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JP2008135829A - Power amplifying circuit - Google Patents

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JP2008135829A
JP2008135829A JP2006318621A JP2006318621A JP2008135829A JP 2008135829 A JP2008135829 A JP 2008135829A JP 2006318621 A JP2006318621 A JP 2006318621A JP 2006318621 A JP2006318621 A JP 2006318621A JP 2008135829 A JP2008135829 A JP 2008135829A
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Japan
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amplifier
fundamental wave
respect
signal
power
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JP2006318621A
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Japanese (ja)
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Masayuki Tsujita
雅之 辻田
Hidenori Takahashi
英紀 高橋
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Japan Radio Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0294Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers using vector summing of two or more constant amplitude phase-modulated signals

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a matter that a compensation reactance component has an adverse effect on the high frequency matching conditions of a class F amplifier to cause fall off of efficiency when a high efficiency linear amplifier is implemented by combining a Chirex combiner and a class F amplifier. <P>SOLUTION: A LINC amplifier 100 functioning as a power amplifier has an LINC signal separation circuit 10, a delay unit 12, a phase shifter 14, and a power amplifier IC 40. The power amplifier IC 40 has matching circuits 32 and 34, FETs 16 and 18, transmission lines 22 and 24, a λ/8 open stub 26 connected with the transmission line 22 and a 3λ/8 open stub 28 connected with the transmission line 24. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波電力を増幅する増幅器に関し、特に高周波信号を振幅一定で位相差を有する二つの信号に分離する分配器と、分配器で分離された二つの信号をそれぞれ増幅する増幅器と、増幅器で増幅された信号を伝送する伝送線路と、それぞれ増幅された信号を合成する合成器と、を有する電力増幅回路に関する。   The present invention relates to an amplifier that amplifies high-frequency power, and in particular, a distributor that separates a high-frequency signal into two signals having a constant amplitude and a phase difference, an amplifier that amplifies each of the two signals separated by the distributor, and an amplifier The present invention relates to a power amplifying circuit having a transmission line for transmitting the signal amplified in (1) and a combiner for synthesizing the amplified signals.

高周波電力を増幅する無線装置において、その電力の大部分は高出力が求められる電力増幅器で消費され、送信電力に変換されないエネルギーは熱として消費される。電力増幅器の発熱量が大きくなることは、放熱フィンなどを設ける必要があり小型化が難しいという問題がある。   In a wireless device that amplifies high-frequency power, most of the power is consumed by a power amplifier that requires high output, and energy that is not converted into transmission power is consumed as heat. Increasing the amount of heat generated by the power amplifier has a problem that it is difficult to reduce the size because it is necessary to provide heat radiating fins.

高効率な線形増幅器を実現する手段の一つとしてLINC(Linear Amplification with Nonlinear Components)方式による飽和増幅器を用いた増幅回路が知られている。LINC方式増幅器では、入力信号Vinを位相の異なる二つの定振幅信号V1,V2に分離し、分離した信号をそれぞれ飽和増幅器で増幅して出力端で合成すると、位相が異なるため振幅変動する信号として出力され、Vinを線形増幅した信号と等価な信号が得られる。   As one of means for realizing a high-efficiency linear amplifier, an amplification circuit using a saturation amplifier by a LINC (Linear Amplification with Nonlinear Components) system is known. In the LINC amplifier, when the input signal Vin is separated into two constant amplitude signals V1 and V2 having different phases, and the separated signals are amplified by the saturation amplifiers and synthesized at the output end, the signals are changed in amplitude because the phases are different. A signal equivalent to a signal obtained by linearly amplifying Vin is obtained.

図5には、LINC方式増幅器300の構成が示されている。LINC方式増幅器300は、LINC信号分離回路10と、FET16,18と、伝送線路22,24とを有している。LINC信号分離回路10に入力されたVin信号は、V1信号とV2信号に分離される。分離されたV1信号はFET16のゲートに入力され、同様にしてV2信号はFET18のゲートに入力され、ドレイン端からλ/4長離れた位置に合成点23が設けられ、合成された信号がVoutから出力される。   FIG. 5 shows the configuration of the LINC amplifier 300. The LINC amplifier 300 includes a LINC signal separation circuit 10, FETs 16 and 18, and transmission lines 22 and 24. The Vin signal input to the LINC signal separation circuit 10 is separated into a V1 signal and a V2 signal. The separated V1 signal is inputted to the gate of the FET 16, the V2 signal is inputted to the gate of the FET 18 in the same manner, a synthesis point 23 is provided at a position λ / 4 long away from the drain end, and the synthesized signal is Vout. Is output from.

