(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の出力端に並列接続され、前記マルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有するとともに、前記複数の搬送波の周波数軸上における何れかの間隔Δｆに等しい周波数に通過域を有する、集中定数回路で構成されたＬＣ共振回路を備えることにより、前記△ｆと、前記マルチキャリア信号との変調積として発生する雑音のレベルを抑圧する
ことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波増幅器において、
前記ＬＣ共振回路は、
前記間隔Δｆに等しい周波数以下の低域に通過域を有する
ことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の高周波増幅器において、
前記ＬＣ共振回路は、
前記マルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有する
ことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項４】
複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段の出力端に並列接続され、前記マルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有するとともに、前記マルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有するＬＣ共振回路と
を備えたことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の高周波増幅器において、
前記ＬＣ共振回路は、
前記増幅手段とその増幅手段の出力側に接続された負荷との間に並列に接続された
ことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の高周波増幅器を構成する増幅手段に備えられ、その増幅手段の増幅作用を能動的に実現すると共に、この高周波増幅器を構成するＬＣ共振回路と共に集積回路として一体化された
ことを特徴とする増幅素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する高周波増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access) 方式は、本来的に秘匿性と耐干渉性とを有し、かつ無線周波数の有効利用が可能な多元接続方式として、種々の通信システムに適用されつつある。
さらに、ＣＤＭＡ方式は、近年、応答性および精度が高い送信電力制御を実現する技術の確立によって遠近問題の解決が可能となったために、移動通信システムにも積極的に適用されつつある。
【０００３】
また、このようなＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムの無線基地局の送信系は、例えば、図１３に示すように、所定の周波数配置およびゾーン構成に基づいて割り付けられ、かつ搬送波の周波数が異なる複数Ｎの無線周波信号の電力を個別に増幅する高周波増幅器１０１-1〜１０１-Nと、これらの高周波増幅器１０１-1〜１０１-Nの出力に個別に得られる無線周波信号を合成することによって、空中線系等に与えるべきマルチキャリア信号を生成する合波器１０２とから構成される。
【０００４】
なお、以下では、上述した無線周波信号の数Ｎについては、簡単のため、「２」であると仮定し、これらの無線周波信号の搬送波の周波数を「ｆ1」、「ｆ2」と表記することとする。
【０００５】
このような構成の送信系では、高周波増幅器１０１-1、１０１-2は、それぞれ占有帯域内にｆ1 を含む第一の無線周波信号と、占有帯域内にｆ2 を含む第二の無線周波信号との電力を増幅する。
すなわち、高周波増幅器１０１-1、１０１-2はこれらの第一の無線周波信号と第二の無線周波信号とを個別にの双方を増幅するので、これらの高周波増幅器１０１-1、１０１-2に備えられた増幅素子の特性に非線形な領域があっても、これらの無線周波信号の混変調（相互変調）に起因する雑音は発生しない。
【０００６】
なお、このような雑音については、以下では、単に「混変調歪み」と称することとする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来例では、無線基地局に割り付けられた搬送波の周波数の数Ｎが大きいほど、増幅器１０１-1〜１０１-Nの数Ｎが増加するために、ハードウエアの規模が大きくなる。また、無線基地局のハードウエアの構成については、一般に、割り付けられ得る搬送波の数の最大値Ｎmax に対して適応が可能であることが要求される。
