JPH0722852A - マイクロ波ドハティ型増幅器 - Google Patents
マイクロ波ドハティ型増幅器Info
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- JPH0722852A JPH0722852A JP6123943A JP12394394A JPH0722852A JP H0722852 A JPH0722852 A JP H0722852A JP 6123943 A JP6123943 A JP 6123943A JP 12394394 A JP12394394 A JP 12394394A JP H0722852 A JPH0722852 A JP H0722852A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0288—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using a main and one or several auxiliary peaking amplifiers whereby the load is connected to the main amplifier using an impedance inverter, e.g. Doherty amplifiers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率及び線形性が改善されたマイクロ波周波
数増幅器（マイクロ波ドハティ型増幅器）を提供するこ
と。 【構成】 入力電力は、キャリア増幅器３０とピーク増
幅器３２との間で４分の１波長の位相差をもって等しく
分割される。３ポートネットワークが位相の遅れたキャ
リア増幅器３０の出力をピーク増幅器３２の出力と組み
合わせる。ピーク増幅器３２は、よりアクティブになる
につれて、更に多くの出力電力を負荷に提供し、他方で
その出力電流はキャリア増幅器３０から見た有効負荷イ
ンピーダンスを徐々に減少させる。
数増幅器（マイクロ波ドハティ型増幅器）を提供するこ
と。 【構成】 入力電力は、キャリア増幅器３０とピーク増
幅器３２との間で４分の１波長の位相差をもって等しく
分割される。３ポートネットワークが位相の遅れたキャ
リア増幅器３０の出力をピーク増幅器３２の出力と組み
合わせる。ピーク増幅器３２は、よりアクティブになる
につれて、更に多くの出力電力を負荷に提供し、他方で
その出力電流はキャリア増幅器３０から見た有効負荷イ
ンピーダンスを徐々に減少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波周波数送信
機において用いられるマイクロ波周波数電力増幅器に関
し、更に詳しくは、マイクロ波ドハティ型増幅器によっ
て改善された効率と線形性とを達成する装置及び方法に
関する。
機において用いられるマイクロ波周波数電力増幅器に関
し、更に詳しくは、マイクロ波ドハティ型増幅器によっ
て改善された効率と線形性とを達成する装置及び方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】過去数年に亘る新たな商業用及び軍事用
の通信システムでは、デジタル変調技術が用いられる傾
向にある。これらのデジタル・システムでは、よい費用
効果を達成するために、高濃度のキャリア周波数を処理
する能力が要求される。更に、宇宙空間に基礎を置くシ
ステムの開発も進んでいるが、その場合には、高い能率
性と重量の最小化とが要求されるという制約がある。電
力増幅器は、上記の細目に合致しなければならず、重要
な設計上のチャレンジを含む。不運にも、電力増幅器で
の高い能率は、多くの数のキャリア周波数に対して達成
することが困難であった。実際、これは、従来型の増幅
器設計においては、直接的なトレードオフである。
の通信システムでは、デジタル変調技術が用いられる傾
向にある。これらのデジタル・システムでは、よい費用
効果を達成するために、高濃度のキャリア周波数を処理
する能力が要求される。更に、宇宙空間に基礎を置くシ
ステムの開発も進んでいるが、その場合には、高い能率
性と重量の最小化とが要求されるという制約がある。電
力増幅器は、上記の細目に合致しなければならず、重要
な設計上のチャレンジを含む。不運にも、電力増幅器で
の高い能率は、多くの数のキャリア周波数に対して達成
することが困難であった。実際、これは、従来型の増幅
器設計においては、直接的なトレードオフである。
【０００３】従来型の電力増幅器では、入力駆動レベル
が飽和レベルから減少しなければならない量は増幅され
ているキャリア周波数の数に正比例し、また、線形性と
効率との間には直接のトレードオフが存在することに注
意すべきである。キャリア周波数の数が増加することに
より効率の問題は一層増大する。これは、増幅器が、励
起信号内のピーク・平均の比率が増加することにより、
単一のトーンの場合よりも、早く（低い駆動レベルで）
ゲイン圧縮に入るからである。この問題を解決するため
に開発されてきた従来の技術では、大型で実現困難な複
雑な回路設計が要求された。これらの技術では、いずれ
も、大きさ、重量、信頼性、複雑性などの理由で、空間
に基礎を置く通信又はレーダ・システムには不適切であ
る。
が飽和レベルから減少しなければならない量は増幅され
ているキャリア周波数の数に正比例し、また、線形性と
効率との間には直接のトレードオフが存在することに注
意すべきである。キャリア周波数の数が増加することに
より効率の問題は一層増大する。これは、増幅器が、励
起信号内のピーク・平均の比率が増加することにより、
単一のトーンの場合よりも、早く（低い駆動レベルで）
ゲイン圧縮に入るからである。この問題を解決するため
に開発されてきた従来の技術では、大型で実現困難な複
雑な回路設計が要求された。これらの技術では、いずれ
も、大きさ、重量、信頼性、複雑性などの理由で、空間
に基礎を置く通信又はレーダ・システムには不適切であ
る。
【０００４】ドハティ型増幅器は、１９３６年にＷ．
Ｈ．Ｄｏｈｅｒｔｙ氏によって最初に提案されたもの
で、”Ａ Ｎｅｗ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｆｏｒ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｅｄ Ｗａｖｅｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏ
ｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．９，Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９３６で説明されている。元来は、低
から中程度の周波数のＡＭ放送用送信機で使用されるこ
とが意図されていたが、ここで提案された原型を修正・
改良することで、上述の増幅器に伴う困難を解決するこ
とができる。従来型の増幅器では、効率と入力駆動レベ
ルとの間には直接の関係が存在する。したがって、ＲＦ
入力電力が十分に高くなり増幅器を駆動し飽和させるま
では、高い能率は達成されない。マルチキャリア通信シ
ステムでは増幅器は相互変調ひずみを回避するために可
能な限り線形性を保たなければならないので、この範囲
の高い能率は用いられない。理論的なドハティ型増幅器
は、高能率の線形領域が作られるので、能率と入力駆動
レベルとの間には同じ関係はない。
Ｈ．Ｄｏｈｅｒｔｙ氏によって最初に提案されたもの
で、”Ａ Ｎｅｗ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｆｏｒ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｅｄ Ｗａｖｅｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏ
ｆ ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．９，Ｓｅｐ
ｔｅｍｂｅｒ １９３６で説明されている。元来は、低
から中程度の周波数のＡＭ放送用送信機で使用されるこ
とが意図されていたが、ここで提案された原型を修正・
改良することで、上述の増幅器に伴う困難を解決するこ
とができる。従来型の増幅器では、効率と入力駆動レベ
ルとの間には直接の関係が存在する。したがって、ＲＦ
入力電力が十分に高くなり増幅器を駆動し飽和させるま
では、高い能率は達成されない。マルチキャリア通信シ
ステムでは増幅器は相互変調ひずみを回避するために可
能な限り線形性を保たなければならないので、この範囲
の高い能率は用いられない。理論的なドハティ型増幅器
は、高能率の線形領域が作られるので、能率と入力駆動
レベルとの間には同じ関係はない。
【０００５】ドハティ型増幅器の方式では、出力が飽和
し始め最高の線形能率が得られる点で動作するＢ級増幅
器を有することにより、高い線形能率が達成される。第
２の増幅器が用いられて第１の増幅器に影響を与えるこ
とにより、この点を超えて駆動される際に全体的な線形
性が維持され得る。２つの真空管と２つの移相ネットワ
ークとを用いたドハティ型増幅器回路を図１に示した。
この図は、”Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｈ
ａｎｄｂｏｏｋ，”Ｋｅｉｔｈ Ｈｅｎｎｅｙ，Ｅｄｉ
ｔｏｒ−ｉｎ−Ｃｈｉｅｆ，Ｆｉｆｔｈ Ｅｄｉｔｉｏ
ｎ，ＭｃＧｒｏｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ，１９５９，ｐｐ．１８−３９によるものである。ま
た、ドハティ型増幅器は、１９４０年にＷ．Ｈ．Ｄｏｈ
ｅｒｔｙ氏に与えられた米国特許第２２１００２８号に
も記載されている。第１の電子放電管は連続的に動作し
キャリア管と称され、これに対し、第２の電子放電管
は、変調信号の各サイクルの全周期の間は動作せず、ピ
ーキング管と称される。
し始め最高の線形能率が得られる点で動作するＢ級増幅
器を有することにより、高い線形能率が達成される。第
２の増幅器が用いられて第１の増幅器に影響を与えるこ
とにより、この点を超えて駆動される際に全体的な線形
性が維持され得る。２つの真空管と２つの移相ネットワ
ークとを用いたドハティ型増幅器回路を図１に示した。
この図は、”Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｈ
ａｎｄｂｏｏｋ，”Ｋｅｉｔｈ Ｈｅｎｎｅｙ，Ｅｄｉ
ｔｏｒ−ｉｎ−Ｃｈｉｅｆ，Ｆｉｆｔｈ Ｅｄｉｔｉｏ
ｎ，ＭｃＧｒｏｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ，１９５９，ｐｐ．１８−３９によるものである。ま
た、ドハティ型増幅器は、１９４０年にＷ．Ｈ．Ｄｏｈ
ｅｒｔｙ氏に与えられた米国特許第２２１００２８号に
も記載されている。第１の電子放電管は連続的に動作し
キャリア管と称され、これに対し、第２の電子放電管
は、変調信号の各サイクルの全周期の間は動作せず、ピ
ーキング管と称される。
【０００６】ＲＦ波のＢ級増幅は、知られており１９３
０年代を通じて高電力ＲＦ増幅器の設計において用いら
れていたが、Ｈ．Ｃｈｉｒｅｉｘ，”Ｈｉｇｈ Ｐｏｗ
ｅｒＯｕｔｐｈａｓｉｎｇ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ”，
ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎ
ｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｓ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１１，１９３５によって最初
に改良された。このＣｈｉｒｅｉｘ氏によるアウトフェ
イジング・システムでは、ＲＦ発信器の出力を２つの振
幅が等しく位相が等しい信号に分解する。これらの信号
は、次に、９０度進める移相ネットワークと９０度遅れ
させる移相ネットワークに入る。各レッグの増幅器は、
意図した変調及び元のキャリア周波数波から導かれた低
レベルの位相変調された信号によって駆動される場合
に、位相シフトされた信号を変調する。遅延したＲＦキ
ャリア上になされた位相変調の方向は相互に反対向きで
ある必要がある。したがって、上述の条件を念頭におけ
ば、それぞれの信号は、それぞれに対する反対向きの位
相ウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）（意図した変調）を有す
る、もとのキャリアに対して９０度位相差をもつＲＦ波
を表している。両方の信号が、Ｃ級動作する１対の従来
型の高い効率の電力増幅器を駆動するのに用いられる。
両方の増幅器は、全く同じ態様で調整され、相互に各段
の挿入位相（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ）を保存
する。各増幅器の出力は、出力が直接にそのように形成
された中間点から取られた負荷に接続されている更なる
１／４波長ネットワークによって遅延を与えられる。
０年代を通じて高電力ＲＦ増幅器の設計において用いら
れていたが、Ｈ．Ｃｈｉｒｅｉｘ，”Ｈｉｇｈ Ｐｏｗ
ｅｒＯｕｔｐｈａｓｉｎｇ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ”，
ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎ
ｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｄｉｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｓ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１１，１９３５によって最初
に改良された。このＣｈｉｒｅｉｘ氏によるアウトフェ
イジング・システムでは、ＲＦ発信器の出力を２つの振
幅が等しく位相が等しい信号に分解する。これらの信号
は、次に、９０度進める移相ネットワークと９０度遅れ
させる移相ネットワークに入る。各レッグの増幅器は、
意図した変調及び元のキャリア周波数波から導かれた低
レベルの位相変調された信号によって駆動される場合
に、位相シフトされた信号を変調する。遅延したＲＦキ
ャリア上になされた位相変調の方向は相互に反対向きで
ある必要がある。したがって、上述の条件を念頭におけ
ば、それぞれの信号は、それぞれに対する反対向きの位
相ウォブル（ｗｏｂｂｌｅ）（意図した変調）を有す
る、もとのキャリアに対して９０度位相差をもつＲＦ波
を表している。両方の信号が、Ｃ級動作する１対の従来
型の高い効率の電力増幅器を駆動するのに用いられる。
両方の増幅器は、全く同じ態様で調整され、相互に各段
の挿入位相（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｐｈａｓｅ）を保存
する。各増幅器の出力は、出力が直接にそのように形成
された中間点から取られた負荷に接続されている更なる
１／４波長ネットワークによって遅延を与えられる。
【０００７】共通点におけるフェーザのベクトル和は、
上述の条件がすべて満足されていれば、最大出力電力
（また、最大変調）において高い効率を有する線形増幅
器が存在することを示している。Ｃｈｉｒｅｉｘ氏によ
るアウトフェイジング・システムでは、出力電力又は変
調インデックスが減少すると効率が急速に劣化するのだ
が、これは、言明されている位相関係によっては、最終
的な組み合わせネットワークにおいて生じる無効成分
が、最大変調において最大電力が生じる場合以外は抵抗
性負荷を与えることを解消しないことによる。Ｃｈｉｒ
ｅｉｘ氏のシステムは、また、位相変調回路の帯域幅と
線形性とが広帯域の応用例で重大な関心事でありなが
ら、多くのクリティカルな同調のための調整を必要とす
るという短所がある。ドハティ型増幅器回路は、駆動の
関数としてより良い全体的な効率を達成し、これらのク
リティカルな調整を大部分不要にし、全体の送信機の実