図6には、図5に示したLINC信号分離回路10から出力されたV1信号とV2信号と、Voutから出力されるVomと、の関係が示されている。LINC方式増幅器300は飽和増幅器であるFET素子を二つ用いてエンベローブが変化する信号を増幅する。二つのFET16,18には、位相角φmずらした一定の振幅(VomPEP(Peak Envelope Power))の信号であるV1信号とV2信号が入力される。以下に各信号の関係式を示す。   FIG. 6 shows the relationship between the V1 signal and the V2 signal output from the LINC signal separation circuit 10 shown in FIG. 5, and Vom output from Vout. The LINC amplifier 300 amplifies a signal whose envelope changes using two FET elements which are saturation amplifiers. The two FETs 16 and 18 are supplied with a V1 signal and a V2 signal which are signals having a constant amplitude (VomPEP (Peak Envelope Power)) shifted by a phase angle φm. The relational expression of each signal is shown below.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

LINC方式増幅器300は、FETによる飽和動作の増幅後、合成点で合成された二つの信号の位相関係によって振幅が変動するVom信号を出力する。二つのFET16,18は常に飽和動作しているため、それぞれの効率は非常に高い。次に、Vom信号の関係式を示す。   The LINC amplifier 300 outputs a Vom signal whose amplitude varies depending on the phase relationship between the two signals synthesized at the synthesis point after amplification of the saturation operation by the FET. Since the two FETs 16 and 18 always operate in saturation, the respective efficiencies are very high. Next, a relational expression of the Vom signal is shown.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

図7には、二つのFETの出力位相が異なる場合の処理が示されている。二つのFETの出力信号の位相が一致している場合には全ての電力が出力されるが、位相が異なる場合は、出力側と伝送線路側に電力が分配されることになる。例えば、出力位相が異なる場合のV1信号とV2信号の関係は以下の式で表される。   FIG. 7 shows processing when the output phases of the two FETs are different. When the phases of the output signals of the two FETs match, all the power is output. However, when the phases are different, the power is distributed to the output side and the transmission line side. For example, the relationship between the V1 signal and the V2 signal when the output phases are different is expressed by the following equation.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

ここで、信号eは逆相であるから、図5の合成点23ではインピーダンスが0となり、合成点23から電気長λ/4離れたFETのドレイン端では、インピーダンスは無限大となり、信号eの電力消費が0となる。ただし、この時のインピーダンスは、純抵抗として無限大にはならず、信号eの大きさに応じて、リアクタンス成分を持つことになる。このため、電力消費が“0”とならず、効率の低下を招くという問題があった。そこで、非特許文献1には、このリアクタンス成分をキャンセルし、純抵抗成分に見せかける技術が示されている。   Here, since the signal e is out of phase, the impedance is 0 at the synthesis point 23 in FIG. 5, and the impedance is infinite at the drain end of the FET that is away from the synthesis point 23 by the electrical length λ / 4. Power consumption becomes zero. However, the impedance at this time does not become infinite as a pure resistance, but has a reactance component according to the magnitude of the signal e. For this reason, there is a problem that the power consumption does not become “0” and the efficiency is lowered. Therefore, Non-Patent Document 1 discloses a technique that cancels this reactance component and makes it appear as a pure resistance component.

図8には、上記問題を解決するために、LINC信号分離回路10で分離された信号をそれぞれ入力するFET16,18の後段に+jBs素子42、−jBs素子44を付加したChirex合成器400が示されている。   FIG. 8 shows a Chirex synthesizer 400 in which a + jBs element 42 and a −jBs element 44 are added to the subsequent stage of the FETs 16 and 18 for inputting the signals separated by the LINC signal separation circuit 10 in order to solve the above problem. Has been.