【０００８】
しかし、無線基地局については、ハードウエアの規模が大きいほど、置局条件（消費電力、実装に要する床面積および体積等）にかかわる制約が増加し、かつ信頼性が低下する可能性があった。
また、これらの制約の増加および信頼性の低下については、例えば、複数Ｎの無線周波信号を合成する合波器と、その合波器の出力に得られたマルチキャリア信号を一括して増幅する単一の共用増幅器との組み合わせによって緩和され得る。
【０００９】
しかし、この共用増幅器については、上述した複数Ｎの無線周波信号の混変調歪みのレベルが所望の上限値以下に抑圧される程度に高い直線性が要求され、これらの無線周波信号の数Ｎが大きく、かつ該当する無線基地局によって形成される無線ゾーンとが広いほど大きなダイナミックレンジが要求される。
【００１０】
したがって、このような共用増幅器は、技術的には実現が可能であっても、実際には、コストその他の制約によって適用が許容されない場合が多かった。
また、上述した混変調歪みは、一般に、該当する無線基地局に割り付けられた複数Ｎの搬送波の周波数ｆ1〜ｆN（図１４(1)、(2))と、これらの周波数ｆ1 〜ｆN の周波数軸上における間隔Δｆに等しい周波数の混変調歪み（以下、「基本変調積」という。）（図１４(3))との和および差の周波数成分として生成される（図１４(4))。
【００１１】
なお、以下では、間隔Δｆについては、簡単のため、任意の整数ｋ(＝１〜(N-1)）に対して
Δｆ＝ｆk+1−ｆk
の式で与えられるように、隣接する搬送波の周波数の差であると仮定する。
しかし、この基本変調積の周波数Δｆが大きいほど、上述した共用増幅器の内部において接地に供される線路のインピーダンス（インダクタンス）が増加するために、一般に、その基本変調積のレベルも同様に増加する。
【００１２】
すなわち、既述の共用増幅器は、増幅されるべきマルチキャリア信号に含まれる複数Ｎの無線周波信号の周波数軸上における間隔Δｆが大きいほど発生する混変調歪みのレベルも増加するために、その混変調歪みのレベルが許容される程度に小さな値となる低インピーダンスの回路で構成されなければならなかった。
さらに、広帯域ＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムでは、基本変調積の周波数Δｆは、一般に、十数ＭHzないし数十ＭHzと大きな値になる。
【００１３】
したがって、上述した低インピーダンスの回路からなる共用増幅器は、ランニングコストその他の制約の範囲において消費電力の増加が許容され、かつ増幅素子その他の機械的寸法や熱設計にかかわる技術的な制約に対する対処が可能でなければ、広帯域ＣＤＭＡ方式に対する適用は困難であった。
【００１４】
本発明は、小規模のハードウエアで多様な周波数配置に対する柔軟な適応が可能である高周波増幅器を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、「複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段と、増幅手段の出力端に並列接続され、マルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有するとともに、複数の搬送波の周波数軸上における何れかの間隔Δｆに等しい周波数に通過域を有する、集中定数回路で構成されたＬＣ共振回路を備えることにより、△ｆと、マルチキャリア信号との変調積として発生する雑音のレベルを抑圧することを特徴とする高周波増幅器」を用いる。
請求項２に記載の発明では、「請求項１に記載の高周波増幅器において、ＬＣ共振回路は、間隔Δｆに等しい周波数以下の低域に通過域を有することを特徴とする高周波増幅器」を用いる。
請求項３に記載の発明では、「請求項１または請求項２に記載の高周波増幅器において、ＬＣ共振回路は、マルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有することを特徴とする高周波増幅器」を用いる。
請求項４に記載の発明では、「複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段と、増幅手段の出力端に並列接続され、マルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有するとともに、マルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有するＬＣ共振回路とを備えたことを特徴とする高周波増幅器」を用いる。
