(57)【要約】【課題】簡単に最適な状態へ調整することができるドハティ増幅器を提供する。【解決手段】メインアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ａと、ピークアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ｂと、ドハティ増幅器を構成する二つの高周波アンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ラインと、λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路と、インピーダンス変換回路に接続された電源ラインと、ＲＦ入力Ａからλ／４ラインとの間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＡで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＡと、ＲＦ入力Ｂからλ／４とインピーダンス変換回路の合成部との間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢと、電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路とから構成されることを特徴とする。【選択図】図１
2010035103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドハティ増幅器を構成する二つの高周波アンプのうちのメインアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ａと、
前記二つの高周波アンプのうちのピークアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ｂと、
前記二つの高周波アンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ラインと、
前記λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路と、
前記インピーダンス変換回路に接続された電源ラインと、
前記ＲＦ入力Ａからλ／４ラインとの間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＡで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＡと、
前記ＲＦ入力Ｂからλ／４とインピーダンス変換回路の合成部との間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢと、
前記電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路と、
を有して構成されるドハティ合成回路。
【請求項２】
請求項１に記載されるドハティ合成回路に加え、
入力信号を９０度の位相差を加えて分離する入力分配器と、
Ａ級またはＡＢ級にバイアスされたメインアンプと、
Ｂ級またはＣ級にバイアスされたピークアンプと、
前記ＤＣスイッチＡと前記ＤＣスイッチＢをＲＦ入力信号のレベルに応じて切り替え制御するＲＦレベル検出部と、
を有して構成されるドハティ増幅器。
【請求項３】
入力信号を９０度の位相差を加えて分離する入力分配器と、
Ａ級またはＡＢ級にバイアスされたメインアンプと、
Ｂ級またはＣ級にバイアスされたピークアンプと、
前記メインアンプと前記ピークアンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ラインと、
前記λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路と、
前記インピーダンス変換回路に接続された電源ラインと、
高周波を短絡する高周波短絡回路と、
前記メインアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ａから前記λ／４ラインとの間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＣで動作をＳＨＯＲＴと前記高周波短絡回路への接続とに切り替え可能なＤＣスイッチＣと、
前記ピークアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ｂから前記λ／４とインピーダンス変換回路の合成部との間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢと、
前記電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路と、
を有して構成されるドハティ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波増幅器の分野におけるドハティ増幅器の出力合成器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドハティ増幅器は、当業者の間では既知の技術であり、１９３６年にドハティ氏によって最初に提案された。図３に、ドハティ増幅器の基本構成を示す。