現を簡略化し、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の設計のように内在的
な帯域幅の制限をもたない。
上述の条件がすべて満足されていれば、最大出力電力
（また、最大変調）において高い効率を有する線形増幅
器が存在することを示している。Ｃｈｉｒｅｉｘ氏によ
るアウトフェイジング・システムでは、出力電力又は変
調インデックスが減少すると効率が急速に劣化するのだ
が、これは、言明されている位相関係によっては、最終
的な組み合わせネットワークにおいて生じる無効成分
が、最大変調において最大電力が生じる場合以外は抵抗
性負荷を与えることを解消しないことによる。Ｃｈｉｒ
ｅｉｘ氏のシステムは、また、位相変調回路の帯域幅と
線形性とが広帯域の応用例で重大な関心事でありなが
ら、多くのクリティカルな同調のための調整を必要とす
るという短所がある。ドハティ型増幅器回路は、駆動の
関数としてより良い全体的な効率を達成し、これらのク
リティカルな調整を大部分不要にし、全体の送信機の実
現を簡略化し、Ｃｈｉｒｅｉｘ型の設計のように内在的
な帯域幅の制限をもたない。
【０００８】一見してドハティ型増幅器のように見える
より新しい方法は、Ｒ．Ｓ．Ｅｎｇｅｌｂｒｅｃｈｔ
ａｎｄ Ｋｕｒｏｋａｗａ，”Ａ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ
Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ｌ−Ｂａｎｄ Ｂａｌａｎｃｅ
ｄ ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇ ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．５３，ｐｐ．２
３７−２４７，Ｍａｒｃｈ １９６５に記載されたＫｕ
ｒｏｋａｗａによる平衡増幅器の技術である。入力励振
（ｉｎｐｕｔ ｅｘｃｉｔｔｉｏｎ）が、直角ハイブリ
ッド・ネットワークとの位相差が９０度である２つの同
一の増幅器に与えられる。この２つの増幅器の出力信号
は、もう１つの直角ハイブリッド・ネットワークにおい
て再度組み合わされて、同相のシングルエンデッド出力
信号を形成する。ドハティ型増幅器の概念との２つの主
な違いは、次の通りである。（１）ドハティ型増幅器で
行われている、入力における２つの増幅器のバイアス点
を変更することは行われない。実際、平衡した増幅器で
は、ハイブリッド・ネットワークから見た不整合は結果
としてネットワークの終端抵抗での損失を増加させるの
で、所望ではない。（２）ハイブリッド・ネットワーク
の作用により組み合わせられる各増幅器の出力は２つの
増幅器の相互作用を排除し、ドハティ型増幅器のよう
に、他方に対して一方の増幅器から見た負荷をプルす
る、又はそれに作用する。実際、３ポートを有するドハ
ティ型ネットワークの中の２つの増幅器の直接の相互作
用は、ドハティ型増幅器の観察される効率エンハンスメ
ントのすべてを説明するし、その動作の中心的なもので
ある。
より新しい方法は、Ｒ．Ｓ．Ｅｎｇｅｌｂｒｅｃｈｔ
ａｎｄ Ｋｕｒｏｋａｗａ，”Ａ Ｗｉｄｅ−Ｂａｎｄ
Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ｌ−Ｂａｎｄ Ｂａｌａｎｃｅ
ｄ ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ”，Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇ ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．５３，ｐｐ．２
３７−２４７，Ｍａｒｃｈ １９６５に記載されたＫｕ
ｒｏｋａｗａによる平衡増幅器の技術である。入力励振
（ｉｎｐｕｔ ｅｘｃｉｔｔｉｏｎ）が、直角ハイブリ
ッド・ネットワークとの位相差が９０度である２つの同
一の増幅器に与えられる。この２つの増幅器の出力信号
は、もう１つの直角ハイブリッド・ネットワークにおい
て再度組み合わされて、同相のシングルエンデッド出力
信号を形成する。ドハティ型増幅器の概念との２つの主
な違いは、次の通りである。（１）ドハティ型増幅器で
行われている、入力における２つの増幅器のバイアス点
を変更することは行われない。実際、平衡した増幅器で
は、ハイブリッド・ネットワークから見た不整合は結果
としてネットワークの終端抵抗での損失を増加させるの
で、所望ではない。（２）ハイブリッド・ネットワーク
の作用により組み合わせられる各増幅器の出力は２つの
増幅器の相互作用を排除し、ドハティ型増幅器のよう
に、他方に対して一方の増幅器から見た負荷をプルす
る、又はそれに作用する。実際、３ポートを有するドハ
ティ型ネットワークの中の２つの増幅器の直接の相互作
用は、ドハティ型増幅器の観察される効率エンハンスメ
ントのすべてを説明するし、その動作の中心的なもので
ある。
【０００９】本願発明が従来技術の短所を克服しマイク
ロ波ドハティ型増幅器によって改良された効率と線形性
を提供する様子は、以下の説明から明らかであろう。
ロ波ドハティ型増幅器によって改良された効率と線形性
を提供する様子は、以下の説明から明らかであろう。
【００１０】
【発明の概要】したがって、本発明の目的は、効率性及
び線形性が改善されたマイクロ波周波数増幅器を提供す
ることである。
び線形性が改善されたマイクロ波周波数増幅器を提供す
ることである。
【００１１】本発明の更なる目的は、半導体デバイスを
用い１３００ＭＨｚ程度のマイクロ波周波数で動作す
る、低ないし中周波数のドハティ型の増幅器を改良する
ことである。
用い１３００ＭＨｚ程度のマイクロ波周波数で動作す
る、低ないし中周波数のドハティ型の増幅器を改良する
ことである。
【００１２】これらの目的は、マイクロ波周波数増幅器
であって、入力信号に結合され、この矩象（ｐｈａｓｅ
ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）作成手段からの第１の出力信
号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を作成
する手段と、矩象作成手段からの第１の出力信号を増幅
するキャリア増幅器手段と、矩象作成手段からの第２の
出力信号を増幅するピーク増幅器手段と、キャリア増幅
器手段の出力とピーク増幅器手段の出力との間に結合さ
れておりキャリア増幅器手段の出力の位相をピーク増幅
器手段の出力に対して制御することによってキャリア増
幅器手段の出力とピーク増幅器手段の出力とが加法的な
位相で組み合わされ更にキャリア増幅器手段に提供され
た見かけの負荷へのインピーダンス変換動作をピーク増
幅器手段の導通程度の関数として提供する分散ライン手
段と、位相制御手段とピーク増幅器手段の出力とに結合
され当該マイクロ波周波数増幅器の所定の出力インピー
ダンスを発生する手段と、を含むマイクロ波周波数増幅
器を提供することによって達成される。このマイクロ波
周波数増幅器は、１３００ＭＨｚを含む複数のマイクロ
波周波数に亘って動作する。入力信号は、マルチキャリ
ア信号、振幅が変動する連続な単一キャリア、又は、各
キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信号を含
む。キャリア増幅器手段はガリウムヒ素半導体デバイス
を含み、ピーク増幅器手段はガリウムヒ素半導体デバイ
スを含む。
であって、入力信号に結合され、この矩象（ｐｈａｓｅ
ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）作成手段からの第１の出力信
号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を作成
する手段と、矩象作成手段からの第１の出力信号を増幅
するキャリア増幅器手段と、矩象作成手段からの第２の
出力信号を増幅するピーク増幅器手段と、キャリア増幅
器手段の出力とピーク増幅器手段の出力との間に結合さ
れておりキャリア増幅器手段の出力の位相をピーク増幅
器手段の出力に対して制御することによってキャリア増
幅器手段の出力とピーク増幅器手段の出力とが加法的な
位相で組み合わされ更にキャリア増幅器手段に提供され
た見かけの負荷へのインピーダンス変換動作をピーク増
幅器手段の導通程度の関数として提供する分散ライン手
段と、位相制御手段とピーク増幅器手段の出力とに結合
され当該マイクロ波周波数増幅器の所定の出力インピー
ダンスを発生する手段と、を含むマイクロ波周波数増幅
器を提供することによって達成される。このマイクロ波
周波数増幅器は、１３００ＭＨｚを含む複数のマイクロ
波周波数に亘って動作する。入力信号は、マルチキャリ
ア信号、振幅が変動する連続な単一キャリア、又は、各
キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信号を含
む。キャリア増幅器手段はガリウムヒ素半導体デバイス
を含み、ピーク増幅器手段はガリウムヒ素半導体デバイ
スを含む。
【００１３】本発明の目的は、更に、マイクロ波周波数
増幅器であって、入力信号に結合されこの矩象作成手段
からの第１の出力信号と第２の出力信号との間に広帯域
上で矩象関係を作成する手段と、第１の出力信号を増幅
する手段と、第１の出力信号と第１の出力信号増幅手段
との間に結合され第１の出力信号増幅手段の入力でのイ
ンピーダンスを第１の出力信号の出力インピーダンスに
整合させる第１の手段と、第２の出力信号を増幅する手
段と、第２の出力信号と第２の出力信号増幅手段との間
に結合され第２の出力信号増幅手段の入力でのインピー
ダンスを第２の出力信号の出力インピーダンスに整合さ
せる第２の手段と、第１の整合手段に結合され第１の出
力信号増幅手段の制御入力をバイアスする手段と、第２
の整合手段に結合され第２の出力信号増幅手段の制御入
力をバイアスする手段と、第１の出力信号増幅手段の出
力と第２の出力信号増幅手段の出力との間に結合されて
おり第１の出力信号増幅手段の出力の位相を第２の出力
信号増幅手段の出力に対して制御することによって第１
の出力信号増幅手段の出力と第２の出力信号増幅手段の
出力とが加法的な位相で組み合わされ更に第１の出力信
号増幅手段に提供された見かけの負荷へのインピーダン
ス変換動作を第２の出力信号増幅手段の導通程度の関数
として提供する分散ライン手段と、位相制御手段と第２
の出力信号増幅手段の出力とに結合され当該マイクロ波
周波数増幅器の所定の出力インピーダンスを発生する手
段と、を含むマイクロ波周波数増幅器を提供することに
よって達成される。このマイクロ波周波数増幅器は、１
３００ＭＨｚを含む複数のマイクロ波周波数に亘って動
作する。入力信号は、マルチキャリア信号、振幅が変動
する連続な単一キャリア、又は、各キャリア信号の振幅
が変動するマルチキャリア信号を含む。第１の出力信号
増幅手段はガリウムヒ素半導体デバイスを含み、第２の
出力信号増幅手段はガリウムヒ素半導体デバイスを含
む。分散ライン手段は、１／４波変圧器を含む。所定の
出力インピーダンス発生手段は、１／４波変圧器に接続
された伝送ラインを含む。第２の出力信号増幅手段の導
通程度は、第２の出力信号増幅手段に印加された制御入
力に対する入力駆動レベルによって決定される。第１の
整合手段と第２の整合手段とは、それぞれ、伝送ライン
を含む。
増幅器であって、入力信号に結合されこの矩象作成手段
からの第１の出力信号と第２の出力信号との間に広帯域
上で矩象関係を作成する手段と、第１の出力信号を増幅
する手段と、第１の出力信号と第１の出力信号増幅手段
との間に結合され第１の出力信号増幅手段の入力でのイ
ンピーダンスを第１の出力信号の出力インピーダンスに
整合させる第１の手段と、第２の出力信号を増幅する手
段と、第２の出力信号と第２の出力信号増幅手段との間
に結合され第２の出力信号増幅手段の入力でのインピー
ダンスを第２の出力信号の出力インピーダンスに整合さ
せる第２の手段と、第１の整合手段に結合され第１の出
力信号増幅手段の制御入力をバイアスする手段と、第２
の整合手段に結合され第２の出力信号増幅手段の制御入
力をバイアスする手段と、第１の出力信号増幅手段の出
力と第２の出力信号増幅手段の出力との間に結合されて
おり第１の出力信号増幅手段の出力の位相を第２の出力
信号増幅手段の出力に対して制御することによって第１
の出力信号増幅手段の出力と第２の出力信号増幅手段の
出力とが加法的な位相で組み合わされ更に第１の出力信
号増幅手段に提供された見かけの負荷へのインピーダン
ス変換動作を第２の出力信号増幅手段の導通程度の関数
として提供する分散ライン手段と、位相制御手段と第２
の出力信号増幅手段の出力とに結合され当該マイクロ波
周波数増幅器の所定の出力インピーダンスを発生する手
段と、を含むマイクロ波周波数増幅器を提供することに
よって達成される。このマイクロ波周波数増幅器は、１
３００ＭＨｚを含む複数のマイクロ波周波数に亘って動
作する。入力信号は、マルチキャリア信号、振幅が変動
する連続な単一キャリア、又は、各キャリア信号の振幅
が変動するマルチキャリア信号を含む。第１の出力信号
増幅手段はガリウムヒ素半導体デバイスを含み、第２の
出力信号増幅手段はガリウムヒ素半導体デバイスを含
む。分散ライン手段は、１／４波変圧器を含む。所定の
出力インピーダンス発生手段は、１／４波変圧器に接続
された伝送ラインを含む。第２の出力信号増幅手段の導
通程度は、第２の出力信号増幅手段に印加された制御入
力に対する入力駆動レベルによって決定される。第１の
整合手段と第２の整合手段とは、それぞれ、伝送ライン
を含む。
【００１４】本発明の目的は更に、マイクロ波周波数増
幅器であって、入力信号に結合されこの矩象作成手段か
らの第１の出力信号と第２の出力信号との間に広帯域上
で矩象関係を作成する手段と、第１の出力信号を増幅す
る手段と、第１の出力信号と第１の出力信号増幅手段と
の間に結合され第１の出力信号増幅手段の入力でのイン
ピーダンスを第１の出力信号の出力インピーダンスに整
合させる第１の手段と、第２の出力信号を増幅する手段
と、第２の出力信号と第２の出力信号増幅手段との間に
結合され第２の出力信号増幅手段の入力でのインピーダ
ンスを第２の出力信号の出力インピーダンスに整合させ
る第２の手段と、第１の整合手段に結合され第１の出力
信号増幅手段の制御入力をバイアスする手段と、第２の
整合手段に結合され第２の出力信号増幅手段の制御入力
をバイアスする手段と、第１の出力信号増幅手段の出力
と第２の出力信号増幅手段の出力との間に結合されてお
り第１の出力信号増幅手段の出力の位相を第２の出力信
号増幅手段の出力に対して制御することによって第１の
出力信号増幅手段の出力と第２の出力信号増幅手段の出
力とが加法的な位相で組み合わされ更に第１の出力信号
増幅手段に提供された見かけの負荷へのインピーダンス
変換動作を第２の出力信号増幅手段の導通程度の関数と
して提供する分散ライン手段と、位相制御手段と第２の
出力信号増幅手段の出力とに結合され出力整合ネットワ
ークを提供する手段と、第１の出力信号増幅手段の出力
に結合され該第１の出力信号増幅手段の出力に存在する
キャパシタンスを解消する第１の反応ネットワーク手段
と、第２の出力信号増幅手段の出力に結合され該第２の
出力信号増幅手段の出力に存在するキャパシタンスを解
消する第２の反応ネットワーク手段と、を含むマイクロ
波周波数増幅器を提供することによって達成される。該
マイクロ波周波数増幅器は、１３００ＭＨｚを含む複数
のマイクロ波周波数に亘って動作する。入力信号は、マ
ルチキャリア信号、振幅が変動する連続な単一キャリ
ア、又は、各キャリア信号の振幅が変動するマルチキャ
リア信号を含む。第１の出力信号増幅手段はガリウムヒ
素半導体デバイスを含み、第２の出力信号増幅手段はガ
リウムヒ素半導体デバイスを含む。出力整合ネットワー
クは、所定の出力インピーダンスを提供する。第２の出
力信号増幅手段の導通程度は、第２の出力信号増幅手段
に印加された所定の制御入力に対する入力駆動レベルに
よって決定される。第１の整合手段と第２の整合手段と
が、それぞれ、帯域通過ネットワークを含む。
幅器であって、入力信号に結合されこの矩象作成手段か
らの第１の出力信号と第２の出力信号との間に広帯域上