請求項５に記載の発明では、「請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の高周波増幅器において、ＬＣ共振回路は、増幅手段とその増幅手段の出力側に接続された負荷との間に並列に接続されたことを特徴とする高周波増幅器」を用いる。
請求項６に記載の発明では、「請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の高周波増幅器を構成する増幅手段に備えられ、その増幅手段の増幅作用を能動的に実現すると共に、この高周波増幅器を構成するＬＣ共振回路と共に集積回路として一体化されたことを特徴とする増幅素子」を用いる。
図１は、本発明に関連した第一ないし第五の発明の原理ブロック図である。
【００１６】
本発明に関連した第一の発明は、複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段１１と、増幅手段１１の出力端に接続され、かつマルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有すると共に、複数の搬送波の周波数軸上における何れかの間隔Δｆに等しい周波数の変調積と、このマルチキャリア信号との変調積として発生する雑音のレベルが所定の上限値以下となる伝達特性で、その間隔Δｆに等しい周波数に通過域を有する濾波手段１２とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明に関連した第二の発明は、本発明に関連した第一の発明にかかわる高周波増幅器において、濾波手段１２は、間隔Δｆに等しい周波数以下の低域に通過域を有することを特徴とする。
本発明に関連した第三の発明は、本発明に関連した第一または第二の発明にかかわる高周波増幅器において、濾波手段１２は、マルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明に関連した第四の発明は、複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する増幅手段１１と、増幅手段１１の出力端に接続され、かつマルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有すると共に、そのマルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有する濾波手段２１とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
本発明に関連した第五の発明は、本発明に関連した第一ないし第四の発明の何れかにかかわる高周波増幅器において、濾波手段１２、２１は、増幅手段１１とその増幅手段１１の出力側に接続された負荷との間に並列に接続されたことを特徴とする。
図２は、本発明に関連した第六の原理ブロック図である。
本発明に関連した第六の発明は、本発明に関連した第一ないし第五の発明の何れかにかかわる高周波増幅器を構成する増幅手段１１に備えられ、その増幅手段１１の増幅作用を能動的に実現すると共に、この高周波増幅器を構成する濾波手段１２、２１と共に集積回路として一体化されたことを特徴とする。
【００２０】
本発明に関連した第一の発明にかかわる高周波増幅器では、増幅手段１１は、複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する。濾波手段１２は、このマルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有し、かつ上述した異なる搬送波の周波数軸上における何れかの間隔Δｆに等しい周波数に通過域を有する。
【００２１】
さらに、濾波手段１２は、上述した間隔Δｆに周波数が等しい変調積と既述のマルチキャリア信号との変調積として発生する雑音のレベルが所定の上限値以下となる伝達特性を有し、かつ増幅手段１１の出力端に接続される。
また、このような雑音は、増幅手段１１の非直線性に起因して発生する非線形歪みの主要な成分であるので、増幅手段１１の特性および所望の周波数配置に適応した濾波手段１２の濾波特性が予め設定される限り、これらの増幅手段１１と濾波手段１２とからなる小規模の回路で高い電力効率およびＳＮ比が達成される。
【００２２】
本発明に関連した第二の発明にかかわる高周波増幅器では、本発明に関連した第一の発明にかかわる高周波増幅器において、濾波手段１２は、間隔Δｆに等しい周波数以下の低域に通過域を有する。
すなわち、増幅の対象となるマルチキャリア信号の生成に供された搬送波の数が多く、あるいはこれらの搬送波の周波数配置が多様であったり変更され得る場合であっても、濾波手段１２の特性が変更されることなく、安定にＳＮ比が維持される。
【００２３】
