(57)【要約】【課題】複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅する。【解決手段】キャリア増幅器４ａの入力端は、フィルタ８を介してピーク増幅器９の入力端に接続される。キャリア増幅器４ａの出力端は、フィルタ１０を介してピーク増幅器９の出力端に接続される。キャリア増幅器４ｂの入力端は、フィルタ１１を介してピーク増幅器９の入力端に接続される。キャリア増幅器４ｂの出力端は、フィルタ１２を介してピーク増幅器９の出力端に接続される。キャリア増幅器４ａ及びピーク増幅器９は、第１バンドの信号を増幅するドハティ増幅器２０ａの少なくとも一部を構成する。キャリア増幅器４ｂ及びピーク増幅器９は、第２バンドの信号を増幅するドハティ増幅器２０ｂの少なくとも一部を構成する。フィルタ８及び１０は、第１バンドを通過させて第２バンドを通過させない。フィルタ１１及び１２は、第２バンドを通過させて第１バンドを通過させない。【選択図】図１
2014241488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバンドに一対一対応する複数のキャリア増幅器と、
前記複数のバンドに一対一対応する複数の入力側フィルタと、
前記複数のバンドに一対一対応する複数の出力側フィルタと、
前記複数のバンドで共用される共用ピーク増幅器と
を具備し、
前記複数のバンドの任意の一つを任意バンドと称し、
前記複数のキャリア増幅器のうち前記任意バンドに対応する任意キャリア増幅器の入力端は、前記複数の入力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意入力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の入力端に接続され、
前記任意キャリア増幅器の出力端は、前記複数の出力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意出力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の出力端に接続され、
前記任意キャリア増幅器及び前記共用ピーク増幅器は、前記任意バンドの信号を増幅するドハティ増幅器の少なくとも一部を構成し、
前記任意入力側フィルタ及び前記任意出力側フィルタは、前記任意バンドを通過させて前記複数のバンドのうち前記任意バンド以外のバンドを通過させない
マルチバンド増幅器。
【請求項２】
前記複数のバンドに一対一対応する複数の遅延回路を更に具備し、
前記複数の遅延回路のうち前記任意バンドに対応する任意遅延回路は、前記任意キャリア増幅器に対して直列、且つ、前記複数のキャリア増幅器のうち前記任意キャリア増幅器以外のキャリア増幅器及び前記共用ピーク増幅器に対して並列に設けられる
請求項１に記載のマルチバンド増幅器。
【請求項３】
前記複数のバンドに一対一対応する複数のピーク増幅器を更に具備し、
前記任意キャリア増幅器、前記複数のピーク増幅器のうち前記任意バンドに対応する任意ピーク増幅器、及び前記共用ピーク増幅器は、前記任意バンドの信号を増幅するＮ−ウエイのドハティ増幅器の少なくとも一部を構成し、
前記任意バンドの信号を増幅する前記Ｎ−ウエイのドハティ増幅器において、前記共用ピーク増幅器は、前記任意ピーク増幅器よりも上位段のピーク増幅器である
請求項１又は２に記載のマルチバンド増幅器。
【請求項４】
第１バンドの第１入力信号を分配する第１分配器と、
入力端が前記第１分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第１キャリア増幅器と、
前記第１バンドより中心周波数が高い第２バンドの第２入力信号を分配する第２分配器と、
入力端が前記第２分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第２キャリア増幅器と、
入力端が前記第１分配器の他の出力端及び前記第２分配器の他の出力端に接続され、前記第１入力信号の振幅が第１設定振幅より大きい場合と前記第２入力信号の振幅が第２設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器と、
前記第１キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の出力端に接続された第１合成点と、
前記第２キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記出力端に接続された第２合成点と、
前記第１分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ローパスフィルタと、
前記第２分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ハイパスフィルタと、
前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第１合成点の間に設けられた出力側ローパスフィルタと、
前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第２合成点の間に設けられた出力側ハイパスフィルタと
を具備する
マルチバンド増幅器。
【請求項５】
前記第１分配器の前記一の出力端と前記第１キャリア増幅器の前記入力端の間に設けられた第１遅延回路と、
前記第２分配器の前記一の出力端と前記第２キャリア増幅器の前記入力端の間に設けられた第２遅延回路と
を更に具備する
請求項４に記載のマルチバンド増幅器。
【請求項６】
入力端が前記第１分配器の前記一の出力端に接続され、一の出力端が前記第１キャリア増幅器の前記入力端に接続された第３分配器と、
入力端が前記第３分配器の他の出力端に接続され、出力端が前記第１合成点に接続され、前記第１入力信号の振幅が前記第１設定振幅より小さい第３設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第１ピーク増幅器と、
入力端が前記第２分配器の前記一の出力端に接続され、一の出力端が前記第２キャリア増幅器の前記入力端に接続された第４分配器と、
入力端が前記第４分配器の他の出力端に接続され、出力端が前記第２合成点に接続され、前記第２入力信号の振幅が前記第２設定振幅より小さい第４設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第２ピーク増幅器と
を更に具備する
請求項４又は５に記載のマルチバンド増幅器。
【請求項７】
常時動作するようにバイアス設定された第１キャリア増幅器が、第１バンドの第１入力信号を分配した信号に基づいて第１キャリア増幅信号を生成し、
常時動作するようにバイアス設定された第２キャリア増幅器が、前記第１バンドより中心周波数が高い第２バンドの第２入力信号を分配した信号に基づいて第２キャリア増幅信号を生成し、
前記第１入力信号を分配した他の信号を、入力側ローパスフィルタを介して、前記第１入力信号の振幅が第１設定振幅より大きい場合と前記第２入力信号の振幅が第２設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器に出力し、
前記第２入力信号を分配した他の信号を、入力側ハイパスフィルタを介して、前記共用ピーク増幅器に出力し、
前記共用ピーク増幅器が生成したピーク増幅信号を、出力側ローパスフィルタ及び出力側ハイパスフィルタへ出力し、
