JP2002124840A - ドハティ型増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のドハティ型増幅器は、２つの増幅器の
バイアス条件が異なるために、出力端における各増幅器
からの出力電力の合成が有効に行なわれないので、出力
電力ならびに効率が低下するという課題があった。 【解決手段】 ドハティ型増幅器において、Ａ級、ＡＢ
級またはＢ級にバイアスされるキャリア増幅器３と、１
／４波長線路５と、Ｂ級またはＣ級にバイアスされるピ
ーク増幅器４と、利得を変化される可変減衰器７と、通
過位相量を変化される可変移相器８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高周波帯域にお
いて変調波信号を増幅するための高出力増幅器に係り、
特にバックオフが大きな動作状態においても効率の高い
高出力増幅器を実現するドハティ型増幅器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯あるいはマイクロ波
帯等の高周波帯域においては、ＱＰＳＫ(Quadriphase P
hase Shift Keying)やＱＡＭ(Quadrature Amplitude Mo
dulation )等の各種の変調方式を用いて通信が実施され
ている。一般的に、これらの通信で使用される高周波信
号は変調波の周期に対応して振幅が時間的に変化する。
すなわち、高周波信号の包絡線が時間的に変化する。ま
た、移動体通信基地局などにおいて複数の信号を同時に
増幅する場合にも、複数の信号に係る重畳信号は時間的
に変化する。図１３は高周波信号の波形の一例を示す図
である。図１３に示される高周波信号については、その
平均電力と比較して、包絡線の振幅が瞬時的に最大にな
る状態における電力いわゆる瞬時的なピーク電力が大き
くなっている。この平均電力とピーク電力との比をピー
ク電力比あるいはクレストファクタと称する。近年の移
動体通信基地局などで使用される高周波信号について
は、このピーク電力比の値が１１ｄＢ以上にも及ぶこと
がある。このようなピーク電力比の大きな高周波信号を
瞬時ピーク時にも飽和させずに増幅するためには、高出
力増幅器は実動作時の平均出力電力に比較して十分に大
きな飽和電力を有していなければならない。増幅器の飽
和電力が不十分であると、増幅器から出力される信号は
瞬時電力の大きな部分が切り取られた波形を有するよう
になり、その結果として隣接するチャンネルへ漏洩する
妨害波が大きくなること、送信される信号が劣化するこ
と、および伝送誤りが大きくなること等の弊害が生じ
る。すなわち、増幅器は実動作時の平均出力電力と飽和
電力との差として与えられるバックオフが十分に大きな
状態で動作させる必要がある。

【０００３】然るに、飽和電力が大きい状態と効率が良
い状態とを両立させることは困難である。一般的に、高
周波帯域の高出力増幅器では、要求される特性に応じて
増幅器の出力整合回路を調整して、ＦＥＴなどの増幅素
子から見た出力側の負荷インピーダンスを最適化する。
例えば、効率を高くする負荷インピーダンス条件を選択
する場合もあれば、飽和電力を大きくする負荷インピー
ダンス条件を選択する場合などがある。しかし、例えば
“ＭＭＩＣ技術の基礎と応用（リアライズ社、高木，伊
藤著、特に１５５頁の図８．３９(ａ)参照）”に記述さ
れているように、一般的には効率を高くする負荷インピ
ーダンス条件と飽和電力を大きくする負荷インピーダン
ス条件とは一致しない。しかも、出力電力に応じて最大
効率を実現する負荷インピーダンスは変化する。図１４
はＦＥＴ等の増幅素子についての出力側負荷インピーダ
ンスと飽和電力および効率との関係を示すスミスチャー
トである。飽和電力および効率が等しい領域は、それぞ
れスミスチャート上において等高線として示されてい
る。一般的に、飽和電力を高くする負荷インピーダンス
と効率を高くする負荷インピーダンスとは一致しない。
効率の高い負荷インピーダンス条件では、飽和電力が不
足して、結果的に変調波信号のピークが切り取られた波
形を有することになって良好な通信を実現することはで
きない。一方、飽和電力が大きくなる負荷インピーダン
ス条件では、変調波のピークが切り取られることは無く
なるが、増幅器としての効率は低下してしまう。

【０００４】以上の理由から明らかなように、飽和電力
が大きく、かつ効率の良い増幅器を構成することは困難
であった。言い換えれば、平均出力電力に比較して飽和
電力が大きな状態すなわちバックオフが大きな状態で
は、一般的に増幅器の効率は大きく低下する。例えば単
純なＢ級増幅器では飽和動作時には理論的な最大効率は
７８％であるが、バックオフ１０ｄＢでの動作時におけ
る最大理論効率は２６％となる。このために、上記のよ
うなピーク電力比の大きな信号を低歪みで増幅する必要
のある基地局用高出力増幅器などの効率は低くなってい
た。

【０００５】上記のような増幅器の飽和電力および効率
に係る問題を解決するために、マイクロ波ドハティ型増
幅器（ドハティ型増幅器）が開発されている。図１５は
例えば特開平７−２２８５２号公報に示された従来のマ
イクロ波ドハティ型増幅器の構成を示す図である。図１
５において、１０１は入力端子、１０２は出力端子、１
０３は１／４波長線路、１０４はＡ級、ＡＢ級またはＢ
級にバイアスされた増幅器として与えられるキャリア増
幅器、１０５はＢ級またはＢ級よりも電流を絞った状態
すなわちＣ級にバイアスされた増幅器として与えられる
ピーク増幅器、１０６は１／４波長線路、１０７は便宜
的にＲ／２としたインピーダンス（Ｒは任意の値を取り
得る）を有する出力負荷である。

【０００６】次に動作について説明する。入力端子１０
１から入力された高周波信号を２つの経路に分配し、一
方の経路では高周波信号をキャリア増幅器１０４に入力
し、キャリア増幅器１０４からの出力信号を１／４波長
線路１０６に入力する。また、他方の経路では１／４波
長線路１０３を通過した後に高周波信号をピーク増幅器
１０５に入力する。そして、２つの経路に分配されそれ
ぞれ伝送された高周波信号を合成して、出力端子１０２
から出力し出力負荷１０７に供給する。

【０００７】瞬時入力電力が小さい場合には、キャリア
増幅器１０４はＡ級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされ
ており、入力信号の電力レベルに関わらず増幅動作を実
施して出力信号を出力する。一方、ピーク増幅器１０５
はＢ級またはＣ級にバイアスされており、瞬時入力電力
が小さい場合には、オフ状態すなわち増幅動作を実施し
ないで出力信号も出力しない。また、ピーク増幅器１０
５の直流消費電力も０あるいは十分に小さいので、マイ
クロ波ドハティ型増幅器全体としての効率も高い。

【０００８】一方、瞬時入力電力が十分に大きい場合に
は、ピーク増幅器１０５がオン状態となって、ピーク増
幅器１０５への入力信号を増幅し出力信号を発生する。
この際、キャリア増幅器１０４の出力電力とピーク増幅
器１０５の出力電力とを合成することで、結果的により
大きな飽和電力を有する増幅器を構成することになる。

【０００９】但し、マイクロ波ドハティ型増幅器は、単
純にＡ級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされた増幅器と
Ｂ級またはＣ級にバイアスされた増幅器とを組み合せた
のみの回路として与えられるものではない。キャリア増
幅器１０４の出力側に設けられた１／４波長線路１０６
の機能に基づいてキャリア増幅器１０４の見かけの負荷
インピーダンスを変化させることで、より一層の高効率
化を実現している。

【００１０】図１６は入力信号の電力レベルが小さい場
合のマイクロ波ドハティ型増幅器の動作状態を示す図で
ある。ピーク増幅器１０５はオフ状態になっているため
に、その出力インピーダンスは理想的には無限大であ
る。キャリア増幅器１０４の出力側に設けられている１
／４波長線路１０６の特性インピーダンスＺｃはＲであ
るために、出力負荷１０７がインピーダンス変換されて
キャリア増幅器１０４の出力端から見た負荷インピーダ
ンスは２Ｒとなる。負荷インピーダンスが２Ｒの場合に
は、キャリア増幅器１０４は飽和電力が小さいが効率が
良好になるように設計されている。したがって、このよ
うな動作状態においてはキャリア増幅器１０４は最大の
効率で動作する。