また、特許文献1には、増幅器の効率を上げる別の回路構成としてF級増幅器が示されている。F級増幅器は、増幅用のFET等の出力端に、高周波信号のうち偶数次の高周波に対して短絡となり、奇数次の高周波信号に対して開放となる出力整合回路を有し、投入した電力をすべて基本波の高周波電力に変換するものである。   Patent Document 1 discloses a class F amplifier as another circuit configuration for increasing the efficiency of the amplifier. The class F amplifier has an output matching circuit at the output end of an amplifying FET or the like that is short-circuited to even-order high-frequency signals and open to odd-order high-frequency signals. Are converted into fundamental high-frequency power.

特開平11−112252号公報JP-A-11-112252 FREDERICK H.RAAB,“Efficiency of Outphasing RF Power−Amplifier Systems”IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS. VOL. COM−33,NO,10 OCTOBER 1985.1094ページ〜1099ページFREDERICK H. RAAB, “Efficiency of RF Power-Amplifier Systems”, IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS. VOL. COM-33, NO, 10 OCTOBER 1985. 1094-1099

上述したChirex合成器とF級増幅器とを組み合わせて、高効率な線形増幅器を実現する場合、補償リアクタンス成分がF級増幅器の高周波整合条件に悪影響を及ぼし、効率が低下するという問題があった。   When a high-efficiency linear amplifier is realized by combining the above-mentioned Chirex synthesizer and a class F amplifier, there is a problem that the compensated reactance component adversely affects the high-frequency matching conditions of the class F amplifier and the efficiency is lowered.

そこで、本発明の目的は、高周波信号を二分配してそれぞれ増幅した後に合成して出力させる電力増幅器において、二分配された高周波信号の逆相成分である信号eに対して開放、高周波信号の2次高調波に対して短絡となる出力整合条件を満たし、簡単な回路で実現可能な電力増幅器を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a power amplifier that divides and amplifies a high-frequency signal, synthesizes and outputs the resultant signal, and releases the high-frequency signal from the signal e that is a reverse phase component of the bi-distributed high-frequency signal. An object of the present invention is to provide a power amplifier that satisfies an output matching condition that is short-circuited with respect to the second harmonic and can be realized with a simple circuit.

以上のような目的を達成するために、本発明に係る電力増幅回路は、高周波信号を振幅一定で位相差を有する二つの信号に分離する分配器と、分配器で分離された二つの信号をそれぞれ増幅する増幅器と、増幅器で増幅された信号を伝送する伝送線路と、それぞれ増幅された信号を合成する合成器と、を有する電力増幅回路において、伝送線路は、高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、基本波に対して3λ/8のオープンスタブを設けた第二の経路と、を有し、第一と第二の経路は、高周波信号の二倍波に対して短絡となり、基本波に対しては各増幅器の負荷リアクタンスを補償する補償リアクタンスを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a power amplifier circuit according to the present invention includes a distributor that separates a high-frequency signal into two signals having a constant amplitude and a phase difference, and two signals separated by the distributor. In a power amplifying circuit having an amplifier that amplifies, a transmission line that transmits a signal amplified by the amplifier, and a combiner that synthesizes the amplified signals, the transmission line is configured for a fundamental wave of a high-frequency signal. a first path provided with an open stub of λ / 8 and a second path provided with an open stub of 3λ / 8 for the fundamental wave, the first and second paths being a high-frequency signal The fundamental wave has a compensation reactance for compensating the load reactance of each amplifier.

また、本発明に係る電力増幅回路において、伝送線路は、高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、基本波に対してλ/4のショートスタブを設けた第二の経路と、を有することを特徴とする。   In the power amplifier circuit according to the present invention, the transmission line has a first path provided with an open stub of λ / 8 for the fundamental wave of the high frequency signal, and a short stub of λ / 4 for the fundamental wave. And a second path provided.

さらに、本発明に係る電力増幅回路において、分配器は、両経路間で発生する位相ずれ及び遅延差を補正する位相調整器と遅延器とを有することを特徴とする。   Furthermore, in the power amplifier circuit according to the present invention, the distributor includes a phase adjuster and a delay device that correct a phase shift and a delay difference generated between the two paths.