前記出力側ローパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第１キャリア増幅信号に基づいて、第１出力信号を合成し、
前記出力側ハイパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第２キャリア増幅信号に基づいて、第２出力信号を合成する
信号増幅方法。
【請求項８】
前記第１入力信号を分配した前記信号を遅延させ、
前記第２入力信号を分配した前記信号を遅延させる
請求項７に記載の信号増幅方法。
【請求項９】
前記第１入力信号を分配した前記信号を分配した信号を前記第１キャリア増幅器に出力し、
前記第１入力信号の振幅が前記第１設定振幅より小さい第３設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第１ピーク増幅器が、前記第１入力信号を分配した前記信号を分配した他の信号に基づいて第１ピーク増幅信号を生成し、
前記第２入力信号を分配した前記信号を分配した信号を前記第２キャリア増幅器に出力し、
前記第２入力信号の振幅が前記第２設定振幅より小さい第４設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された第２ピーク増幅器が、前記第２入力信号を分配した前記信号を分配した他の信号に基づいて第２ピーク増幅信号を生成し、
前記第１出力信号は前記第１ピーク増幅信号に更に基づいて合成され、
前記第２出力信号は前記第２ピーク増幅信号に更に基づいて合成される
請求項７又は８に記載の信号増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチバンド増幅器及び信号増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムの基地局、例えば、携帯電話システムの無線基地局は、平均電力とピーク電力との差分が大きな信号を送信する。このような基地局等の送信機に用いられる大電力の電力増幅器は、消費電力の削減が求められている。そのため、電力増幅器の高効率化を図るために、ドハティ増幅器が広く用いられている。ドハティ増幅器においては、信号分配器で信号を２分配し、一方の信号については、キャリア増幅器で常時増幅し、他方の信号については、所定レベル以上の場合にのみピーク増幅器で増幅するように構成されている。以下、増幅器をＡＭＰと称する場合がある。
【０００３】
ドハティ増幅器は、例えば、非特許文献１に開示されている。特許文献１は、複数段のピークＡＭＰを備えたＮ−ウエイのドハティ増幅器を開示している。複数段のピークＡＭＰを設けることで、ドハティ増幅器の効率が更に改良される。
【０００４】
ところで、近年の無線通信規格では、さらなる高速な無線通信を実現するために複数の周波数帯域（バンド）を用いて１つの信号を送受信するＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ：キャリアアグリゲーション）技術が検討されている。ＣＡ技術を採用した無線通信システムでは、複数のバンドのＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波）信号を同時送信する送信機が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５２５７５１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＭｃＭｏｒｒｏｗ，  Ｒ．Ｊ．；  Ｕｐｔｏｎ，  Ｄ．Ｍ．；  Ｍａｌｏｎｅｙ，  Ｐ．Ｒ．著、"Ｔｈｅ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｄｏｈｅｒｔｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ"、ＩＥＥＥ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ，  １９９４，  ｐｐ１６５３−１６５６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ドハティ増幅器は、キャリアＡＭＰとピークＡＭＰの２種類の増幅器を必要とする。そのため、複数のバンドの信号を同時送信する送信機を実現するためにバンドと同数のドハティ増幅器を用いると、回路規模が増大する問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅することができるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法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】
【０００９】
本発明にかかるマルチバンド増幅器は、複数のバンドに一対一対応する複数のキャリア増幅器と、前記複数のバンドに一対一対応する複数の入力側フィルタと、前記複数のバンドに一対一対応する複数の出力側フィルタと、前記複数のバンドで共用される共用ピーク増幅器とを具備する。前記複数のバンドの任意の一つを任意バンドと称する。前記複数のキャリア増幅器のうち前記任意バンドに対応する任意キャリア増幅器の入力端は、前記複数の入力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意入力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の入力端に接続される。前記任意キャリア増幅器の出力端は、前記複数の出力側フィルタのうち前記任意バンドに対応する任意出力側フィルタを介して、前記共用ピーク増幅器の出力端に接続される。前記任意キャリア増幅器及び前記共用ピーク増幅器は、前記任意バンドの信号を増幅するドハティ増幅器の少なくとも一部を構成する。前記任意入力側フィルタ及び前記任意出力側フィルタは、前記任意バンドを通過させて前記複数のバンドのうち前記任意バンド以外のバンドを通過させない。
【００１０】
本発明にかかるマルチバンド増幅器は、第１バンドの第１入力信号を分配する第１分配器と、入力端が前記第１分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第１キャリア増幅器と、前記第１バンドより中心周波数が高い第２バンドの第２入力信号を分配する第２分配器と、入力端が前記第２分配器の一の出力端に接続され、常時動作するようにバイアス設定された第２キャリア増幅器と、入力端が前記第１分配器の他の出力端及び前記第２分配器の他の出力端に接続され、前記第１入力信号の振幅が第１設定振幅より大きい場合と前記第２入力信号の振幅が第２設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器と、前記第１キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の出力端に接続された第１合成点と、前記第２キャリア増幅器の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記出力端に接続された第２合成点と、前記第１分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ローパスフィルタと、前記第２分配器の前記他の出力端と前記共用ピーク増幅器の前記入力端の間に設けられた入力側ハイパスフィルタと、前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第１合成点の間に設けられた出力側ローパスフィルタと、前記共用ピーク増幅器の前記出力端と前記第２合成点の間に設けられた出力側ハイパスフィルタとを具備する。