【００１１】また、入力信号の電力レベルが大きい場合
には、図１５に示されるような動作状態が実現されて、
キャリア増幅器１０４とピーク増幅器１０５とが互いに
並列に接続されるとともに両方の増幅器が電力を出力す
るために、出力負荷１０７が接続された状態においてそ
れぞれの負荷が見る負荷インピーダンスは出力負荷１０
７のインピーダンスの２倍のＲとなる。キャリア増幅器
１０４の出力側に設けられた１／４波長線路１０６の特
性インピーダンスはＲであるから、この線路によるイン
ピーダンス変換は行なわれずに、キャリア増幅器１０４
の出力端から見た負荷インピーダンスもＲとなる。負荷
インピーダンスがＲの場合には、キャリア増幅器１０４
およびピーク増幅器１０５ともに飽和電力が大きくなる
ように設計されており、マイクロ波ドハティ型増幅器全
体として大きな飽和電力を得ることができる。このよう
な動作状態においては、マイクロ波ドハティ型増幅器は
飽和電力に近い状態で動作するので効率も高い。

【００１２】上記のようにマイクロ波ドハティ型増幅器
は、入力信号の電力が大きい場合にピーク増幅器１０５
が動作することでキャリア増幅器１０４とピーク増幅器
１０５との２つの出力電力が合成されて飽和電力が大き
くなるという効果、並びに入力信号の電力が小さい場合
と大きい場合とでキャリア増幅器１０４の見かけの負荷
インピーダンスが変化して高効率に動作可能であるとい
う効果を奏することで、バックオフが大きな状態におい
ても高効率な動作を実現することができる。なお、上記
の回路構成においては、キャリア増幅器１０４の見かけ
の負荷インピーダンスを変化させるために１／４波長線
路１０６が設けられているが、１／４波長線路１０６に
代えて１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは任意の自然数）を
配置することでも同様の作用効果を得ることができる。
また、ピーク増幅器１０５の入力側に１／４波長線路１
０３を配置するのに代えて、９０度の位相差で高周波信
号を分配する９０度分配器を用いることも可能である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のドハティ型増幅
器は以上のように構成されているので、入力信号の電力
が大きい状態でキャリア増幅器とピーク増幅器とが同時
に動作している場合でも、キャリア増幅器とピーク増幅
器とのバイアス条件が互いに異なるために、一般的には
２つの増幅器の通過位相量が必ずしも等しくはならな
い。また、２つの増幅器の利得についても、一般的に等
しくはならない。したがって、２つの増幅器の通過位相
量が等しくない場合には、出力端における各増幅器から
の出力電力の合成が有効に行なわれないために、出力電
力ならびに効率が低下するという課題があった。

【００１４】また、図１７はドハティ型増幅器に係る入
力電力と出力電力との関係（ＡＭ−ＡＭ特性）を示す図
である。キャリア増幅器とピーク増幅器とを組み合せて
全体的に良好な効率、利得および歪み特性を実現するた
めには、図１７に示されるピーク増幅器がオン状態とな
る電力レベルＰｏｎ、およびピーク増幅器がオン状態と
なってからの入力電力の変化に対する出力電力の変化す
なわちＡＭ−ＡＭ特性を最適化する必要がある。然る
に、ピーク増幅器についてオン状態となる電力レベルＰ
ｏｎ、あるいはＡＭ−ＡＭ特性が所望の値からずれる
と、キャリア増幅器と組み合せることで構成されるドハ
ティ型増幅器全体の効率が低下したり、全体的な線形性
が悪化するという課題があった。

【００１５】また、主にＣ級増幅器として与えられるピ
ーク増幅器は入力電力と出力電力との関係（ＡＭ−ＡＭ
特性）に大きな非線形性を有しているのみではなく、入
力電力と通過位相量との関係（ＡＭ−ＰＭ特性）も変化
する。このために、入力電力の増加に伴ってピーク増幅
器の通過位相量が変化して、出力端におけるキャリア増
幅器からの出力電力とピーク増幅器からの出力電力との
合成が有効に行なわれないために、出力電力ならびに効
率が低下するという課題があった。

【００１６】また、一般的に周囲温度の変化に応じて増
幅器の特性は変化する。ドハティ型増幅器ではバイアス
条件が大きく異なる２種類の増幅器を用いているため
に、同じバイアス条件の並列増幅器などと比較すると、
温度変化による２つの増幅器間の特性差が現れ易くなっ
ている。したがって、温度変化によりキャリア増幅器と
ピーク増幅器との間で通過位相量に差が生じて出力電力
の合成が有効に行なわれないために、出力電力ならびに
効率が低下するという課題があった。

【００１７】さらに、ドハティ型増幅器では、通常の並
列増幅器とは異なって、バイアス条件の異なる２つの増
幅器が用いられるために、２つの増幅器のバランスが悪
くなる。図１８はドハティ型増幅器において形成される
ループを示す図である。ドハティ型増幅器は、上記のよ
うに２つの増幅器のバランスが悪いとともに１／４波長
線路を用いて回路の経路が長くなることに起因して、キ
ャリア増幅器１０４が配置された経路とピーク増幅器１
０５が配置された経路とを一巡するようなループにおい
て不要なループ発振等の現象が生じ易くなるという課題
があった。なお、通常の並列増幅器では２つの増幅器が
同じ状態で動作しているのでバランスがよく、ループ発
振の問題はマイクロ波ドハティ型増幅器ほど深刻なもの
とはならない。

【００１８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、出力電力および効率の低下を防止
するために、キャリア増幅器またはピーク増幅器の通過
位相量を変更可能なドハティ型増幅器を得ることを目的
とする。

【００１９】また、この発明は、出力電力および効率の
低下を防止するために、温度変化に起因するキャリア増
幅器とピーク増幅器との間の通過位相量の差を補償する
ことができるドハティ型増幅器を得ることを目的とす
る。

【００２０】さらに、この発明は、出力電力および効率
の低下を防止するために、ピーク増幅器のＡＭ−ＡＭ特
性およびＡＭ−ＰＭ特性を変更可能なドハティ型増幅器
を得ることを目的とする。

【００２１】さらに、この発明はループ発振を防止する
ことができるドハティ型増幅器を得ることを目的とす
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るドハティ
型増幅器は、入力端子と、入力端子から延びる第１の経
路に配置されてＡ級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされ
る第１の増幅器と、第１の経路において第１の増幅器の
出力側に配置される１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０ま
たは任意の自然数）と、入力端子から延びる第２の経路
に配置されてＢ級またはＣ級にバイアスされる第２の増
幅器と、第１の増幅器および第２の増幅器の出力側にお
いて第１の経路と第２の経路とが結合する部位に配置さ
れる出力端子と、第１の経路を伝送される高周波信号ま
たは第２の経路を伝送される高周波信号について通過位
相量および利得のいずれか一方または両方を補正する補
正手段とを備えるようにしたものである。

【００２３】この発明に係るドハティ型増幅器は、補正
手段として、第１の増幅器または第２の増幅器の入力側
に配置される可変減衰器および可変移相器を備えるよう
にしたものである。

【００２４】この発明に係るドハティ型増幅器は、温度
センサと、可変減衰器および可変移相器の制御に係る設
定値を温度の関数として記憶した記憶手段と、温度セン
サにより測定された温度に基づいて記憶手段から可変減
衰器および可変移相器の制御に係る設定値を読み出して
可変減衰器および可変移相器を制御する制御手段とを備
えるようにしたものである。

【００２５】この発明に係るドハティ型増幅器は、補正
手段として、第１の増幅器または第２の増幅器の入力側
または出力側に配置される遅延回路を備えるようにした
ものである。

【００２６】この発明に係るドハティ型増幅器は、補正
手段として、第１の増幅器または第２の増幅器の入力側
または出力側に配置される周波数イコライザを備えるよ
うにしたものである。

【００２７】この発明に係るドハティ型増幅器は、補正
手段として、第２の増幅器の入力電力と出力電力との関
係であるＡＭ−ＡＭ特性並びに第２の増幅器の入力電力
と通過位相量との関係であるＡＭ−ＰＭ特性を調整する
ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器を備えるようにしたものであ
る。

【００２８】この発明に係るドハティ型増幅器は、入力
端子と、入力端子から延びる第１の経路に配置されてＡ
級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされる第１の増幅器
と、第１の経路において第１の増幅器の出力側に配置さ
れる１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または任意の自然
数）と、入力端子から延びる第２の経路に配置されてＢ
級またはＣ級にバイアスされる第２の増幅器と、第１の
経路において第１の増幅器の入力側に配置され、入力端
子から入力されたベースバンド信号を高周波信号に変換
する第１の信号変換手段と、第２の経路において第２の
増幅器の入力側に配置され、入力端子から入力されたベ
ースバンド信号を高周波信号に変換する第２の信号変換
手段と、第１の増幅器および第２の増幅器の出力側にお
いて第１の経路と第２の経路とが結合する部位に配置さ
れる出力端子と、第１の経路を伝送されるベースバンド
信号または第２の経路を伝送されるベースバンド信号に
ついて通過位相量および利得のいずれか一方または両方
を補正する補正手段とを備えるようにしたものである。