【０００３】
基本となるドハティ増幅器は、入力分配器１２と、Ａ級またはＡＢ級でバイアスされたメインアンプ８と、Ｂ級またはＣ級でバイアスされたピークアンプ９と、λ／４線路１０と、λ／４線路９のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路１１とで構成される（非特許文献１参照）。
【０００４】
図３に示すように、ドハティ増幅器はバイアス級の異なる二つ以上の高周波増幅器から構成されるため、それぞれの高周波トランジスタに対応する個別の電源供給用の電源線路が装置の小型化への障害となっていた。
【０００５】
また、ドハティ増幅器を最適な状態で製造するには、メインアンプとピークアンプのそれぞれを最適な特性に調整する必要があり、例えばメインアンプを単体で調整するときには、ピークアンプとの高周波的な干渉を防ぐために高周波ラインを切り離し、さらには、メインアンプ単体の効率を測定するために電源回路を物理的に切り離すことが必要である。しかし、高周波ラインを切り離して調整する場合には、ドハティ合成器を接続した場合と負荷インピーダンスがずれるため、単体アンプでの調整時とドハティ増幅器としての総合調整を繰り返し行うことになる。さらには、マイクロ波増幅器における電源回路は、マイクロ波トランジスタで発生する歪み成分を抑圧するといったＤＣ電源の供給以外に重要な役割があり、その歪みを抑圧する動作を最良に調整するには、周辺回路の条件を厳しく管理する必要がある。特に、電源回路に接続されるコンデンサの容量や、そのコンデンサの実装位置の影響は非常に大きく、物理的に電源回路を切り離して単体アンプを調整した時と、ドハティ増幅器として構成させた時では電源回路の物理的な条件が異なるので、単体アンプ調整時と比べて歪み等のＲＦ特性は変化してしまう。
【０００６】
これらの解決策の一つとしては、例えば非特許文献２にドハティ合成器のλ／４ライン部に電源回路を接続した構成が提案されている。
【０００７】
この構成によれば、メインアンプとピークアンプの電源回路を一つに集約できるため、回路の小型化が可能となる。
【０００８】
また、例えば特許文献１（特表２００６−５００８８３号公報）には、ドハティ合成部にメインアンプとピークアンプの電源回路を一つにまとめた電源回路を備え、更に、マイクロ波トランジスタのバイアスを制御するＢＩＡＳ  ＣＯＮＴＲＯＬ部とを備えた構成が示されている。
【０００９】
この構成によれば、メインアンプとピークアンプのバイアスを制御することで、それぞれのマイクロ波トランジスタのＯＮとＯＦＦの状態を個別に動作設定することが可能となる。
【特許文献１】特表２００６−５００８８３号公報
【非特許文献１】“Ａ  Ｎｅｗ  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｆｏｒ  Ｍｏｄｕｌａｅｄ  Ｗａｖｅｓ“、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｒａｄｉｏ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、Ｖｏｌ．２４、Ｎｏ．９、ｐｐ．１１６３−１１８２  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９３６
【非特許文献２】Ｈｙｕｎ−ｃｈｕｌ  Ｐａｒｋ、Ｊｕ−ｈｏ  Ｖａｎ、Ｓｕｎｇ−ｃｈａｎ  Ｊｕｎｇ、Ｍｉｎ−ｓｕ  Ｋｉｍ、Ｈａｊｉｎ  Ｃｈｏ、Ｓｕｎｇ−ｗｏｏｋ  Ｋｗｏｎ、Ｊｏｎｇ−ｈｙｕｋ  Ｊｅｏｎｇ、Ｋｙｕｎｇ−ｈｏｏｎ  Ｌｉｍ、Ｃｈｅｏｎ−ｓｅｏｋ  Ｐａｒｋ、Ｙｏｕｎｇｏｏ  Ｙａｎｇ、“Ａ  Ｎｅｗ  Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｌｏａｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｆｏｒ  Ｄｏｈｅｒｔｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｕｓｉｎｇ  ａｎ  Ｉｍｐｅｒｆｅｃｔ  Ｑｕａｒｔｅｒ−Ｗａｖｅ  Ｌｉｎｅ，”Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｖｏｌｕｍｅ  ５５、  Ｉｓｓｕｅ  １１、  Ｎｏｖ．２００７  Ｐａｇｅ（ｓ）：２３１３−２３１９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、非特許文献２に開示された公知技術によれば、メインアンプとピークアンプに供給する電源ラインはドハティ合成回路で共通化されているため、ドハティ増幅器の小型化は実現するが、メインアンプとピークアンプのドレイン電圧が、常にそれぞれに対して供給され続けるため、メインアンプとピークアンプをそれぞれ独立した状態で、個別の動作効率を確認しながら最適に調整することが出来ない。
【００１１】
