[发明专利]功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及功率放大器。

背景技术

近年来，作为高效率的放大器而正在研究多尔蒂(Doherty)放大器。图1是表示普通的多尔蒂放大器的结构图(参照非专利文献1)。在图1中，从输入端子11输入的信号，由输入分配器12进行分配。分配后的一方的信号在以A级或AB级进行了偏置的主放大器13中被放大，并且在阻抗转换电路14中被阻抗转换。

分配后的另一方的信号经由λ/4线路15输入至峰值放大器16中，并且在以B级或C级进行了偏置的峰值放大器16中被放大。

从阻抗转换电路14及峰值放大器16输出的信号被合成而从输出端子17输出。

对于这种普通的多尔蒂放大器，为了追求更高的效率，必须使用高性能的高频器件。例如，作为高性能的高频器件，已知有GaN(氮化镓)器件，但与世界上广泛使用的LDMOS(Laterally Diffused Metal OxideSemiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)器件相比，GaN器件的成本通常远高于LDMOS器件。因此，必须发挥高性能的器件的优点并且实现成本降低。

对此，研究仅对多尔蒂放大器的动作点的效率起支配作用的主放大器使用GaN器件，而峰值放大器使用低成本器件，但不同种类的器件合成时相位特性不一致，而无法简单地实现。这里，器件不同是指相位特性不一致。其结果，并行动作的两个放大器的相位差相对于输出电平经常变动，因此输出合成时产生损耗。当两个放大器的相位差为180度时，两者的输出信号相抵消，最差的情况下损坏彼此的器件。

如此，对于两个放大器的相位特性不一致的问题，例如已知在专利文献1及专利文献2中公开的功率放大器。专利文献1中公开了在具有零偏置电流的多尔蒂功率放大器的偏置控制中，使用多尔蒂功率放大器中的功率电平的函数而稳定维持电源增益。由此，对载波放大器(carrier amplifier)的偏置随着向峰值放大器的偏置增大而减少，因此通过该增益变动的减少而可减少多尔蒂功率放大器中的相互调制失真。即，可改善两个放大器的线性，从而可消除因这些放大器的相位特性的偏差导致的合成损耗。

此外，在专利文献2中公开了移相器，该移相器调整将峰值放大器的输出与载波放大器的输出进行合成的合成单元中的电长度。由此，可消除因两个放大器的相位特性的偏差导致的合成损耗。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利特表2000-513535号公报

[专利文献2]日本专利特开2006-332829号公报

非专利文献

[非专利文献1]“A New High Efficiency Power Amplifier for ModulatedWaves”，Proceedings of the Institute of Radio Engineers，Vol.24，No.9，pp.1163-1182，September 1936

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1所公开的技术中，虽然可缓和在峰值放大器开始动作的区域中产生的相位的急剧旋转而改善多尔蒂放大器的输出信号的线性，但无法改善饱和附近的相位旋转，因而有在饱和输出附近产生合成损耗的问题。

而且，在专利文献2中公开的技术中，由于通过电长度使输出阻抗一致，因此可使某个指定的输出电平下的相位差一致而降低输出合成损耗，但存在无法对应因输出电平导致的相位特性的变动的问题。

本发明的目的在于提供即使在主放大器和峰值放大器中使用的高频器件的相位特性不同的情况下，也在大范围的输出电平下降低两个放大器的合成损耗，并且高效率的功率放大器。

解决问题的技术手段

本发明的功率放大器采用的结构包括：分配单元，其分配输入信号；第1放大单元，其将饱和区域中的相位特性的斜率为相反方向的两个高频器件串联连接，并将分配后的所述输入信号的一方放大；移相单元，其使分配后的所述输入信号的另一方的相位延迟λ/4；第2放大单元，其将与用于所述第1放大单元的两个高频器件为相同构造的两个高频器件以与所述第1放大单元相反的顺序串联连接，并通过比所述第1放大单元低的动作点放大其相位被延迟了λ/4的所述输入信号；转换单元，其将通过所述第1放大单元放大了的信号的阻抗进行转换；以及合成单元，其将阻抗被转换的所述信号和通过所述第2放大单元放大了的信号进行合成。

发明的效果