本発明に関連した第三の発明にかかわる高周波増幅器では、本発明に関連した第一または第二の発明にかかわる高周波増幅器において、濾波手段１２は、マルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有する。
すなわち、増幅手段１１の非直線性に起因して生じる高調波成分は周波数がΔｆである変調積と共に濾波手段１２によって抑圧されるので、本発明に関連した第一または第二の発明にかかわる高周波増幅器に比べて高いＳＮ比が得られる。
【００２４】
本発明に関連した第四の発明にかかわる高周波増幅器では、増幅手段１１は、複数の搬送波が個別に変調され、かつ合成されることによって生成されたマルチキャリア信号を増幅する。濾波手段２１は、このマルチキャリア信号の占有帯域に阻止域を有し、そのマルチキャリア信号の二次の高調波が分布する帯域、あるいはその帯域を含む高域に通過域を有する。
【００２５】
また、このような濾波特性を有する濾波手段２１は、増幅手段１１の出力端に接続される。
したがって、増幅手段１１の特性および所望の周波数配置に適応した濾波手段２１の濾波特性が予め設定される限り、これらの増幅手段１１と濾波手段１２とからなる小規模の回路で高い電力効率およびＳＮ比が達成される。
【００２６】
本発明に関連した第五の発明は、本発明に関連した第一ないし第四の発明の何れかにかかわる高周波増幅器において、濾波手段１２、２１は、増幅手段１１とその増幅手段１１の出力側に接続された負荷との間に並列に接続される。
すなわち、濾波手段１２、２１の入出力インピーダンスは、上述した増幅手段１１の出力インピーダンスと負荷のインピーダンスとが既知の値である限り、これらのインピーダンスに適応した値として与えられる。
【００２７】
したがって、濾波手段１２、２１の濾波特性については、このようなインピーダンスに適応した伝達関数として所望の精度による設定が可能となる。
本発明に関連した第六の発明にかかわる増幅素子は、本発明に関連した第一ないし第五の発明の何れかにかかわる高周波増幅器を構成する増幅手段１１に備えられ、その増幅手段１１の増幅作用を能動的に実現すると共に、この高周波増幅器を構成する濾波手段１２、２１と共に集積回路として一体化される。
【００２８】
すなわち、濾波手段１２、２１が増幅手段１１の出力端を終端するために供される線路の長さは、その濾波手段１２、２１が上述したように増幅素子と一体されることによって、本発明に関連した第一ないし第五の発明において同様に形成される線路の長さに比べて短くなる。
すなわち、濾波手段１２、２１が外部に配置される場合に比べてこのような線路のインピーダンスが小さな値となるので、増幅の対象となるマルチキャリア信号の生成に供された搬送波の数が多く、あるいはこれらの搬送波の周波数軸上における間隔が大きい場合であっても、高いＳＮ比が達成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図３は、本発明の第一の実施形態を示す図である。
図において、入力端はコンデンサ４１を介して増幅素子であるＦＥＴ４２のゲートに接続され、そのＦＥＴ４２のゲートにはインダクタ４３を介して所定のバイアス電圧Ｖgsが印加される。ＦＥＴ４２のソースは接地され、そのＦＥＴ４２のドレインはコンデンサ４４を介して出力端に接続される。さらに、ＦＥＴ４２のドレインには、並列に接続されたインダクタ４５およびコンデンサ４６からなる並列共振器４７を介して所定の電源電圧Ｖdsが印加さる。これらのバイアス電圧Ｖgsおよび電源電圧Ｖdsを個別に与える電源線４８-1、４８-2は、それぞれコンデンサ４９-1、４９-2とコンデンサ５０-1、５０-2を介して接地される。
【００３０】
図４は、本発明の第一の実施形態の組み立て図である。
図において、図３に示すものについては、同じ符号を付与して示すこととする。
【００３１】
図において、回路基板５１-1の一方の面には、直線状に配置された矩形状のストリップ線路５２-1、５２-2と、これらのストリップ線路５２-1、５２-2に並行に配置された矩形状の線路からなる電源線４８-1と接地パターン５３-1とが形成される。ストリップ線路５２-1、５２-2の端部の内、互いに対向する一対の端部にはコンデンサ４１の両端が接続され、そのストリップ線路５２-2と電源線４８-1との間にはインダクタ４３の両端が接続される。電源線４８-1と接地パターン５３-1との間には、コンデンサ４９-1、４９-2が並列に接続される。
【００３２】