また、図５に、特許文献１に開示された公知技術の代表図を示す。特許文献１に開示された公知技術によれば、ドハティ合成部１００にメインアンプとピークアンプの電源回路を一つにまとめた電源回路１０１を備え、更に、マイクロ波トランジスタのバイアスを制御するＢＩＡＳ  ＣＯＮＴＲＯＬ部１０２とを備えた構成が示されている。しかしながら、メインアンプとピークアンプのバイアスを制御してＲＦデバイスを直流動作としてＯＦＦできたとしても、両者のアンプが接続されるＲＦ伝送線路は物理的につながっているため、やはりメインアンプとピークアンプのＲＦ特性を、完全に独立して最適な状態に調整することはできないといった課題がある。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、メインアンプとピークアンプ電源回路が一つに集約され、かつ、それぞれのアンプを完全に独立して最適に調整することができるドハティ合成回路及びドハティ増幅器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、二つのアンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ラインと、λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路と、インピーダンス変換回路に接続された電源ラインと、メインアンプの伝送ラインを開放するＤＣスイッチＡと、ピークアンプの伝送ラインを開放するＤＣスイッチＢとを有して構成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第１の態様として、ドハティ増幅器を構成する二つの高周波アンプのうちのメインアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ａと、前記二つの高周波アンプのうちのピークアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ｂと、前記二つの高周波アンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ラインと、前記λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路と、前記インピーダンス変換回路に接続された電源ラインと、前記ＲＦ入力Ａからλ／４ラインとの間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＡで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＡと、前記ＲＦ入力Ｂからλ／４とインピーダンス変換回路の合成部との間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢと、前記電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路と、を有して構成されるドハティ合成回路を提供する。
【００１５】
本発明の第２の態様として、上記のドハティ合成回路に加え、入力信号を９０度の位相差を加えて分離する入力分配器と、Ａ級またはＡＢ級にバイアスされたメインアンプと、Ｂ級またはＣ級にバイアスされたピークアンプと、前記ＤＣスイッチＡと前記ＤＣスイッチＢをＲＦ入力信号のレベルに応じて切り替え制御するＲＦレベル検出部と、を有して構成されるドハティ増幅器を提供する。
【００１６】
本発明の第３の態様として、入力信号を９０度の位相差を加えて分離する入力分配器と、Ａ級またはＡＢ級にバイアスされたメインアンプと、Ｂ級またはＣ級にバイアスされたピークアンプと、前記メインアンプと前記ピークアンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ラインと、前記λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路と、前記インピーダンス変換回路に接続された電源ラインと、高周波を短絡する高周波短絡回路と、前記メインアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ａから前記λ／４ラインとの間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＣで動作をＳＨＯＲＴと前記高周波短絡回路への接続とに切り替え可能なＤＣスイッチＣと、前記ピークアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ｂから前記λ／４とインピーダンス変換回路の合成部との間に挿入されたコントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢと、前記電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路と、を有して構成されるドハティ増幅器を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のドハティ合成回路によれば、メインアンプとピークアンプが共に高周波増幅動作をさせる出力領域においてのみ、ＤＣスイッチＡとＤＣスイッチＢを同時にＯＮさせるため、両アンプのＤＣ成分が不必要に干渉することがないという理由から、メインアンプとピークアンプの電源回路が一つに集約されて回路が小型化できる。
【００１８】