【００１１】
本発明にかかる信号増幅方法は、常時動作するようにバイアス設定された第１キャリア増幅器が、第１バンドの第１入力信号を分配した信号に基づいて第１キャリア増幅信号を生成し、常時動作するようにバイアス設定された第２キャリア増幅器が、前記第１バンドより中心周波数が高い第２バンドの第２入力信号を分配した信号に基づいて第２キャリア増幅信号を生成し、前記第１入力信号を分配した他の信号を、入力側ローパスフィルタを介して、前記第１入力信号の振幅が第１設定振幅より大きい場合と前記第２入力信号の振幅が第２設定振幅より大きい場合に動作するようにバイアス設定された共用ピーク増幅器に出力し、前記第２入力信号を分配した他の信号を、入力側ハイパスフィルタを介して、前記共用ピーク増幅器に出力し、前記共用ピーク増幅器が生成したピーク増幅信号を、出力側ローパスフィルタ及び出力側ハイパスフィルタへ出力し、前記出力側ローパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第１キャリア増幅信号に基づいて、第１出力信号を合成し、前記出力側ハイパスフィルタを通過した前記ピーク増幅信号の成分と前記第２キャリア増幅信号に基づいて、第２出力信号を合成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅することができるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の概略図である。
【図２】実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の入力信号の波形図である。
【図３】実施の形態１にかかる入力側ローパスフィルタの通過信号（ａ）、実施の形態１にかかる入力側ハイパスフィルタの通過信号（ｂ）、及び実施の形態１にかかる共有ピーク増幅器の入力信号（ｃ）の概念図である。
【図４】実施の形態１にかかる共有ピーク増幅器の入力信号と通常のＬＴＥ信号のＰＡＰＲとＣＣＤＦの関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態１にかかる共有ピーク増幅器の出力信号（ａ）、実施の形態１にかかる出力側ローパスフィルタの通過信号（ｂ）、及び実施の形態１にかかる出力側ハイパスフィルタの通過信号（ｃ）の概念図である。
【図６】実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器の概略図である。
【図７】比較例１にかかるマルチバンド増幅器の概略図である。
【図８】比較例２にかかるマルチバンド増幅器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
はじめに、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を説明する。実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器は、例えば、無線通信システムの基地局の増幅器、特に、複数系統の高周波増幅器を備えた装置として利用することができる。
【００１６】
図１を参照して、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の構成を説明する。マルチバンド増幅器は、１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の２つのバンドの信号を増幅する。マルチバンド増幅器は、２つのバンドに一対一に対応するキャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂと、２つのバンドに一対一に対応するフィルタ８及び１１と、２つのバンドに一対一に対応するフィルタ１０及び１２と、２つのバンドで共用されるピークＡＭＰ９とを備える。フィルタ８及び１１は、それぞれ入力側フィルタ８及び１１と称される場合がある。フィルタ１０及び１２は、それぞれ出力側フィルタ１０及び１２と称される場合がある。ピークＡＭＰ９は、共用ピークＡＭＰ９と称される場合がある。
【００１７】
キャリアＡＭＰ４ａの入力端は、フィルタ８を介して、ピークＡＭＰ９の入力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ｂの入力端は、フィルタ１１を介して、ピークＡＭＰ９の入力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ａの出力端は、フィルタ１０を介して、ピークＡＭＰ９の出力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ｂの出力端は、フィルタ１２を介して、ピークＡＭＰ９の出力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ａ及びピークＡＭＰ９は、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器２０ａの少なくとも一部を構成する。キャリアＡＭＰ４ｂ及びピークＡＭＰ９は、２ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器２０ｂの少なくとも一部を構成する。
【００１８】
フィルタ８及び１０は、１．７ＧＨｚ帯を通過させて２ＧＨｚ帯を通過させない。フィルタ１１及び１２は、２ＧＨｚ帯を通過させて１．７ＧＨｚ帯を通過させない。
【００１９】
信号増幅にドハティ増幅器２０ａ及び２０ｂが用いられるため、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器は高効率である。更に、ピークＡＭＰ９が２つのバンドで共用されるため、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の回路規模は小さい。ゆえに、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器は、複数のバンドの信号を高効率に小さな回路規模で増幅することができる。
【００２０】
更に、フィルタ８及び１１により、キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂにおける２つのバンドのアイソレーションが確保される。フィルタ１０により、ピークＡＭＰ９の出力信号に含まれる２ＧＨｚ帯の成分がキャリアＡＭＰ４ａの出力信号と合成されることが防がれる。フィルタ１２により、ピークＡＭＰ９の出力信号に含まれる１．７ＧＨｚ帯の成分がキャリアＡＭＰ４ｂの出力信号と合成されることが防がれる。
【００２１】
実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器は、２つのバンドに一対一に対応する遅延器２ａ及び２ｂを備えることが好ましい。遅延器２ａは、キャリアＡＭＰ４ａに対して直列、且つ、キャリアＡＭＰ４ｂ及びピークＡＭＰ９に対して並列に設けられる。遅延器２ｂは、キャリアＡＭＰ４ｂに対して直列、且つ、キャリアＡＭＰ４ａ及びピークＡＭＰ９に対して並列に設けられる。
【００２２】
ピークＡＭＰ９の出力信号のうちフィルタ１０を通過した成分は、フィルタ８及び１０により遅延している。ピークＡＭＰ９の出力信号のうちフィルタ１２を通過した成分は、フィルタ１１及び１２により遅延している。遅延器２ａにより、ピークＡＭＰ９の出力信号のうちフィルタ１０を通過した成分とキャリアＡＭＰ４ａの出力信号の合成の際の位相を合わせることができる。遅延器２ｂにより、ピークＡＭＰ９の出力信号のうちフィルタ１２を通過した成分とキャリアＡＭＰ４ｂの出力信号の合成の際の位相を合わせることができる。
