多頻帶多赫蒂放大器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的多頻帶多赫蒂放大器包括：分配器，將輸入信號分配為兩個；載波放大器，對分配器所分配的一個信號進(jìn)行放大；延遲器，使被分配的另一個信號延遲；峰值放大器，對延遲器的輸出信號進(jìn)行放大；阻抗變換器，進(jìn)行阻抗變換；以及合成器，將峰值放大器的輸出信號和阻抗變換器的輸出信號合成，延遲器的電長度與阻抗變換器的電長度大致相同，阻抗變換器具有級聯(lián)連接了Ｎ（Ｎ≥２）種阻抗變換用傳送線路的結(jié)構(gòu)，并對于Ｎ種頻率，進(jìn)行大致相同的阻抗變換。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用于發(fā)送機的高效率功率放大器，特別涉及多赫蒂(Doherty)放大器。
技術(shù)介紹
作為實現(xiàn)了發(fā)送放大器的高效率化的結(jié)構(gòu)，已知將不同動作等級的兩個放大電路并聯(lián)地構(gòu)成的多赫蒂放大器結(jié)構(gòu)(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。圖10中表示以往的多赫蒂放大器的基本的結(jié)構(gòu)。如圖10所示，以往的多赫蒂放大器100由以下部件構(gòu)成分配器101，將輸入信號分配為兩個；載波放大器102，被輸入分配器101的分配信號中的一個；1/4波長線路104，被輸入分配器101的分配信號中的另一個；峰值放大器105，被輸入1/4波長線路104的輸出信號；1/4波長線路103，被輸入載波放大器102的輸出信號；合成器106，將1/4波長線路103的輸出信號和峰值放大器105的輸出信號合成。其中，載波放大器102是例如AB級或B級的放大器，峰值放大器105是例如C級的放大器。另外，峰值放大器105被設(shè)定為，僅在載波放大器102的動作進(jìn)入飽和區(qū)域時動作。因此，在輸入信號的電流值非常小的情況下，多赫蒂放大器100僅通過載波放大器102放大輸入信號。另一方面，在輸入信號的電流值大到載波放大器102的動作成為飽和的程度時，多赫蒂放大器100通過載波放大器102和峰值放大器105放大各分配信號，并由合成器106合成各放大信號。這樣，在輸入信號的電流值較小的情況下，多赫蒂放大器100中峰值放大器105不能動作，由此節(jié)省消耗功率。而且，在輸入信號的電流值很大的情況下，載波放大器102和峰值放大器105都動作，通過將兩個放大輸出進(jìn)行合成，進(jìn)行飽和功率大的放大。由此，實現(xiàn)整體的高效率。此外，多赫蒂放大器100在載波放大器102的輸出端具有1/4波長線路103。通過該1/4波長線路103的功能，從載波放大器102的輸出端看過去的負(fù)載阻抗隨著峰值放大器105的接通/斷開而變化。這樣，可以進(jìn)一步提高多赫蒂放大器100的效率。以下，簡單說明其理由。首先，為了說明的簡單化，假設(shè)多赫蒂放大器100的1/4波長線路103為無損耗分布常數(shù)線路。一般地，在無損耗分布常數(shù)線路中，成立以下的關(guān)系。VLIL=cosβLj·R0sinβL(j/R0)sinβLcosβLV0I0---(1)]]>另外，V0，I0分別是該無損耗分布常數(shù)線路的輸入端上的電壓值以及電流值。此外，VL，IL分別是該無損耗分布常數(shù)線路的輸出端上的電壓值以及電流值。β是依賴于頻率的相位常數(shù)，L是線路長度。此外，j是虛數(shù)單位，R0是該無損耗分布常數(shù)線路的特性阻抗。為了在1/4波長線路103的情況下，滿足βL＝π/2，在1/4波長線路103中以下關(guān)系成立。VLIL=0j·R0j/R00V0I0---(2)]]>此外，從1/4波長線路103和峰值放大器105的連接部分看過去的多赫蒂放大器100的輸出端的阻抗為R0/2時，1/4波長線路103被設(shè)定為特性阻抗成為R0。在多赫蒂放大器100的輸入信號的電流值較小，峰值放大器105為斷開(OFF)的情況下，峰值放大器105的輸出阻抗理想是成為無限大。此時，從1/4波長線路103的輸出端看過去的負(fù)載阻抗VL/IL為R0/2。因此，根據(jù)式(2)，R0/2＝VL/IL＝{j·R0·I0}/{(j·V0)/R0}＝R02·(I0/V0)(3)成立。對式(3)進(jìn)行變形，則變?yōu)閂0/I0＝2R0(4)。這表示從1/4波長線路103的輸入端，即從載波放大器102的輸出端看過去的負(fù)載阻抗為2R0。另一方面，在輸入信號的電流值較大，峰值放大器105為接通(ON)的情況下，載波放大器102和峰值放大器105并排地動作，兩個放大器的輸出信號被合成。此時，1/4波長線路103的輸出端的負(fù)載阻抗VL/IL成為R0，從峰值放大器105的輸出端看過去的負(fù)載阻抗也成為R0。