また、本発明のドハティ合成回路は、メインアンプとピークアンプの電源回路が一つに集約されているため、単体アンプ調整時と、ドハティアンプ構成時とで電源回路は全く同じものであり、いずれのアンプの調整時でも電源回路による高周波特性への影響は不変であるという理由から、単体アンプの調整とドハティ増復器としての調整の繰り返しが不要である。
【００１９】
さらに、本発明のドハティ合成回路は、機械的なＤＣスイッチを動作させることで、物理的に伝送線路が切断されるのでＤＣ成分とともに、高周波信号も同時に切り離すことができるという理由から、メインアンプとピークアンプを完全に独立して最適に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本実施の形態では、ドハティ増幅器において電源回路を小型化し、さらには、メインアンプとピークアンプをドハティ増幅器として構成した時にＲＦ特性が変化することなく、それぞれ独立して、個別に最適な状態に調整するという目的を最小の部品点数で実現した。
【００２１】
ドハティ増幅器は、メインアンプとピークアンプと呼ばれる２個の増幅器としてのＦＥＴを並列に接続して構成される。通常の並列増幅器は、２個のＦＥＴのゲートバイアス条件を同じにして使用するが、ドハティ増幅器では、メインアンプはＡＢ級またはＢ級にバイアス設定し、ピークアンプはＣ級にバイアス設定する。
【００２２】
入力レベルが低いとき、ピークアンプはＣ級にバイアス設定しているのでオフ状態で電力を消費せず、メインアンプにより入力信号が増幅される。入力レベルが一定値以上になると、メインアンプは飽和し始めるが、ピークアンプがオン状態となり、メインアンプの飽和による利得低下分を補うように動作する。このように、ドハティ増幅器は平均電力とピーク電力の比が大きな信号に対して、信号レベルが高くなったときだけピークアンプが動作するので、高効率に動作することができる。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドハティ合成器を示す図である。メインアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ａ１８と、ピークアンプから出力されるＲＦ信号を入力するＲＦ入力Ｂ１９と、ドハティ増幅器を構成する二つの高周波アンプの出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ライン１と、λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路２と、インピーダンス変換回路に接続された電源ライン３と、コントロール電圧ＶｃｏｎｔＡで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＡ４と、コントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢ５と、電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路６から構成されている。
【００２４】
以上のように構成されたドハティ合成器において、その動作原理を図１を用いて説明する。例えばメインアンプを調整するときには、ＤＣスイッチＢ５をＯＰＥＮにして、ＤＣスイッチＡ４をＳＨＯＲＴに設定する。そうすることで、電源ライン３からメインアンプへは電源電圧が供給されるが、ピークアンプへは電源が供給されない。さらに、ＤＣスイッチに機械的なスイッチを使用することでＲＦ伝送ラインは物理的に切断されるため、ピークアンプへのＲＦ伝送ラインは高周波的にも切り離され、メインアンプはピークアンプとはＤＣ成分と高周波成分の共に干渉することなく、完全に独立して調整することができる。
【００２５】
反対に、ピークアンプを単体で調整するときには、ＤＣスイッチＢ５をＳＨＯＲＴにして、ＤＣスイッチＡ４をＯＰＥＮにすることで、メインアンプと同様にピークアンプを完全に独立して調整することができる。
【００２６】
また、マイクロ波増幅器における電源回路は、マイクロ波トランジスタで発生する歪み成分を抑圧するといったＤＣ電源の供給以外に高周波特性に対しても非常に重要な役割がある。その歪みを抑圧する動作を最良に調整するには、電源の周辺回路の条件を厳しく管理する必要がある。特に、電源回路に接続されるコンデンサの容量や、そのコンデンサの物理的な実装位置の影響は非常に大きい。そのため、メインアンプまたはピークアンプに接続される電源ラインを物理的に切り離して片側の単体アンプを調整した時と、両者の電源ラインを同時にＯＮ接続してドハティ増幅器として構成させた時とでは、電源回路の物理的な条件が異なるので、単体アンプの調整時と比べて歪み等のＲＦ特性が変化してしまうという課題に対して、上記したドハティ合成器の構成とすれば、ＤＣスイッチＡ４、またはＤＣスイッチＢ５を切り替えたとしても、マイクロ波トランジスタで発生する歪みの抑圧に重要となる電源ライン３と高調波制御回路６の物理的な配置や回路インピーダンスは不変であるため、マイクロ波トランジスタで発生する歪み成分の抑圧に関わる電源ラインの条件は変化しない動作が実現できる。
【００２７】
