(57)【要約】【課題】  増幅器の電力効率低下を抑制することができる増幅装置、及び基本波処理回路を提供する。【解決手段】  増幅装置１は、増幅器２と、増幅器２に入出力される信号のうち当該増幅器２に入力される入力信号の振幅に応じて変調された電源電圧を増幅器２に付与する電源変調部３とを備えている。増幅装置１は、さらに、前記入力信号の振幅に基づいて前記信号に含まれる基本波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部１０を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
増幅器と、
前記増幅器に入出力される信号のうち当該増幅器に入力される入力信号の振幅に応じて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調部と、
を備えた増幅装置であって、
前記入力信号の振幅に基づいて前記信号に含まれる基本波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴とする増幅装置。
【請求項２】
前記調整部は、インダクタンス及び／又はキャパシタンスが可変とされている請求項１に記載の増幅装置。
【請求項３】
前記調整部は、
前記信号が伝送される信号線路から分岐した分岐線路に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子と、
前記インダクタンス素子と前記信号線路との間に設けられ、前記インダクタンス素子を前記信号線路に対して切断可能に接続するスイッチ部と、
を備えている請求項１又は２に記載の増幅装置。
【請求項４】
前記調整部は、
前記信号が伝送される信号線路から分岐した分岐線路に接続された、キャパシタンスが可変とされている可変容量素子
を備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項５】
前記入力信号の振幅に基づいて、前記増幅器の電力効率が高まるように前記調整部を制御する制御部をさらに備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項６】
前記信号に含まれる高調波に対する負荷インピーダンスを、前記入力信号の振幅に基づいて調整する高調波処理回路をさらに備えている請求項１〜５のいずれか一項に記載の増幅装置。
【請求項７】
増幅器と、前記増幅器に入出力される信号のうち当該増幅器に入力される入力信号の振幅に応じて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調部とを備えた増幅装置に設けられ、前記信号に含まれる基本波を処理する基本波処理回路であって、
前記信号のうち前記増幅器に入力される入力信号の振幅に基づいて前記基本波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴とする基本波処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、無線通信装置等に用いられる増幅装置、及び基本波処理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力増幅器の高効率化において、ピーク電力の低減は重要技術の１つである。例えば、広帯域伝送を行う場合、変調方式としてＷ-ＣＤＭＡ，ＯＦＤＭが導入されており、これらの信号は平均電力対ピーク電力比が大きいという特徴を持っている。
【０００３】
このため、これらの信号を電力増幅器で増幅する場合、まれにしか発生しないピーク電力を出力する瞬間に対しても線形に増幅しなければならず、ピーク電力を出力可能な大出力の増幅器が必要となる。
従って、平均電力とピーク電力の比が大きい場合には、極端に大きな増幅器が必要となり、非常に無駄の多い、電力効率の低い装置になる。
【０００４】
そこで、出力電力に応じて必要な分だけ増幅器を動作させる方式が有効である。そのための１つの方式として、ＥＴ方式又はＥＥＲ方式などの電源変調方式（Ｓｕｐｐｌｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＳＭ方式）がある。このＳＭ方式は、増幅器の電源電圧を変化させて、出力電力を変化させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０４５５０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上記電源変調方式を採用した増幅装置について、さらなる電力効率の向上を可能とする技術について鋭意研究を行った。その中で、前記増幅装置においては、電源電圧の増減に応じて、増幅器の電力効率が最適となる出力信号に対する負荷インピーダンスが変化することを見出した。
しかし、入力信号の振幅に応じて電源電圧を変調する前記増幅装置では、入力信号の振幅を自由に調整することはできないので、出力信号に対する負荷インピーダンスによっては、増幅器の電力効率が低下してしまう。
その一方、電力効率の低下をより抑制する余地があると言える。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、増幅器の電力効率低下をより抑制することが可能な増幅装置、及び基本波処理回路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】
【０００８】