で矩象関係を作成する手段と、第１の出力信号を増幅す
る手段と、第１の出力信号と第１の出力信号増幅手段と
の間に結合され第１の出力信号増幅手段の入力でのイン
ピーダンスを第１の出力信号の出力インピーダンスに整
合させる第１の手段と、第２の出力信号を増幅する手段
と、第２の出力信号と第２の出力信号増幅手段との間に
結合され第２の出力信号増幅手段の入力でのインピーダ
ンスを第２の出力信号の出力インピーダンスに整合させ
る第２の手段と、第１の整合手段に結合され第１の出力
信号増幅手段の制御入力をバイアスする手段と、第２の
整合手段に結合され第２の出力信号増幅手段の制御入力
をバイアスする手段と、第１の出力信号増幅手段の出力
と第２の出力信号増幅手段の出力との間に結合されてお
り第１の出力信号増幅手段の出力の位相を第２の出力信
号増幅手段の出力に対して制御することによって第１の
出力信号増幅手段の出力と第２の出力信号増幅手段の出
力とが加法的な位相で組み合わされ更に第１の出力信号
増幅手段に提供された見かけの負荷へのインピーダンス
変換動作を第２の出力信号増幅手段の導通程度の関数と
して提供する分散ライン手段と、位相制御手段と第２の
出力信号増幅手段の出力とに結合され出力整合ネットワ
ークを提供する手段と、第１の出力信号増幅手段の出力
に結合され該第１の出力信号増幅手段の出力に存在する
キャパシタンスを解消する第１の反応ネットワーク手段
と、第２の出力信号増幅手段の出力に結合され該第２の
出力信号増幅手段の出力に存在するキャパシタンスを解
消する第２の反応ネットワーク手段と、を含むマイクロ
波周波数増幅器を提供することによって達成される。該
マイクロ波周波数増幅器は、１３００ＭＨｚを含む複数
のマイクロ波周波数に亘って動作する。入力信号は、マ
ルチキャリア信号、振幅が変動する連続な単一キャリ
ア、又は、各キャリア信号の振幅が変動するマルチキャ
リア信号を含む。第１の出力信号増幅手段はガリウムヒ
素半導体デバイスを含み、第２の出力信号増幅手段はガ
リウムヒ素半導体デバイスを含む。出力整合ネットワー
クは、所定の出力インピーダンスを提供する。第２の出
力信号増幅手段の導通程度は、第２の出力信号増幅手段
に印加された所定の制御入力に対する入力駆動レベルに
よって決定される。第１の整合手段と第２の整合手段と
が、それぞれ、帯域通過ネットワークを含む。
【００１５】本発明の目的は、更に、効率の高いマイク
ロ波周波数増幅器を動作させる方法であって、入力信号
に結合された矩象作成手段からの第１の出力信号と第２
の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を提供するステ
ップと、矩象作成手段からの第１の出力信号をキャリア
増幅器手段を用いて増幅するステップと、矩象作成手段
からの第２の出力信号をピーク増幅器手段を用いて増幅
するステップと、キャリア増幅器手段の出力とピーク増
幅器手段の出力との間に結合された分散ライン手段によ
ってキャリア増幅器手段の出力の位相をピーク増幅器手
段の出力に対して制御することによってキャリア増幅器
手段の出力とピーク増幅器手段の出力とが加法的な位相
で組み合わされ更に分散ライン手段がキャリア増幅器手
段に提供された見かけの負荷へのインピーダンス変換動
作をピーク増幅器手段の導通程度の関数として提供する
ステップと、位相制御手段とピーク増幅器手段の出力と
に結合された手段によってマイクロ波周波数増幅器の所
定の出力インピーダンスを発生するステップと、を含む
方法によって達成される。該マイクロ波周波数増幅器
は、１３００ＭＨｚを含む複数のマイクロ波周波数に亘
って動作する。矩象関係を提供するステップは、矩象作
成手段がマルチキャリア信号、振幅が変動する連続な単
一キャリア、又は、各キャリア信号の振幅が変動するマ
ルチキャリア信号を有する入力信号に結合されるステッ
プを含む。第１の出力信号を増幅するステップは、ガリ
ウムヒ素半導体デバイスを動作させるステップを含む。
第２の出力信号を増幅するステップは、ガリウムヒ素半
導体デバイスを動作させるステップを含む。
ロ波周波数増幅器を動作させる方法であって、入力信号
に結合された矩象作成手段からの第１の出力信号と第２
の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を提供するステ
ップと、矩象作成手段からの第１の出力信号をキャリア
増幅器手段を用いて増幅するステップと、矩象作成手段
からの第２の出力信号をピーク増幅器手段を用いて増幅
するステップと、キャリア増幅器手段の出力とピーク増
幅器手段の出力との間に結合された分散ライン手段によ
ってキャリア増幅器手段の出力の位相をピーク増幅器手
段の出力に対して制御することによってキャリア増幅器
手段の出力とピーク増幅器手段の出力とが加法的な位相
で組み合わされ更に分散ライン手段がキャリア増幅器手
段に提供された見かけの負荷へのインピーダンス変換動
作をピーク増幅器手段の導通程度の関数として提供する
ステップと、位相制御手段とピーク増幅器手段の出力と
に結合された手段によってマイクロ波周波数増幅器の所
定の出力インピーダンスを発生するステップと、を含む
方法によって達成される。該マイクロ波周波数増幅器
は、１３００ＭＨｚを含む複数のマイクロ波周波数に亘
って動作する。矩象関係を提供するステップは、矩象作
成手段がマルチキャリア信号、振幅が変動する連続な単
一キャリア、又は、各キャリア信号の振幅が変動するマ
ルチキャリア信号を有する入力信号に結合されるステッ
プを含む。第１の出力信号を増幅するステップは、ガリ
ウムヒ素半導体デバイスを動作させるステップを含む。
第２の出力信号を増幅するステップは、ガリウムヒ素半
導体デバイスを動作させるステップを含む。
【００１６】本発明の目的は、更に、効率性と線形性と
が改善されたマイクロ波周波数増幅器を動作させる方法
であって、入力信号に結合された矩象作成手段からの第
１の出力信号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象
関係を提供するステップと、第１の出力信号を増幅する
ステップと、第１の出力信号と第１の出力信号増幅手段
との間に結合された第１の整合手段を用いて第１の出力
信号増幅手段の入力でのインピーダンスを第１の出力信
号の出力インピーダンスに整合させるステップと、第２
の出力信号を増幅するステップと、第２の出力信号と第
２の出力信号増幅手段との間に結合された第２の整合手
段を用いて第２の出力信号増幅手段の入力でのインピー
ダンスを第２の出力信号の出力インピーダンスに整合さ
せるステップと、第１の整合手段に結合された手段を用
いて第１の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスする
ステップと、第２の整合手段に結合された手段を用いて
第２の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスするステ
ップと、第１の出力信号増幅手段の出力と第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合された分散ライン手段に
よって第１の出力信号増幅手段の出力の位相を第２の出
力信号増幅手段の出力に対して制御することによって第
１の出力信号増幅手段の出力と第２の出力信号増幅手段
の出力とが加法的な位相で組み合わされ更に分散ライン
手段が第１の出力信号増幅手段に提供された見かけの負
荷へのインピーダンス変換動作を第２の出力信号増幅手
段の導通程度の関数として提供するステップと、位相制
御手段と第２の出力信号増幅手段の出力とに結合された
手段によってマイクロ波周波数増幅器の所定の出力イン
ピーダンスを発生するステップと、を含む方法によって
達成される。該マイクロ波周波数増幅器は、１３００Ｍ
Ｈｚを含む複数のマイクロ波周波数に亘って動作する。
矩象関係を提供するステップは、矩象作成手段がマルチ
キャリア信号、振幅が変動する連続な単一キャリア、又
は、各キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信
号を有する入力信号に結合されるステップを含む。第１
の出力信号を増幅するステップは、ガリウムヒ素半導体
デバイスを動作させるステップを含む。第２の出力信号
を増幅するステップは、ガリウムヒ素半導体デバイスを
動作させるステップを含む。
が改善されたマイクロ波周波数増幅器を動作させる方法
であって、入力信号に結合された矩象作成手段からの第
１の出力信号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象
関係を提供するステップと、第１の出力信号を増幅する
ステップと、第１の出力信号と第１の出力信号増幅手段
との間に結合された第１の整合手段を用いて第１の出力
信号増幅手段の入力でのインピーダンスを第１の出力信
号の出力インピーダンスに整合させるステップと、第２
の出力信号を増幅するステップと、第２の出力信号と第
２の出力信号増幅手段との間に結合された第２の整合手
段を用いて第２の出力信号増幅手段の入力でのインピー
ダンスを第２の出力信号の出力インピーダンスに整合さ
せるステップと、第１の整合手段に結合された手段を用
いて第１の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスする
ステップと、第２の整合手段に結合された手段を用いて
第２の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスするステ
ップと、第１の出力信号増幅手段の出力と第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合された分散ライン手段に
よって第１の出力信号増幅手段の出力の位相を第２の出
力信号増幅手段の出力に対して制御することによって第
１の出力信号増幅手段の出力と第２の出力信号増幅手段
の出力とが加法的な位相で組み合わされ更に分散ライン
手段が第１の出力信号増幅手段に提供された見かけの負
荷へのインピーダンス変換動作を第２の出力信号増幅手
段の導通程度の関数として提供するステップと、位相制
御手段と第２の出力信号増幅手段の出力とに結合された
手段によってマイクロ波周波数増幅器の所定の出力イン
ピーダンスを発生するステップと、を含む方法によって
達成される。該マイクロ波周波数増幅器は、１３００Ｍ
Ｈｚを含む複数のマイクロ波周波数に亘って動作する。
矩象関係を提供するステップは、矩象作成手段がマルチ
キャリア信号、振幅が変動する連続な単一キャリア、又
は、各キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信
号を有する入力信号に結合されるステップを含む。第１
の出力信号を増幅するステップは、ガリウムヒ素半導体
デバイスを動作させるステップを含む。第２の出力信号
を増幅するステップは、ガリウムヒ素半導体デバイスを
動作させるステップを含む。
【００１７】
【好適実施例の説明】図１には、フル・キャリア、ダブ
ル・サイドバンドの短波及び中波放送の従来技術におい
て知られ、２つの真空管を用いて構成され高い効率を達
成する真空管ドハティ型増幅器が示されている。１つの
真空管１２が、キャリア・レベルで最高の効率近くで動
作し、負の変調ピーク上で下向きに変調される。第２の
真空管１４は、正の変調ピーク上でだけ機能する。１／
４波長ネットワーク１６、１８は、キャリア真空管１２
のグリッド２２とプレート２１とを、ピーク真空管１４
のグリッド２５とプレート２１とに、それぞれ結合す
る。ピーク真空管１４はバイアスされており、正の変調
ピーク上でだけ動作し、負のピーク上ではカットオフさ
れている。この１／４波長ネットワーク１６、１８によ
って、ほとんどのＲＦ負荷は、変調サイクル上で一方の
真空管から他方の真空管に移転される。ドハティ型増幅
器は、１つのＢ級増幅器を出力が飽和し始め最高の線形
効率が得られる点で動作させることによって高い線形効
率を達成する。第２の増幅器は、全体的な線形性がこの
点を超えて駆動される際に維持されるように、第１の増
幅器に作用する。
ル・サイドバンドの短波及び中波放送の従来技術におい
て知られ、２つの真空管を用いて構成され高い効率を達
成する真空管ドハティ型増幅器が示されている。１つの
真空管１２が、キャリア・レベルで最高の効率近くで動
作し、負の変調ピーク上で下向きに変調される。第２の
真空管１４は、正の変調ピーク上でだけ機能する。１／
４波長ネットワーク１６、１８は、キャリア真空管１２
のグリッド２２とプレート２１とを、ピーク真空管１４
のグリッド２５とプレート２１とに、それぞれ結合す
る。ピーク真空管１４はバイアスされており、正の変調
ピーク上でだけ動作し、負のピーク上ではカットオフさ
れている。この１／４波長ネットワーク１６、１８によ
って、ほとんどのＲＦ負荷は、変調サイクル上で一方の
真空管から他方の真空管に移転される。ドハティ型増幅
器は、１つのＢ級増幅器を出力が飽和し始め最高の線形
効率が得られる点で動作させることによって高い線形効
率を達成する。第２の増幅器は、全体的な線形性がこの
点を超えて駆動される際に維持されるように、第１の増
幅器に作用する。
【００１８】図２には、２つの増幅器を有する一般のド
ハティ型増幅器２８が示されており、この２つの増幅器
は、キャリア増幅器３０とピーク増幅器３２であり、共
に、最大の電力を最適な効率でＲの負荷線抵抗まで運ぶ
ように設計されている。キャリア増幅器３０は通常のＢ
級増幅器（すなわち、入力信号の周期的な正弦波的な変
動のほぼ１８０度上で動作する）であり、ピーク増幅器
３２は、何らかの最小のスレショルドを超える信号を増
幅だけするように設計されている。これは、増幅器の能
動素子を更にＢ級にバイアスすることによって達成され
る。２つの増幅器の出力は、回路出力に添加されている
Ｒ／２の負荷に接続されている。増幅器への入力電力は
等しく分割され、負荷Ｒ／２における２つの増幅器の出
力電力が同相になることが保証される。ピーク増幅器３
２は、キャリア増幅器３０に対して９０度位相がずれる
ように駆動されることに注意されたい。
ハティ型増幅器２８が示されており、この２つの増幅器
は、キャリア増幅器３０とピーク増幅器３２であり、共
に、最大の電力を最適な効率でＲの負荷線抵抗まで運ぶ
ように設計されている。キャリア増幅器３０は通常のＢ
級増幅器（すなわち、入力信号の周期的な正弦波的な変
動のほぼ１８０度上で動作する）であり、ピーク増幅器
３２は、何らかの最小のスレショルドを超える信号を増
幅だけするように設計されている。これは、増幅器の能
動素子を更にＢ級にバイアスすることによって達成され
る。２つの増幅器の出力は、回路出力に添加されている
Ｒ／２の負荷に接続されている。増幅器への入力電力は
等しく分割され、負荷Ｒ／２における２つの増幅器の出
力電力が同相になることが保証される。ピーク増幅器３
２は、キャリア増幅器３０に対して９０度位相がずれる
ように駆動されることに注意されたい。
【００１９】図２及び図３においては、動作の２つの極
端を考えることによりドハティ型増幅器の動作を理解す
るのが最も容易である。図３に示されている１つの動作
の極端は、入力電力がピーク増幅器３２をオンさせるに
は十分ではなく、出力電力のすべてがキャリア増幅器３
０に供給される場合に生じる。ピーク増幅器３２がオフ
の場合には、その出力インピーダンスは理想的には無限
大であり、キャリア増幅器３０の出力電力はすべて負荷
Ｒ／２に与えられる。１／４波長ネットワーク３４によ
ってキャリア増幅器３０に実際に与えられる負荷は、２
Ｒである。この時点で、キャリア増幅器３０におけるデ
バイス電流は、最大電力において運ばれる電流の１／２
である。Ｂ級増幅器の最適の負荷を２倍にすることによ
り、このデバイスは最大出力電力の半分を運ぶことがで
きる。しかし、Ｂ級増幅器の直流電流は出力電流に比例
するので、最大効率は同じままである。よってこの場合
には、キャリア増幅器３０の最大出力電力の半分が最大
線形効率をもって負荷に供給される。
端を考えることによりドハティ型増幅器の動作を理解す
るのが最も容易である。図３に示されている１つの動作
の極端は、入力電力がピーク増幅器３２をオンさせるに
は十分ではなく、出力電力のすべてがキャリア増幅器３