また、ドハティ増幅器として動作させるときには、ＤＣスイッチＡ４とＤＣスイッチＢ５を同時にＳＨＯＲＴに設定すれば良い。その時にも、電源ライン３と高調波制御回路６の状態は不変であるため、歪みの抑圧に関わる電源ラインの条件は単体アンプ調整時から変化することはない。そのため、単体アンプの調整時と、ドハティ増幅器を構成したときの電源回路の影響は全く同じであることから、単体アンプの調整とドハティ増幅器としての調整において後戻りや繰り返し調整は発生しない。
【００２８】
また、図１では、ＤＣスイッチＡ４、およびＤＣスイッチＢ５の制御は、コントロール電圧Ｖｃｏｎｔで表現したが、機械的な手動切り替え手段でも良い。
【００２９】
また、図１の例では、ＤＣスイッチＡ４、およびＤＣスイッチＢ５は、機械的なスイッチを模しているが、当然のことながら、同様な効果を有するダイオードやＦＥＴ、ＭＥＭＳ等で構成されたスイッチを用いても同様の効果を得ることができる。
【００３０】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２におけるドハティ増幅器を示す図である。入力信号を９０度の位相差を加えて分離する入力分配器１４と、Ａ級またはＡＢ級にバイアスされたメインアンプ１５と、Ｂ級またはＣ級にバイアスされたピークアンプ１６と、メインアンプ１５とピークアンプ１６の出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ライン１と、λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路２と、インピーダンス変換回路に接続された電源ライン３と、コントロール電圧ＶｃｏｎｔＡで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＡ４と、コントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢ５と、電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路６と、ＤＣスイッチＡとＤＣスイッチＢをＲＦ入力信号のレベルに応じて切り替え制御するＲＦレベル検出部７とから構成されている。
【００３１】
次に、図２を用いて上記のように構成されたドハティ増幅器の動作を説明する。ドハティ増幅器の基本動作は、ＲＦ入力信号のレベルが小さいときにはメインアンプ１５のみが動作して、ピークアンプ１６の動作をＯＦＦすることで、ＲＦアンプとしての過剰な出力マージンを確保することがなくなり、高効率で動作させることができるというものである。この動作の理想は、ピークアンプがＯＦＦであるときに、メインアンプ１５のＲＦ出力電力が全てＲＦ＿ＯＵＴに現れることである。すなわち、λ／４ライン１とインピーダンス変換回路２の合成部から見た、ピークアンプ１６のインピーダンスが無限大（ＯＰＥＮ）となり、ＲＦ出力電力のピークアンプ１６の出力部への流入を無視できることである。図２の構成によれば、ＲＦ入力信号のレベルに応じてＲＦレベル検出部７がＤＣスイッチＡ４を切り替えることができるので、メインアンプ１５だけをＯＮさせるＲＦ入力信号のレベルでは、ピークアンプ１６が強制的に切り離され、λ／４ライン１とインピーダンス変換回路２の合成部から見たピークアンプ１６のインピーダンスは無限大となり、低入力レベル領域における理想の動作状態が実現する。さらに、ＲＦ入力信号のレベル高くなったときには両方のＤＣスイッチをＳＨＯＲＴにすることで、通常のドハティ増幅器として動作させることが可能となる。スイッチを切り替えるためのＲＦ入力レベルは、所望のドハティ増幅器の特性を得るように任意に設定すれば良い。
【００３２】
また、ＤＣスイッチをＯＮとＯＦＦのみの単純な機械スイッチではなく、例えばＯＮ抵抗を可変できるＦＥＴで形成された半導体スイッチを使用し、ＲＦレベル検出部７からの制御信号をＲＦ入力レベルに応じて段階的に変化させることで、λ／４ライン１とインピーダンス変換回路２の合成部から見たピークアンプのインピーダンスの変化を、ピークアンプがＯＮしてから飽和動作に至るまでの間で細かく制御できるため、ドハティ増幅器としての線形性や効率といった所望の特性を調整することが可能となる。
【００３３】
ＲＦレベル検出部７は、例えばダイオードを用いた検波回路で簡単に構成できるが、当然のことながら、熱的な検出回路や、その他のパワー検出手段を用いても構わない。
【００３４】
また、ＲＦレベル検出部７からの制御信号とＲＦレベルの関係は、所望の特性が得られるように、比例、反比例、対数比例、逆対数比例といったあらゆる関係を適応して構わない。
【００３５】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３におけるドハティ増幅器を示す図である。入力信号を９０度の位相差を加えて分離する入力分配器１４と、Ａ級またはＡＢ級にバイアスされたメインアンプ１５と、Ｂ級またはＣ級にバイアスされたピークアンプ１６と、メインアンプ１５とピークアンプ１６の出力信号を９０度の位相差を加えて合成するλ／４ライン１と、λ／４ラインの合成部のインピーダンスを出力負荷インピーダンスへ変換するインピーダンス変換回路２と、インピーダンス変換回路に接続された電源ライン３と、高周波を短絡する高周波短絡回路１３と、コントロール電圧ＶｃｏｎｔＣで動作をＳＨＯＲＴと高周波短絡回路に切り替え可能なＤＣスイッチＣ１７と、コントロール電圧ＶｃｏｎｔＢで動作をＯＰＥＮとＳＨＯＲＴに切り替え可能なＤＣスイッチＢ５と、電源ラインに接続した歪みを抑圧する高調波制御回路６と、ＤＣスイッチＣ１７とＤＣスイッチＢ５をＲＦ入力信号のレベルに応じて切り替えを制御するＲＦレベル検出部７とから構成されている。