【００２９】この発明に係るドハティ型増幅器は、第１
の信号変換手段および第２の信号変換手段が、デジタル
信号として与えられるベースバンド信号をアナログ高周
波信号に変換するようにしたものである。

【００３０】この発明に係るドハティ型増幅器は、補正
手段として、第１の経路または第２の経路を伝送される
ベースバンド信号の電力レベルを検出するレベル検出手
段と、レベル検出手段により検出された電力レベルに応
じた制御データが記憶された記憶手段と、検出された電
力レベルに応じてベースバンド信号の振幅および位相の
いずれか一方または両方の制御を実施する制御手段と、
制御手段からの制御信号に応じてベースバンド信号の振
幅および位相のいずれか一方または両方を変換する変換
手段とを備えるようにしたものである。

【００３１】この発明に係るドハティ型増幅器は、補正
手段として、第１の経路または第２の経路を伝送される
高周波信号の一部を取り出す分配手段と、取り出された
高周波信号をデジタル信号としてのベースバンド信号に
変換する信号逆変換手段と、第１の経路または第２の経
路を伝送されるベースバンド信号の電力レベルを検出す
るレベル検出手段と、レベル検出手段により検出された
電力レベルに応じた制御データ並びに第１の増幅器また
は第２の増幅器の特性に係るデータが記憶された記憶手
段と、レベル検出手段により検出された電力レベルおよ
び信号逆変換手段からフィードバックされるベースバン
ド信号に基づいて第１の経路または第２の経路を伝送さ
れるベースバンド信号の振幅および位相のいずれか一方
または両方を制御する制御手段と、制御手段からの制御
信号に応じてベースバンド信号の振幅および位相のいず
れか一方または両方を変換する変換手段とを備えるよう
にしたものである。

【００３２】この発明に係るドハティ型増幅器は、制御
手段が、信号逆変換手段からフィードバックされるベー
スバンド信号と、記憶手段に記憶された第１の増幅器ま
たは第２の増幅器の特性に係るデータとを対照して、記
憶手段に記憶された制御データを書き換えるようにした
ものである。

【００３３】この発明に係るドハティ型増幅器は、入力
端子と、入力端子から延びる第１の経路に配置されてＡ
級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされる第１の増幅器
と、第１の経路において第１の増幅器の出力側に配置さ
れる１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または任意の自然
数）と、入力端子から延びる第２の経路に配置されてＢ
級またはＣ級にバイアスされる第２の増幅器と、第１の
増幅器および第２の増幅器の出力側において第１の経路
と第２の経路とが結合する部位に配置される出力端子
と、第１の増幅器の入力側に配置される第１のアイソレ
ータと、第２の増幅器の入力側に配置される第２のアイ
ソレータとを備えるようにしたものである。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるマ
イクロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型増幅器）の構成
を示す図である。図１において、１は入力端子、２は出
力端子、３は入力端子１から延びる第１の経路に配置さ
れてＡ級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされ瞬時電力の
大小に関わらず常に動作して入力信号を増幅する増幅器
として与えられるキャリア増幅器（第１の増幅器）、４
は入力端子１から延びる第２の経路に配置されてＢ級ま
たはＣ級にバイアスされ瞬時電力が小さい場合には動作
せず瞬時電力が大きい場合にのみ動作して入力信号を増
幅する増幅器として与えられるピーク増幅器（第２の増
幅器）、５はキャリア増幅器３の出力側に配置される１
／４波長線路、６はピーク増幅器４の入力側に配置され
る１／４波長線路、７はピーク増幅器４の入力側に配置
される可変減衰器、８はピーク増幅器４の入力側に配置
される可変移相器である。なお、可変減衰器７と可変移
相器８とから、第２の経路を伝送される高周波信号の通
過位相量および利得を補正する補正手段が構成される。

【００３５】次に動作について説明する。キャリア増幅
器３、ピーク増幅器４、１／４波長線路５および１／４
波長線路６に係る動作については、従来の技術において
説明した図１５に示されるマイクロ波ドハティ型増幅器
におけるキャリア増幅器１０４、ピーク増幅器１０５、
１／４波長線路１０６および１／４波長線路１０３に係
る動作と同様であるので、その説明を省略する。なお、
従来のマイクロ波ドハティ型増幅器と同様に、キャリア
増幅器３の見かけの負荷インピーダンスを変化させるた
めに１／４波長線路５が設けられているが、１／４波長
線路５に代えて１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または
任意の自然数）を配置することでも同様の作用効果を得
ることができる。

【００３６】また、既に述べたように、キャリア増幅器
３とピーク増幅器４とは、バイアス条件が大きく異なる
ために、利得や通過位相量が異なる。したがって、この
実施の形態１によるマイクロ波ドハティ型増幅器では、
可変減衰器７および可変移相器８を調整して、キャリア
増幅器３とピーク増幅器４との利得の差および通過位相
量の差を補償する。これにより、出力端におけるキャリ
ア増幅器３の出力電力とピーク増幅器４の出力電力との
合成を良好に実施することが可能となる。

【００３７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、ピーク増幅器４の入力側に配置される可変減衰器７
およびピーク増幅器４の入力側に配置される可変移相器
８を備えるように構成したので、キャリア増幅器３とピ
ーク増幅器４との利得の差および通過位相量の差を補償
して、出力端におけるキャリア増幅器３の出力電力とピ
ーク増幅器４の出力電力との合成を良好に実施すること
ができるので、マイクロ波ドハティ型増幅器全体として
の出力電力や効率を向上することができるという効果を
奏する。

【００３８】なお、可変減衰器７および可変移相器８を
キャリア増幅器３の入力側に設ける構成としてもよく、
ピーク増幅器４の入力側に設けた場合と同様の効果を奏
する。また、図２はこの発明の実施の形態１によるマイ
クロ波ドハティ型増幅器の変形例の構成を示す図であ
る。図２において、図１と同一符号は同一または相当部
分を示すのでその説明を省略する。９は図１に示される
１／４波長線路６に代えて、第１の経路に入力された高
周波信号の位相に対して第２の経路に入力された高周波
信号の位相をπ／４遅らせるように高周波信号を２つの
経路に分配する９０度分配器である。このような構成を
用いることによっても、図１に示されたマイクロ波ドハ
ティ型増幅器と同様に動作して同様の効果を奏する。

【００３９】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２によるマイクロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型増
幅器）の構成を示す図である。図３において、図２と同
一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略
する。１０は温度センサ、１１は可変減衰器７および可
変移相器８の制御に係る設定値を温度の関数として記憶
したＲＯＭ（記憶手段）、１２は温度センサ１０により
測定された温度に基づいてＲＯＭ１１から可変減衰器７
および可変移相器８の制御に係る設定値を読み出して可
変減衰器７および可変移相器８を適宜制御する制御回路
（制御手段）である。

【００４０】次に動作について説明する。温度センサ１
０により周囲温度を検出して、当該検出された温度に対
応する可変減衰器７および可変移相器８の制御に係る設
定値をＲＯＭ１１から読み出す。制御回路１２は、ＲＯ
Ｍ１１から読み出された設定値に応じて可変減衰器７お
よび可変移相器８を適宜制御する。なお、ＲＯＭ１１に
は、各温度においてキャリア増幅器３およびピーク増幅
器４に係る利得の差および通過位相量の差を補償するよ
うに設定された可変減衰器７および可変移相器８に係る
制御データが記憶されている。