また、本発明に係る電力増幅ICは、高周波信号を振幅一定で位相差を有する二つの信号に分離する分配器で分離された二つの信号をそれぞれ増幅するFET素子と、FET素子で増幅された信号を伝送する伝送線路と、それぞれ増幅された信号を合成する合成器と、を有する電力増幅ICにおいて、伝送線路は、高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、基本波に対して3λ/8のオープンスタブを設けた第二の経路と、を有し、第一と第二の経路は、高周波信号の二倍波に対して短絡となり、基本波に対しては各増幅器の負荷リアクタンスを補償する補償リアクタンスを有することを特徴とする。   The power amplifier IC according to the present invention is a FET element that amplifies two signals separated by a distributor that separates a high-frequency signal into two signals having a constant amplitude and a phase difference, and is amplified by the FET element. In a power amplifier IC having a transmission line for transmitting a signal and a synthesizer for synthesizing the amplified signals, the transmission line is a first in which an open stub of λ / 8 is provided for a fundamental wave of a high-frequency signal. And a second path provided with an open stub of 3λ / 8 with respect to the fundamental wave, and the first and second paths are short-circuited with respect to the double wave of the high-frequency signal. It is characterized by having a compensating reactance that compensates for the load reactance of each amplifier with respect to the wave.

さらに、本発明に係る電力増幅ICにおいて、伝送線路は、高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、基本波に対してλ/4のショートスタブを設けた第二の経路と、を有することを特徴とする。   Furthermore, in the power amplifier IC according to the present invention, the transmission line has a first path provided with an open stub of λ / 8 for the fundamental wave of the high frequency signal, and a short stub of λ / 4 for the fundamental wave. And a second path provided.

本発明に係る電力増幅回路は、高周波信号を二分配してそれぞれ増幅した後に高周波信号の基本波に対して開放、高周波信号の2次高調波に対して短絡となる出力整合条件により、簡単な回路にてそれぞれ合成して出力することが可能となる。   The power amplifying circuit according to the present invention has a simple output matching condition in which a high-frequency signal is divided into two parts and amplified, and then open to the fundamental wave of the high-frequency signal and short-circuited to the second harmonic of the high-frequency signal. It is possible to synthesize and output each in the circuit.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1には、本発明に係る第1の実施形態である電力増幅器(LINC方式増幅器)の構成図が示されている。LINC方式増幅器100は、LINC信号分離回路10と、遅延器12と、移相器14と、電力増幅IC40と、を有している。また、電力増幅IC40は、整合回路32,34と、FET16,18と、伝送線路22,24と、伝送線路22に接続されたλ/8オープンスタブ26と、伝送線路24に接続された3λ/8オープンスタブ28と、を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a power amplifier (LINC amplifier) according to a first embodiment of the present invention. The LINC amplifier 100 includes a LINC signal separation circuit 10, a delay device 12, a phase shifter 14, and a power amplification IC 40. The power amplifier IC 40 includes matching circuits 32 and 34, FETs 16 and 18, transmission lines 22 and 24, a λ / 8 open stub 26 connected to the transmission line 22, and 3λ / 8 open stubs 28.

本実施形態で特徴的なことは、F級増幅器の二倍波処理回路を補償リアクタンスとして利用することである。一方の伝送線路22側は、基本波に対してλ/8のオープンスタブ26を用い、他方の伝送線路24側は、基本波に対して3λ/8のオープンスタブを用いている。この構成により、二倍波に対しては、両線路ともλ/4のオープンスタブと見え、基本波に対してはλ/8のオープンスタブ26は容量性に、3λ/8のオープンスタブ28は誘導性に見え、補償リアクタンスとして作動する。   What is characteristic in the present embodiment is that the double-frequency processing circuit of the class F amplifier is used as the compensation reactance. One transmission line 22 side uses a λ / 8 open stub 26 for the fundamental wave, and the other transmission line 24 side uses a 3λ / 8 open stub for the fundamental wave. With this configuration, both lines appear to be λ / 4 open stubs for the double wave, and for the fundamental wave, the λ / 8 open stub 26 is capacitive, and the 3λ / 8 open stub 28 is Looks inductive and acts as a compensating reactance.

ただし、それぞれのFETの特性のばらつき及びスタブ(λ/8と3λ/8の特性の違うスタブ)により、二つの線路間で位相ずれや遅延が発生するので、入力側に設けた遅延器12と移相器14にて調整を行う。また、伝送線路とオープンスタブ等は出力側の整合回路として機能する。   However, a phase shift or delay occurs between the two lines due to variations in characteristics of the FETs and stubs (stubs having different characteristics of λ / 8 and 3λ / 8). Adjustment is performed by the phase shifter 14. In addition, the transmission line and the open stub function as a matching circuit on the output side.