０に供給される場合に生じる。ピーク増幅器３２がオフ
の場合には、その出力インピーダンスは理想的には無限
大であり、キャリア増幅器３０の出力電力はすべて負荷
Ｒ／２に与えられる。１／４波長ネットワーク３４によ
ってキャリア増幅器３０に実際に与えられる負荷は、２
Ｒである。この時点で、キャリア増幅器３０におけるデ
バイス電流は、最大電力において運ばれる電流の１／２
である。Ｂ級増幅器の最適の負荷を２倍にすることによ
り、このデバイスは最大出力電力の半分を運ぶことがで
きる。しかし、Ｂ級増幅器の直流電流は出力電流に比例
するので、最大効率は同じままである。よってこの場合
には、キャリア増幅器３０の最大出力電力の半分が最大
線形効率をもって負荷に供給される。
【００２０】図２に示されているもう１つの動作の極端
は、ピーク増幅器３２を飽和させるのに十分な入力電力
が提供される場合に生じる。この場合には、２つの並列
の増幅器が、それぞれの最大出力電力を、等しい負荷Ｒ
／２に与える。各増幅器がこの極端な場合に見る負荷
は、単にＲである。１／４波長ネットワーク３４の両端
においてキャリア増幅器３０で与えられる負荷もまたＲ
である。各増幅器は、電流をその負荷Ｒまで運び、両負
荷が並列に接続されているので、有効負荷はＲ／２であ
る。
は、ピーク増幅器３２を飽和させるのに十分な入力電力
が提供される場合に生じる。この場合には、２つの並列
の増幅器が、それぞれの最大出力電力を、等しい負荷Ｒ
／２に与える。各増幅器がこの極端な場合に見る負荷
は、単にＲである。１／４波長ネットワーク３４の両端
においてキャリア増幅器３０で与えられる負荷もまたＲ
である。各増幅器は、電流をその負荷Ｒまで運び、両負
荷が並列に接続されているので、有効負荷はＲ／２であ
る。
【００２１】更に図２において、これらの２つの極端の
間にある動作点に対しては、ドハティ型増幅器は、次の
ように動作する。ピーク増幅器３２は、キャリア増幅器
３０がちょうど飽和し始める時点で動作を開始するよう
に設計されている。最大線形効率は、この時点で達成さ
れる。入力駆動レベルが更に増大すると、ピーク増幅器
３２は重く動作（ｃｏｎｄｕｃｔ ｈｅａｖｉｌｙ）し
始める。ピーク増幅器３２は、更にアクティブになるに
つれてその出力電力を更に負荷に与えるが、他方で、そ
の出力電流はキャリア増幅器３０から見た有効負荷イン
ピーダンスを徐々に減少させ、より多くの電力を供給で
きるようにする。これは、第２の極端に達するまで続
く。この時点で、キャリア増幅器３０だけの出力電力の
４倍が負荷に与えられ、最大の効率が再び達成される。
動作の２つの極端な点の間の効率は、ピーク増幅器３２
に対するデューティファクタが比較的低いので、最大値
から若干減少するだけである。ドハティ型増幅器２８
は、通常のＢ級増幅器が飽和し始める時点を超えて６ｄ
Ｂの線形電力増幅を可能にし、この６ｄＢの拡張に対し
ては、増幅器の効率は最大の達成可能な線形効率の値に
近い値に維持される。
間にある動作点に対しては、ドハティ型増幅器は、次の
ように動作する。ピーク増幅器３２は、キャリア増幅器
３０がちょうど飽和し始める時点で動作を開始するよう
に設計されている。最大線形効率は、この時点で達成さ
れる。入力駆動レベルが更に増大すると、ピーク増幅器
３２は重く動作（ｃｏｎｄｕｃｔ ｈｅａｖｉｌｙ）し
始める。ピーク増幅器３２は、更にアクティブになるに
つれてその出力電力を更に負荷に与えるが、他方で、そ
の出力電流はキャリア増幅器３０から見た有効負荷イン
ピーダンスを徐々に減少させ、より多くの電力を供給で
きるようにする。これは、第２の極端に達するまで続
く。この時点で、キャリア増幅器３０だけの出力電力の
４倍が負荷に与えられ、最大の効率が再び達成される。
動作の２つの極端な点の間の効率は、ピーク増幅器３２
に対するデューティファクタが比較的低いので、最大値
から若干減少するだけである。ドハティ型増幅器２８
は、通常のＢ級増幅器が飽和し始める時点を超えて６ｄ
Ｂの線形電力増幅を可能にし、この６ｄＢの拡張に対し
ては、増幅器の効率は最大の達成可能な線形効率の値に
近い値に維持される。
【００２２】次に図４においては、マイクロ波ドハティ
型増幅器４０の一般的なブロック図が示されており、入
力直角ハイブリッド・ネットワーク４２と、キャリア増
幅器３０と、ピーク増幅器３２と、マイクロ波ドハティ
型ネットワーク６４と、出力整合ネットワーク６６とが
含まれている。キャリア増幅器３０は、金属半導体電界
効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）デバイス４８に結合
された入力整合ネットワーク４４を備えている。ＭＥＳ
ＦＥＴデバイス４８の出力は、無効負荷インピーダンス
・ネットワーク５４と、第２次高調波同調ネットワーク
５６と、１／４波長インピーダンス整合ネットワークと
も称されるマイクロ波ドハティ型ネットワーク６４とに
接続されている。ピーク増幅器３２は、ＭＥＳＦＥＴデ
バイス５０に結合された入力整合ネットワーク４６を備
えている。ＭＥＳＦＥＴデバイス５０の出力は、無効負
荷インピーダンス・ネットワーク６０と、第２次高調波
同調ネットワーク６２と、マイクロ波ドハティ型ネット
ワーク６４と、出力整合ネットワーク６６とに接続され
ている。
型増幅器４０の一般的なブロック図が示されており、入
力直角ハイブリッド・ネットワーク４２と、キャリア増
幅器３０と、ピーク増幅器３２と、マイクロ波ドハティ
型ネットワーク６４と、出力整合ネットワーク６６とが
含まれている。キャリア増幅器３０は、金属半導体電界
効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）デバイス４８に結合
された入力整合ネットワーク４４を備えている。ＭＥＳ
ＦＥＴデバイス４８の出力は、無効負荷インピーダンス
・ネットワーク５４と、第２次高調波同調ネットワーク
５６と、１／４波長インピーダンス整合ネットワークと
も称されるマイクロ波ドハティ型ネットワーク６４とに
接続されている。ピーク増幅器３２は、ＭＥＳＦＥＴデ
バイス５０に結合された入力整合ネットワーク４６を備
えている。ＭＥＳＦＥＴデバイス５０の出力は、無効負
荷インピーダンス・ネットワーク６０と、第２次高調波
同調ネットワーク６２と、マイクロ波ドハティ型ネット
ワーク６４と、出力整合ネットワーク６６とに接続され
ている。
【００２３】入力直角ハイブリッド・ネットワーク４２
の機能は、マイクロ波ドハティ型増幅器４０に５０Ωの
システム・インピーダンスで供給された入力電力を、シ
ステム・インピーダンスにおいて２つの等しい振幅ポー
トに、それらの間に１／４（９０度）の位相差があるよ
うに、分割することである。この機能を実行する帯域制
限回路には、この技術分野でよく知られた例を挙げれ
ば、ブランチト・ライン・カプラ（ｂｒａｎｃｈｅｄ−
ｌｉｎｅ ｃｏｕｐｌｅｒ）やラットレース・ハイブリ
ッド（ｒａｔ−ｒａｃｅ ｈｙｂｒｉｄ）など多くの種
類がある。この特定の要求を達成する更に広い帯域素子
は、マイクロ波産業の多くの製造業者から入手可能であ
る。
の機能は、マイクロ波ドハティ型増幅器４０に５０Ωの
システム・インピーダンスで供給された入力電力を、シ
ステム・インピーダンスにおいて２つの等しい振幅ポー
トに、それらの間に１／４（９０度）の位相差があるよ
うに、分割することである。この機能を実行する帯域制
限回路には、この技術分野でよく知られた例を挙げれ
ば、ブランチト・ライン・カプラ（ｂｒａｎｃｈｅｄ−
ｌｉｎｅ ｃｏｕｐｌｅｒ）やラットレース・ハイブリ
ッド（ｒａｔ−ｒａｃｅ ｈｙｂｒｉｄ）など多くの種
類がある。この特定の要求を達成する更に広い帯域素子
は、マイクロ波産業の多くの製造業者から入手可能であ
る。
【００２４】同一の入力整合ネットワーク４４、４６
が、ＭＥＳＦＥＴ能動デバイス４８、５０の入力端子イ
ンピーダンスを５０Ωに変換する役割を負っている。こ
れらの回路はマイクロ波ドハティ型増幅器の動作の所望
の高い線形効率を得るのには必須ではないが、その構成
によって、結果として、入力におけるはるかに少ない反
射電力でより多くの段ゲインが得られる。要求される変
換は、この技術分野の実務家には周知の標準的マイクロ
波設計技術を用いて実現される。特に、一体化された
（ｌｕｍｐｅｄ）無効成分（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔｓ）（インダクタ及びキャパシタ）と分散
素子（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）と
が用いられて、帯域通過インピーダンス整合フィルタが
作られる。このネットワークが果たすもう１つの機能
は、能動ＭＥＳＦＥＴデバイス４８、５０の入力端子に
バイアス電圧を導くことである。この経路は、バイアス
電圧にほとんどゼロの抵抗値を与えると共に、ＲＦ信号
経路から孤立して所望の動作点が信号電流ピーク上で揺
らぐことを防止しなければならない。上述の帯域通過イ
ンピーダンス整合フィルタの設計は、これらの要求も満
たさなければならない。
が、ＭＥＳＦＥＴ能動デバイス４８、５０の入力端子イ
ンピーダンスを５０Ωに変換する役割を負っている。こ
れらの回路はマイクロ波ドハティ型増幅器の動作の所望
の高い線形効率を得るのには必須ではないが、その構成
によって、結果として、入力におけるはるかに少ない反
射電力でより多くの段ゲインが得られる。要求される変
換は、この技術分野の実務家には周知の標準的マイクロ
波設計技術を用いて実現される。特に、一体化された
（ｌｕｍｐｅｄ）無効成分（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔｓ）（インダクタ及びキャパシタ）と分散
素子（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）と
が用いられて、帯域通過インピーダンス整合フィルタが
作られる。このネットワークが果たすもう１つの機能
は、能動ＭＥＳＦＥＴデバイス４８、５０の入力端子に
バイアス電圧を導くことである。この経路は、バイアス
電圧にほとんどゼロの抵抗値を与えると共に、ＲＦ信号
経路から孤立して所望の動作点が信号電流ピーク上で揺
らぐことを防止しなければならない。上述の帯域通過イ
ンピーダンス整合フィルタの設計は、これらの要求も満
たさなければならない。
【００２５】能動ＭＥＳＦＥＴデバイス４８、５０は、
増幅を達成するのに用いられる３つの端子デバイスを担
当する。関心対象であるマイクロ波周波数において十分
なゲインを有していれば、任意のタイプを使用してかま
わない。現在の技術水準においては、最も適切なタイプ
の能動素子は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ＭＯＳＦＥＴ
である。一般に、このデバイスは、出力端子において最
小（理想的にはゼロ）の内部整合をもたなければならな
いが、要求される全体の出力電力の半分を提供するのに
十分に大きくなければならない。デバイス選択に関する
更なる要件は、入力から出力端子への動作供給バイアス
電圧の２倍よりも大きい程度の比較的高い電圧を耐える
能力と、カットアウト領域から外へ及びカットアウト領
域の上にありながら便利なゲインを実現する能力とであ
る。
増幅を達成するのに用いられる３つの端子デバイスを担
当する。関心対象であるマイクロ波周波数において十分
なゲインを有していれば、任意のタイプを使用してかま
わない。現在の技術水準においては、最も適切なタイプ
の能動素子は、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）ＭＯＳＦＥＴ
である。一般に、このデバイスは、出力端子において最
小（理想的にはゼロ）の内部整合をもたなければならな
いが、要求される全体の出力電力の半分を提供するのに
十分に大きくなければならない。デバイス選択に関する
更なる要件は、入力から出力端子への動作供給バイアス
電圧の２倍よりも大きい程度の比較的高い電圧を耐える
能力と、カットアウト領域から外へ及びカットアウト領
域の上にありながら便利なゲインを実現する能力とであ
る。
【００２６】無効負荷インピーダンス・ネットワーク５
４、６０は、能動デバイス４８、５０の出力端子に存在
するキャパシタンスを解消する役割を果たす。このネッ
トワーク５４、６０は、デバイス４８、５０からのすべ
ての分散インダクタンスを最小化しなければならず、他
方で、これを用いて能動デバイス４８、５０の出力端子
に印加される直流バイアス電圧に対してＲＦ孤立経路を
与える。これは、ＲＦ経路における最小のフィルタリン
グをもって達成されなければならず、さもなければ、マ
イクロ波ドハティ型増幅器の動作に必須である負荷イン
ピーダンス変換が損なわれる。これを達成する単純な方
法は、それぞれの能動デバイス４８、５０の出力端子に
おいてシャント・インダクタ又は１／４波長ラインを用
いることである。両方のネットワークは、それぞれの端
子において同一のインピーダンスを与えるように設計さ
れている。マイクロ波ドハティ型増幅器４０のマルチ・
トーン動作にほとんど特有の更なる要件は、情報帯域幅
内外のすべてのベースバンド周波数に対してゼロ・イン
ピーダンスが維持されるように、付属のネットワークを
通過する直流バイアス電圧が与えられなければならな
い。これは、ゼロ・インピーダンスで信号経路の外側の
すべてのＲＦ周波数を終端させることに関するこの技術
分野で周知の標準的な実務を超えて相互変調ひずみを最
小にするために要求される。
４、６０は、能動デバイス４８、５０の出力端子に存在
するキャパシタンスを解消する役割を果たす。このネッ
トワーク５４、６０は、デバイス４８、５０からのすべ
ての分散インダクタンスを最小化しなければならず、他
方で、これを用いて能動デバイス４８、５０の出力端子
に印加される直流バイアス電圧に対してＲＦ孤立経路を
与える。これは、ＲＦ経路における最小のフィルタリン
グをもって達成されなければならず、さもなければ、マ
イクロ波ドハティ型増幅器の動作に必須である負荷イン
ピーダンス変換が損なわれる。これを達成する単純な方
法は、それぞれの能動デバイス４８、５０の出力端子に
おいてシャント・インダクタ又は１／４波長ラインを用
いることである。両方のネットワークは、それぞれの端
子において同一のインピーダンスを与えるように設計さ
れている。マイクロ波ドハティ型増幅器４０のマルチ・
トーン動作にほとんど特有の更なる要件は、情報帯域幅
内外のすべてのベースバンド周波数に対してゼロ・イン
ピーダンスが維持されるように、付属のネットワークを
通過する直流バイアス電圧が与えられなければならな
い。これは、ゼロ・インピーダンスで信号経路の外側の
すべてのＲＦ周波数を終端させることに関するこの技術
分野で周知の標準的な実務を超えて相互変調ひずみを最
小にするために要求される。
【００２７】第２次高調波整合ネットワーク５６、６２
は、（理想的には）ゼロのインピーダンスを、能動デバ
イス４８、５０の出力端子において、設計周波数の第２
次高調波に提供する。これらはマイクロ波ドハティ型増
幅器４０の動作には必須ではないが、電流の第２次高調
波成分を、周知のＢ級理論に従って能動デバイス４８、
５０内に反射させることによって、全体的な効率を向上
させるために用いられる。
は、（理想的には）ゼロのインピーダンスを、能動デバ
イス４８、５０の出力端子において、設計周波数の第２
次高調波に提供する。これらはマイクロ波ドハティ型増
幅器４０の動作には必須ではないが、電流の第２次高調
波成分を、周知のＢ級理論に従って能動デバイス４８、
５０内に反射させることによって、全体的な効率を向上
させるために用いられる。
【００２８】マイクロ波ドハティ型ネットワーク６４
が、マイクロ波ドハティ型増幅器４０の中で最も重要な
機能を実行する。このネットワーク６４は、Ｂ級動作を
している場合に能動デバイス４８、５０の最適負荷イン
ピーダンスに等しい特性インピーダンスを有する相互分
散ネットワークである。Ｒ／２とＲとの間から２ＲとＲ
との間までのすべてのインピーダンスに対するスムーズ
なインピーダンス変換を確実にするために、低い損失が
維持されなければならない。ただし、ここでＲは能動デ
バイス４８、５０の負荷線インピーダンスである。Ｒの