【００４１】既に述べたように、キャリア増幅器３とピ
ーク増幅器４とはバイアス条件が大きく異なるために、
温度に対する特性変化の形態も異なる。例えば“トラン
ジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬ Ｎｏ．１ 特集 個別半導
体素子活用法のすべて”の１３０〜１３１頁に記載また
は１３１頁の図６に示されているように、ＦＥＴのゲー
ト電圧の違い（バイアス条件が違うことに相当する）に
よって、相互コンダクタンスｇｍ（一般に、ｇｍは増幅
器の利得に比例する）の温度特性が大きく異なることが
示されている。ゲート電圧ＶＧＳがマイナス側に深い場
合、すなわちＢ級あるいはＣ級に近い条件では、温度が
上昇すると相互コンダクタンスｇｍが大きくなり増幅器
の利得も上昇する。一方、ゲート電圧がマイナス側に浅
い場合、すなわちＡＢ級に近い条件では、温度が上昇す
ると相互コンダクタンスｇｍが小さくなり増幅器の利得
は小さくなる。以上の例のように、バイアス条件の大き
く異なる２つの増幅器を用いるドハティ型増幅器では、
２つの増幅器間で温度変化に伴って利得や通過位相量等
に差が発生し出力端での出力合成が良好に行なわれな
い。したがって、この実施の形態２によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器では、周囲温度に応じて可変減衰器７お
よび可変移相器８を適宜制御して、キャリア増幅器３と
ピーク増幅器４との利得の差および通過位相量の差を補
償する。これにより、出力端におけるキャリア増幅器３
の出力電力とピーク増幅器４の出力電力との合成を良好
に実施することが可能となる。

【００４２】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、温度センサ１０と、可変減衰器７および可変移相器
８の制御に係る設定値を温度の関数として記憶したＲＯ
Ｍ１１と、温度センサ１０により測定された温度に基づ
いてＲＯＭ１１から可変減衰器７および可変移相器８の
制御に係る設定値を読み出して可変減衰器７および可変
移相器８を制御する制御回路１２とを備えるように構成
したので、周囲温度に応じて可変減衰器７および可変移
相器８を適宜制御してキャリア増幅器３とピーク増幅器
４との利得の差および通過位相量の差を補償して、出力
端におけるキャリア増幅器３の出力電力とピーク増幅器
４の出力電力との合成を良好に実施することができるの
で、マイクロ波ドハティ型増幅器全体として周囲温度に
関わらず高い出力電力や効率を維持することができると
いう効果を奏する。なお、ＲＯＭに記憶するデータにつ
いては、例えばあらかじめ上記資料の１３１頁に示され
た図６のような温度に対する増幅器の特性データを取得
し、温度変化に対する利得、位相量の差を打ち消すよう
に可変減衰器７、可変移相器８に対する設定値を記憶す
れば良い。

【００４３】なお、可変減衰器７および可変移相器８を
キャリア増幅器３の入力側に設け、周囲温度に応じて制
御回路１２により当該可変減衰器７および可変移相器８
を制御する構成としてもよく、可変増幅器７および可変
移相器８をピーク増幅器４の入力側に設けた場合と同様
の効果を奏する。

【００４４】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３によるマイクロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型増
幅器）の構成を示す図である。図４において、図２と同
一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略
する。１３は伝送される高周波信号の周波数に応じて当
該高周波信号の通過位相量すなわち遅延時間を調整可能
とする遅延回路である。なお、遅延回路としては、同軸
線路等の一般的な線路、あるいはバンドパスフィルタの
遅延特性を利用する遅延フィルタなどを用いることがで
きる。

【００４５】次に動作について説明する。キャリア増幅
器３とピーク増幅器４とはバイアス条件が大きく異なる
ために、周波数に応じて通過位相量すなわち遅延時間が
異なる。したがって、この実施の形態３によるマイクロ
波ドハティ型増幅器では、遅延回路１３を設けて、キャ
リア増幅器３が配置された第１の経路を伝送される高周
波信号とピーク増幅器４が配置された第２の経路を伝送
される高周波信号とに係る遅延時間を一致させること
で、キャリア増幅器３とピーク増幅器４との通過位相量
の差を高周波信号の周波数に応じて補償して、出力端に
おけるキャリア増幅器３の出力電力とピーク増幅器４の
出力電力との合成を広帯域にわたって良好に実施するこ
とが可能となる。

【００４６】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、伝送される高周波信号の周波数に応じて当該高周波
信号の遅延時間を調整可能とする遅延回路１３を備える
ように構成したので、第１の経路を伝送される高周波信
号と第２の経路を伝送される高周波信号とに係る遅延時
間を一致させてキャリア増幅器３とピーク増幅器４との
通過位相量の差を補償し、出力端におけるキャリア増幅
器３の出力電力とピーク増幅器４の出力電力との合成を
広帯域にわたって良好に実施することができるから、広
帯域にわたって高効率なマイクロ波ドハティ型増幅器を
得ることができるという効果を奏する。

【００４７】なお、キャリア増幅器３とピーク増幅器４
とに係る遅延時間の大小に応じて、ピーク増幅器４の出
力側に遅延回路１３を設ける構成としてもよく、あるい
はキャリア増幅器３の入力側または出力側に遅延回路１
３を設ける構成としてもよく、これらの場合にも上記と
同様の効果を奏する。

【００４８】また、キャリア増幅器３とピーク増幅器４
とはバイアス条件が大きく異なるために、周波数に応じ
て利得が異なる。すなわち、キャリア増幅器３とピーク
増幅器４とは、利得の周波数特性も大きく異なる。した
がって、伝送される高周波信号の周波数に応じて当該高
周波信号の利得を調整する周波数イコライザを遅延回路
１３に代えて設ける構成としてもよい。これにより、第
１の経路を伝送される高周波信号と第２の経路を伝送さ
れる高周波信号とに係る利得の周波数特性を一致させる
ことができて、広帯域にわたって良好な性能を実現する
ことができる。勿論、遅延回路および周波数イコライザ
の両方を設ける構成としてもよい。

【００４９】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４によるマイクロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型増
幅器）の構成を示す図である。図５において、図２と同
一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略
する。１４はピーク増幅器４の入力電力と出力電力との
関係であるＡＭ−ＡＭ特性並びにピーク増幅器４の入力
電力と通過位相量との関係であるＡＭ−ＰＭ特性を調整
するＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器である。

【００５０】一般的に、ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器１４は
非線形回路で構成することができる。図６はＡＭ−ＡＭ
／ＰＭ調整器の構成の一例を示す図である。図６におい
て、１５は入力端子、１６は直流カット用のコンデン
サ、１７は直流バイアス電源、１８はバイアス用抵抗、
１９はダイオード、２０は出力端子である。この図６に
示されるＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器は、”IEEE Transacti
on on Microwave Theoryand Techniques, vol.45, No.1
2, December 1997” の２４３１頁において開示され、
増幅器の非線形性（歪み）を補償するためのリニアライ
ザとして使用することを目的に構成されるダイオードを
用いた非線形回路として紹介されているものである。一
般的には、図６に示される回路に限らず、非線形特性を
有する回路の回路定数などを所望の値に変更すること
で、ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器を構成することができる。

【００５１】図７はＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器の構成の他
の例を示す図である。図７において、図２と同一符号は
同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。２
１は可変減衰器、２２は可変移相器、２３はピーク増幅
器４が配置された第２の経路を伝送される高周波信号の
電力を一部取り出す分配器、２４は分配された信号の瞬
時電力レベルを検出するレベル検出器、２５は検出され
た瞬時電力レベルに応じて可変減衰器２１および可変移
相器２２を制御する制御回路である。レベル検出器２４
により検出される入力電力レベルに応じて、可変減衰器
２１および可変移相器２２を用いて第２の経路を伝送さ
れる高周波信号について予め記憶された減衰量および移
相量を生ずるように制御することで、ＡＭ−ＡＭ特性お
よびＡＭ−ＰＭ特性に係る調整を行なうことができる。
すなわち、可変減衰器２１、可変移相器２２、分配器２
３、レベル検出器２４および制御回路２５からＡＭ−Ａ
Ｍ／ＰＭ調整器を構成することができる。

【００５２】図８はＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器の構成の他
の例を示す図である。図８において、図７と同一符号は
同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。２
６はレベル検出器２４によって検出された瞬時電力レベ
ルに応じてピーク増幅器４のバイアス条件を制御する制
御回路である。ピーク増幅器４はバイアス条件に応じて
利得や通過位相量が変化するので、レベル検出器２４に
より検出される電力レベルに応じて、ピーク増幅器４の
バイアス条件を適宜制御することで、ピーク増幅器４に
係るＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性の調整を行な
うことができる。すなわち、分配器２３、レベル検出器
２４および制御回路２６からＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器を
構成することができる。

