の
位相差を持つことになる。これら信号は、半導体素子の
出力側に設けられた可変コンデンサ509、510、マ
イクロストリップ線路508で構成された基本波及びそ
の2倍波の整合回路により整合が取られる。その後、基
本波及び2倍波は、位相調整用マイクロストリップ線路
512を通過し伝送線路形バラン513に至る。伝送線
路形バラン513は、入力される2信号の位相が180
°の基本波は合成し出力するが2信号の位相が0°の2
倍波は、反射し半導体素子507の出力端に戻る。この
2倍波のインピーダンスを半導体素子507の出力端か
ら見て短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路512の長さLを調整する。この時、半導体素
子507の出力端から伝送線路形バラン513の入力端
までの電気長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように
調整を行うことにより2倍波は短絡状態となる。これら
高調波制御回路により半導体素子の出力端から見た場合
のインピーダンスは、基本波で整合、2倍波で短絡のF
級動作を実現でき効率を向上させることができる。
力された信号は、伝送線路形分配回路502により18
0°の位相差を持った2信号に分割され、入力側の基本
波整合回路である可変コンデンサ505、マイクロスト
リップ線路506を通過し半導体素子507の入力側に
至る。各半導体素子507に入力された信号は増幅さ
れ、この時入力信号が大信号である場合、出力信号は増
幅素子の非線形性により基本波及び高次高調波を発生す
る。入力2信号には180°の位相差があるため、各々
増幅された後の基本波には180°、2倍波には0°の
位相差を持つことになる。これら信号は、半導体素子の
出力側に設けられた可変コンデンサ509、510、マ
イクロストリップ線路508で構成された基本波及びそ
の2倍波の整合回路により整合が取られる。その後、基
本波及び2倍波は、位相調整用マイクロストリップ線路
512を通過し伝送線路形バラン513に至る。伝送線
路形バラン513は、入力される2信号の位相が180
°の基本波は合成し出力するが2信号の位相が0°の2
倍波は、反射し半導体素子507の出力端に戻る。この
2倍波のインピーダンスを半導体素子507の出力端か
ら見て短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路512の長さLを調整する。この時、半導体素
子507の出力端から伝送線路形バラン513の入力端
までの電気長が基本波の1/8波長の奇数倍となるように
調整を行うことにより2倍波は短絡状態となる。これら
高調波制御回路により半導体素子の出力端から見た場合
のインピーダンスは、基本波で整合、2倍波で短絡のF
級動作を実現でき効率を向上させることができる。
【0019】図4(b)は、図3(a)の実施例に用い
られている伝送線路形バランを伝送線路形強制バラン3
20を用いて表したものであり、偶数次高調波のインピ
ーダンスを半導体素子307の出力端から出力回路側を
見て、短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路313の長さLを調整する。この時、半導体素
子307の出力端から伝送線路形強制バラン320の入
力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数倍となるよ
うに調整を行うことにより偶数次波は、短絡状態とな
る。その結果、半導体素子の出力側から見た場合のイン
ピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇
数次高調波で開放のF級動作を実現でき効率を向上させ
ることができる。
られている伝送線路形バランを伝送線路形強制バラン3
20を用いて表したものであり、偶数次高調波のインピ
ーダンスを半導体素子307の出力端から出力回路側を
見て、短絡状態にするために位相調整用マイクロストリ
ップ線路313の長さLを調整する。この時、半導体素
子307の出力端から伝送線路形強制バラン320の入
力端までの電気長が基本波の1/8波長の偶数倍となるよ
うに調整を行うことにより偶数次波は、短絡状態とな
る。その結果、半導体素子の出力側から見た場合のイン
ピーダンスは、基本波で整合、偶数次高調波で短絡、奇
数次高調波で開放のF級動作を実現でき効率を向上させ
ることができる。
【0020】図2(a)は、図1中で使用しているバラ
ン108の一例であり伝送線路で構成している。入力側
の2端子の一方である入力端子1 201は、伝送線路
の中心導体、もう一方の入力端子2 202は、外部導
体に接続される。出力端子204では外部導体は接地さ
れ、中心導体と接地された外部導体の間には、入力され
た180°位相差の2信号が合成されて出力される。こ
の伝送線路形バランの電気長は、基本波での1/4波長の
奇数倍であればよい。
ン108の一例であり伝送線路で構成している。入力側
の2端子の一方である入力端子1 201は、伝送線路