【００２３】
以下、実施の形態１に係るマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を詳細に説明する。
【００２４】
図１を参照して、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の構成を詳細に説明する。マルチバンド増幅器は、分配器１ａ、遅延器２ａ、キャリアＡＭＰ４ａ、λ／４伝送線路６ａ、合成点１３ａ、フィルタ８、フィルタ１１、ピークＡＭＰ９、フィルタ１０、フィルタ１２、分配器１ｂ、遅延器２ｂ、キャリアＡＭＰ４ｂ、λ／４伝送線路６ｂ、合成点１３ｂを備える。フィルタ８及び１０は、ローパスフィルタである。フィルタ１１及び１２は、ハイパスフィルタである。
【００２５】
分配器１ａの一の出力端は、遅延器２ａを介して、キャリアＡＭＰ４ａの入力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ａの出力端は、λ／４伝送線路６ａを介して合成点１３ａに接続される。分配器１ｂの一の出力端は、遅延器２ｂを介して、キャリアＡＭＰ４ｂの入力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ｂの出力端は、λ／４伝送線路６ｂを介して合成点１３ｂに接続される。
【００２６】
分配器１ａの他の出力端は、フィルタ８を介して、ピークＡＭＰ９の入力端に接続される。分配器１ｂの他の出力端は、フィルタ１１を介して、ピークＡＭＰ９の入力端に接続される。ピークＡＭＰ９の出力端は、フィルタ１０を介して合成点１３ａに接続され、フィルタ１２を介して合成点１３ｂに接続される。
【００２７】
ここで、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器は、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器２０ａと２ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器２０ｂを備えていると解釈できる。ドハティ増幅器２０ａ及び２０ｂは、ドハティ方式の大電力増幅器（ＨＰＡ：Ｈｉｇｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）である。ピークＡＭＰ９は、ドハティ増幅器２０ａ及び２０ｂに共有されている。すなわち、ドハティ増幅器２０ａは、分配器１ａ、遅延器２ａ、キャリアＡＭＰ４ａ、λ／４伝送線路６ａ、合成点１３ａ、フィルタ８、フィルタ１０、ピークＡＭＰ９を備える。ドハティ増幅器２０ｂは、分配器１ｂ、遅延器２ｂ、キャリアＡＭＰ４ｂ、λ／４伝送線路６ｂ、合成点１３ｂ、フィルタ１１、フィルタ１２、ピークＡＭＰ９を備える。ピークＡＭＰ９は、共用器（ＤＵＰ：Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）９と称される場合がある。
【００２８】
尚、遅延器２ａ及び２ｂは、それぞれ遅延回路２ａ及び２ｂと称される場合がある。λ／４伝送線路６ａ及び６ｂは、それぞれ１／４波長伝送線路６ａ及び６ｂと称される場合がある。キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂは、それぞれメインＡＭＰ４ａ及び４ｂと称される場合がある。ピークＡＭＰ９は、補助ＡＭＰ９又は共用補助ＡＭＰ９と称される場合がある。フィルタ８及び１１は、ピークＡＭＰ９の入力側に設けられているため、それぞれ入力側フィルタ８（入力側ローパスフィルタ８）及び入力側フィルタ１１（入力側ハイパスフィルタ１１）と称される場合がある。フィルタ１０及び１２は、ピークＡＭＰ９の出力側に設けられているため、それぞれ出力側フィルタ１０（出力側ローパスフィルタ１０）及び出力側フィルタ１２（出力側ハイパスフィルタ１２）と称される場合がある。
【００２９】
次に、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の動作を説明する。実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器は、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と２ＧＨｚ帯のＬＴＥ信号を送信する無線基地局のマルチバンド増幅器である。２ＧＨｚ帯の中心周波数は、１．７ＧＨｚ帯の中心周波数より高い。
【００３０】
分配器１ａは、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ送信信号を入力する。１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ送信信号は、１．７Ｇ入力信号又は１．７Ｇ入力と称される場合がある。分配器１ａは、１．７Ｇ入力信号を２つに分配する。分配器１ａは、１．７Ｇ入力信号を分配した信号を遅延器２ａを介してキャリアＡＭＰ４ａに出力し、１．７Ｇ入力信号を分配した他の信号をフィルタ８を介してピークＡＭＰ９に出力する。遅延器２ａは、１．７Ｇ入力信号を分配した信号を遅延させる。キャリアＡＭＰ４ａは、１．７Ｇ入力信号を分配した信号に基づいて、１．７Ｇキャリア増幅信号を生成する。キャリアＡＭＰ４ａは、１．７Ｇキャリア増幅信号をλ／４伝送線路６ａを介して合成点１３ａへ出力する。
【００３１】
分配器１ｂは、２ＧＨｚ帯のＬＴＥ送信信号を入力する。２ＧＨｚ帯のＬＴＥ送信信号は、２Ｇ入力信号又は２Ｇ入力と称される場合がある。分配器１ｂは、２Ｇ入力信号を２つに分配する。分配器１ｂは、２Ｇ入力信号を分配した信号を遅延器２ｂを介してキャリアＡＭＰ４ｂに出力し、２Ｇ入力信号を分配した他の信号をフィルタ１１を介してピークＡＭＰ９に出力する。遅延器２ｂは、２Ｇ入力信号を分配した信号を遅延させる。キャリアＡＭＰ４ｂは、２Ｇ入力信号を分配した信号に基づいて、２Ｇキャリア増幅信号を生成する。キャリアＡＭＰ４ｂは、２Ｇキャリア増幅信号をλ／４伝送線路６ｂを介して合成点１３ｂへ出力する。
【００３２】
キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂは、一般的なドハティ増幅器のキャリアＡＭＰと同様、信号ピークより６ｄＢ程度低い平均的な信号レベルで最大効率となるように動作点が設定される。キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂの出力インピーダンスは、ピークＡＭＰ９のオン／オフに応じて変化する。ピークＡＭＰ９が動作しない信号レベルでは、λ／４伝送線路６ａの出力インピーダンスはλ／４伝送線路６ａの特性インピーダンスの１／２となり、キャリアＡＭＰ４ａの出力インピーダンスはλ／４伝送線路６ａの特性インピーダンスの２倍となり、λ／４伝送線路６ｂの出力インピーダンスはλ／４伝送線路６ｂの特性インピーダンスの１／２となり、キャリアＡＭＰ４ｂの出力インピーダンスはλ／４伝送線路６ｂの特性インピーダンスの２倍となる。キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂは、その時に効率が良くなるように設計されている。
【００３３】