【００５３】次に動作について説明する。ピーク増幅器
４は瞬時入力電力がある値以上の場合にオン状態となっ
て出力電力を発生するが、マイクロ波ドハティ型増幅器
全体の高効率化および低歪み化を実現するためには、ピ
ーク増幅器４が動作を開始する瞬時入力電力の値ならび
に瞬時入力電力の変化に対する瞬時出力電力の変化に係
る特性いわゆるＡＭ−ＡＭ特性を最適化する必要があ
る。また、出力端におけるキャリア増幅器３の出力電力
とピーク増幅器４の出力電力との合成を良好に行なうた
めには、ピーク増幅器４についての瞬時入力電力の変化
に対する通過位相量の変化に係る特性いわゆるＡＭ−Ｐ
Ｍ特性を最適化する必要がある。したがって、この実施
の形態４によるマイクロ波ドハティ型増幅器では、ＡＭ
−ＡＭ／ＰＭ調整器を設けることで、ピーク増幅器４が
動作する電力レベルや瞬時入力電力の変化に対する瞬時
出力電力の変化および通過位相量の変化等に係る特性を
最適化することが可能となる。

【００５４】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、ピーク増幅器４の入力電力と出力電力との関係であ
るＡＭ−ＡＭ特性並びにピーク増幅器４の入力電力と通
過位相量との関係であるＡＭ−ＰＭ特性を調整するＡＭ
−ＡＭ／ＰＭ調整器１４を備えるように構成したので、
ピーク増幅器４のＡＭ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性
を最適化して、出力端におけるキャリア増幅器３の出力
電力とピーク増幅器４の出力電力との合成を良好に実施
してマイクロ波ドハティ型増幅器全体の高効率化ならび
に低歪み化を実現することができるという効果を奏す
る。

【００５５】なお、上記の実施の形態１、実施の形態３
および実施の形態４については、それぞれを個別に実施
することも可能であり、またこれら複数の実施の形態の
特徴部を適宜組み合せてマイクロ波ドハティ型増幅器を
構成することも可能である。

【００５６】実施の形態５．実施の形態１から実施の形
態４では、入力端子に高周波信号を入力するとともに当
該高周波信号を２つの経路に分配してキャリア増幅器３
とピーク増幅器４とにそれぞれ入力する構成としていた
が、この実施の形態５は通信機のベースバンド部におい
て信号を２つの経路に分配する構成を採ることを特徴と
するものである。すなわち、入力されたベースバンド信
号をベースバンド信号を処理対象とする回路部位におい
てキャリア増幅器３が配置される第１の経路とピーク増
幅器４が配置される第２の経路との２つの経路に分配す
るものである。

【００５７】図９はこの発明の実施の形態５によるマイ
クロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型増幅器）の構成を
示す図である。図９において、図１と同一符号は同一ま
たは相当部分を示すのでその説明を省略する。３１はベ
ースバンド信号の入力端子、３２はベースバンド信号を
第１の経路と第２の経路とに分配するとともにベースバ
ンド信号に対する処理を実施するベースバンド処理回
路、３３は第１の経路を伝送されるベースバンド信号お
よび第２の経路を伝送されるベースバンド信号を周波数
変換してそれぞれの経路において高周波信号として出力
する周波数変換回路である。周波数変換回路３３は、第
１の経路に配置される第１の周波数変換用ミクサ３４、
第２の経路に配置される第２の周波数変換用ミクサ３
５、周波数変換用ミクサ３４，３５に搬送周波数の信号
を供給するローカル発振器３６および９０度移相器３７
を有して構成されている。

【００５８】次に動作について説明する。入力端子３１
に入力されたベースバンド信号は、ベースバンド処理回
路３２において２つの経路に分配された後に、周波数変
換回路３３において高周波信号に周波数変換される。そ
れぞれの経路において周波数変換された高周波信号は、
キャリア増幅器３およびピーク増幅器４により増幅され
て、出力端子２で合成されて出力される。

【００５９】ベースバンド信号を処理対象とするベース
バンド処理回路３２において、ベースバンド信号を２つ
の経路に分配することにより、可変減衰器、可変移相
器、遅延回路、ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器などの補正手段
をベースバンド信号に係るより低い周波数帯域を対象と
して構成することが可能となる。このために、上記補正
手段を実現する回路の構成に係る自由度が増加して、調
整をより容易に実施することができる回路、精度の高い
回路等を作成することが可能となる。すなわち、ベース
バンド処理回路３２において、第１の経路を伝送される
ベースバンド信号または第２の経路を伝送されるベース
バンド信号について通過移相量および利得のいずれか一
方または両方を補正する補正手段について、調整の容易
化並びに精度の向上を実現することが可能となる。

【００６０】例えば、図１０はベースバンド信号を処理
対象としたＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器の構成を示す図であ
る。図１０に示された回路は、そのまま図９のベースバ
ンド処理回路３２として適用されるものである。図１０
において、４１はベースバンド信号を２つの経路に分配
する分配器、４２は入力されたベースバンド信号の電力
レベルを検出するレベル検出器（レベル検出手段）、４
３は電力レベルに応じた制御データが記憶されたＲＯＭ
（記憶手段）、４４は電力レベルに応じてベースバンド
信号の振幅および位相制御を実施する制御回路（制御手
段）、４５は制御回路４４からの制御信号に応じてベー
スバンド信号の振幅および位相を変換するレベル・位相
変換器（変換手段）、４６は第１の経路に配置されてデ
ジタル信号として与えられるベースバンド信号をアナロ
グ信号に変換する第１のＤ／Ａ変換器、４７は第２の経
路に配置されてデジタル信号として与えられるベースバ
ンド信号をアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａ変換器
である。なお、第１のＤ／Ａ変換器４６と第１の周波数
変換用ミクサ３４とから第１の経路を伝送されるデジタ
ル信号としてのベースバンド信号をアナログ高周波信号
に変換する第１の信号変換手段が構成され、第２のＤ／
Ａ変換器４７と第２の周波数変換用ミクサ３５とから第
２の経路を伝送されるデジタル信号としてのベースバン
ド信号をアナログ高周波信号に変換する第２の信号変換
手段が構成される。

【００６１】次に動作について説明する。制御回路４４
は、レベル検出器４２により検出されデジタルデータと
して与えられるベースバンド信号の電力レベルに応じて
ＲＯＭ４３から最適な制御データを読み出し、当該制御
データに応じてレベル・位相変換器４５を制御してベー
スバンド信号の振幅または位相を調整する。上記の工程
は高周波信号よりも周波数の低いベースバンド信号に対
して実施されるので、高周波回路において振幅、位相の
調整を実施する場合と比較して調整の自由度も大きく、
より精度の高い処理を可能とし、結果的にマイクロ波ド
ハティ型増幅器の効率を向上させる。

【００６２】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、第１のＤ／Ａ変換器４６と第１の周波数変換用ミク
サ３４とから成り第１の経路を伝送されるデジタル信号
としてのベースバンド信号をアナログ高周波信号に変換
する第１の信号変換手段と、第２のＤ／Ａ変換器４７と
第２の周波数変換用ミクサ３５とから成り第２の経路を
伝送されるデジタル信号としてのベースバンド信号をア
ナログ高周波信号に変換する第２の信号変換手段とを備
えるように構成したので、第１の経路または第２の経路
を伝送される信号に対する振幅、位相等に係る調整を高
周波信号よりも周波数の低いベースバンド信号に対して
実施することができるので、調整の自由度が大きくなっ
てより精度の高い処理を可能とし、マイクロ波ドハティ
型増幅器の効率を向上することができるという効果を奏
する。

【００６３】また、増幅器に係る調整動作をデジタル信
号処理で実施することができるので、制御関連データを
遠隔地に送信または遠隔地から受信することで、遠隔地
からのマイクロ波ドハティ型増幅器のモニタや制御を可
能にすることができるという効果を奏する。

【００６４】さらに、入力されたベースバンド信号の電
力レベルを検出するレベル検出器４２と、電力レベルに
応じた制御データが記憶されたＲＯＭ４３と、電力レベ
ルに応じてベースバンド信号の振幅・位相制御を実施す
る制御回路４４と、制御回路４４からの制御信号に応じ
てベースバンド信号の振幅および位相を変換するレベル
・位相変換器４５とを備えるように構成したので、デジ
タル信号として与えられる電力レベルに係るデータに応
じて最適な制御データをＲＯＭ４３から読み出して増幅
器に係る制御動作を実施することができるので、精度が
高い処理を実施できてマイクロ波ドハティ型増幅器の効
率を向上することができるという効果を奏する。