の中心導体、もう一方の入力端子2 202は、外部導
体に接続される。出力端子204では外部導体は接地さ
れ、中心導体と接地された外部導体の間には、入力され
た180°位相差の2信号が合成されて出力される。こ
の伝送線路形バランの電気長は、基本波での1/4波長の
奇数倍であればよい。
【0021】図2(b)は、図1中で使用しているバラ
ン108の一例である伝送線路形強制バランを示す。入
力側の2端子の一方である入力端子2 211は、上部
の伝送線路213の中心導体、もう一方の入力端子2
212は、下部の伝送線路214の中心導体外部導体に
接続される。外部導体は互いに接続され接地216され
る。出力端子では伝送線路213の外部導体を他方の伝
送線路214の中心導体へ接続し、伝送線路214の外
部導体は他方の伝送線路214の中心導体へ接続され
る。2本の出力端子のうち1本は接地、もう一方は出力
端子215となる。この伝送線路形バランの電気長は、
基本波での1/4波長の奇数倍であればよい。図2(b)
での接地216を取り去れば強制バランから通常のバラ
ンになる。
ン108の一例である伝送線路形強制バランを示す。入
力側の2端子の一方である入力端子2 211は、上部
の伝送線路213の中心導体、もう一方の入力端子2
212は、下部の伝送線路214の中心導体外部導体に
接続される。外部導体は互いに接続され接地216され
る。出力端子では伝送線路213の外部導体を他方の伝
送線路214の中心導体へ接続し、伝送線路214の外
部導体は他方の伝送線路214の中心導体へ接続され
る。2本の出力端子のうち1本は接地、もう一方は出力
端子215となる。この伝送線路形バランの電気長は、
基本波での1/4波長の奇数倍であればよい。図2(b)
での接地216を取り去れば強制バランから通常のバラ
ンになる。
【0022】
【発明の効果】以上、上記説明を行ったように本発明に
よれば高効率電力増幅器の高調波制御回路を半導体素子
の出力端面で奇数次高調波インピーダンスを開放とする
条件のみについて考慮すれば良く、偶数次高調波インピ
ーダンスの短絡の条件は出力回路に含まれる位相調整回
路を調整するだけで実現できる。
よれば高効率電力増幅器の高調波制御回路を半導体素子
の出力端面で奇数次高調波インピーダンスを開放とする
条件のみについて考慮すれば良く、偶数次高調波インピ
ーダンスの短絡の条件は出力回路に含まれる位相調整回
路を調整するだけで実現できる。
【0023】また本発明の高調波制御回路を実現するた
めには半導体素子を複数で使用しなければならないため
必然的に高出力化も可能となる。
めには半導体素子を複数で使用しなければならないため
必然的に高出力化も可能となる。
【図1】本発明を使用した高効率電力増幅器の構成図。
【図2】本発明で使用する伝送線路形電力合成回路のバ
ランを示す構成図。
ランを示す構成図。
【図3】本発明を使用した高効率電力増幅器の構成図。
【図4】本発明を使用した高効率電力増幅器の構成図。
【図5】従来、使用されていた高効率電力増幅器の構成
図。
図。
101…入力端子、102…位相反転回路、103…基
本波整合回路、104…半導体素子、105…基本波及
び高次高調波整合回路、106…位相調整回路、107
…奇数次高調波開放回路、108…バラン、109…出
力端子、201…入力端子1、202…入力端子2、2
03…伝送線路、204…出力端子、211…入力端子
1、212…入力端子2、213、214…伝送線路、
215…出力端子、216…接地、301…入力端子、
302…伝送線路形バラン、303…直流カット用コン
デンサ、304…バイアス供給用抵抗、305…マイク
ロストリップ線路、306…可変コンデンサ、307…
半導体素子、308…マイクロストリップ線路、309
…可変コンデンサ、310…コンデンサ、311…位相
調整回路、312…バイアス供給用コイル、313…位
相調整用マイクロストリップ線路、314…伝送線路形
バラン、315…出力端子、320…伝送線路形強制バ
ラン、401…入力端子、402…180°ハイブリッ
ド回路、403…直流カット用コンデンサ、404…バ
イアス供給用抵抗、405…可変コンデンサ、406…
マイクロストリップ線路、407…半導体素子、408
…マイクロストリップ線路、409…可変コンデンサ、
410…マイクロストリップ線路、411…コンデン
サ、412…バイアス供給用コイル、413…反射型位
相器、414…伝送線路形バラン、415…出力端子、
501…入力端子、502…伝送線路型バラン、503
…直流カット用コンデンサ、504…バイアス供給用抵
抗、505…可変コンデンサ、506…マイクロストリ
ップ線路、507…半導体素子、508…マイクロスト
リップ線路、509…可変コンデンサ、510…可変コ
ンデンサ、511…バイアス供給用コイル、512…位
相調整用マイクロストリップ線路、513…伝送線路形
バラン、514…出力端子、601…入力端子、602
…基本波整合回路、603…半導体素子、604…3倍
波開放回路、605…2倍波短絡回路、606…基本波