回路基板５１-2の一方の面には、直線状に配置された矩形状のストリップ線路５２-3、５２-4と、これらのストリップ線路５２-3、５２-4に並行に配置された矩形状の線路からなる電源線４８-2と接地パターン５３-2とが形成される。ストリップ線路５２-2の端部の内、コンデンサ４１に接続された端部と反対の端部と、ストリップ線路５２-3の一方の端部とには、それぞれＦＥＴ４２のゲートとドレインとが接続される。ストリップ線路５２-3の端部の内、ＦＥＴ４２のドレインに接続された端部と反対の端部と、ストリップ線路５２-4の一方の端部とにはコンデンサ４４の両端が接続され、そのストリップ線路５２-3と電源線４８-2とにはインダクタ４５とコンデンサ４６との両端がそれぞれ接続される。電源線４８-2と接地パターン５３-2とには、コンデンサ５０-1、５０-2の両端がそれぞれ接続される。
【００３３】
なお、本実施形態と図１に示すブロック図との対応関係については、コンデンサ４１、４４、４９-1、４９-2、５０-1、５０-2、ＦＥＴ４２、インダクタ４３、４５および電源線４８-1、４８-2は増幅手段に対応し、並列共振器４７は濾波手段１２に対応する。
図５は、本発明の第一および第二の実施形態の動作を説明する図である。
【００３４】
以下、図３〜図５を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
ＦＥＴ４２の動作点は、そのＦＥＴ４２に既述のバイアス電圧Ｖgsおよび電源電圧Ｖdsが印加されることによって、ＡＢ級、あるいはＢ級の増幅器として適正な動作点に設定される。
【００３５】
また、コンデンサ４１、４４の静電容量、インダクタ４３、４５のインダクタンスおよびストリップ線路５２-1〜５２-4の特性インピーダンスおよび線路長は、前段および後段に配置された回路とＦＥＴ４２との間のインピーダンス整合が所望の精度で達成される値にそれぞれ予め設定される。
さらに、コンデンサ４９-1、４９-2、５０-1、５０-2の静電容量は、搬送波の周波数がそれぞれｆ1〜ｆN（以下では、簡単のため、ｆ1 およびｆ2 の２波のみであると仮定する。）である無線周波信号が合成されてなり、かつ増幅の対象となるマルチキャリア信号に対して、電源線４８-1、４８-2のインピーダンスが所望の小さな値となる値に予め設定される。
【００３６】
また、並列共振器４７を構成するインダクタ４５のインダクタンスとコンデンサ４６の静電容量については、下記の条件(1)、(2) が成立する値に予め設定される。
(1) 並列共振器４７の共振周波数ｆｒがｆｒ＝（ｆ1＋ｆ2）／２の式で与えられ
る値に所望の精度で等しい値となる（図５(1))。
【００３７】
(2) ＦＥＴ４２の非直線性の偏差の範囲において、このＦＥＴ４２のドレインに接続された内部の等価回路と、コンデンサ４４と、そのコンデンサ４４を介して接続されるべき後段の回路とが個別に有するインピーダンスとの組み合わせの下で、既述の基本変調積のレベルがその基本変調積との変調積として発生する混変調歪みのレベルが許容される程度に小さな値に抑圧される（図５(2))。
【００３８】
したがって、上述したマルチキャリア信号が増幅される過程で生じた基本変調積の成分が並列共振器４７によって所望の値に抑圧されるために、この基本変調積との変調積として生成される混変調歪みも同様に抑圧される。
【００３９】
このように本実施形態によれば、後段の回路と共に出力端を終端する並列共振器４５が付加された簡単な構成の回路によって、その並列共振器４５の共振周波数、先鋭度およびインピーダンスが所望の周波数配置に適応し、かつ上述した条件(1)、(2)が成立する値に設定される限り、ＦＥＴ４２が増幅素子として備えられた単一の高周波増幅器によって所望のレベルのマルチキャリア信号が高いＳＮ比で得られる。
【００４０】
さらに、本実施形態によれば、マルチキャリア信号に含まれる複数の無線周波信号が一括して高いＳＮ比で増幅されるので、駆動電力に併せて、保守および運用にかかわるコストの低減がはかられ、かつ適用されるべき無線基地局の置局条件にかかわる制約の緩和と信頼性の向上とがはかられる。
なお、本実施形態では、搬送波の周波数ｆ1〜ｆNが所定の周波数配置に基づいて既知の値として与えられているが、このような周波数配置が既知でない場合であっても、増幅されるべきマルチキャリア信号の占有帯域と搬送波の周波数の周波数軸上における間隔の最大値とが既知である限り、その最大値以下の帯域に分布し得る基本変調積のレベルが所望のレベルに抑圧される値に並列共振器４７の振幅特性が予め設定されることによって、多様な周波数配置に対する本願発明の適用が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、並列共振器４７の先鋭度が既述の条件(2) を満たす値に設定されているが、例えば、図５(3)、(4)に示すように、マルチキャリア信号の２次の高調波成分が所望の値以下に抑圧される値にこのような先鋭度が予め設定される場合には、スプリアス特性と電力効率とが共に高められる。