【００６５】実施の形態６．図１１はこの発明の実施の
形態６によるマイクロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型
増幅器）の構成を示す図である。この実施の形態６にお
いても、実施の形態５と同様にベースバンド信号に対し
て振幅、位相等に係る処理を実施する。図１１におい
て、図９および図１０と同一符号は同一または相当部分
を示すのでその説明を省略する。５１は電力レベルに応
じた制御データ並びにピーク増幅器４に係るＡＭ−ＡＭ
特性に関するデータが記憶されるＲＡＭ（記憶手段）、
５２はピーク増幅器４の出力電力の一部を取り出す分配
器（分配手段）、５３は周波数変換用ミクサ、５４は周
波数変換用ミクサ５３から出力されるアナログ信号とし
てのベースバンド信号をデジタル変換して出力するＡ／
Ｄ変換器、５５はレベル検出器４２により検出された電
力レベルおよびＡ／Ｄ変換器５４からフィードバックさ
れるベースバンド信号に応じて、ピーク増幅器４が配置
される第２の経路を伝送されるベースバンド信号の振幅
・位相制御を実施する制御回路（制御手段）である。な
お、周波数変換用ミクサ５３とＡ／Ｄ変換器５４とか
ら、分配器５２から出力される高周波信号をデジタル信
号としてのベースバンド信号に変換する信号逆変換手段
が構成される。

【００６６】次に動作について説明する。入力端子３１
から入力されたベースバンド信号は、分配器４１により
キャリア増幅器３が配置された第１の経路とピーク増幅
器４が配置された第２の経路とに分配される。制御回路
５５は、レベル検出器４２により検出されたベースバン
ド信号の電力レベルに応じてＲＡＭ５１から対応する制
御データを読み出し、当該制御データに応じてレベル・
位相変換器４５を制御してベースバンド信号の振幅およ
び位相を調整する。また、分配器５２はピーク増幅器４
の出力信号の一部を取り出す。そして、当該取り出され
た信号は、周波数変換用ミクサ５３により周波数変換さ
れてベースバンド信号として出力された後に、Ａ／Ｄ変
換器５４でデジタル変換されて制御回路５５に入力され
る。制御回路５５は、ＲＡＭ５１に記憶された所望のＡ
Ｍ−ＡＭ／ＰＭ特性とフィードバックされたベースバン
ド信号とを対照して、レベル・位相変換器４５に係る制
御を調整する。この際に、制御回路５５は同時にＲＡＭ
５１に書き込まれたデータを最適なデータに書き換え
る。このようにフィードバック機能を備えることで、よ
り精度の高い処理を可能とし、結果的にマイクロ波ドハ
ティ型増幅器の効率を向上させる。

【００６７】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、ピーク増幅器４から出力される高周波信号の一部を
取り出す分配器５２と、周波数変換用ミクサ５３および
Ａ／Ｄ変換器５４から構成され取り出された高周波信号
をデジタル信号としてのベースバンド信号に変換する信
号逆変換手段と、第２の経路を伝送されるベースバンド
信号の電力レベルを検出するレベル検出器４２と、検出
された電力レベルに応じた制御データ並びにピーク増幅
器４のＡＭ−ＡＭ／ＰＭ特性に係るデータが記憶された
ＲＡＭ５１と、レベル検出器４２により検出された電力
レベルおよび信号逆変換手段からフィードバックされる
ベースバンド信号に基づいて第２の経路を伝送されるベ
ースバンド信号の振幅および位相を制御する制御回路５
５と、制御回路５５からの制御信号に応じてベースバン
ド信号の振幅および位相を変換するレベル・位相変換器
４５とを備えるように構成したので、出力信号をデジタ
ル変換して制御回路５５にフィードバックすることがで
きるので、ＲＡＭ５１に記憶されたピーク増幅器４のＡ
Ｍ−ＡＭ／ＰＭ特性に係るデータとフィードバックされ
た信号とを対照してレベル・位相変換器４５に係る制御
を調整することが可能となり、より精度の高い処理を実
現することができてマイクロ波ドハティ型増幅器の効率
を向上することができるという効果を奏する。

【００６８】また、制御回路５５が、信号逆変換手段か
らフィードバックされるベースバンド信号と、ＲＡＭ５
１に記憶されたピーク増幅器４のＡＭ−ＡＭ／ＰＭ特性
に係るデータとを対照して、ＲＡＭ５１に記憶された制
御データを書き換えるように構成したので、実際に使用
されるマイクロ波ドハティ型増幅器の特性に応じて制御
データを設定することが可能となり、より精度の高い処
理を実現することができてマイクロ波ドハティ型増幅器
の効率を向上することができるという効果を奏する。

【００６９】実施の形態７．図１２はこの発明の実施の
形態７によるマイクロ波ドハティ型増幅器（ドハティ型
増幅器）の構成を示す図である。図１２において、図２
と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を
省略する。６１はキャリア増幅器３の入力側に配置され
るアイソレータ（第１のアイソレータ）、６２はピーク
増幅器４の入力側に配置されるアイソレータ（第２のア
イソレータ）である。

【００７０】次に動作について説明する。マイクロ波ド
ハティ型増幅器では、通常の並列増幅器と異なり、バイ
アス条件の異なる２つの増幅器を用いるために、２つの
増幅器のバランスが悪い。さらに、１／４波長線路等を
用いるために回路の経路が長くなることで、キャリア増
幅器３が配置される経路とピーク増幅器４が配置される
経路とを一巡するようなループにおいて不要なループ発
振などの現象が発生しやすくなる。したがって、この実
施の形態７によるマイクロ波ドハティ型増幅器では、キ
ャリア増幅器３およびピーク増幅器４の入力側にアイソ
レータ６１，６２を設けることで、上記のループ発振を
防止する。

【００７１】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、キャリア増幅器３の入力側に配置されたアイソレー
タ６１と、ピーク増幅器４の入力側に配置されたアイソ
レータ６２とを備えるように構成したので、ループ発振
を防止することができて、安定して動作するマイクロ波
ドハティ型増幅器を得ることができるという効果を奏す
る。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力
端子と、入力端子から延びる第１の経路に配置されてＡ
級、ＡＢ級またはＢ級にバイアスされる第１の増幅器
と、第１の経路において第１の増幅器の出力側に配置さ
れる１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または任意の自然
数）と、入力端子から延びる第２の経路に配置されてＢ
級またはＣ級にバイアスされる第２の増幅器と、第１の
増幅器および第２の増幅器の出力側において第１の経路
と第２の経路とが結合する部位に配置される出力端子
と、第１の経路を伝送される高周波信号または第２の経
路を伝送される高周波信号について通過位相量および利
得のいずれか一方または両方を補正する補正手段とを備
えるように構成したので、第１の増幅器と第２の増幅器
との利得の差および通過位相量の差のいずれか一方また
は両方を補償して、出力端における第１の増幅器の出力
電力と第２の増幅器の出力電力との合成を良好に実施す
ることができるので、ドハティ型増幅器全体としての出
力電力や効率を向上することができるという効果を奏す
る。

【００７３】この発明によれば、補正手段として、第１
の増幅器または第２の増幅器の入力側に配置される可変
減衰器および可変移相器を備え、さらに温度センサと、
可変減衰器および可変移相器の制御に係る設定値を温度
の関数として記憶した記憶手段と、温度センサにより測
定された温度に基づいて記憶手段から可変減衰器および
可変移相器の制御に係る設定値を読み出して可変減衰器
および可変移相器を制御する制御手段とを備えるように
構成したので、周囲温度に応じて可変減衰器および可変
移相器を適宜制御して第１の増幅器と第２の増幅器との
利得の差および通過位相量の差を補償して、出力端にお
ける第１の増幅器の出力電力と第２の増幅器の出力電力
との合成を良好に実施することができるので、ドハティ
型増幅器全体として周囲温度に関わらず高い出力電力や
効率を維持することができるという効果を奏する。

【００７４】この発明によれば、補正手段として、第１
の増幅器または第２の増幅器の入力側または出力側に配
置される遅延回路を備えるように構成したので、高周波
信号の周波数に応じて第１の増幅器が配置された経路を
伝送される高周波信号と第２の増幅器が配置された経路
を伝送される高周波信号とに係る遅延時間を一致させる
ことで第１の増幅器と第２の増幅器との通過位相量の差
を補償し、出力端における第１の増幅器の出力電力と第
２の増幅器の出力電力との合成を広帯域にわたって良好
に実施することができるので、広帯域にわたって高効率
なドハティ型増幅器を得ることができるという効果を奏
する。