図2には、電力増幅IC40の概要が示されている。電力増幅IC40のゲート側にはそれぞれ整合回路32,34の一端が接続され、整合回路32,34の他端にはFET16,18のゲートが接続されている。また、FET16,18のドレイン側には伝送線路22,24が接続されている。伝送線路22,24にはそれぞれ、オープンスタブ26,28が設けられ、FETドレイン端からλ/4の距離に設けられた合成点23により二つの伝送線路が接続されている。さらに、伝送線路22,24の端部は電力増幅IC40のドレイン側端子に接続されている。なお、各素子間の接続は複数のワイヤーによって接続されている。   FIG. 2 shows an outline of the power amplifier IC 40. One end of the matching circuits 32 and 34 is connected to the gate side of the power amplifier IC 40, and the gates of the FETs 16 and 18 are connected to the other ends of the matching circuits 32 and 34. Transmission lines 22 and 24 are connected to the drain sides of the FETs 16 and 18. The transmission lines 22 and 24 are provided with open stubs 26 and 28, respectively, and the two transmission lines are connected by a synthesis point 23 provided at a distance of λ / 4 from the FET drain end. Further, the end portions of the transmission lines 22 and 24 are connected to the drain side terminal of the power amplifier IC 40. In addition, the connection between each element is connected by the some wire.

なお、図2に示すようなレイアウトの場合、上側に位置するFET16から合成点23までの位相及び遅延と、下側のFET18から合成点23までの位相及び遅延と、にずれが発生するので、本実施形態では、前段の入力側で位相及び遅延の調整を行っている。   In the case of the layout shown in FIG. 2, the phase and delay from the upper FET 16 to the synthesis point 23 and the phase and delay from the lower FET 18 to the synthesis point 23 cause a shift. In this embodiment, the phase and delay are adjusted on the input side of the previous stage.

図7に示すように、分離された二つの信号の位相が異なる場合、出力側と伝送線路側に電力が分配される。この場合、信号eは逆相であるから、合成点ではインピーダンスが0となり、合成点から電気長λ/4離れたFETのドレイン端では、インピーダンスは無限大となることで信号eに関しては電力消費が0となる。ただし、この時のインピーダンスは、純抵抗として無限大にならず、信号eの大きさに応じて、リアクタンス成分を持つことになる。   As shown in FIG. 7, when the two separated signals have different phases, power is distributed to the output side and the transmission line side. In this case, since the signal e is out of phase, the impedance is 0 at the synthesis point, and the impedance is infinite at the drain end of the FET that is away from the synthesis point by the electrical length λ / 4, so that the power consumption for the signal e Becomes 0. However, the impedance at this time does not become infinite as a pure resistance, but has a reactance component according to the magnitude of the signal e.

図8のChirex合成器において、アドミタンス成分の虚数部であるシャントサセプタンス(Bs)は、以下の式4で表すことができる。   In the Chirex synthesizer of FIG. 8, the shunt susceptance (Bs), which is the imaginary part of the admittance component, can be expressed by the following Equation 4.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

ここで、ノーマライズされたシャントサセプタンス(Bs’)は式5で表すことができる。   Here, the normalized shunt susceptance (Bs ′) can be expressed by Equation 5.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

また、効率ηは式6で表すことができる。   Further, the efficiency η can be expressed by Equation 6.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

ここで、伝送線路22,24に設けたオープンスタブのインピーダンスZinは、オープンスタブの電気長であるELと、オープンスタブの特性インピーダンスZ0によって表すことができる。よって、オープンスタブの入力アドミタンスYinが求まり、シャントサセプタンス(Bs)成分はアドミタンス成分の虚数部として表すことができる。以下に式7を示す。   Here, the impedance Zin of the open stub provided in the transmission lines 22 and 24 can be expressed by EL which is the electrical length of the open stub and the characteristic impedance Z0 of the open stub. Therefore, the input admittance Yin of the open stub is obtained, and the shunt susceptance (Bs) component can be expressed as an imaginary part of the admittance component. Equation 7 is shown below.