さらに、本実施形態では、並列共振回路４７の一端が電源線４８-2に直結されることによって交流的に接地されているが、例えば、図６に示すように、マルチキャリア信号の占有帯域におけるインピーダンスがこの並列共振回路４７のインピーダンスより十分小さく、かつ直流的な結合を阻止するコンデンサ６１を介して直接接地されてもよい。なお、図６において、符号「６２」は、マルチキャリア信号に対するインピーダンスが微少であるインダクタである。
【００４２】
また、本実施形態では、基本変調積のレベルを所望の値に抑圧するフィルタとして並列共振器４７が適用されているが、所望の周波数配置に適応し、その周波数配置の下で発生し得る基本変調積が抑圧される特性を有するならば、例えば、図７(a)、(b)にそれぞれ示すように、基本変調積の周波数Δｆに減衰極を有するノッチフィルタと、その周波数Δｆを含む低域に通過域を有するフィルタとの何れがこの並列共振器４７に代えて備えられてもよい。
【００４３】
図８は、本発明の第二の実施形態を示す図である。
図において、図３に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と既述の第一の実施形態との構成の相違点は、並列共振器４７に代えてインダクタ７１が備えられ、かつ直列に配置されたインダクタ７２およびコンデンサ７３からなる直列共振器７４を介してＦＥＴ４２のドレインが接地された点にある。
【００４４】
なお、本実施形態と図１に示すブロック図との対応関係については、直列共振器７４（インダクタ７２およびコンデンサ７３）がＬＣ共振回路に対応する点を除いて、既述の第一の実施形態における対応関係と同じである。
図９は、本発明の第二の実施形態の組み立て図である。
【００４５】
図において、図４に示すものと機能および構成が同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その説明を省略する。
本実施形態と本発明の第一の実施形態との実装面における相違点は、ストリップ線路５２-3が形成された回路基板５１-2の面に、そのストリップ線路５２-3の端部の内、ＦＥＴ４２のドレインに接続された一方の端部の近傍から所定の距離隔たった位置に矩形状のランド８１Ｒが形成され、そのランド８１Ｒからさらに所定の距離隔たった位置に接地された矩形状のランド８１Ｇが形成され、インダクタ７２の両端がストリップ線路５２-3の一方の端部とランド８１Ｒとに接続され、インダクタ７１の両端がそのストリップ線路５２-3の他方の端部と電源線４８-2とに接続され、コンデンサ７３の両端がランド８１Ｒとランド８１Ｇとに接続された点にある。
【００４６】
以下、図５、図８および図９を参照して本発明の第二の実施形態の動作を説明する。
インダクタ７１は、電源線４８-2からＦＥＴ４２のドレインに至る直流の駆動電力の供給路となる。
さらに、このインダクタ７１は、ＦＥＴ４２とコンデンサ４４を介して接続される後段との間におけるインピーダンス整合を達成する値のインダクタンスを有する。
【００４７】
また、直列共振器７４を構成するインダクタ７２のインダクタンスと、コンデンサ７３の静電容量は、下記の条件(a)、(b)が成立する値に予め設定される。
(a) 図５(5) に示すように、直列共振器７４の共振周波数ｆｒがマルチキャリア信号の２次の高調波成分の占有帯域のほぼ中心に設定される。
(b) 既述のインピーダンス整合が確度高く維持され、かつマルチキャリア信号の占有帯域において所望の伝達特性が得られる。
【００４８】
このような直列共振器７４はマルチキャリア信号が増幅される過程で生じる高調波成分を抑圧するので、従来例に比べてスプリアス特性が改善される。
なお、本実施形態では、マルチキャリア信号の二次の高調波成分が直列共振器７４によって抑圧されているが、例えば、図１０(a)〜(c)に示すように、
・  その高調波成分が分布する帯域に通過域を有する帯域通過フィルタ、
・  マルチキャリア信号に含まれる個々の搬送波の二倍の周波数について個別に通過域を有するくし形フィルタ、
・  その高調波成分が分布する帯域より低域に阻止域を有する高域フィルタ
の何れかがこの直列共振器７４に代えて備えられてもよい。
【００４９】
図１１は、本発明の第三の実施形態を示す図である。
図において、図６に示すものと同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の特徴は、図６に示す実施形態において、ＦＥＴ４２に代えて実装が可能である下記のＦＥＴ９１の構成にある。
【００５０】
ＦＥＴ９１は、
・  ソース端子を兼ねるパッケージ９２と、
・  そのパッケージ９２に図示されない絶縁材を介して取り付けられ、かつゲート端子とドレイン端子とに相当するリード９３Ｇ、９３Ｄと、
・  これらのリード９３Ｇ、９３Ｄと共にパッケージ９２の内部の所定の面に取り付けられたタブ９４と、