【００７５】この発明によれば、補正手段として、第１
の増幅器または第２の増幅器の入力側または出力側に配
置される周波数イコライザを備えるように構成したの
で、第１の増幅器が配置された経路を伝送される高周波
信号と第２の増幅器が配置された経路を伝送される高周
波信号とに係る利得の周波数特性を一致させることがで
きて、広帯域にわたって良好な性能を実現することがで
きるという効果を奏する。

【００７６】この発明によれば、補正手段として、第２
の増幅器の入力電力と出力電力との関係であるＡＭ−Ａ
Ｍ特性並びに第２の増幅器の入力電力と通過位相量との
関係であるＡＭ−ＰＭ特性を調整するＡＭ−ＡＭ／ＰＭ
調整器を備えるように構成したので、第２の増幅器のＡ
Ｍ−ＡＭ特性およびＡＭ−ＰＭ特性を最適化して、出力
端における第１の増幅器の出力電力と第２の増幅器の出
力電力との合成を実施してドハティ型増幅器全体の高効
率化ならびに低歪み化を実現することができるという効
果を奏する。

【００７７】この発明によれば、入力端子と、入力端子
から延びる第１の経路に配置されてＡ級、ＡＢ級または
Ｂ級にバイアスされる第１の増幅器と、第１の経路にお
いて第１の増幅器の出力側に配置される１／４＋ｎ／２
波長線路（ｎは０または任意の自然数）と、入力端子か
ら延びる第２の経路に配置されてＢ級またはＣ級にバイ
アスされる第２の増幅器と、第１の経路において第１の
増幅器の入力側に配置され、入力端子から入力されたベ
ースバンド信号を高周波信号に変換する第１の信号変換
手段と、第２の経路において第２の増幅器の入力側に配
置され、入力端子から入力されたベースバンド信号を高
周波信号に変換する第２の信号変換手段と、第１の増幅
器および第２の増幅器の出力側において第１の経路と第
２の経路とが結合する部位に配置される出力端子と、第
１の経路を伝送されるベースバンド信号または第２の経
路を伝送されるベースバンド信号について通過位相量お
よび利得のいずれか一方または両方を補正する補正手段
とを備えるように構成したので、第１の経路または第２
の経路を伝送される信号に対する振幅、位相等に係る調
整を高周波信号よりも周波数の低いベースバンド信号に
対して実施することができるので、調整の自由度が大き
くなってより精度の高い処理を可能とし、ドハティ型増
幅器の効率を向上することができるという効果を奏す
る。

【００７８】この発明によれば、第１の信号変換手段お
よび第２の信号変換手段がデジタル信号として与えられ
るベースバンド信号をアナログ高周波信号に変換するよ
うに構成したので、増幅器に係る制御動作をデジタル信
号処理で実施することができるため、制御関連データを
遠隔地に送信または遠隔地から受信することで、遠隔地
からのドハティ型増幅器のモニタや制御を可能にするこ
とができるという効果を奏する。

【００７９】この発明によれば、補正手段として、第１
の経路または第２の経路を伝送されるベースバンド信号
の電力レベルを検出するレベル検出手段と、レベル検出
手段により検出された電力レベルに応じた制御データが
記憶された記憶手段と、検出された電力レベルに応じて
ベースバンド信号の振幅および位相の制御を実施する制
御手段と、制御手段からの制御信号に応じてベースバン
ド信号の振幅および位相を変換する変換手段とを備える
ように構成したので、デジタル信号として与えられる電
力レベルに係るデータに応じて最適な制御データを記憶
手段から読み出して増幅器に係る制御動作を実施するこ
とができるので、精度の高い処理を実施してドハティ型
増幅器の効率を向上することができるという効果を奏す
る。

【００８０】この発明によれば、補正手段として、第１
の経路または第２の経路を伝送される高周波信号の一部
を取り出す分配手段と、取り出された高周波信号をデジ
タル信号としてのベースバンド信号に変換する信号逆変
換手段と、第１の経路または第２の経路を伝送されるベ
ースバンド信号の電力レベルを検出するレベル検出手段
と、レベル検出手段により検出された電力レベルに応じ
た制御データ並びに第１の増幅器または第２の増幅器の
特性に係るデータが記憶された記憶手段と、レベル検出
手段により検出された電力レベルおよび信号逆変換手段
からフィードバックされるベースバンド信号に基づいて
第１の経路または第２の経路を伝送されるベースバンド
信号の振幅および位相のいずれか一方または両方を制御
する制御手段と、制御手段からの制御信号に応じてベー
スバンド信号の振幅および位相のいずれか一方または両
方を変換する変換手段とを備えるように構成したので、
出力信号をデジタル変換して制御手段にフィードバック
することができるので、記憶手段に記憶された第１の増
幅器または第２の増幅器の特性に係るデータとフィード
バックされるベースバンド信号とを対照して変換手段に
係る制御を調整することが可能となり、より精度の高い
処理を実現することができてドハティ型増幅器の効率を
向上することができるという効果を奏する。

【００８１】この発明によれば、制御手段が、信号逆変
換手段からフィードバックされるベースバンド信号と、
記憶手段に記憶された第１の増幅器または第２の増幅器
の特性に係るデータとを対照して、記憶手段に記憶され
た制御データを書き換えるように構成したので、実際に
使用されるドハティ型増幅器の特性に応じた制御データ
を設定することが可能となり、より精度の高い処理を実
現することができてドハティ型増幅器の効率を向上する
ことができるという効果を奏する。

【００８２】この発明によれば、入力端子と、入力端子
から延びる第１の経路に配置されてＡ級、ＡＢ級または
Ｂ級にバイアスされる第１の増幅器と、第１の経路にお
いて第１の増幅器の出力側に配置される１／４＋ｎ／２
波長線路（ｎは０または任意の自然数）と、入力端子か
ら延びる第２の経路に配置されてＢ級またはＣ級にバイ
アスされる第２の増幅器と、第１の増幅器および第２の
増幅器の出力側において第１の経路と第２の経路とが結
合する部位に配置される出力端子と、第１の増幅器の入
力側に配置される第１のアイソレータと、第２の増幅器
の入力側に配置される第２のアイソレータとを備えるよ
うに構成したので、ループ発振を防止することができ
て、安定して動作するドハティ型増幅器を得ることがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器の変形例の構成を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態２によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態３によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態４によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図６】 ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器の構成の一例を示す
図である。

【図７】 ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器の構成の他の例を示
す図である。

【図８】 ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器の構成の他の例を示
す図である。

【図９】 この発明の実施の形態５によるマイクロ波ド
ハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図１０】 ベースバンド信号を処理対象としたＡＭ−
ＡＭ／ＰＭ調整器の構成を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６によるマイクロ波
ドハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７によるマイクロ波
ドハティ型増幅器の構成を示す図である。