通過回路、607…出力端子、701…入力端子、70
2…直流カット用コンデンサ、703…可変コンデン
サ、704…マイクロストリップ線路、705…半導体
素子、706…マイクロストリップ線路、707…直流
カット用コンデンサ、708…マイクロストリップ線
路、709…可変コンデンサ、710…直流カット用コ
ンデンサ、711…出力端子、801…入力端子、80
2…直流カット用コンデンサ、803…可変コンデン
サ、804…マイクロストリップ線路、805…半導体
素子、806…1/4波長マイクロストリップ線路、8
07…並列共振回路用コンデンサ、808…並列共振回
路用コイル、809…直流カット用コンデンサ、810
…出力端子。
本波整合回路、104…半導体素子、105…基本波及
び高次高調波整合回路、106…位相調整回路、107
…奇数次高調波開放回路、108…バラン、109…出
力端子、201…入力端子1、202…入力端子2、2
03…伝送線路、204…出力端子、211…入力端子
1、212…入力端子2、213、214…伝送線路、
215…出力端子、216…接地、301…入力端子、
302…伝送線路形バラン、303…直流カット用コン
デンサ、304…バイアス供給用抵抗、305…マイク
ロストリップ線路、306…可変コンデンサ、307…
半導体素子、308…マイクロストリップ線路、309
…可変コンデンサ、310…コンデンサ、311…位相
調整回路、312…バイアス供給用コイル、313…位
相調整用マイクロストリップ線路、314…伝送線路形
バラン、315…出力端子、320…伝送線路形強制バ
ラン、401…入力端子、402…180°ハイブリッ
ド回路、403…直流カット用コンデンサ、404…バ
イアス供給用抵抗、405…可変コンデンサ、406…
マイクロストリップ線路、407…半導体素子、408
…マイクロストリップ線路、409…可変コンデンサ、
410…マイクロストリップ線路、411…コンデン
サ、412…バイアス供給用コイル、413…反射型位
相器、414…伝送線路形バラン、415…出力端子、
501…入力端子、502…伝送線路型バラン、503
…直流カット用コンデンサ、504…バイアス供給用抵
抗、505…可変コンデンサ、506…マイクロストリ
ップ線路、507…半導体素子、508…マイクロスト
リップ線路、509…可変コンデンサ、510…可変コ
ンデンサ、511…バイアス供給用コイル、512…位
相調整用マイクロストリップ線路、513…伝送線路形
バラン、514…出力端子、601…入力端子、602
…基本波整合回路、603…半導体素子、604…3倍
波開放回路、605…2倍波短絡回路、606…基本波
通過回路、607…出力端子、701…入力端子、70
2…直流カット用コンデンサ、703…可変コンデン
サ、704…マイクロストリップ線路、705…半導体
素子、706…マイクロストリップ線路、707…直流
カット用コンデンサ、708…マイクロストリップ線
路、709…可変コンデンサ、710…直流カット用コ
ンデンサ、711…出力端子、801…入力端子、80
2…直流カット用コンデンサ、803…可変コンデン
サ、804…マイクロストリップ線路、805…半導体
素子、806…1/4波長マイクロストリップ線路、8
07…並列共振回路用コンデンサ、808…並列共振回
路用コイル、809…直流カット用コンデンサ、810
…出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船木 治彦 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所宇宙技術推進本部内 (72)発明者 小林 明彦 東京都千代田区岩本町2丁目12番5号 株 式会社宇宙通信基礎技術研究所内 (72)発明者 岡本 照喜 東京都千代田区岩本町2丁目12番5号 株 式会社宇宙通信基礎技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項1】増幅素子と入力側基本波整合回路、出力側
基本波及び基本波の高調波整合回路、半導体素子に直流
電圧を加えるバイアス回路を有した複数個の単位増幅器
と、その複数個の単位増幅器を高出力化するために、各
単位増幅器の入力側に1信号を2信号に分割し尚且つ、
それら2信号の位相差が基本波で180°となるような
位相反転回路を、出力側にバランを有する増幅器におい
て、前記、複数の単位増幅器内部の各半導体素子出力端
から伝送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが基
本波の1/8波長の奇数倍と等しくなるようにすることを
特徴とする高効率電力増幅器。 - 【請求項2】請求項第1項記載の増幅器において、出力
側に基本波で1/4波長の奇数倍の長さを持つ伝送線路形
バランを有することを特徴とする高効率電力増幅器。 - 【請求項3】請求項第2項記載の増幅器において、出力
側に設けた伝送線路形バランをその平衡線路側の一部を
短絡し構成した伝送線路形強制バランとする増幅器にお
いて、前記、複数の単位増幅器内部の各半導体素子出力