図２は、１．７Ｇ入力信号及び２Ｇ入力信号の振幅と時間の関係を示している。キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂの動作領域５４は、それぞれ、１．７Ｇ入力信号及び２Ｇ入力信号の振幅の全範囲に設定されている。すなわち、キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂは、常時動作するようにバイアス設定されている。一方、ピークＡＭＰ９がＣ級にバイアス設定されているため、ピークＡＭＰ９の動作領域５９は、設定振幅４９より大きい振幅範囲に設定されている。すなわち、ピークＡＭＰ９は、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合と２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合に動作し、１．７Ｇ入力信号及び２Ｇ入力信号のどちらの振幅も設定振幅４９より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。したがって、ピークＡＭＰ９は、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合と２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合に効率が良くなるように設計されている。
【００３４】
図３（ａ）を参照して、フィルタ８のフィルタ特性６８は、１．７ＧＨｚ帯を通過させて２ＧＨｚ帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ８は、１．７Ｇ入力信号を分配した他の信号を通過させる。図３（ｂ）を参照して、フィルタ１１のフィルタ特性７１は、２ＧＨｚ帯を通過させて１．７ＧＨｚ帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ１１は、２Ｇ入力信号を分配した他の信号を通過させる。フィルタ８を通過した信号及びフィルタ１１を通過した信号は、図３（ｃ）に示されるように合成される。この合成信号がピークＡＭＰ９に入力される。
【００３５】
ピークＡＭＰ９は、フィルタ８を通過した信号（１．７Ｇ入力信号を分配した他の信号）及びフィルタ１１を通過した信号（２Ｇ入力信号を分配した他の信号）を入力する。１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合と２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合、ピークＡＭＰ９は、入力信号に基づいてピーク増幅信号を生成する。ピークＡＭＰ９は、ピーク増幅信号をフィルタ１０及び１２へ出力する。１．７Ｇ入力信号と２Ｇ入力信号には相関がないため、ピークＡＭＰ９が１．７Ｇ帯と２Ｇ帯の信号で同時に動作する確率は低い。
【００３６】
図４は、ピークＡＭＰ９の入力信号と通常のＬＴＥ信号のＰＡＰＲ（ピーク対平均電力比：Ｐｅａｋ  ｔｏ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）とＣＣＤＦ（相補累積分布関数：Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の関係を示している。ピークＡＭＰ９の入力信号（破線）は、二つのバンドの合成信号であるため、１つのバンドの信号である通常のＬＴＥ信号（実線）よりも発生確率が若干高い。
【００３７】
ＰＡＰＲが６ｄＢ以下の場合、ピークＡＭＰ９が動作しないため、ピークＡＭＰ９の入力信号の確率分布には影響をおよぼさない。ＰＡＰＲが６ｄＢ以上の場合、ピークＡＭＰ９の入力信号は通常のＬＴＥ信号よりもＣＣＤＦが高い。ただし、ＰＡＰＲが９ｄＢ以上の場合、もともとバンドごとの発生確率が非常に低いため、二つのバンドの信号が合成されてもほとんどＰＡＰＲが伸びることはない。つまり、ピークＡＭＰ９は２つのバンドで共用されているが、ピークＡＭＰ９の飽和出力は、１つのバンドで用いられる一般的なドハティ増幅器のピークＡＭＰの飽和出力と同程度で十分である。ピークＡＭＰ９を、２キャリアの合成電力よりも小さい電力で使用することができる。
【００３８】
図５（ａ）を参照して、ピーク増幅器９が出力するピーク増幅信号は、１．７ＧＨｚ帯の成分と２ＧＨｚ帯の成分を含む。図５（ｂ）を参照して、フィルタ１０のフィルタ特性７０は、１．７ＧＨｚ帯を通過させて２ＧＨｚ帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ１０は、ピーク増幅信号のうち１．７ＧＨｚ帯の成分を通過させて２ＧＨｚ帯の成分を通過させない。図５（ｃ）を参照して、フィルタ１２のフィルタ特性７２は、２ＧＨｚ帯を通過させて１．７ＧＨｚ帯を通過させないように設定されている。したがって、フィルタ１２は、ピーク増幅信号のうち２ＧＨｚ帯の成分を通過させて１．７ＧＨｚ帯の成分を通過させない。
【００３９】
合成点１３ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より小さい場合、λ／４伝送線路６ａを通過した１．７Ｇキャリア増幅信号を１．７Ｇ出力信号として出力する。合成点１３ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合、フィルタ１０を通過したピーク増幅信号の成分とλ／４伝送線路６ａを通過した１．７Ｇキャリア増幅信号に基づいて１．７Ｇ出力信号を合成し、合成した１．７Ｇ出力信号を出力する。１．７Ｇ出力信号は、１．７Ｇ出力と称される場合がある。
【００４０】
合成点１３ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より小さい場合、λ／４伝送線路６ｂを通過した２Ｇキャリア増幅信号を２Ｇ出力信号として出力する。合成点１３ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合、フィルタ１０を通過したピーク増幅信号の成分とλ／４伝送線路６ｂを通過した２Ｇキャリア増幅信号に基づいて２Ｇ出力信号を合成し、合成した２Ｇ出力信号を出力する。２Ｇ出力信号は、２Ｇ出力と称される場合がある。
【００４１】
ここで、１．７ＧＨｚ帯側からは２ＧＨｚ帯側が全反射に、２ＧＨｚ帯側からは１．７ＧＨｚ帯側が全反射に見えるようにフィルタ１０及び１２を設計することで、合成時の影響を小さくできる。
【００４２】
以下、本実施の形態にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法の効果を更に明らかにするために、本実施の形態にかかるマルチバンド増幅器を比較例にかかるマルチバンド増幅器と比較する。
【００４３】
（比較例１）
図７を参照して、比較例１にかかるマルチバンド増幅器を説明する。比較例１にかかるマルチバンド増幅器は、２つのバンドの信号を増幅するために、２系統のドハティ増幅器１２０ａ及び１２０ｂを備える。ドハティ増幅器１２０ａは、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅する。ドハティ増幅器１２０ｂは、２ＧＨｚ帯の信号を増幅する。
【００４４】
ドハティ増幅器１２０ａは、分配器１０３ａ、キャリアＡＭＰ１０４ａ、λ／４伝送線路１０６ａ、合成点１１３ａ、ピークＡＭＰ１０５ａを備える。分配器１０３ａの一の出力端は、キャリアＡＭＰ１０４ａの入力端に接続されている。キャリアＡＭＰ１０４ａの出力端は、λ／４伝送線路１０６ａを介して合成点１１３ａに接続されている。分配器１０３ａの他の出力端は、ピークＡＭＰ１０５ａの入力端に接続されている。ピークＡＭＰ１０５ａの出力端は、合成点１１３ａに接続されている。