（１）上記目的を達成するための本発明は、増幅器と、前記増幅器に入出力される信号のうち当該増幅器に入力される入力信号の振幅に応じて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調部と、を備えた増幅装置であって、前記入力信号の振幅に基づいて前記信号に含まれる基本波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成の増幅装置によれば、前記入力信号の振幅に基づいて、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができるので、増幅器の電力効率が最適となる、入力信号の振幅と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておけば、その関係に近似するように基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができ、増幅器の電力効率低下を抑制することができる。
【００１０】
ここで、上記増幅装置では、入力信号の振幅が電源電圧の変調に対応しているため、入力信号の振幅によっては、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができない。
しかし、上記増幅装置の調整部は、前記入力信号の振幅に基づいて前記基本波の位相を調整することで前記基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができ、これによって、増幅器の電力効率低下を抑制することができる。
【００１１】
（２）上記増幅装置において、前記調整部は、インダクタンス及び／又はキャパシタンスが可変とされていることが好ましい。
この場合、調整部は、インダクタンス及び／又はキャパシタンスが変更されることで、基本波の位相をずらし、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
【００１２】
（３）また、前記調整部は、前記信号が伝送される信号線路から分岐した分岐線路に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子と、前記インダクタンス素子と前記信号線路との間に設けられ、前記インダクタンス素子を前記信号線路に対して切断可能に接続するスイッチ部と、を備えていてもよい。
この場合、インダクタンス素子は、信号線路に対するスタブを構成するとともに、スイッチ部によって、当該インダクタンス素子を信号線路に対して接続、又は切断することができる。これにより、調整部のインダクタンスを変更することができ、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
【００１３】
（４）また、前記調整部は、前記信号が伝送される信号線路から分岐した分岐線路に接続された、キャパシタンスが可変とされている可変容量素子を備えていてもよい。
この場合、キャパシタンスを変更することで、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
【００１４】
（５）上記増幅装置において、前記入力信号の振幅に基づいて、前記増幅器の電力効率が高まるように前記調整部を制御する制御部をさらに備えていることが好ましい。
この場合、制御部によって、適切な負荷インピーダンスとなるように調整部を制御することができる。
【００１５】
（６）また、上記増幅装置において、前記信号に含まれる高調波に対する負荷インピーダンスを、前記入力信号の振幅に基づいて調整する高調波処理回路をさらに備えていてもよい。
この場合、高調波処理回路は、高調波に対する負荷インピーダンスを前記入力信号の振幅に基づいて変更することができるので、増幅器の電力効率が最適となる、前記入力信号の振幅と、高調波に対する負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておけば、その関係に近似するように高調波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。これにより、高調波に起因する増幅器の電力効率低下を抑制することができる。
【００１６】
また、上記増幅装置において、前記調整部は、前記電源変調部から前記入力信号の電源電圧に関する情報を取得するものであってもよい。
【００１７】
（７）また、本発明は、増幅器と、前記増幅器に入出力される信号のうち当該増幅器に入力される入力信号の振幅に応じて変調された電源電圧を前記増幅器に付与する電源変調部とを備えた増幅装置に設けられ、前記信号に含まれる基本波を処理する基本波処理回路であって、前記信号のうち前記増幅器に入力される入力信号の振幅に基づいて前記基本波に対する負荷インピーダンスを調整する調整部を備えていることを特徴としている。
本発明によれば、上述のように、増幅器の電力効率低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、増幅器の電力効率低下をより抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る増幅装置の構成を示すブロック図である。
【図２】基本波処理回路の構成を示すブロック図である。
【図３】高調波処理回路の構成を示すブロック図である。
【図４】増幅器の電力効率が最適となるときの、ドレイン電圧（電源電圧）と、２倍波に対する負荷インピーダンスとの関係を測定した結果の一例を示すグラフである。