端から伝送線路形合成回路の入力端までの電気的長さが
基本波の1/8波長の偶数倍と等しくなるようにすること
を特徴とする高効率電力増幅器。 - 【請求項4】請求項第1項〜第3項のうちいずれかに記
載の増幅器において複数個の単位増幅器を高出力化する
ために、各単位増幅器の入力側に1信号を2信号に分割
し尚且つ、それら2信号の位相差が基本波で180°と
なるような位相反転回路を、出力側にバランを有する増
幅器において、前記、複数の単位増幅器の出力側基本波
及び基本波の高調波整合回路後で、尚且つ半導体素子の
出力端面から同じ電気長となる場所に、半導体素子の出
力端面から出力回路を見たインピーダンスが3倍波イン
ピーダンスで開放となるような奇数次波調整回路を挿入
したことを特徴とする高効率電力増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5326828A JP2515963B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高効率電力増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5326828A JP2515963B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高効率電力増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07183744A true JPH07183744A (ja) | 1995-07-21 |
JP2515963B2 JP2515963B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=18192174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5326828A Expired - Lifetime JP2515963B2 (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 高効率電力増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2515963B2 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000030272A (ko) * | 2000-02-15 | 2000-06-05 | 강인호 | 이동 통신 단말기의 정진폭 추적 증폭기의 이득 개선 방법 |
JP2005303771A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波電力増幅器 |
JP2006270774A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電力増幅器 |
JP2006332829A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 増幅器 |
JP2007535828A (ja) * | 2003-03-28 | 2007-12-06 | アンドリュー・コーポレーション | 高効率増幅器およびその設計方法 |
JP2008199625A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Postech Academy-Industry Foundation | ハーモニック制御回路を用いた高効率ドハティ電力増幅器 |
JP2008263439A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | F級増幅回路 |
JP2009077331A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | 増幅器、無線送信装置および無線受信装置 |
WO2012160755A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | パナソニック株式会社 | 高周波増幅回路 |
JP2013539330A (ja) * | 2010-10-06 | 2013-10-17 | コヒレント, インコーポレイテッド | 複数出力電源駆動式co2ガス放電レーザのためのインピーダンス整合回路 |
JPWO2021140563A1 (ja) * | 2020-01-07 | 2021-07-15 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5326828A patent/JP2515963B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000030272A (ko) * | 2000-02-15 | 2000-06-05 | 강인호 | 이동 통신 단말기의 정진폭 추적 증폭기의 이득 개선 방법 |