【００４５】
分配器１０３ａは、１．７Ｇ入力信号を入力して２つに分配する。キャリアＡＭＰ１０４ａは、１．７Ｇ入力信号を分配した信号を常時増幅してキャリア増幅信号を生成する。キャリアＡＭＰ１０４ａは、キャリア増幅信号をλ／４伝送線路１０６ａを介して合成点１１３ａに出力する。ピークＡＭＰ１０５ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅より大きい場合に１．７Ｇ入力信号を分配した他の信号を増幅してピーク増幅信号を生成し、ピーク増幅信号を合成点１１３ａに出力する。１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅より小さい場合、合成点１１３ａはλ／４伝送線路１０６ａを通過したキャリア増幅信号を１．７Ｇ出力信号として出力する。ピークＡＭＰ１０５ａが動作している場合、合成点１１３ａはλ／４伝送線路１０６ａを通過したキャリア増幅信号とピーク増幅信号に基づいて１．７Ｇ出力信号を合成し、合成した１．７Ｇ出力信号を出力する。
【００４６】
ドハティ増幅器１２０ｂは、分配器１０３ｂ、キャリアＡＭＰ１０４ｂ、λ／４伝送線路１０６ｂ、合成点１１３ｂ、ピークＡＭＰ１０５ｂを備える。ドハティ増幅器１２０ｂの要素の接続関係及び動作は、ドハティ増幅器１２０ａの要素の接続関係及び動作と同様である。ただし、ドハティ増幅器１２０ｂは、２Ｇ入力信号を入力し、２Ｇ出力信号を出力する。
【００４７】
（比較例１と実施の形態１との比較）
比較例１にかかるマルチバンド増幅器において、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器１２０ａがピークＡＭＰ１０５ａを備え、２ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器１２０ｂがピークＡＭＰ１０５ｂを備えている。すなわち、キャリアＡＭＰ１０４ａ及び１４ｂがバンドごとに設けられ、ピークＡＭＰ１０５ａ及び１０５ｂがバンドごとに設けられている。ピークＡＭＰ５ａ及び５ｂは、入力信号の最大振幅に合わせたデバイスサイズを必要とするが、入力信号の振幅が大きい場合にしか動作しないために時間稼働率が低い。
【００４８】
一方、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器において、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器２０ａと２ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器２０ｂがピークＡＭＰ９を共有している。すなわち、キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂがバンドごとに設けられているが、ピークＡＭＰ９が２つのバンドで共用されている。ピークＡＭＰが１つで済むため、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器の回路規模を小さくでき、コストを低減できる。更に、ピークＡＭＰ９が２つのバンドで共用されるため、ピークＡＭＰ９の時間稼働率が高くなる。
【００４９】
（比較例２）
図８を参照して、比較例２にかかるマルチバンド増幅器を説明する。比較例２にかかるマルチバンド増幅器は、１系統のドハティ増幅器２２０を用いて２つのバンドの信号を増幅するように構成されている。ドハティ増幅器２２０は、１．７ＧＨｚ帯の信号と２ＧＨｚ帯の信号を増幅する。
【００５０】
ドハティ増幅器２２０は、ローパスフィルタ２０８、ハイパスフィルタ２１１、分配器２０３、キャリアＡＭＰ２０４、ピークＡＭＰ２０５、λ／４伝送線路２０６、合成点２１３、ローパスフィルタ２１０、ハイパスフィルタ２１２を備える。ローパスフィルタ２０８及び２１０は、１．７ＧＨｚ帯を通過させて２ＧＨｚ帯を通過させない。ハイパスフィルタ２１１及び２１２は、２ＧＨｚ帯を通過させて１．７ＧＨｚ帯を通過させない。
【００５１】
分配器２０３の入力端は、ローパスフィルタ２０８の出力端とハイパスフィルタ２１１の出力端に接続される。分配器２０３の一の出力端は、キャリアＡＭＰ２０４の入力端に接続される。キャリアＡＭＰ２０４の出力端は、λ／４伝送線路２０６を介して合成点２１３に接続される。分配器２０３の他の出力端は、ピークＡＭＰ２０５の入力端に接続される。ピークＡＭＰ２０５の出力端は、合成点２１３に接続される。合成点２１３は、ローパスフィルタ２１０の入力端とハイパスフィルタ２１２の入力端に接続される。
【００５２】
分配器２０３は、ローパスフィルタ２０８を通過した１．７Ｇ入力信号とハイパスフィルタ２１１を通過した２Ｇ入力信号の合成信号を入力する。分配器２０３は、合成信号を２つに分配する。キャリアＡＭＰ２０４は、合成信号を分配した信号を常時増幅してキャリア増幅信号を生成する。キャリアＡＭＰ２０４は、キャリア増幅信号をλ／４伝送線路２０６を介して合成点２１３に出力する。ピークＡＭＰ２０５は、１．７Ｇ入力信号又は２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅より大きい場合、合成信号を分配した他の信号を増幅してピーク増幅信号を生成し、ピーク増幅信号を合成点２１３に出力する。
【００５３】
１．７Ｇ入力信号及び２Ｇ入力信号のどちらの振幅も設定振幅より小さい場合、合成点２１３はλ／４伝送線路２０６を通過したキャリア増幅信号を出力信号としてローパスフィルタ２１０及びハイパスフィルタ２１２へ出力する。１．７Ｇ入力信号又は２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅より大きい場合、合成点２１３はλ／４伝送線路２０６を通過したキャリア増幅信号とピーク増幅信号に基づいて出力信号を合成し、合成した出力信号をローパスフィルタ２１０及びハイパスフィルタ２１２へ出力する。ローパスフィルタ２１０は、合成点２１３の出力信号の１．７ＧＨｚ帯の成分を１．７Ｇ出力信号として出力する。ハイパスフィルタ２１２は、合成点２１３の出力信号の２ＧＨｚ帯の成分を２Ｇ出力信号として出力する。
【００５４】
（比較例２と実施の形態１との比較）
比較例２にかかるマルチバンド増幅器において、分配器２０３、キャリアＡＭＰ２０４、ピークＡＭＰ２０５、λ／４伝送線路２０６、合成点２１３が２つのバンドで共用されている。しかし、λ／４伝送線路２０６は、周波数依存性が高いため、広帯域化が困難である。更に、１系統でマルチバンドに対応した場合、信号のレベルが２倍になるので、結局ＡＭＰとして２倍の飽和出力を持つデバイスを選択する必要があり増幅器として大きくなってしまう欠点がある。
【００５５】
一方、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器においては、ピークＡＭＰ９のみを広帯域化すればよく、λ／４伝送線路６ａ及び６ｂを広帯域化する必要がない。したがって、実施の形態１にかかるマルチバンド増幅器を実現することは比較的容易である。
【００５６】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を説明する。以下において、実施の形態１と共通する事項の説明は省略される場合がある。
【００５７】