実部及び（もしあれば）無効部分の両方が、ネットワー
ク６４によって変換される。しかし、分散ネットワーク
が用いられれば無効部分も同様に変換するので、ここで
はＲの実部（Ｒｅ）だけを考察する。
が、マイクロ波ドハティ型増幅器４０の中で最も重要な
機能を実行する。このネットワーク６４は、Ｂ級動作を
している場合に能動デバイス４８、５０の最適負荷イン
ピーダンスに等しい特性インピーダンスを有する相互分
散ネットワークである。Ｒ／２とＲとの間から２ＲとＲ
との間までのすべてのインピーダンスに対するスムーズ
なインピーダンス変換を確実にするために、低い損失が
維持されなければならない。ただし、ここでＲは能動デ
バイス４８、５０の負荷線インピーダンスである。Ｒの
実部及び（もしあれば）無効部分の両方が、ネットワー
ク６４によって変換される。しかし、分散ネットワーク
が用いられれば無効部分も同様に変換するので、ここで
はＲの実部（Ｒｅ）だけを考察する。
【００２９】出力整合ネットワーク６６は、マイクロ波
ドハティ型ネットワーク６４の負荷端部でのインピーダ
ンスを、マイクロ波ドハティ型増幅器４０の出力端子で
のシステム・インターフェースによって要求されるノミ
ナルでの５０Ωに変換する。入力整合ネットワーク４
４、４６のように、出力整合ネットワークは、マイクロ
波技術のどの実務家にも周知の技術を用いて設計され、
実現される。このネットワークの合成においては低い損
失が望まれ、回路の残り部分から得られる効率と電力出
力とが維持される。
ドハティ型ネットワーク６４の負荷端部でのインピーダ
ンスを、マイクロ波ドハティ型増幅器４０の出力端子で
のシステム・インターフェースによって要求されるノミ
ナルでの５０Ωに変換する。入力整合ネットワーク４
４、４６のように、出力整合ネットワークは、マイクロ
波技術のどの実務家にも周知の技術を用いて設計され、
実現される。このネットワークの合成においては低い損
失が望まれ、回路の残り部分から得られる効率と電力出
力とが維持される。
【００３０】更に図４において、マイクロ波ドハティ型
増幅器４０回路への入力電力は、入力直角ハイブリッド
・ネットワーク４２の入力端子に与えられる。そこか
ら、入力信号は、入力直角ハイブリッド・ネットワーク
４２の２つの出力ポート４３、４５に存在する２つの信
号に分割され、これらの信号は９０度の位相差を有し、
入力整合ネットワーク４４、４６それぞれの入力端子に
接続される。入力直角ハイブリッド・ネットワーク４２
の残りの出力ポート４１は、ポート４３、４５からの反
射信号を散逸させる５０Ωの抵抗によって内部的又は外
部的に終端されたものと仮定される。入力整合ネットワ
ーク４４の出力において位相が進んでいるポート４３
は、キャリア増幅器能動デバイス４８の入力に接続され
る。−ＶＧＣ及び−ＶＧＰのバイアス電圧結合変圧器５
３、４７は、減結合キャパシタ４９、５１それぞれによ
ってシャントされ、そのバイアス電圧は、入力インピー
ダンス整合ネットワーク４４、４６を介して、能動デバ
イス４８、５０それぞれの入力端子に印加される。同様
に、入力整合ネットワーク４６の出力は、ピーク増幅器
３２能動デバイス５０の入力に接続される。両方の能動
デバイス４８、５０の共通端子はシャーシに接地される
が、これは、この技術において周知の標準的な通常の構
成である（カソード、エミッタ、又はソース）。
増幅器４０回路への入力電力は、入力直角ハイブリッド
・ネットワーク４２の入力端子に与えられる。そこか
ら、入力信号は、入力直角ハイブリッド・ネットワーク
４２の２つの出力ポート４３、４５に存在する２つの信
号に分割され、これらの信号は９０度の位相差を有し、
入力整合ネットワーク４４、４６それぞれの入力端子に
接続される。入力直角ハイブリッド・ネットワーク４２
の残りの出力ポート４１は、ポート４３、４５からの反
射信号を散逸させる５０Ωの抵抗によって内部的又は外
部的に終端されたものと仮定される。入力整合ネットワ
ーク４４の出力において位相が進んでいるポート４３
は、キャリア増幅器能動デバイス４８の入力に接続され
る。−ＶＧＣ及び−ＶＧＰのバイアス電圧結合変圧器５
３、４７は、減結合キャパシタ４９、５１それぞれによ
ってシャントされ、そのバイアス電圧は、入力インピー
ダンス整合ネットワーク４４、４６を介して、能動デバ
イス４８、５０それぞれの入力端子に印加される。同様
に、入力整合ネットワーク４６の出力は、ピーク増幅器
３２能動デバイス５０の入力に接続される。両方の能動
デバイス４８、５０の共通端子はシャーシに接地される
が、これは、この技術において周知の標準的な通常の構
成である（カソード、エミッタ、又はソース）。
【００３１】ＭＥＳＦＥＴ能動デバイス４８、５０の出
力端子は、無効負荷（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｌｏａｄ）イ
ンピーダンス・ネットワーク５４、６０それぞれの入力
端子及び第２次高調波同調ネットワーク５６、６２それ
ぞれの入力端子に接続される。第２次高調波同調ネット
ワーク５６、６２は、端子の第２の組がないので、接地
への１ポート回路を表す。同様に、無効負荷インピーダ
ンス・ネットワーク５４、６０は、バイパス・キャパシ
タ５２、５８を介してＲＦ接地に結合された端部を有し
ているが、また、設計周波数における有効な１ポート・
ネットワークである。動作＋ＶDDバイアス電圧６８が、
上述の無効負荷インピーダンス・ネットワーク５４、６
０を介して供給される。キャリア増幅器能動デバイス４
８の出力は、マイクロ波ドハティ型ネットワーク６４の
入力端子６３に接続され、他方で、ピーク増幅器能動デ
バイス５０の出力は、マイクロ波ドハティ型ネットワー
ク６４の他方の端子６５と出力整合ネットワーク６６の
入力とに同時に接続される。マイクロ波ドハティ型増幅
器４０の出力電力は、出力整合ネットワーク６６の出力
端子から取られる。
力端子は、無効負荷（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｌｏａｄ）イ
ンピーダンス・ネットワーク５４、６０それぞれの入力
端子及び第２次高調波同調ネットワーク５６、６２それ
ぞれの入力端子に接続される。第２次高調波同調ネット
ワーク５６、６２は、端子の第２の組がないので、接地
への１ポート回路を表す。同様に、無効負荷インピーダ
ンス・ネットワーク５４、６０は、バイパス・キャパシ
タ５２、５８を介してＲＦ接地に結合された端部を有し
ているが、また、設計周波数における有効な１ポート・
ネットワークである。動作＋ＶDDバイアス電圧６８が、
上述の無効負荷インピーダンス・ネットワーク５４、６
０を介して供給される。キャリア増幅器能動デバイス４
８の出力は、マイクロ波ドハティ型ネットワーク６４の
入力端子６３に接続され、他方で、ピーク増幅器能動デ
バイス５０の出力は、マイクロ波ドハティ型ネットワー
ク６４の他方の端子６５と出力整合ネットワーク６６の
入力とに同時に接続される。マイクロ波ドハティ型増幅
器４０の出力電力は、出力整合ネットワーク６６の出力
端子から取られる。
【００３２】マイクロ波ドハティ型ネットワーク６４に
よって与えられるキャリア増幅器３０からの信号に対す
る更なる９０度の遅延によって、既に９０度遅延したピ
ーク増幅器３２からの信号が出力整合ネットワーク６６
の入力において可法的位相で再結合する。これは、（上
述したように）全体のマイクロ波ドハティ型増幅器４０
に対する最大線形出力電力の条件でキャリア増幅器３０
とピーク増幅器３２との両方によって有効Ｒ／２負荷が
見られる点である。ピーク増幅器３２の導通程度の関数
としてのマイクロ波ドハティ型ネットワーク６４によっ
て提供されるキャリア増幅器３０への変換作用は、１／
４波長ラインの内在的な性質として当業者には知られて
いる。
よって与えられるキャリア増幅器３０からの信号に対す
る更なる９０度の遅延によって、既に９０度遅延したピ
ーク増幅器３２からの信号が出力整合ネットワーク６６
の入力において可法的位相で再結合する。これは、（上
述したように）全体のマイクロ波ドハティ型増幅器４０
に対する最大線形出力電力の条件でキャリア増幅器３０
とピーク増幅器３２との両方によって有効Ｒ／２負荷が
見られる点である。ピーク増幅器３２の導通程度の関数
としてのマイクロ波ドハティ型ネットワーク６４によっ
て提供されるキャリア増幅器３０への変換作用は、１／
４波長ラインの内在的な性質として当業者には知られて
いる。
【００３３】キャリア増幅器３０とピーク増幅器３２と
は、それぞれの入力端子においてバイアスされ、キャリ
ア能動デバイス４８はＢ級で又は若干ＡＢ級（この場合
は、ＡＢ級増幅器が入力信号の周期的な正弦的変動の１
８０度よりも大きく３６０度より小さく動作する）で動
作し、他方で、ピーク能動デバイス５０は、更にＢ級増
幅器で動作する。そのような動作に対する適切な−ＶＧ
Ｃバイアス及び−ＶＧＰバイアス４５、４７が、能動デ
バイス４８、５０のＩ−Ｖ特性から決定される。仮像高
電子移動性トランジスタ（ｐｓｅｕｄｏ−ｍｏｒｐｈｉ
ｃ ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ＝ＰＨＥＭＴ）の場合には、増幅器
が動作するのに十分なゲインを得るためにデバイスをＡ
Ｂ領域にバイアスする必要はなく、その結果として、そ
うでなければ動作効率を減少させながら散逸する直流電
力を著しく節約する。
は、それぞれの入力端子においてバイアスされ、キャリ
ア能動デバイス４８はＢ級で又は若干ＡＢ級（この場合
は、ＡＢ級増幅器が入力信号の周期的な正弦的変動の１
８０度よりも大きく３６０度より小さく動作する）で動
作し、他方で、ピーク能動デバイス５０は、更にＢ級増
幅器で動作する。そのような動作に対する適切な−ＶＧ
Ｃバイアス及び−ＶＧＰバイアス４５、４７が、能動デ
バイス４８、５０のＩ−Ｖ特性から決定される。仮像高
電子移動性トランジスタ（ｐｓｅｕｄｏ−ｍｏｒｐｈｉ
ｃ ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ＝ＰＨＥＭＴ）の場合には、増幅器
が動作するのに十分なゲインを得るためにデバイスをＡ
Ｂ領域にバイアスする必要はなく、その結果として、そ
うでなければ動作効率を減少させながら散逸する直流電
力を著しく節約する。
【００３４】次に、図５においては、マイクロ波ドハテ
ィ型増幅器７０の好適実施例が示されている。マイクロ
波ドハティ型増幅器７０の実施例は、帯域を制限された
設計で、結果として１３００ＭＨｚにおいて最適な動作
をする。入力直角ハイブリッド・ネットワーク４２は、
標準的な−３ｄＢの広帯域ストリップライン・カプラを
備えている。これは、米国ニューヨーク州ロングアイラ
ンドのプレーンビューのＮａｒｄａ Ｍｉｃｒｏｗａｖ
ｅ社製造のモデル番号３０３２によって具体化される。
カプラ４２の４つのポートの１つは、外部の５０Ωの抵
抗によって終端され、直角ハイブリッド・ネットワーク
４２の出力ポートにおける不整合によって生じる反射電
力を散逸させる。
ィ型増幅器７０の好適実施例が示されている。マイクロ
波ドハティ型増幅器７０の実施例は、帯域を制限された
設計で、結果として１３００ＭＨｚにおいて最適な動作
をする。入力直角ハイブリッド・ネットワーク４２は、
標準的な−３ｄＢの広帯域ストリップライン・カプラを
備えている。これは、米国ニューヨーク州ロングアイラ
ンドのプレーンビューのＮａｒｄａ Ｍｉｃｒｏｗａｖ
ｅ社製造のモデル番号３０３２によって具体化される。
カプラ４２の４つのポートの１つは、外部の５０Ωの抵
抗によって終端され、直角ハイブリッド・ネットワーク
４２の出力ポートにおける不整合によって生じる反射電
力を散逸させる。
【００３５】図４の入力整合回路４４、４６は、図５の
場合には省略されている。その代わりに、入力直角ハイ
ブリッド・ネットワーク４２からの０度及びー９０度の
出力が、バイアス・ティー（ｂｉａｓ ｔｅｅ）７６、
７８それぞれに結合され、これらは、−ＶＧＣ及び−Ｖ
ＧＰバイアス電圧４５、４７を信号ライン上にのせるよ
うに機能する。用いられる結合メカニズムは、２つのセ
ミリジッド０．１４１インチの直径の同軸送信ライン７
２、７４であり、これらの長さは等しい。
場合には省略されている。その代わりに、入力直角ハイ
ブリッド・ネットワーク４２からの０度及びー９０度の
出力が、バイアス・ティー（ｂｉａｓ ｔｅｅ）７６、
７８それぞれに結合され、これらは、−ＶＧＣ及び−Ｖ
ＧＰバイアス電圧４５、４７を信号ライン上にのせるよ
うに機能する。用いられる結合メカニズムは、２つのセ
ミリジッド０．１４１インチの直径の同軸送信ライン７
２、７４であり、これらの長さは等しい。
【００３６】バイアス・ティー７６、７８からの出力
は、次に、更に０．１４１インチの直径のセミリジッド
同軸送信ライン８０、８２を用いて、能動デバイス４
８、５０が取り付けられているＲＦテスト・フィクスチ
ャ８４に結合される。これらの送信ラインも等しい長さ
を有している。バイアス・ティー７６、７８は、カリフ
ォルニア州パロアルトのヒューレットパカード社製造の
モデル番号１１６１２によって実現される。テスト・フ
ィクスチャ８４は、幅が２４ミルの薄膜のＴａ／Ｎｉ／
Ｗ／Ａｕ導電性マイクロストリップ・ラインが上にプリ
ントされている２５ミル厚の９９．６％の純度のアルミ
ナ（Ａｌ2０3）の基板上で終端されるマイクロ波同軸コ
ネクタを備えている。これらのラインは、マイクロ波同
軸コネクタからのマイクロ波信号を、能動デバイス４
８、５０が設けられているセンターバーまで移動させる
機能を有する。能動デバイス４８、５０への、また能動
デバイス４８、５０からの接続は、マイクロ波集積回路
技術では通常の実務である１ミルの直径のＡｕワイアに
よるサーモソニック・ボンディングによってなされる。
は、次に、更に０．１４１インチの直径のセミリジッド
同軸送信ライン８０、８２を用いて、能動デバイス４
８、５０が取り付けられているＲＦテスト・フィクスチ
ャ８４に結合される。これらの送信ラインも等しい長さ
を有している。バイアス・ティー７６、７８は、カリフ
ォルニア州パロアルトのヒューレットパカード社製造の
モデル番号１１６１２によって実現される。テスト・フ
ィクスチャ８４は、幅が２４ミルの薄膜のＴａ／Ｎｉ／
Ｗ／Ａｕ導電性マイクロストリップ・ラインが上にプリ
ントされている２５ミル厚の９９．６％の純度のアルミ
ナ（Ａｌ2０3）の基板上で終端されるマイクロ波同軸コ
ネクタを備えている。これらのラインは、マイクロ波同
軸コネクタからのマイクロ波信号を、能動デバイス４
８、５０が設けられているセンターバーまで移動させる
機能を有する。能動デバイス４８、５０への、また能動
デバイス４８、５０からの接続は、マイクロ波集積回路
技術では通常の実務である１ミルの直径のＡｕワイアに
よるサーモソニック・ボンディングによってなされる。
【００３７】能動デバイス４８、５０には、マサチュー
セッツ州アンドーバーのレイセオン社製造のＭＥＳＦＥ
Ｔを使用する。導電性エポキシを用いてＲＦフィクスチ
ャ８４内の除去可能なセンターバー上に設けられるこれ
らの離散デバイスは、０．５μｍのゲート長をもつ６つ
の１００μｍ幅のゲート・フィンガを有している。これ
らのデバイスを製造するのには空間をブリッジするソー
スからゲートへの配置が用いられる。それぞれの１００
μｍセルは、５μｍのソース・ドレイン幅で５０μｍの
チャネル間の離間を有する。５×１０17原子／ｃｍ３で
ドーピングされたメサを有するオフセット・ダブル・リ
セス・ゲートがこのプロセスでは標準的であり、ソース
及びドレイン・バーは、それぞれ幅が２０μｍと３０μ
ｍとである。
セッツ州アンドーバーのレイセオン社製造のＭＥＳＦＥ
Ｔを使用する。導電性エポキシを用いてＲＦフィクスチ
ャ８４内の除去可能なセンターバー上に設けられるこれ
らの離散デバイスは、０．５μｍのゲート長をもつ６つ
の１００μｍ幅のゲート・フィンガを有している。これ
らのデバイスを製造するのには空間をブリッジするソー
スからゲートへの配置が用いられる。それぞれの１００
μｍセルは、５μｍのソース・ドレイン幅で５０μｍの
チャネル間の離間を有する。５×１０17原子／ｃｍ３で
ドーピングされたメサを有するオフセット・ダブル・リ
セス・ゲートがこのプロセスでは標準的であり、ソース
及びドレイン・バーは、それぞれ幅が２０μｍと３０μ