・  そのタブ９４の上に配置され、かつ金線９５-1〜９５-4を介してリード９３Ｇに接続されると共に、金線９６-1〜９６-4を介してリード９３Ｄに接続されたＦＥＴチップ９６と、
・  このＦＥＴチップ９６と共にタブ９４の上に配置された矩形状の導体パターン９７と、
・  その導体パターン９７の周囲に間隙を介して環状に形成された第一の環状パターン９８-1と、
・  その第一の環状パターン９８-1の外側に間隙を介して環状に形成され、かつタブ９４（パッケージ９２）に接地された第二の環状パターン９８-2と、
・  両端がリード９３Ｄと導体パターン９７とに接続された金線９９-1と、
・  両端がリード９３Ｄと第一の導体パターン９８-1とに接続された金銭９９-2と
から構成される。
【００５１】
なお、本実施形態と図２に示すブロック図との対応関係については、導体パターン９７、第一の環状パターン９８-1、第二の環状パターン９８-2および金線９９-1、９９-2は、ＬＣ共振回路に対応する。
このような構成のＦＥＴ９１では、導体パターン９７、第一の導体パターン９８-1および第二の導体パターン９８-2の形状、寸法および配置に併せて、タブ９４に積層あるいは成膜され、かつこれらのパターンが形成されるべき面を形成する素材に固有の比誘電率が予め所定の値に設定されることによって、導体パターン９７と第一の導体パターン９８-1との間と、その第一の導体パターン９８-1と第二の導体パターン９８-2との間とには、それぞれ静電容量がコンデンサ４６、６１の静電容量と同じであるキャパシタが形成される。
【００５２】
また、金線９９-1、９９-2は、形状および寸法が予め所定の値に設定されることによって、それぞれインダクタ６２、４５に等価なインダクタとなる。
すなわち、図６に示す並列共振器４７およびコンデンサ６１がＦＥＴ４２に代えて実装が可能であるＦＥＴ９１の内部に一体化されて形成され、そのコンデンサ６１の一端はこのＦＥＴ９１のソースに相当するタブ９４（パッケージ９２）に直接接地される。
【００５３】
このように本実施形態によれば、図４に点線の枠で示されるように並列共振器４７がＦＥＴ４２の外部で接地される場合に比べて、基本変調積が確度高く抑圧されるので、マルチキャリア信号に含まれる複数の搬送波の周波数の間隔が大きい場合であっても、既述の第一の実施形態に比べて、混変調歪みが効率的に抑圧される。
【００５４】
図１２は、本発明の第四の実施形態を示す図である。
図において、図８および図１１に示すものと同じものについては、同じ符号を付与して示し、ここでは、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の特徴は、図８に示す実施形態において、ＦＥＴ４２に代えて実装が可能である下記のＦＥＴ９１Ａの構成にある。
【００５５】
ＦＥＴ９１Ａと図１１に示すＦＥＴ９１との構成の相違点は、第二の環状パターン９８-2が形成されず、その第二の環状パターン９８-2に代えて第一の環状パターン９８-1がタブ９４（パッケージ９２）に接地され、金線９９-2が備えられない点にある。
なお、本実施形態と図２に示すブロック図との対応関係については、導体パターン９７、第一の環状パターン９８-1および金線９９-1は、ＬＣ共振回路に対応する。
【００５６】
このような構成のＦＥＴ９１Ａでは、導体パターン９７および第一の導体パターン９８-1の形状、寸法および配置に併せて、タブ９４に積層あるいは成膜され、かつこれらのパターンが形成されるべき面を形成する素材に固有の比誘電率が予め所定の値に設定されることによって、導体パターン９７と第一の導体パターン９８-1との間に、静電容量がコンデンサ７３の静電容量と同じであるキャパシタが形成される。
【００５７】
また、金線９９-1は、形状および寸法が予め所定の値に設定されることによって、インダクタ７２に等価なインダクタとなる。
すなわち、図８に示す直列共振器７４はＦＥＴ４２に代えて実装が可能であるＦＥＴ９１Ａの内部に一体化されて形成され、その直列共振器７４の一端はこのＦＥＴ９１Ａのソースに相当するタブ９４（パッケージ９２）に直接接地される。
【００５８】
このように本実施形態によれば、図９に点線の枠で示されるように、ＦＥＴ４２のドレインがそのＦＥＴ４２の外部に配置された直列共振器７４を介して接地される場合に比べて、二次の高調波成分が確度高く抑圧されるので、既述の第二の実施形態に比べて、ＳＮ比が高められる。
なお、本実施形態では、ＦＥＴチップ９６と並列共振器４７あるいは直列共振器７４とは、タブ９４上に配置され、かつ金線９６-1〜９６-4、９９-1、９９-2およびリード９３Ｄを介してが互いに結線されることによって、マルチチップ集積回路として一体化されている。
【００５９】