図６を参照して、実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器の構成を説明する。マルチバンド増幅器は、１．７ＧＨｚ帯と２ＧＨｚ帯の２つのバンドの信号を増幅する。マルチバンド増幅器は、２つのバンドに一対一に対応するキャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂと、２つのバンドに一対一に対応するフィルタ８及び１１と、２つのバンドに一対一に対応するフィルタ１０及び１２と、２つのバンドで共用されるピークＡＭＰ９と、２つのバンドに一対一に対応するピークＡＭＰ５ａ及び５ｂを備える。
【００５８】
キャリアＡＭＰ４ａ、ピークＡＭＰ５ａ、及びピークＡＭＰ９は、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅するＮ−ウエイのドハティ増幅器３０ａの少なくとも一部を構成する。キャリアＡＭＰ４ｂ、ピークＡＭＰ５ｂ、及びピークＡＭＰ９は、２ＧＨｚ帯の信号を増幅するＮ−ウエイのドハティ増幅器３０ｂの少なくとも一部を構成する。
【００５９】
実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器においては、ドハティ増幅器３０ａ及び３０ｂの各々に２段のピークＡＭＰが設けられる。１段目のピークＡＭＰであるピークＡＭＰ５ａ及び５ｂは、１．７ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯にそれぞれ対応して設けられる。２段目のピークＡＭＰであるピークＡＭＰ９は、２つのバンドで共用される。すなわち、ピークＡＭＰ５ａ及び５ｂよりも上位段のピークＡＭＰであるピークＡＭＰ９が２つのバンドで共用されている。
【００６０】
以下、実施の形態２に係るマルチバンド増幅器及び信号増幅方法を詳細に説明する。
【００６１】
図６を参照して、実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器の構成を詳細に説明する。マルチバンド増幅器は、分配器１ａ、遅延器２ａ、分配器３ａ、キャリアＡＭＰ４ａ、ピークＡＭＰ５ａ、λ／４伝送線路７ａ、合成点１４ａ、λ／４伝送線路６ａ、合成点１３ａ、フィルタ８、フィルタ１１、ピークＡＭＰ９、フィルタ１０、フィルタ１２、分配器１ｂ、遅延器２ｂ、分配器３ｂ、キャリアＡＭＰ４ｂ、ピークＡＭＰ５ｂ、λ／４伝送線路７ｂ、合成点１４ｂ、λ／４伝送線路６ｂ、合成点１３ｂを備える。
【００６２】
分配器１ａの一の出力端は、遅延器２ａを介して、分配器３ａの入力端に接続される。分配器３ａの一の出力端は、キャリアＡＭＰ４ａの入力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ａの出力端は、λ／４伝送線路７ａを介して合成点１４ａに接続される。合成点１４ａは、λ／４伝送線路６ａを介して合成点１３ａに接続される。分配器３ａの他の出力端は、ピークＡＭＰ５ａの入力端に接続される。ピークＡＭＰ５ａの出力端は合成点１４ａに接続される。
【００６３】
分配器１ｂの一の出力端は、遅延器２ｂを介して、分配器３ｂの入力端に接続される。分配器３ｂの一の出力端は、キャリアＡＭＰ４ｂの入力端に接続される。キャリアＡＭＰ４ｂの出力端は、λ／４伝送線路７ｂを介して合成点１４ｂに接続される。合成点１４ｂは、λ／４伝送線路６ｂを介して合成点１３ｂに接続される。分配器３ｂの他の出力端は、ピークＡＭＰ５ｂの入力端に接続される。ピークＡＭＰ５ｂの出力端は合成点１４ｂに接続される。
【００６４】
分配器１ａの他の出力端は、フィルタ８を介して、ピークＡＭＰ９の入力端に接続される。分配器１ｂの他の出力端は、フィルタ１１を介して、ピークＡＭＰ９の入力端に接続される。ピークＡＭＰ９の出力端は、フィルタ１０を介して合成点１３ａに接続され、フィルタ１２を介して合成点１３ｂに接続される。
【００６５】
ここで、実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器は、１．７ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器３０ａと２ＧＨｚ帯の信号を増幅するドハティ増幅器３０ｂを備えていると解釈できる。ドハティ増幅器３０ａ及び３０ｂは、２段のピークＡＭＰを備えたドハティ方式の大電力増幅器である。ピークＡＭＰ９は、ドハティ増幅器３０ａ及び３０ｂに共有されている。すなわち、ドハティ増幅器３０ａは、分配器１ａ、遅延器２ａ、分配器３ａ、キャリアＡＭＰ４ａ、ピークＡＭＰ５ａ、λ／４伝送線路６ａ、λ／４伝送線路７ａ、合成点１３ａ、合成点１４ａ、フィルタ８、フィルタ１０、ピークＡＭＰ９を備える。ドハティ増幅器３０ｂは、分配器１ｂ、遅延器２ｂ、分配器３ｂ、キャリアＡＭＰ４ｂ、ピークＡＭＰ５ｂ、λ／４伝送線路６ｂ、λ／４伝送線路７ｂ、合成点１３ｂ、合成点１４ｂ、フィルタ１１、フィルタ１２、ピークＡＭＰ９を備える。
【００６６】
キャリアＡＭＰ４ａ及び４ｂは、それぞれ、常時動作するようにバイアス設定されている。ピークＡＭＰ９は、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合と２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合に動作し、１．７Ｇ入力信号及び２Ｇ入力信号のどちらの振幅も設定振幅４９より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。ピークＡＭＰ５ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より小さい１．７Ｇ側設定振幅より大きい場合に動作し、１．７Ｇ入力信号の振幅が１．７Ｇ側設定振幅より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。ピークＡＭＰ５ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より小さい２Ｇ側設定振幅より大きい場合に動作し、２Ｇ入力信号の振幅が２Ｇ側設定振幅より小さい場合に動作しないように、バイアス設定されている。
【００６７】
尚、λ／４伝送線路７ａ及び７ｂは、それぞれ１／４波長伝送線路７ａ及び７ｂと称される場合がある。ピークＡＭＰ５ａ及び５ｂは、それぞれ補助ＡＭＰ５ａ及び５ｂと称される場合がある。
【００６８】
次に、実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器の動作を説明する。実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器は、１．７ＧＨｚ帯のＬＴＥ信号と２ＧＨｚ帯のＬＴＥ信号を送信する無線基地局のマルチバンド増幅器である。
【００６９】
分配器１ａは、１．７Ｇ入力信号を２つに分配する。分配器１ａは、１．７Ｇ入力信号を分配した信号（以下、１．７Ｇ分配信号という）を遅延器２ａを介して分配器３ａに出力し、１．７Ｇ入力信号を分配した他の信号をフィルタ８を介してピークＡＭＰ９に出力する。遅延器２ａは、１．７Ｇ分配信号を遅延させる。分配器３ａは、１．７Ｇ分配信号を２つに分配する。分配器３ａは、１．７Ｇ分配信号を分配した信号をキャリアＡＭＰ４ａに出力し、１．７Ｇ分配信号を分配した他の信号をピークＡＭＰ５ａに出力する。
【００７０】
キャリアＡＭＰ４ａは、１．７Ｇ分配信号を分配した信号に基づいて、１．７Ｇキャリア増幅信号を生成する。キャリアＡＭＰ４ａは、１．７Ｇキャリア増幅信号をλ／４伝送線路７ａを介して合成点１４ａへ出力する。１．７Ｇ入力信号の振幅が１．７Ｇ側設定振幅より大きい場合、ピークＡＭＰ５ａは、１．７Ｇ分配信号を分配した他の信号に基づいて１．７Ｇピーク増幅信号を生成し、１．７Ｇピーク増幅信号を合成点１４ａへ出力する。