因此，根據(jù)式(2)，R0＝VL/IL＝{j·R0·I0}/{(j·V0)/R0}＝R02·(I0/V0)(5)成立。對式(5)進(jìn)行變形，則變?yōu)閂0/I0＝R0(6)。這表示從1/4波長線路103的輸入端，即從載波放大器102的輸出端看過去的負(fù)載阻抗為R0。這樣，在峰值放大器105為斷開的情況下，從載波放大器102的輸出端看過去的負(fù)載阻抗成為2R0；在峰值放大器105為接通的情況下，從載波放大器102的輸出端看過去的負(fù)載阻抗成為R0。其中，在從輸出端看過去的負(fù)載阻抗為2R0時，載波放大器102被設(shè)計為飽和功率小但效率高。其結(jié)果，在輸入信號的電流值較小，并峰值放大器105為斷開的情況下，可實現(xiàn)多赫蒂放大器100的高效率的放大動作。另一方面，載波放大器102以及峰值放大器105都被設(shè)計為，在從輸出端看過去的負(fù)載阻抗為R0時，飽和功率成為最大。其結(jié)果，在峰值放大器105為接通時，多赫蒂放大器100可進(jìn)行飽和功率較大的放大動作，可進(jìn)行線性的放大動作。另外，其中，載波放大器102正在進(jìn)行飽和放大動作，所以被輸入到峰值放大器105的電流量相應(yīng)地減少，因此，可進(jìn)一步減少峰值放大器105被飽和的情況。W.H.Doherty，”A new high efficiency power amplifier formodulated waves”，Proc.IRE，Vol.24，No.9，pp.1163-1182，Sept.1936. 這樣，以往的多赫蒂放大器100的特征在于，峰值放大器105的接通/斷開動作、和使用了根據(jù)1/4波長線路103的阻抗變換電路的高效率放大動作。其中，如式(1)所示，1/4波長線路103的輸入端的阻抗V0/I0、和輸出端的阻抗VL/IL之間的關(guān)系依賴于傳送信號的頻率(因為相位常數(shù)β依賴于頻率)。在以往的多赫蒂放大器100中，1/4波長線路103被設(shè)計為在一個頻率(例如，需放大的信號的頻帶的中心頻率)上1/4波長線路103進(jìn)行期望的阻抗變換。因此，對于該頻帶之外的頻率的信號，1/4波長線路103不進(jìn)行期望的阻抗變換。此時，載波放大器102的輸出和峰值放大器105的輸出的合成不為最佳，多赫蒂放大器100的動作不充分。圖11是表示被設(shè)計為，在設(shè)計頻率2GHz上進(jìn)行期望的阻抗變換的1/4波長線路103的載波放大器102側(cè)(Port1)的輸入阻抗(表現(xiàn)為振幅(mag)和相位(Phase))的圖形。如圖11所示，被這樣設(shè)計的1/4波長線路103的輸入阻抗在設(shè)計頻率2GHz時為設(shè)計值100Ohm，但是除此之外的頻率上不為設(shè)計值100Ohm。這樣，在以往的多赫蒂放大器100中，根據(jù)1/4波長線路103的設(shè)計頻率而決定作為多赫蒂放大器100動作的頻帶。因此，在以往的多赫蒂放大器100中，對于將設(shè)計頻率以外的頻率(除了在式(1)中的βL為π/2的偶數(shù)倍的情況)作為中心頻率的頻帶，不能進(jìn)行充分的動作。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)鑒于這樣的課題而完成，其目的在于提供一種可對于多個頻帶得到充分的動作性能的多頻帶多赫蒂放大器。本專利技術(shù)的多頻帶多赫蒂放大器包括分配器，將輸入信號分配為兩個；載波放大器，連接到所述分配器的一個輸出端，放大被分配的一個信號；延遲器，連接到所述分配器的另一個輸出端，使被分配的另一個信號延遲；峰值本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種多頻帶多赫蒂放大器，它包括：分配器，將輸入信號分配為兩個；載波放大器，其連接到所述分配器的一個輸出端，放大被分配的一個信號；延遲器，其連接到所述分配器的另一個輸出端，使被分配的另一個信號延遲；峰值放大器， 其連接到所述延遲器的輸出端，放大所述延遲器的輸出信號；阻抗變換器，其連接到所述載波放大器的輸出端，進(jìn)行阻抗變換；以及合成器，其連接到所述峰值放大器的輸出端和所述阻抗變換器的輸出端，合成它們的輸出信號，所述延遲器的電長 度與所述阻抗變換器的電長度相同，所述阻抗變換器具有Ｎ種的阻抗變換用傳送線路的級聯(lián)連接，并對于Ｎ種頻率，進(jìn)行相同的阻抗變換，其中Ｎ為２以上的整數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鈴木恭宜，楢橋祥一，
申請(專利權(quán))人：株式會社NTT都科摩，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]