しかし、これらの金線９６-1〜９６-4、９９-1、９９-2と、並列共振器４７あるいは直列共振器７４とは、例えば、モノリシック集積回路やハイブリッド集積回路として一体化されてもよい。
また、上述した各実施形態では、ＣＤＭＡ方式が適用された移動通信システムの送信系に請求項１〜６に記載の発明が適用されているが、これらの発明は、既述のマルチキャリア信号を増幅することが要求される電子機器であれば、多元接続方式、変調方式、周波数帯、周波数配置およびチャネル配置の如何にかかわらず適用可能であり、かつ移動通信システム以外の無線伝送系や有線伝送系において無線周波帯あるいは中間周波帯で所定の処理を行う送信系や受信系にも同様に適用可能である。
【００６０】
さらに、上述した各実施形態では、増幅素子としてＦＥＴ４２、９１、９１Ａが適用されたＡＢ級の電力増幅器に請求項１〜６に記載の発明が適用されているが、これらの発明は、増幅素子、その増幅素子の動作点、前段あるいは後段との結合に供される回路の方式、増幅の対象となるマルチキャリア信号のレベル、周波数帯および占有帯域幅、達成されるべき利得、ＳＮ比、直線性、電力効率に併せて、帰還回路が付加されているか否かの如何にかかわらず適用可能である。
【００６１】
【発明の効果】
上述したように請求項１、４に記載の発明では、増幅手段の特性および所望の周波数配置に適応した濾波特性がＬＣ共振回路に予め設定される限り、小規模の回路で高い電力効率およびＳＮ比が達成される。
また、請求項２に記載の発明では、増幅の対象となるマルチキャリア信号の生成に供された搬送波の数が多く、あるいはこれらの搬送波の周波数配置が多様であったり変更され得る場合であっても、ＬＣ共振回路の特性が変更されることなく、安定にＳＮ比が維持される。
【００６２】
さらに、請求項３に記載の発明では、請求項１、２に記載の発明に比べて高いＳＮ比が得られる。
また、請求項５に記載の発明では、ＬＣ共振回路が接続されるべき回路のインピーダンスに適応した伝達関数として、そのＬＣ共振回路の濾波特性が精度よく設定される。
【００６３】
また、請求項６に記載の発明では、増幅の対象となるマルチキャリア信号の生成に供された搬送波の数が多く、あるいはこれらの搬送波の周波数軸上における間隔が大きい場合であっても、高いＳＮ比が安定に達成される。
したがって、これらの発明が適用された機器やシステムでは、低廉化および小型化に併せて、信頼性の向上がはかられ、かつ保守や運用にかかわる作業の効率化とコストの削減とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関連した第一ないし第五の発明の原理ブロック図である。
【図２】  本発明に関連した第六の発明の原理ブロック図である。
【図３】  本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図４】  本発明の第一の実施形態の組み立て図である。
【図５】  本発明の第一および第二の実施形態の動作を説明する図である。
【図６】  本発明の第一の実施形態の他の構成を示す図である。
【図７】  並列共振器に代わるフィルタの振幅特性を示す図である。
【図８】  本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図９】  本発明の第二の実施形態の組み立て図である。
【図１０】  直列共振器に代わるフィルタの振幅特性を示す図である。
【図１１】  本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図１２】  本発明の第四の実施形態を示す図である。
【図１３】  ＣＤＭＡ方式に適応した送信系の電力増幅部の構成例を示す図である。
【図１４】  マルチキャリア信号の周波数配置および発生し得る混変調歪みの分布を示す図である。
【符号の説明】
１１  増幅手段
１２，２１  濾波手段
４１，４４，４６，４９，５０，６１，７３  コンデンサ
４２，９１，９１Ａ  ＦＥＴ
４３，４５，６２，７１，７２  インダクタ
４７  並列共振器
４８  電源線
５１  回路基板
５２  ストリップ線路
５３  接地パターン
７４  直列共振器
８１Ｇ、８１Ｒ  ランド
９２  パッケージ
９３Ｄ、９３Ｇ  リード
９４  タブ
９５，９６，９９  金線
９７  導体パターン
９８-1  第一の環状パターン
９８-2  第二の環状パターン
１０１  高周波増幅器
１０２  合波器
【図１】
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【図２】
0003665711.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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