【００７１】
合成点１４ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が１．７Ｇ側設定振幅より小さい場合、λ／４伝送線路７ａを通過した１．７Ｇキャリア増幅信号を１．７Ｇ中間信号として出力する。合成点１４ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が１．７Ｇ側設定振幅より大きい場合、λ／４伝送線路７ａを通過した１．７Ｇキャリア増幅信号と１．７Ｇピーク増幅信号に基づいて１．７Ｇ中間信号を合成し、合成した１．７Ｇ中間信号を出力する。合成点１４ａは、１．７Ｇ中間信号をλ／４伝送線路６ａを介して合成点１３ａに出力する。
【００７２】
分配器１ｂは、２Ｇ入力信号を２つに分配する。分配器１ｂは、２Ｇ入力信号を分配した信号（以下、２Ｇ分配信号という）を遅延器２ｂを介して分配器３ｂに出力し、２Ｇ入力信号を分配した他の信号をフィルタ１１を介してピークＡＭＰ９に出力する。遅延器２ｂは、２Ｇ分配信号を遅延させる。分配器３ｂは、２Ｇ分配信号を２つに分配する。分配器３ｂは、２Ｇ分配信号を分配した信号をキャリアＡＭＰ４ｂに出力し、２Ｇ分配信号を分配した他の信号をピークＡＭＰ５ｂに出力する。
【００７３】
キャリアＡＭＰ４ｂは、２Ｇ分配信号を分配した信号に基づいて、２Ｇキャリア増幅信号を生成する。キャリアＡＭＰ４ｂは、２Ｇキャリア増幅信号をλ／４伝送線路７ｂを介して合成点１４ｂへ出力する。２Ｇ入力信号の振幅が２Ｇ側設定振幅より大きい場合、ピークＡＭＰ５ｂは、２Ｇ分配信号を分配した他の信号に基づいて２Ｇピーク増幅信号を生成し、２Ｇピーク増幅信号を合成点１４ｂへ出力する。
【００７４】
合成点１４ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が２Ｇ側設定振幅より小さい場合、λ／４伝送線路７ｂを通過した２Ｇキャリア増幅信号を２Ｇ中間信号として出力する。合成点１４ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が２Ｇ側設定振幅より大きい場合、λ／４伝送線路７ｂを通過した２Ｇキャリア増幅信号と２Ｇピーク増幅信号に基づいて２Ｇ中間信号を合成し、合成した２Ｇ中間信号を出力する。合成点１４ｂは、２Ｇ中間信号をλ／４伝送線路６ｂを介して合成点１３ａに出力する。
【００７５】
ピークＡＭＰ９は、フィルタ８を通過した信号（１．７Ｇ入力信号を分配した他の信号）及びフィルタ１１を通過した信号（２Ｇ入力信号を分配した他の信号）を入力する。１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合と２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合、ピークＡＭＰ９は、入力信号に基づいてピーク増幅信号を生成する。ピークＡＭＰ９は、ピーク増幅信号をフィルタ１０及び１２へ出力する。フィルタ１０は、ピーク増幅信号のうち１．７ＧＨｚ帯の成分を通過させて２ＧＨｚ帯の成分を通過させない。フィルタ１２は、ピーク増幅信号のうち２ＧＨｚ帯の成分を通過させて１．７ＧＨｚ帯の成分を通過させない。
【００７６】
合成点１３ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より小さい場合、λ／４伝送線路６ａを通過した１．７Ｇ中間信号を１．７Ｇ出力信号として出力する。合成点１３ａは、１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合、フィルタ１０を通過したピーク増幅信号の成分とλ／４伝送線路６ａを通過した１．７Ｇ中間信号に基づいて１．７Ｇ出力信号を合成し、合成した１．７Ｇ出力信号を出力する。
【００７７】
合成点１３ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より小さい場合、λ／４伝送線路６ｂを通過した２Ｇ中間信号を２Ｇ出力信号として出力する。合成点１３ｂは、２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合、フィルタ１２を通過したピーク増幅信号の成分とλ／４伝送線路６ｂを通過した２Ｇ中間信号に基づいて２Ｇ出力信号を合成し、合成した２Ｇ出力信号を出力する。
【００７８】
比較例１にかかるマルチバンド増幅器が備えるドハティ増幅器１２０ａ及び１２０ｂの各々に２段のピークＡＭＰを設けると、回路規模が非常に大きくなる。その上、ドハティ増幅器の入力信号の振幅が第１の設定振幅より大きい場合に動作するように１段目のピークＡＭＰがバイアス設定され、ドハティ増幅器の入力信号の振幅が第１の設定振幅より大きい第２の設定振幅より大きい場合に動作するように２段目のピークＡＭＰがバイアス設定される。そのため、２段目のピークＡＭＰの時間稼働率は１段目のピークＡＭＰの時間稼働率より低くなる。
【００７９】
実施の形態２によれば、２段目のピークＡＭＰであるピークＡＭＰ９が２つのバンドで共用されるため、実施の形態２にかかるマルチバンド増幅器の回路規模が小さくなり、２段目のピークＡＭＰの時間稼働率が高くなる。上位段のピークＡＭＰを複数のバンドで共用することは有効である。
【００８０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法は、３つ以上のバンドの信号を増幅するマルチバンド増幅器及び信号増幅方法であってもよい。２つのバンドの信号を増幅するマルチバンド増幅器をデュアルバンド増幅器と称してもよい。本発明にかかるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法は、Ｎ段（Ｎは３以上の整数）のピークＡＭＰが設けられるマルチバンド増幅器及び信号増幅方法であってもよい。この場合、Ｎ段目のピークＡＭＰが複数のバンドで共用されることが好ましい。
【００８１】
上記実施の形態においては、ピークＡＭＰ９が１．７Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合と２Ｇ入力信号の振幅が設定振幅４９より大きい場合に動作するようにバイアス設定されており、１．７Ｇ入力信号についての設定振幅と２Ｇ入力信号についての設定振幅が同一である。１．７Ｇ入力信号についての設定振幅と２Ｇ入力信号についての設定振幅が異なってもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１ａ、１ｂ、３ａ、３ｂ  分配器
２ａ、２ｂ  遅延器（遅延回路）
４ａ、４ｂ  キャリア増幅器（キャリアＡＭＰ）
８、１０、１１、１２  フィルタ
５ａ、５ｂ、９  ピーク増幅器（ピークＡＭＰ）
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ  合成点
２０ａ、２０ｂ、３０ａ、３０ｂ  ドハティ増幅器
４９  設定振幅
【図１】
2014241488.tif 000003
【図２】
2014241488.tif 000004
【図３】
2014241488.tif 000005
【図４】
2014241488.tif 000006
【図５】
2014241488.tif 000007
【図６】
2014241488.tif 000008
【図７】
2014241488.tif 000009
【図８】
2014241488.tif 000010