Figure 2008135829
Figure 2008135829

式7に示したアドミタンス成分は、信号eの大きさ、つまり、V1信号とV2信号の位相差により変化する。また、出力電力はV1信号とV2信号の位相差で決まるので、Bsをキャンセルすることで最も効果的な出力電力を得ることができる。そこで、シミュレーションによりBsの変化による特性を計算した。   The admittance component shown in Equation 7 changes depending on the magnitude of the signal e, that is, the phase difference between the V1 signal and the V2 signal. Also, since the output power is determined by the phase difference between the V1 signal and the V2 signal, the most effective output power can be obtained by canceling Bs. Therefore, characteristics due to changes in Bs were calculated by simulation.

図3は、本実施形態に係るLINC方式増幅器の出力最大振幅レベルと出力飽和電力レベルの差を示すバックオフ特性図の一例である。一般にバックオフは−10dB程度まで要求されるため、Bs=0では、要求を満足することができない。計算の結果、Bs=0.06,0.045の時に要求を満足することができることが明らかになった。なお、この値は回路の定数により異なり、回路毎に最適な値を求める必要がある。   FIG. 3 is an example of a back-off characteristic diagram showing the difference between the maximum output amplitude level and the output saturation power level of the LINC amplifier according to the present embodiment. Generally, the back-off is required up to about −10 dB, so that the request cannot be satisfied when Bs = 0. As a result of calculation, it became clear that the requirement can be satisfied when Bs = 0.06 and 0.045. Note that this value varies depending on circuit constants, and it is necessary to obtain an optimum value for each circuit.

(第2の実施形態)
図4は、本発明に係る第2の実施形態のLINC方式増幅器200である。第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態ではλ/8オープンスタブ26と3λ/8オープンスタブ28の組み合わせを、λ/8オープンスタブ26とλ/4ショートスタブ29の組み合わせとしたことである。なお、第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を用いた。本実施形態でも第1の実施形態と同様な機能を実現することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a LINC amplifier 200 according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the combination of the λ / 8 open stub 26 and the 3λ / 8 open stub 28 is a combination of the λ / 8 open stub 26 and the λ / 4 short stub 29 in the first embodiment. That is. In addition, the same code | symbol was used for the same component as 1st Embodiment. In this embodiment, the same function as in the first embodiment can be realized.

なお、本実施形態では、LINC信号分離回路10の後段に遅延器12と移相器14とを設けたが、これらの機能をデジタル制御のLINC信号分離回路10に組み込んでもよい。   In the present embodiment, the delay unit 12 and the phase shifter 14 are provided in the subsequent stage of the LINC signal separation circuit 10, but these functions may be incorporated in the digitally controlled LINC signal separation circuit 10.

以上、上述したように、本実施形態の電力増幅回路は、高周波信号を二分配してそれぞれ増幅した後に高周波信号の基本波に対して開放、高周波信号の2次高調波に対して短絡となる出力整合条件により、補償リアクタンス成分がF級増幅器の高周波整合条件に悪影響をおよぼすことなく、効率を低下させずに簡単な回路にて実現することを可能とする。   As described above, the power amplifying circuit of the present embodiment is divided into a high frequency signal and amplifies each, and then opens to the fundamental wave of the high frequency signal and shorts to the second harmonic of the high frequency signal. According to the output matching condition, the compensation reactance component does not adversely affect the high-frequency matching condition of the class F amplifier, and can be realized with a simple circuit without reducing the efficiency.

本発明の第1の実施形態に係る電力増幅器の構成図である。1 is a configuration diagram of a power amplifier according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る電力増幅ICの概要を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of the power amplification IC which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るバックオフ特性の特性図である。It is a characteristic view of the back-off characteristic which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る電力増幅器の構成図である。It is a block diagram of the power amplifier which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 従来のLINC方式増幅器の構成図である。It is a block diagram of the conventional LINC system amplifier. LINC信号分離回路で分離された信号の合成動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the synthetic | combination operation | movement of the signal isolate | separated by the LINC signal separation circuit. 二つのFETの出力位相が異なる場合の処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a process when the output phase of two FETs differs. 従来のChirex合成器の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional Chirex synthesizer.