【００３６】
次に、図４を用いて上記のように構成されたドハティ増幅器の動作を説明する。図４の構成によれば、実施の形態２で説明したと同様に、ＲＦ入力信号のレベルの小さい領域ではＲＦレベル検出部７がＤＣスイッチＢ５を切り替えて、メインアンプ１５だけをＯＮさせるので、低入力レベル領域におけるドハティ増幅器の理想の動作状態が実現する。
さらに、ＲＦ入力信号のレベルが高くなったときには、両方のＤＣスイッチをＳＨＯＲＴにすることで、通常のドハティ増幅器として動作させることが可能となる。
【００３７】
また、ピークアンプ１６をシングルアンプとして単体で動作させるには、ＤＣスイッチＢ５をＳＨＯＲＴにし、ＤＣスイッチＣ１７を高周波短絡回路１３に切り替える。このようにすることで、ピークアンプ１６の出力とインピーダンス変換回路２の合成部から見たλ／４ライン１は、λ／４のショートスタブとなり、ＲＦ主信号の周波数に対するインピーダンスが開放に見える。そのため、ピークアンプ１６の出力とインピーダンス変換回路２の合成部から見たλ／４ライン１が高周波特性に影響を与えることはない。図４では、高周波短絡回路１３を片側の電極がＧＮＤに接地されたコンデンサで簡易的に表現しているが、λ／４のオープンスタブを用いても同様な効果を得ることができる。
【００３８】
また、ドハティ増幅器として動作させるときには、ＤＣスイッチＣ１２とＤＣスイッチＢ５を同時にＳＨＯＲＴに設定すれば良い。
【００３９】
また、使用するＤＣスイッチをＯＮとＯＦＦのみの単純な機械スイッチではなく、例えばＯＮ抵抗を可変できるＦＥＴで形成された半導体スイッチを使用し、ＲＦレベル検出部７からの制御信号をＲＦレベルに応じて段階的に変化させることで、λ／４ライン１とインピーダンス変換回路２の合成部から見たピークアンプ１６のインピーダンスの変化を、ピークアンプ１６がＯＮしてから飽和動作に至るまでの間で細かく制御できるため、ドハティ増幅器としての線形性や効率といった所望の特性を調整することが可能となる。
【００４０】
また、この構成によれば、メインアンプ１５とピークアンプ１６の単体調整時に効果を得ることのみならず、メインアンプ１５とピークアンプ１６のどちらか一方をシングルアンプとして動作させて用いる場合にも、高周波電力の損失を受けることなく使用することが可能となる。
【００４１】
また、ＲＦレベル検出部７は、例えばダイオードによる検波回路で構成できるが、当然のことながら、熱検出回路や、その他の検出手段を用いても構わない。
【００４２】
また、ＲＦレベル検出部７からの制御信号とＲＦレベルの関係は、所望の特性が得られるように、比例、反比例、対数比例、逆対数比例といったあらゆる関係を適応して構わない。
【００４３】
本発明のドハティ合成回路は、ＤＣスイッチＡとＤＣスイッチＢを設けて、メインアンプとピークアンプの電源回路を一つに集約しているので、回路を小型化できる。また、メインアンプとピークアンプが共に電源供給が必要な高周波増幅動作をさせる出力領域においてのみ、ＤＣスイッチＡとＤＣスイッチＢを同時にＯＮさせるため、両アンプ間に加えられるＤＣ成分が干渉するのを抑制できる。
【００４４】
本発明のドハティ合成回路は、機械的なＤＣスイッチＡ（またはＤＣスイッチＢ）を動作させることで、ＤＣ成分とともに、高周波信号も同時に切り離すことができるので、メインアンプとピークアンプを完全に独立して最適に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
高周波増幅器の分野以外にも、トランジスタを複数個並列して動作させる電力増幅システムにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態１を示した説明図
【図２】本発明の実施の形態２を示した説明図
【図３】ドハティ増幅器の基本構成を示した図
【図４】本発明の実施の形態３を示した説明図
【図５】特表２００６−５００８８３に示す従来例の図
【符号の説明】
【００４７】
１      λ／４ライン
２      インピーダンス変換回路
３      電源ライン
４      ＤＣスイッチＡ
５      ＤＣスイッチＢ
６      高調波制御回路
７      ＲＦ入力レベル検出部
８      メインアンプ
９      ピークアンプ
１０    λ／４ライン
１１    インピーダンプ変換回路
１２    入力分配器
１３    高周波短絡回路
１４    入力分配回路
１５    メインアンプ
１６    ピークアンプ
１７    ＤＣスイッチＣ
１８    ＲＦ入力Ａ
１９    ＲＦ入力Ｂ
１００  ９０度位相変換回路
１０１  電源回路を備えたインピーダンス変換回路
１０２  バイアス制御回路
【図１】
2010035103.tif 000003
【図２】
2010035103.tif 000004
【図３】
2010035103.tif 000005
【図４】
2010035103.tif 000006
【図５】
2010035103.tif 000007