ｍとである。
【００３８】単純化のために、図４で示した無効負荷イ
ンピーダンス・ネットワーク５４、６０と第２次高調波
同調ネットワーク５６、６２とはこの好適実施例では省
略されている。各ＭＥＳＦＥＴ能動デバイス４８、５０
の出力端子への＋ＶＤＤバイアスは、カリフォルニア州
パロアルトのヒューレットパカード社製造のモデル番号
１１６１２の別のバイアス・ティー８６によって与えら
れ、このバイアス・ティー８６は、マイクロ波ドハティ
型増幅器７０の出力を提供する。
ンピーダンス・ネットワーク５４、６０と第２次高調波
同調ネットワーク５６、６２とはこの好適実施例では省
略されている。各ＭＥＳＦＥＴ能動デバイス４８、５０
の出力端子への＋ＶＤＤバイアスは、カリフォルニア州
パロアルトのヒューレットパカード社製造のモデル番号
１１６１２の別のバイアス・ティー８６によって与えら
れ、このバイアス・ティー８６は、マイクロ波ドハティ
型増幅器７０の出力を提供する。
【００３９】次に図５及び図６を参照すると、図６に
は、２５ミル厚の９９．６％の純度の１ピースのアルミ
ナ上に実現されているマイクロ波ドハティ型ネットワー
ク６４と出力整合ネットワーク６６とが示されている。
更なる長さを有する５０Ωのラインが基板上にプリント
されていることによって、接続がＲＦフィクスチャ８４
上に正しく配列される。マイクロ波ドハティ型ネットワ
ーク６４は、２４ミル幅で７０６ミルの長さの単一５０
Ωマイクロストリップ送信ラインを備えている。任意の
長さの２５Ωマイクロストリップ送信ライン６５が、次
に、３５Ω出力整合ネットワーク６６の中に結合され、
このネットワークは、５０Ωのシステム・インピーダン
スへの必要なインピーダンス変換を提供する。出力整合
ネットワーク６６は、４５ミル幅で６８６ミルの長さの
単一３５Ωマイクロストリップ送信ラインを備えた１／
４波長変圧器として実現されている。２５Ωのラインを
除いては、これらの長さはすべてこの技術分野における
標準的な実務に従って計算されおり、ほぼ１３００ＭＨ
ｚの設計周波数での１／４波長を表す。図６は、アルミ
ナ基板材料６７を製造する歳に用いられる作業のコンピ
ュータによるプロットを表す。
は、２５ミル厚の９９．６％の純度の１ピースのアルミ
ナ上に実現されているマイクロ波ドハティ型ネットワー
ク６４と出力整合ネットワーク６６とが示されている。
更なる長さを有する５０Ωのラインが基板上にプリント
されていることによって、接続がＲＦフィクスチャ８４
上に正しく配列される。マイクロ波ドハティ型ネットワ
ーク６４は、２４ミル幅で７０６ミルの長さの単一５０
Ωマイクロストリップ送信ラインを備えている。任意の
長さの２５Ωマイクロストリップ送信ライン６５が、次
に、３５Ω出力整合ネットワーク６６の中に結合され、
このネットワークは、５０Ωのシステム・インピーダン
スへの必要なインピーダンス変換を提供する。出力整合
ネットワーク６６は、４５ミル幅で６８６ミルの長さの
単一３５Ωマイクロストリップ送信ラインを備えた１／
４波長変圧器として実現されている。２５Ωのラインを
除いては、これらの長さはすべてこの技術分野における
標準的な実務に従って計算されおり、ほぼ１３００ＭＨ
ｚの設計周波数での１／４波長を表す。図６は、アルミ
ナ基板材料６７を製造する歳に用いられる作業のコンピ
ュータによるプロットを表す。
【００４０】５０Ωのインピーダンス・ラインがこの好
適実施例の製作には用いられるが、これは、用いられる
６００μｍのＭＥＳＦＥＴのＢ級負荷ラインがこの点で
最適化されるからである。デバイスの正規化された負荷
ラインのインピーダンス（単位面積当たりＲ）に対して
は、デバイスに与えられる要求される負荷ラインのイン
ピーダンスは要求される出力電力に比例して減少する。
負荷ラインのインピーダンス（Ｒ）は、ここでは、能動
デバイスに与えられた際にそのデバイスに対する最大の
電力出力効率を結果的に生じるインピーダンスとして定
義される。一般に、マイクロ波ドハティ型ネットワーク
６４の設計は概算される必要があるが、これは、内在的
に相互作用を行う寄生成分である３ポート・ネットワー
クを表すからであり、それぞれの負荷がうまく定義でき
ない（ｎｏｔ ｗｅｌｌ−ｄｅｆｉｎｅｄ）からであ
る。この技術分野の当業者に知られているマイクロ波設
計技術が、ネットワークがピーク増幅器デバイス５０の
出力において相互に接続される場所で遭遇する相互作用
を保証するのに用いられる。
適実施例の製作には用いられるが、これは、用いられる
６００μｍのＭＥＳＦＥＴのＢ級負荷ラインがこの点で
最適化されるからである。デバイスの正規化された負荷
ラインのインピーダンス（単位面積当たりＲ）に対して
は、デバイスに与えられる要求される負荷ラインのイン
ピーダンスは要求される出力電力に比例して減少する。
負荷ラインのインピーダンス（Ｒ）は、ここでは、能動
デバイスに与えられた際にそのデバイスに対する最大の
電力出力効率を結果的に生じるインピーダンスとして定
義される。一般に、マイクロ波ドハティ型ネットワーク
６４の設計は概算される必要があるが、これは、内在的
に相互作用を行う寄生成分である３ポート・ネットワー
クを表すからであり、それぞれの負荷がうまく定義でき
ない（ｎｏｔ ｗｅｌｌ−ｄｅｆｉｎｅｄ）からであ
る。この技術分野の当業者に知られているマイクロ波設
計技術が、ネットワークがピーク増幅器デバイス５０の
出力において相互に接続される場所で遭遇する相互作用
を保証するのに用いられる。
【００４１】次に図７及び図８を参照すると、マイクロ
波ドハティ型増幅器７０の実施例（図７）の１３００Ｍ
Ｈｚの連続波（ＣＷ）の駆動の下での線形動作が、入力
電力（ｄＢｍ）を横軸に出力電力（ｄＢｍ）を縦軸にし
て図７に示され、入力電力（ｄＢｍ）を横軸に効率
（％）を縦軸にして図８に示されている。４ｄＢの比較
的一定の効率の領域が図８の２３ｄＢｍから１９ｄＢｍ
の入力電力において見られる。１ｄｂの圧縮点での電力
入力は、効率が５８％で２３ｄＢｍ（あるいは２００ｍ
Ｗ）である。４４％よりも上の効率が、２３ｄＢｍ出力
電力での１ｄｂの圧縮点から測定したほぼ８ｄＢの範囲
において維持される。従来型のＢ級動作する増幅器は、
マイクロ波ドハティ型増幅器７０ほどよくは、その効率
を出力電力の関数として維持しない。Ｂ級増幅器におい
て出力電力が減少する際には、効率もまた、２の平方根
分の１の関係で減少する。大量のＴ／Ｒモジュール素子
を有するテーパ状の整相列アンテナの場合のように増幅
されるべき信号の入力電力レベルが変動し得る場合に
は、マイクロ波ドハティ型増幅器は、従来のＢ級増幅器
に比べて著しい利点を有する。
波ドハティ型増幅器７０の実施例（図７）の１３００Ｍ
Ｈｚの連続波（ＣＷ）の駆動の下での線形動作が、入力
電力（ｄＢｍ）を横軸に出力電力（ｄＢｍ）を縦軸にし
て図７に示され、入力電力（ｄＢｍ）を横軸に効率
（％）を縦軸にして図８に示されている。４ｄＢの比較
的一定の効率の領域が図８の２３ｄＢｍから１９ｄＢｍ
の入力電力において見られる。１ｄｂの圧縮点での電力
入力は、効率が５８％で２３ｄＢｍ（あるいは２００ｍ
Ｗ）である。４４％よりも上の効率が、２３ｄＢｍ出力
電力での１ｄｂの圧縮点から測定したほぼ８ｄＢの範囲
において維持される。従来型のＢ級動作する増幅器は、
マイクロ波ドハティ型増幅器７０ほどよくは、その効率
を出力電力の関数として維持しない。Ｂ級増幅器におい
て出力電力が減少する際には、効率もまた、２の平方根
分の１の関係で減少する。大量のＴ／Ｒモジュール素子
を有するテーパ状の整相列アンテナの場合のように増幅
されるべき信号の入力電力レベルが変動し得る場合に
は、マイクロ波ドハティ型増幅器は、従来のＢ級増幅器
に比べて著しい利点を有する。
【００４２】次に図９及び図１０を参照すると、２トー
ン動作に対するマイクロ波ドハティ型増幅器７０の性能
は更に著しいが、これは、能動デバイス４８、５０で等
しいストレス・レベルを維持するためには、トーン当た
りの平均入力駆動電力を減少しなければならないからで
ある。Ｂ級増幅器は、完全な線形出力を与える場合でも
効率は減少して動作する。合理的な線形性を達成するに
は、Ｂ級増幅器を効率が最大になる１ｄＢのＣＷ圧縮レ
ベルの３ｄＢ〜７ｄＢ下で動作させることが必要にな
る。しかし、マイクロ波ドハティ型増幅器７０は、キャ
リア増幅器の能動デバイス４８が飽和し始める地点を超
えた４ｄＢの延長のために、それほどには急速に効率を
失わない。能動デバイス４８のこの飽和は、マイクロ波
ドハティ型ネットワーク６４とピーク増幅器の能動デバ
イス５０との組合わされた作用と、Ｂ級増幅器（図示せ
ず）に関して図８に示した効率対入力電力の２の平方根
分の１の割合での減少勾配とによるものである。図９
は、相互変調ひずみ（ｄＢｃ）レベル対入力電力（ｄＢ
ｃ）のグラフを示している。２トーン条件下での効率
（％）対相互変調ひずみ（ｄＢｃ）のグラフは図１０に
示してある。マルチトーンの入力駆動条件下では、マイ
クロ波ドハティ型増幅器７０は、１０ｄＢ程度だけ完全
な出力からバックオフされた場合でもＢ級増幅器と比べ
て優れた効率特性を示す。現代のデジタル変調技術で
は、マイクロ波ドハティ型増幅器４０、７０による取り
扱いに適した極端に複雑なマルチトーンの信号を生じる
ことがしばしばある。
ン動作に対するマイクロ波ドハティ型増幅器７０の性能
は更に著しいが、これは、能動デバイス４８、５０で等
しいストレス・レベルを維持するためには、トーン当た
りの平均入力駆動電力を減少しなければならないからで
ある。Ｂ級増幅器は、完全な線形出力を与える場合でも
効率は減少して動作する。合理的な線形性を達成するに
は、Ｂ級増幅器を効率が最大になる１ｄＢのＣＷ圧縮レ
ベルの３ｄＢ〜７ｄＢ下で動作させることが必要にな
る。しかし、マイクロ波ドハティ型増幅器７０は、キャ
リア増幅器の能動デバイス４８が飽和し始める地点を超
えた４ｄＢの延長のために、それほどには急速に効率を
失わない。能動デバイス４８のこの飽和は、マイクロ波
ドハティ型ネットワーク６４とピーク増幅器の能動デバ
イス５０との組合わされた作用と、Ｂ級増幅器（図示せ
ず）に関して図８に示した効率対入力電力の２の平方根
分の１の割合での減少勾配とによるものである。図９
は、相互変調ひずみ（ｄＢｃ）レベル対入力電力（ｄＢ
ｃ）のグラフを示している。２トーン条件下での効率
（％）対相互変調ひずみ（ｄＢｃ）のグラフは図１０に
示してある。マルチトーンの入力駆動条件下では、マイ
クロ波ドハティ型増幅器７０は、１０ｄＢ程度だけ完全
な出力からバックオフされた場合でもＢ級増幅器と比べ
て優れた効率特性を示す。現代のデジタル変調技術で
は、マイクロ波ドハティ型増幅器４０、７０による取り
扱いに適した極端に複雑なマルチトーンの信号を生じる
ことがしばしばある。
【００４３】本発明の発明思想から離れることなく、多
くの修正及び改変が可能であることは当業者には明らか
であろう。たとえば、増幅器回路での所望の点において
位相が組合わされた信号を作り出す複数位相の構成に関
して複数の組み替えが可能であろう。上述した位相関係
の任意のものをピーク側又はキャリア側のいずれに関し
て９０度の任意の奇数倍が許容されることが明らかであ
る。また、入力整合ネットワーク４４、４６等の上述の
任意のネットワークは、当業者が容易に知り得る手段に
よって実現し得ることは明らかである。また、図４に示
した素子のすべてがこの発明思想を実現するのに必須で
あるわけではないことは特に述べた。しかし、ある種の
応用例では、様々な素子によって、マイクロ波ドハティ
型増幅器の基本的な動作が強化され得る。
くの修正及び改変が可能であることは当業者には明らか
であろう。たとえば、増幅器回路での所望の点において
位相が組合わされた信号を作り出す複数位相の構成に関
して複数の組み替えが可能であろう。上述した位相関係
の任意のものをピーク側又はキャリア側のいずれに関し
て９０度の任意の奇数倍が許容されることが明らかであ
る。また、入力整合ネットワーク４４、４６等の上述の
任意のネットワークは、当業者が容易に知り得る手段に
よって実現し得ることは明らかである。また、図４に示
した素子のすべてがこの発明思想を実現するのに必須で
あるわけではないことは特に述べた。しかし、ある種の
応用例では、様々な素子によって、マイクロ波ドハティ
型増幅器の基本的な動作が強化され得る。
発明の概要の項で述べた以外の本発明の特徴及び利点は
図面を参照することによって明らかになる。
図面を参照することによって明らかになる。
【図１】従来技術による真空管ドハティ型増幅器の回路
を示す。
を示す。
【図２】ピーク出力電力における動作を図解するのに用
いられるドハティ型増幅器の単純化したブロック図であ
る。
いられるドハティ型増幅器の単純化したブロック図であ
る。
【図３】低い入力信号レベルにおける動作を図解するの
に用いられるドハティ型増幅器の単純化したブロック図
である。
に用いられるドハティ型増幅器の単純化したブロック図
である。
【図４】マイクロ波ドハティ型増幅器の一般的なブロッ
ク図である。
ク図である。
【図５】本発明のマイクロ波ドハティ型増幅器の好適実
施例である。
施例である。
【図６】２５ミルのアルミナ基板上に作成されたマイク
ロ波ドハティ型ネットワークと出力整合ネットワークと
の上からの図である。
ロ波ドハティ型ネットワークと出力整合ネットワークと
の上からの図である。
【図７】マイクロ波ドハティ型増幅器の線形性を示す、
出力電力（ｄＢｍ）対入力電力（ｄＢｍ）のグラフであ
る。
出力電力（ｄＢｍ）対入力電力（ｄＢｍ）のグラフであ
る。
【図８】１９ｄＢｍ〜２３ｄＢｍの範囲の入力電力の関
数として効率の相対インピーダンスを示す、マイクロ波
ドハティ型増幅器に対する効率（％）対入力電力（ｄＢ
ｍ）のグラフである。
数として効率の相対インピーダンスを示す、マイクロ波
ドハティ型増幅器に対する効率（％）対入力電力（ｄＢ
ｍ）のグラフである。
【図９】マイクロ波ドハティ型増幅器に対する線形動作
領域を示す、２つの等しい振幅入力駆動信号に対する相
互変調ひずみ（ｄＢｃ）対入力電力（ｄＢｍ）のグラフ
である。
領域を示す、２つの等しい振幅入力駆動信号に対する相
互変調ひずみ（ｄＢｃ）対入力電力（ｄＢｍ）のグラフ
である。
【図１０】与えられた相互変調ひずみの割合において、
Ｂ級増幅器と比較した場合のマイクロ波ドハティ型増幅
器を用いて得られる改善された効率を示す、マイクロ波
ドハティ型増幅器及び典型的なＢ級増幅器（マイクロ波
ドハティ型増幅器と等しいサイズのＭＥＳＦＥＴを用い
る）に対する、効率（％）対相互変調ひずみのグラフで
ある。
Ｂ級増幅器と比較した場合のマイクロ波ドハティ型増幅
器を用いて得られる改善された効率を示す、マイクロ波
ドハティ型増幅器及び典型的なＢ級増幅器（マイクロ波
ドハティ型増幅器と等しいサイズのＭＥＳＦＥＴを用い
る）に対する、効率（％）対相互変調ひずみのグラフで
ある。
Claims (69)
- 【請求項１】 マイクロ波周波数増幅器であって、 入力信号に結合され、この矩象作成手段からの第１の出
力信号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を
作成する手段と、 前記矩象作成手段からの前記第１の出力信号を増幅する
キャリア増幅器手段と、 前記矩象作成手段からの前記第２の出力信号を増幅する
ピーク増幅器手段と、 前記キャリア増幅器手段の出力と前記ピーク増幅器手段
の出力との間に結合されており、前記キャリア増幅器手
段の前記出力の位相を前記ピーク増幅器手段の前記出力
に対して制御することによって、前記キャリア増幅器手
段の出力と前記ピーク増幅器手段の出力とが加法的な位
相で組み合わされ、更に、前記キャリア増幅器手段に提
供された見かけの負荷へのインピーダンス変換動作を、
前記ピーク増幅器手段の導通程度の関数として提供する
分散ライン手段と、 前記位相制御手段と前記ピーク増幅器手段の前記出力と
に結合され、当該マイクロ波周波数増幅器の所定の出力
インピーダンスを発生する手段と、 を含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 該マイクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複
数のマイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とす
るマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記入力信号が、マルチキャリア信号を含むことを特徴
とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項４】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記入力信号が、振幅が変動する連続な単一キャリアを
含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項５】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記入力信号が、各キャリア信号の振幅が変動するマル
チキャリア信号を含むことを特徴とするマイクロ波周波
数増幅器。 - 【請求項６】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記キャリア増幅器手段が、ガリウムヒ素半導体デバイ
スを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項７】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記ピーク増幅器手段が、ガリウムヒ素半導体デバイス
を含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項８】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記分散ライン手段が、１／４波変圧器を含むことを特
徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項９】 請求項１記載のマイクロ波周波数増幅器
において、 前記ピーク増幅器手段の前記導通程度は、前記ピーク増
幅器手段に印加された所定の制御入力に対する、前記矩
象作成手段からの前記第２の出力信号の入力駆動レベル
によって決定されることを特徴とするマイクロ波周波数
増幅器。 - 【請求項１０】 マイクロ波周波数増幅器であって、 入力信号に結合され、この矩象作成手段からの第１の出
力信号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を
作成する手段と、 前記第１の出力信号を増幅する手段と、 前記第１の出力信号と前記第１の出力信号増幅手段との
間に結合され、前記第１の出力信号増幅手段の入力での
インピーダンスを前記第１の出力信号の出力インピーダ
ンスに整合させる第１の手段と、 前記第２の出力信号を増幅する手段と、 前記第２の出力信号と前記第２の出力信号増幅手段との
間に結合され、前記第２の出力信号増幅手段の入力での
インピーダンスを前記第２の出力信号の出力インピーダ
ンスに整合させる第２の手段と、 前記第１の整合手段に結合され、前記第１の出力信号増
幅手段の制御入力をバイアスする手段と、 前記第２の整合手段に結合され、前記第２の出力信号増
幅手段の制御入力をバイアスする手段と、 前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合されており、前記第１の
出力信号増幅手段の前記出力の位相を前記第２の出力信
号増幅手段の前記出力に対して制御することによって、
前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力とが加法的な位相で組み合わされ、更
に、前記第１の出力信号増幅手段に提供された見かけの
負荷へのインピーダンス変換動作を、前記第２の出力信
号増幅手段の導通程度の関数として提供する分散ライン
手段と、 前記位相制御手段と前記第２の出力信号増幅手段の前記
出力とに結合され、当該マイクロ波周波数増幅器の所定
の出力インピーダンスを発生する手段と、 を含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項１１】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 該マイクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複
数のマイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とす
るマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項１２】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、マルチキャリア信号を含むことを特徴
とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項１３】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、振幅が変動する連続な単一キャリアを
含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項１４】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、各キャリア信号の振幅が変動するマル
チキャリア信号を含むことを特徴とするマイクロ波周波
数増幅器。 - 【請求項１５】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の出力信号増幅手段が、ガリウムヒ素半導体デ
バイスを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項１６】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段が、ガリウムヒ素半導体デ
バイスを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項１７】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記分散ライン手段が、１／４波変圧器を含むことを特
徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項１８】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記所定の出力インピーダンス発生手段が、１／４波変
圧器に接続された伝送ラインを含むことを特徴とするマ
イクロ波周波数増幅器。 - 【請求項１９】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段の前記導通程度は、前記第
２の出力信号増幅手段に印加された前記制御入力に対す
る入力駆動レベルによって決定されることを特徴とする
マイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２０】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、前記第１の整合手段と前記第２の整合手
段とが、それぞれ、伝送ラインを含む ことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２１】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記バイアス手段が、バイアス・ティーを含むことを特
徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２２】 請求項１０記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記所定の出力インピーダンス発生手段が、前記第１の
出力信号増幅手段と前記第２の出力信号増幅手段とに対
して動作電圧源を提供することを特徴とするマイクロ波
周波数増幅器。 - 【請求項２３】 マイクロ波周波数増幅器であって、 入力信号に結合され、この矩象作成手段からの第１の出
力信号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を
作成する手段と、 前記第１の出力信号を増幅する手段と、 前記第１の出力信号と前記第１の出力信号増幅手段との
間に結合され、前記第１の出力信号増幅手段の入力での
インピーダンスを前記第１の出力信号の出力インピーダ
ンスに整合させる第１の手段と、 前記第２の出力信号を増幅する手段と、 前記第２の出力信号と前記第２の出力信号増幅手段との
間に結合され、前記第２の出力信号増幅手段の入力での
インピーダンスを前記第２の出力信号の出力インピーダ
ンスに整合させる第２の手段と、 前記第１の整合手段に結合され、前記第１の出力信号増
幅手段の制御入力をバイアスする手段と、 前記第２の整合手段に結合され、前記第２の出力信号増
幅手段の制御入力をバイアスする手段と、 前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合されており、前記第１の
出力信号増幅手段の前記出力の位相を前記第２の出力信
号増幅手段の前記出力に対して制御することによって、
前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力とが加法的な位相で組み合わされ、更
に、前記第１の出力信号増幅手段に提供された見かけの
負荷へのインピーダンス変換動作を、前記第２の出力信
号増幅手段の導通程度の関数として提供する分散ライン
手段と、 前記位相制御手段と前記第２の出力信号増幅手段の前記
出力とに結合され、出力整合ネットワークを提供する手
段と、 前記第１の出力信号増幅手段の出力に結合され、該第１
の出力信号増幅手段の出力に存在するキャパシタンスを
解消する第１の無効ネットワーク手段と、 前記第２の出力信号増幅手段の出力に結合され、該第２
の出力信号増幅手段の出力に存在するキャパシタンスを
解消する第２の無効ネットワーク手段と、 を含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２４】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 該マイクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複
数のマイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とす
るマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２５】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、マルチキャリア信号を含むことを特徴
とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２６】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、振幅が変動する連続な単一キャリアを
含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項２７】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、各キャリア信号の振幅が変動するマル
チキャリア信号を含むことを特徴とするマイクロ波周波
数増幅器。 - 【請求項２８】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の出力信号増幅手段が、ガリウムヒ素半導体デ
バイスを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項２９】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段が、ガリウムヒ素半導体デ
バイスを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項３０】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記出力整合ネットワークが、所定の出力インピーダン
スを提供することを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項３１】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段の前記導通程度は、前記第
２の出力信号増幅手段に印加された前記所定の制御入力
に対する入力駆動レベルによって決定されることを特徴
とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３２】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の整合手段と前記第２の整合手段とが、それぞ
れ、帯域通過ネットワークを含むことを特徴とするマイ
クロ波周波数増幅器。 - 【請求項３３】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記バイアス手段が、バイアス電圧を含むことを特徴と
するマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３４】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の出力信号増幅手段に対する電圧源が、前記第
１の無効ネットワーク手段に結合していることを特徴と
するマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３５】 請求項２３記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段に対する電圧源が、前記第
２の無効ネットワーク手段に結合していることを特徴と
するマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３６】 マイクロ波周波数増幅器であって、 入力信号に結合され、この矩象作成手段からの第１の出
力信号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を
作成する手段と、 前記第１の出力信号を増幅する手段と、 前記第１の出力信号と前記第１の出力信号増幅手段との
間に結合され、前記第１の出力信号増幅手段の入力での
インピーダンスを前記第１の出力信号の出力インピーダ
ンスに整合させる第１の手段と、 前記第２の出力信号を増幅する手段と、 前記第２の出力信号と前記第２の出力信号増幅手段との
間に結合され、前記第２の出力信号増幅手段の入力での
インピーダンスを前記第２の出力信号の出力インピーダ
ンスに整合させる第２の手段と、 前記第１の整合手段に結合され、前記第１の出力信号増
幅手段の制御入力をバイアスする手段と、 前記第２の整合手段に結合され、前記第２の出力信号増
幅手段の制御入力をバイアスする手段と、 前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合されており、前記第１の
出力信号増幅手段の前記出力の位相を前記第２の出力信
号増幅手段の前記出力に対して制御することによって、
前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力とが加法的な位相で組み合わされ、更
に、前記第１の出力信号増幅手段に提供された見かけの
負荷へのインピーダンス変換動作を、前記第２の出力信
号増幅手段の導通程度の関数として提供する分散ライン
手段と、 前記位相制御手段と前記第２の出力信号増幅手段の前記
出力とに結合され、出力整合ネットワークを提供する手
段と、 前記第１の出力信号増幅手段の出力に結合され、該第１
の出力信号増幅手段の出力に存在するキャパシタンスを
解消する第１の無効ネットワーク手段と、 前記第２の出力信号増幅手段の出力に結合され、該第２
の出力信号増幅手段の出力に存在するキャパシタンスを
解消する第２の無効ネットワーク手段と、 前記第１の出力信号増幅手段の出力に結合され、該第１