符号の説明Explanation of symbols

10 LINC信号分離回路、12 遅延器、14 移相器、16,18 FET、22,24 伝送線路、23 合成点、26,28 オープンスタブ、29 ショートスタブ、32,34 整合回路、40 電力増幅IC、42,44 jBs素子、100,200,300 LINC方式増幅器、400 Chirex合成器。   10 LINC signal separation circuit, 12 delay circuit, 14 phase shifter, 16, 18 FET, 22, 24 transmission line, 23 synthesis point, 26, 28 open stub, 29 short stub, 32, 34 matching circuit, 40 power amplification IC 42, 44 jBs element, 100, 200, 300 LINC amplifier, 400 Chirex synthesizer.

Claims (5)

高周波信号を振幅一定で位相差を有する二つの信号に分離する分配器と、分配器で分離された二つの信号をそれぞれ増幅する増幅器と、増幅器で増幅された信号を伝送する伝送線路と、それぞれ増幅された信号を合成する合成器と、を有する電力増幅回路において、
伝送線路は、
高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、
基本波に対して3λ/8のオープンスタブを設けた第二の経路と、
を有し、
第一と第二の経路は、高周波信号の二倍波に対して短絡となり、基本波に対しては各増幅器の負荷リアクタンスを補償する補償リアクタンスを有することを特徴とする電力増幅回路。
A distributor for separating a high-frequency signal into two signals having a constant amplitude and a phase difference; an amplifier for amplifying the two signals separated by the distributor; a transmission line for transmitting the signal amplified by the amplifier; A power amplifying circuit having a synthesizer for synthesizing the amplified signals;
Transmission line is
A first path having an open stub of λ / 8 with respect to the fundamental wave of the high-frequency signal;
A second path having an open stub of 3λ / 8 with respect to the fundamental wave;
Have
The first and second paths are short-circuited with respect to a double wave of a high-frequency signal, and have a compensation reactance that compensates for a load reactance of each amplifier with respect to a fundamental wave.
請求項1に記載の電力増幅回路において、
伝送線路は、
高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、
基本波に対してλ/4のショートスタブを設けた第二の経路と、
を有することを特徴とする電力増幅回路。
The power amplifier circuit according to claim 1,
Transmission line is
A first path having an open stub of λ / 8 with respect to the fundamental wave of the high-frequency signal;
A second path having a short stub of λ / 4 with respect to the fundamental wave;
A power amplification circuit comprising:
請求項1又は2に記載の電力増幅回路において、
分配器は、両経路間で発生する位相ずれ及び遅延差を補正する位相調整器と遅延器とを有することを特徴とする電力増幅回路。
The power amplifier circuit according to claim 1 or 2,
The distributor includes a phase adjuster and a delay device for correcting a phase shift and a delay difference generated between both paths, and a power amplifier circuit.
高周波信号を振幅一定で位相差を有する二つの信号に分離する分配器で分離された二つの信号をそれぞれ増幅するFET素子と、FET素子で増幅された信号を伝送する伝送線路と、それぞれ増幅された信号を合成する合成器と、を有する電力増幅ICにおいて、
伝送線路は、
高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、
基本波に対して3λ/8のオープンスタブを設けた第二の経路と、
を有し、
第一と第二の経路は、高周波信号の二倍波に対して短絡となり、基本波に対しては各増幅器の負荷リアクタンスを補償する補償リアクタンスを有することを特徴とする電力増幅IC。
A FET element that amplifies two signals separated by a distributor that separates a high-frequency signal into two signals having a constant amplitude and a phase difference, and a transmission line that transmits the signal amplified by the FET element, respectively. A power amplifying IC comprising:
Transmission line is
A first path having an open stub of λ / 8 with respect to the fundamental wave of the high-frequency signal;
A second path having an open stub of 3λ / 8 with respect to the fundamental wave;
Have
The power amplification IC characterized in that the first and second paths are short-circuited with respect to the double wave of the high-frequency signal and have a compensation reactance for compensating the load reactance of each amplifier for the fundamental wave.
請求項4に記載の電力増幅ICにおいて、
伝送線路は、
高周波信号の基本波に対してλ/8のオープンスタブを設けた第一の経路と、
基本波に対してλ/4のショートスタブを設けた第二の経路と、
を有することを特徴とする電力増幅IC。
The power amplifier IC according to claim 4,
Transmission line is
A first path having an open stub of λ / 8 with respect to the fundamental wave of the high-frequency signal;
A second path having a short stub of λ / 4 with respect to the fundamental wave;
A power amplifying IC comprising:
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