【図１３】 高周波信号の波形の一例を示す図である。

【図１４】 ＦＥＴ等の増幅素子についての出力側負荷
インピーダンスと飽和電力および効率との関係を示すス
ミスチャートである。

【図１５】 従来のマイクロ波ドハティ型増幅器の構成
を示す図である。

【図１６】 入力信号の電力レベルが小さい場合のマイ
クロ波ドハティ型増幅器の動作状態を示す図である。

【図１７】 ドハティ型増幅器に係るＡＭ−ＡＭ特性を
示す図である。

【図１８】 ドハティ型増幅器において形成されるルー
プを示す図である。

【符号の説明】

１ 入力端子、２ 出力端子、３ キャリア増幅器（第
１の増幅器）、４ ピーク増幅器（第２の増幅器）、
５，６ １／４波長線路、７，２１ 可変減衰器、８，
２２ 可変移相器、１０ 温度センサ、１１ ＲＯＭ
（記憶手段）、１２，４４，５５ 制御回路（制御手
段）、１３ 遅延回路、１４ ＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整
器、１５ 入力端子、１６ 直流カット用コンデンサ、
１７ 直流バイアス電源、１８ バイアス用抵抗、１９
ダイオード、２０ 出力端子、２３ 分配器、２４
レベル検出器、２５，２６ 制御回路、３１ 入力端
子、３２ ベースバンド処理回路、３３ 周波数変換回
路、３４，３５，５３ 周波数変換用ミクサ、３６ ロ
ーカル発振器、３７ ９０度移相器、４１ 分配器、４
２ レベル検出器（レベル検出手段）、４３ ＲＯＭ
（記憶手段）、４５ レベル・位相変換器（変換手
段）、４６，４７ Ｄ／Ａ変換器、５１ ＲＡＭ（記憶
手段）、５２ 分配器（分配手段）５４ Ａ／Ｄ変換
器、６１ アイソレータ（第１のアイソレータ）、６２
アイソレータ（第２のアイソレータ）。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｆ 1/34 Ｈ０３Ｆ 1/34 ５Ｊ１００ 1/42 1/42 3/21 3/21 3/24 3/24 3/68 3/68 Ｂ Ｈ０３Ｇ 3/30 Ｈ０３Ｇ 3/30 Ｂ (72)発明者 池田 幸夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 酒井 雄二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J067 AA01 AA26 AA41 CA02 CA21 CA36 CA54 CA62 FA01 FA10 FA19 HA09 HA19 HA25 HA29 HA32 HA43 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA68 KS01 KS35 LS01 MA11 QS04 TA01 TA02 TA05 TA06 5J069 AA01 AA26 AA41 CA02 CA21 CA36 CA54 CA62 FA01 FA10 FA19 HA09 HA19 HA25 HA29 HA32 HA43 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA68 KC04 KC06 MA11 TA01 TA02 TA05 TA06 5J090 AA01 AA26 AA41 CA02 CA21 CA36 CA54 CA62 CN04 DN02 FA01 FA10 FA19 FN06 GN01 GN06 HA09 HA19 HA25 HA29 HA32 HA43 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA68 MA11 TA01 TA02 TA05 TA06 5J091 AA01 AA26 AA41 CA02 CA21 CA36 CA54 CA62 FA01 FA10 FA19 HA09 HA19 HA25 HA29 HA32 HA43 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA68 MA11 TA01 TA02 TA05 TA06 5J092 AA01 AA26 AA41 CA02 CA21 CA36 CA54 CA62 FA01 FA10 FA19 GR09 HA09 HA19 HA25 HA29 HA32 HA43 KA00 KA15 KA16 KA23 KA32 KA34 KA68 MA11 TA01 TA02 TA05 TA06 5J100 JA01 KA05 LA00 LA11 QA01 QA02 SA01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と、 該入力端子から延びる第１の経路に配置されてＡ級、Ａ
   Ｂ級またはＢ級にバイアスされる第１の増幅器と、 前記第１の経路において前記第１の増幅器の出力側に配
   置される１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または任意の
   自然数）と、 前記入力端子から延びる第２の経路に配置されてＢ級ま
   たはＣ級にバイアスされる第２の増幅器と、 前記第１の増幅器および前記第２の増幅器の出力側にお
   いて前記第１の経路と前記第２の経路とが結合する部位
   に配置される出力端子と、 前記第１の経路を伝送される高周波信号または前記第２
   の経路を伝送される高周波信号について通過位相量およ
   び利得のいずれか一方または両方を補正する補正手段と
   を備えることを特徴とするドハティ型増幅器。
2. 【請求項２】 補正手段として、第１の増幅器または第
   ２の増幅器の入力側に配置される可変減衰器および可変
   移相器を備えることを特徴とする請求項１記載のドハテ
   ィ型増幅器。
3. 【請求項３】 温度センサと、可変減衰器および可変移
   相器の制御に係る設定値を温度の関数として記憶した記
   憶手段と、前記温度センサにより測定された温度に基づ
   いて前記記憶手段から可変減衰器および可変移相器の制
   御に係る設定値を読み出して可変減衰器および可変移相
   器を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求
   項２記載のドハティ型増幅器。
4. 【請求項４】 補正手段として、第１の増幅器または第
   ２の増幅器の入力側または出力側に配置される遅延回路
   を備えることを特徴とする請求項１記載のドハティ型増
   幅器。
5. 【請求項５】 補正手段として、第１の増幅器または第
   ２の増幅器の入力側または出力側に配置される周波数イ
   コライザを備えることを特徴とする請求項１記載のドハ
   ティ型増幅器。
6. 【請求項６】 補正手段として、第２の増幅器の入力電
   力と出力電力との関係であるＡＭ−ＡＭ特性並びに第２
   の増幅器の入力電力と通過位相量との関係であるＡＭ−
   ＰＭ特性を調整するＡＭ−ＡＭ／ＰＭ調整器を備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載のドハティ型増幅器。
7. 【請求項７】 入力端子と、 該入力端子から延びる第１の経路に配置されてＡ級、Ａ
   Ｂ級またはＢ級にバイアスされる第１の増幅器と、 前記第１の経路において前記第１の増幅器の出力側に配
   置される１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または任意の
   自然数）と、 前記入力端子から延びる第２の経路に配置されてＢ級ま
   たはＣ級にバイアスされる第２の増幅器と、 前記第１の経路において前記第１の増幅器の入力側に配
   置され、前記入力端子から入力されたベースバンド信号
   を高周波信号に変換する第１の信号変換手段と、 前記第２の経路において前記第２の増幅器の入力側に配
   置され、前記入力端子から入力されたベースバンド信号
   を高周波信号に変換する第２の信号変換手段と、 前記第１の増幅器および前記第２の増幅器の出力側にお
   いて前記第１の経路と前記第２の経路とが結合する部位
   に配置される出力端子と、 前記第１の経路を伝送されるベースバンド信号または前
   記第２の経路を伝送されるベースバンド信号について通
   過位相量および利得のいずれか一方または両方を補正す
   る補正手段とを備えることを特徴とするドハティ型増幅
   器。
8. 【請求項８】 第１の信号変換手段および第２の信号変
   換手段が、デジタル信号として与えられるベースバンド
   信号をアナログ高周波信号に変換することを特徴とする
   請求項７記載のドハティ型増幅器。
9. 【請求項９】 補正手段として、第１の経路または第２
   の経路を伝送されるベースバンド信号の電力レベルを検
   出するレベル検出手段と、該レベル検出手段により検出
   された電力レベルに応じた制御データが記憶された記憶
   手段と、検出された電力レベルに応じてベースバンド信
   号の振幅および位相のいずれか一方または両方の制御を
   実施する制御手段と、該制御手段からの制御信号に応じ
   てベースバンド信号の振幅および位相のいずれか一方ま
   たは両方を変換する変換手段とを備えることを特徴とす
   る請求項８記載のドハティ型増幅器。
10. 【請求項１０】 補正手段として、第１の経路または第
    ２の経路を伝送される高周波信号の一部を取り出す分配
    手段と、取り出された高周波信号をデジタル信号として
    のベースバンド信号に変換する信号逆変換手段と、第１
    の経路または第２の経路を伝送されるベースバンド信号
    の電力レベルを検出するレベル検出手段と、該レベル検
    出手段により検出された電力レベルに応じた制御データ
    並びに第１の増幅器または第２の増幅器の特性に係るデ
    ータが記憶された記憶手段と、前記レベル検出手段によ
    り検出された電力レベルおよび前記信号逆変換手段から
    フィードバックされるベースバンド信号に基づいて前記
    第１の経路または前記第２の経路を伝送されるベースバ
    ンド信号の振幅および位相のいずれか一方または両方を
    制御する制御手段と、該制御手段からの制御信号に応じ
    てベースバンド信号の振幅および位相のいずれか一方ま
    たは両方を変換する変換手段とを備えることを特徴とす
    る請求項７記載のドハティ型増幅器。
11. 【請求項１１】 制御手段が、信号逆変換手段からフィ
    ードバックされるベースバンド信号と、記憶手段に記憶
    された第１の増幅器または第２の増幅器の特性に係るデ
    ータとを対照して、前記記憶手段に記憶された制御デー
    タを書き換えることを特徴とする請求項１０記載のドハ
    ティ型増幅器。
12. 【請求項１２】 入力端子と、 該入力端子から延びる第１の経路に配置されてＡ級、Ａ
    Ｂ級またはＢ級にバイアスされる第１の増幅器と、 前記第１の経路において前記第１の増幅器の出力側に配
    置される１／４＋ｎ／２波長線路（ｎは０または任意の
    自然数）と、 前記入力端子から延びる第２の経路に配置されてＢ級ま
    たはＣ級にバイアスされる第２の増幅器と、 前記第１の増幅器および前記第２の増幅器の出力側にお
    いて前記第１の経路と前記第２の経路とが結合する部位
    に配置される出力端子と、 前記第１の増幅器の入力側に配置される第１のアイソレ
    ータと、 前記第２の増幅器の入力側に配置される第２のアイソレ
    ータとを備えることを特徴とするドハティ型増幅器。