の出力信号増幅手段の出力における設計周波数の第２次
高調波にゼロのインピーダンスを提供する手段と、 前記第２の出力信号増幅手段の出力に結合され、該第２
の出力信号増幅手段の出力における設計周波数の第２次
高調波にゼロのインピーダンスを提供する手段と、 を含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３７】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 該マイクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複
数のマイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とす
るマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３８】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、マルチキャリア信号を含むことを特徴
とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項３９】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、振幅が変動する連続な単一キャリアを
含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項４０】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記入力信号が、各キャリア信号の振幅が変動するマル
チキャリア信号を含むことを特徴とするマイクロ波周波
数増幅器。 - 【請求項４１】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の出力信号増幅手段が、ガリウムヒ素半導体デ
バイスを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項４２】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段が、ガリウムヒ素半導体デ
バイスを含むことを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項４３】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記出力整合ネットワークが、所定の出力インピーダン
スを提供することを特徴とするマイクロ波周波数増幅
器。 - 【請求項４４】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段の前記導通程度は、前記第
２の出力信号増幅手段に印加された前記制御入力に対す
る入力駆動レベルによって決定されることを特徴とする
マイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項４５】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の整合手段と前記第２の整合手段とが、それぞ
れ、帯域通過ネットワークを含むことを特徴とするマイ
クロ波周波数増幅器。 - 【請求項４６】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記バイアス手段が、バイアス電圧を含むことを特徴と
するマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項４７】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第１の出力信号増幅手段に対する電圧源が、前記第
１の無効ネットワーク手段に結合していることを特徴と
するマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項４８】 請求項３６記載のマイクロ波周波数増
幅器において、 前記第２の出力信号増幅手段に対する電圧源が、前記第
２の無効ネットワーク手段に結合していることを特徴と
するマイクロ波周波数増幅器。 - 【請求項４９】 効率の高いマイクロ波周波数増幅器を
動作させる方法であって、 入力信号に結合された矩象作成手段からの第１の出力信
号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を提供
するステップと、 前記矩象作成手段からの前記第１の出力信号をキャリア
増幅器手段を用いて増幅するステップと、 前記矩象作成手段からの前記第２の出力信号をピーク増
幅器手段を用いて増幅するステップと、 前記キャリア増幅器手段の出力と前記ピーク増幅器手段
の出力との間に結合された分散ライン手段によって、前
記キャリア増幅器手段の前記出力の位相を前記ピーク増
幅器手段の前記出力に対して制御することによって、前
記キャリア増幅器手段の出力と前記ピーク増幅器手段の
出力とが加法的な位相で組み合わされ、更に、前記分散
ライン手段が、前記キャリア増幅器手段に提供された見
かけの負荷へのインピーダンス変換動作を、前記ピーク
増幅器手段の導通程度の関数として提供するステップ
と、 前記位相制御手段と前記ピーク増幅器手段の前記出力と
に結合された手段によって、前記マイクロ波周波数増幅
器の所定の出力インピーダンスを発生するステップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５０】 請求項４９記載の方法において、該マ
イクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複数の
マイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とする方
法。 - 【請求項５１】 請求項４９記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段がマ
ルチキャリア信号を有する入力信号に結合されるステッ
プを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５２】 請求項４９記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段が振
幅が変動する連続な単一キャリアを有する入力信号に結
合されるステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５３】 請求項４９記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段が各
キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信号を含
む入力信号に結合されるステップを含むことを特徴とす
る方法。 - 【請求項５４】 請求項４９記載の方法において、前記
第１の出力信号を増幅する前記ステップが、ガリウムヒ
素半導体デバイスを動作させるステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項５５】 請求項４９記載の方法において、前記
第２の出力信号を増幅する前記ステップが、ガリウムヒ
素半導体デバイスを動作させるステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項５６】 効率性と線形性とが改善されたマイク
ロ波周波数増幅器を動作させる方法であって、 入力信号に結合された矩象作成手段からの第１の出力信
号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を提供
するステップと、 前記第１の出力信号を増幅するステップと、 前記第１の出力信号と前記第１の出力信号増幅手段との
間に結合された第１の整合手段を用いて、前記第１の出
力信号増幅手段の入力でのインピーダンスを前記第１の
出力信号の出力インピーダンスに整合させるステップ
と、 前記第２の出力信号を増幅するステップと、 前記第２の出力信号と前記第２の出力信号増幅手段との
間に結合された第２の整合手段を用いて、前記第２の出
力信号増幅手段の入力でのインピーダンスを前記第２の
出力信号の出力インピーダンスに整合させるステップ
と、 前記第１の整合手段に結合された手段を用いて、前記第
１の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスするステッ
プと、 前記第２の整合手段に結合された手段を用いて、前記第
２の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスするステッ
プと、 前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合された分散ライン手段に
よって、前記第１の出力信号増幅手段の前記出力の位相
を前記第２の出力信号増幅手段の前記出力に対して制御
することによって、前記第１の出力信号増幅手段の出力
と前記第２の出力信号増幅手段の出力とが加法的な位相
で組み合わされ、更に、前記分散ライン手段が、前記第
１の出力信号増幅手段に提供された見かけの負荷へのイ
ンピーダンス変換動作を、前記第２の出力信号増幅手段
の導通程度の関数として提供するステップと、 前記位相制御手段と前記第２の出力信号増幅手段の前記
出力とに結合された手段によって、前記マイクロ波周波
数増幅器の所定の出力インピーダンスを発生するステッ
プと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５７】 請求項５６記載の方法において、該マ
イクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複数の
マイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とする方
法。 - 【請求項５８】 請求項５６記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段がマ
ルチキャリア信号を有する入力信号に結合されるステッ
プを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５９】 請求項５６記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段が振
幅が変動する連続な単一キャリアを有する入力信号に結
合されるステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項６０】 請求項５６記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段が各
キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信号を含
む入力信号に結合されるステップを含むことを特徴とす
る方法。 - 【請求項６１】 請求項５６記載の方法において、前記
第１の出力信号を増幅する前記ステップが、ガリウムヒ
素半導体デバイスを動作させるステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項６２】 請求項５６記載の方法において、前記
第２の出力信号を増幅する前記ステップが、ガリウムヒ
素半導体デバイスを動作させるステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項６３】 効率性と線形性とが改善されたマイク
ロ波周波数増幅器を動作させる方法であって、 入力信号に結合された矩象作成手段からの第１の出力信
号と第２の出力信号との間に広帯域上で矩象関係を提供
するステップと、 前記第１の出力信号を増幅するステップと、 前記第１の出力信号と前記第１の出力信号増幅手段との
間に結合された第１の整合手段を用いて、前記第１の出
力信号増幅手段の入力でのインピーダンスを前記第１の
出力信号の出力インピーダンスに整合させるステップ
と、 前記第２の出力信号を増幅するステップと、 前記第２の出力信号と前記第２の出力信号増幅手段との
間に結合された第２の整合手段を用いて、前記第２の出
力信号増幅手段の入力でのインピーダンスを前記第２の
出力信号の出力インピーダンスに整合させるステップ
と、 前記第１の整合手段に結合された手段を用いて、前記第
１の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスするステッ
プと、 前記第２の整合手段に結合された手段を用いて、前記第
２の出力信号増幅手段の制御入力をバイアスするステッ
プと、 前記第１の出力信号増幅手段の出力と前記第２の出力信
号増幅手段の出力との間に結合された分散ライン手段に
よって、前記第１の出力信号増幅手段の前記出力の位相
を前記第２の出力信号増幅手段の前記出力に対して制御
することによって、前記第１の出力信号増幅手段の出力
と前記第２の出力信号増幅手段の出力とが加法的な位相
で組み合わされ、更に、前記分散ライン手段が、前記第
１の出力信号増幅手段に提供された見かけの負荷へのイ
ンピーダンス変換動作を、前記第２の出力信号増幅手段
の導通程度の関数として提供するステップと、 前記位相制御手段と前記第２の出力信号増幅手段の前記
出力とに結合された手段によって、前記マイクロ波周波
数増幅器の所定の出力インピーダンスを発生するステッ
プと、 前記第１の出力信号増幅手段の出力に結合された第１の
無効ネットワーク手段によって、該第１の出力信号増幅
手段の出力に存在するキャパシタンスを解消するステッ
プと、 前記第２の出力信号増幅手段の出力に結合された第２の
無効ネットワーク手段によって、該第２の出力信号増幅
手段の出力に存在するキャパシタンスを解消するステッ
プと、 前記第１の出力信号増幅手段の出力に結合された手段に
よって、該第１の出力信号増幅手段の出力における設計
周波数の第２次高調波にゼロのインピーダンスを提供す
るステップと、 前記第２の出力信号増幅手段の出力に結合された手段に
よって、該第２の出力信号増幅手段の出力における設計
周波数の第２次高調波にゼロのインピーダンスを提供す
るステップと、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項６４】 請求項６３記載の方法において、該マ
イクロ波周波数増幅器が、１３００ＭＨｚを含む複数の
マイクロ波周波数に亘って動作することを特徴とする方
法。 - 【請求項６５】 請求項６３記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段がマ
ルチキャリア信号を有する入力信号に結合されるステッ
プを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項６６】 請求項６３記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段が振
幅が変動する連続な単一キャリアを有する入力信号に結
合されるステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項６７】 請求項６３記載の方法において、矩象
関係を提供する前記ステップが、前記矩象作成手段が各
キャリア信号の振幅が変動するマルチキャリア信号を含
む入力信号に結合されるステップを含むことを特徴とす
る方法。 - 【請求項６８】 請求項６３記載の方法において、前記
第１の出力信号を増幅する前記ステップが、ガリウムヒ
素半導体デバイスを動作させるステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項６９】 請求項６４記載の方法において、前記
第２の出力信号を増幅する前記ステップが、ガリウムヒ
素半導体デバイスを動作させるステップを含むことを特
徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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