JP2007535828A (ja) * | 2003-03-28 | 2007-12-06 | アンドリュー・コーポレーション | 高効率増幅器およびその設計方法 |
JP4870556B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2012-02-08 | アンドリュー・リミテッド ライアビリティ カンパニー | 高効率増幅器およびその設計方法 |
JP2005303771A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 高周波電力増幅器 |
JP4652095B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-03-16 | 三菱電機株式会社 | 電力増幅器 |
JP2006270774A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電力増幅器 |
JP2006332829A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 増幅器 |
JP2008199625A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Postech Academy-Industry Foundation | ハーモニック制御回路を用いた高効率ドハティ電力増幅器 |
JP2008263439A (ja) * | 2007-04-12 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | F級増幅回路 |
JP2009077331A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Toshiba Corp | 増幅器、無線送信装置および無線受信装置 |
JP2013539330A (ja) * | 2010-10-06 | 2013-10-17 | コヒレント, インコーポレイテッド | 複数出力電源駆動式co2ガス放電レーザのためのインピーダンス整合回路 |
WO2012160755A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | パナソニック株式会社 | 高周波増幅回路 |
JP5260801B2 (ja) * | 2011-05-24 | 2013-08-14 | パナソニック株式会社 | 高周波増幅回路 |
US8698564B2 (en) | 2011-05-24 | 2014-04-15 | Panasonic Corporation | Radio frequency amplifier circuit |
JPWO2021140563A1 (ja) * | 2020-01-07 | 2021-07-15 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2515963B2 (ja) | 1996-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2529038B2 (ja) | 高周波高効率電力増幅器 | |
JP4476534B2 (ja) | 増幅器回路 | |
US4717884A (en) | High efficiency RF power amplifier | |
JPH11251849A (ja) | 高周波電力増幅器 | |
JPH0682998B2 (ja) | 電力増幅器 | |
JPH0732335B2 (ja) | 高周波増幅器 | |
JP2515963B2 (ja) | 高効率電力増幅器 | |
JPH0738548B2 (ja) | 電力整合回路 | |
JP2001111362A (ja) | 高調波処理回路及びそれを用いた高電力効率増幅回路 | |
JPH0452642B2 (ja) | ||
JP2998837B2 (ja) | マイクロ波周波数逓倍増幅器 | |
US4176332A (en) | Frequency multiplier | |
JP2005039799A (ja) | 電力増幅器、電力分配器および電力合成器 | |
JP3006252B2 (ja) | 半導体増幅器 | |
JPH09186536A (ja) | 電力増幅回路 | |
JP2994231B2 (ja) | 半導体装置 | |
JPH0574244B2 (ja) | ||
JP3027779B2 (ja) | マイクロ波回路 | |
JP3306834B2 (ja) | 電力増幅器 | |
JPH0522056A (ja) | マイクロ波半導体回路及びリアクタンス回路 | |
JP2000077957A (ja) | 高出力増幅器 | |
JPH11112252A (ja) | 増幅器 | |
JP2752903B2 (ja) | 周波数逓倍器 | |
JP2001257546A (ja) | 高周波電力増幅器 | |
JPH0478206A (ja) | 高周波回路 |