【図５】（ａ）は、第２の実施形態に係る増幅装置１が備える基本波処理回路の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、第２の実施形態の変形例に係る基本波処理回路の構成を示すブロック図である。
【図６】第３の実施形態に係る増幅装置が備える基本波処理回路の構成を示すブロック図である。
【図７】第４の実施形態に係る増幅装置が備える基本波処理回路の構成を示すブロック図である。
【図８】第１のモデルに係る増幅装置を示す回路図である。
【図９】基本波に対する負荷インピーダンスをプロットしたスミスチャートである。
【図１０】第２のモデルに係る増幅装置を示す回路図である。
【図１１】第３のモデルに係る増幅装置を示す回路図である。
【図１２】第４のモデルに係る増幅装置を示す回路図である。
【図１３】第５のモデルに係る増幅装置を示す回路図である。
【図１４】第４のモデルに係る増幅装置の電力効率を求めた結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
〔１．  第１の実施形態〕
〔１．１  全体構成について〕
図１は、第１の実施形態に係る増幅装置１の構成を示すブロック図である。この増幅装置１は、移動体通信システムにおけるモバイル端末又は基地局装置などの無線通信装置に搭載され、通信信号の増幅を行う。
無線通信装置は、ＯＦＤＭ（ＯＦＤＭＡを含む）、Ｗ−ＣＤＭＡなどの広帯域信号を扱う方式に準拠したものである。ＯＦＤＭ及びＷ−ＣＤＭＡなどの方式における信号は、ピーク電力がまれにしか発生しない。つまり、これらの方式における信号は、瞬時電力変動を伴う信号である。なお、ＯＦＤＭ及びＷ−ＣＤＭＡなどの方式において、平均電力とピーク電力との比は、３ｄＢ以上となる。
【００２２】
図１中、増幅装置１は、ＥＴ方式（ＳＭ方式）に準拠した回路構成を有している。つまり、この増幅装置１の増幅器２には、電源変調部３により、入力信号Ｐｉに基づいて変調された電源電圧（以下、ドレイン電圧ともいう）が与えられる。
【００２３】
電源変調部３は、入力信号Ｐｉを検波してエンベロープ信号を取り出す検波部３ａと、エンベロープ信号に対して電力−電圧変換を行い増幅器２にドレイン電圧を与える電圧制御部３ｂとを備えている。
なお、電源変調部３は、検波部３ａが取得するエンベロープ信号を後述する制御部１２、及び制御部８２に与える。
【００２４】
入力信号Ｐｉが、ゲート信号として増幅器２に与えられるとき、電圧制御部３ｂは、エンベロープ信号に応じて変調されたドレイン電圧を増幅器２に与える。
ここで、電圧制御部３ｂは、入力信号Ｐｉの振幅に応じて変調されたドレイン電圧を与えるので、必要な電力だけ増幅器２に与えることができる。これによって、増幅器２の電力効率を高めている。
増幅器２の出力信号Ｐｏは、図示しないアンテナ等が接続される出力端４に与えられる。増幅器２と、出力端４とは、信号線路５によって接続されている。
信号線路５には、増幅器２の出力信号Ｐｏの負荷インピーダンスの調整や、出力信号Ｐｏを基本波とする高調波の負荷インピーダンスを調整するための整合基板やワイヤ等（図示省略）が配置されている。
【００２５】
さらに、本実施形態では、増幅器２と出力端４との間には、高調波処理回路８と、基本波処理回路１０とが接続されている。高調波処理回路８、及び基本波処理回路１０は、信号線路５に接続されており、それぞれ、増幅器２の出力信号Ｐｏに含まれる高調波に関する処理、及び増幅器２の出力信号Ｐｏに含まれる基本波に関する処理を行う機能を有している。
【００２６】
〔１．２  基本波処理回路について〕
図２は、基本波処理回路１０の構成を示すブロック図である。
図２中、増幅器２に入出力される信号である入力信号Ｐｉ、及び出力信号Ｐｏは、基本波成分の他に高調波成分を含んでいる。
基本波処理回路１０は、信号線路５に接続されており、増幅器２の出力信号Ｐｏに含まれる基本波に対する負荷インピーダンスを調整する機能を有している。
なお、上記基本波に対する負荷インピーダンスとは、増幅器２からみたときの負荷変動部３側の基本波に対するインピーダンスを示している。
【００２７】
基本波処理回路１０は、調整部１１と、制御部１２とを備えている。
調整部１１は、当該調整部１１のインダクタンスが可変とされている。基本波処理回路１０は、調整部１１のインダクタンスが変更されることで、基本波に対する負荷インピーダンスを調整する。
【００２８】
調整部１１は、信号線路５から分岐した分岐線路１５に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子（第１インダクタンス素子１３ａ及び第２インダクタンス素子１３ｂ）と、分岐線路１５に接続されたスイッチ部１４とを備えている。
両インダクタンス素子１３ａ，１３ｂは、マイクロストリップライン（ストリップライン）等からなる伝送線路により構成されている。両インダクタンス素子１３ａ，１３ｂは、分岐線路１５においてそれぞれ互いに直列に接続されている。
第１インダクタンス素子１３ａは、一端が信号線路７側に接続されるとともに、他端が第２インダクタンス素子１３ｂの一端側に接続されている。第２インダクタンス素子１３ｂは、他端がオープン状態で終端されている。
両インダクタンス素子１３ａ，１３ｂは、互いに異なるインダクタンスに設定されていてもよいし、同じインダクタンスに設定されていてもよい。
【００２９】
スイッチ部１４は、第１インダクタンス素子１３ａと、第２インダクタンス素子１３ｂとの間に接続されている。
スイッチ部１４は、分岐線路１５から分岐して接続された電源部１６と、分岐線路１５に直列に接続されたＰＩＮダイオード１７と、一端が分岐線路１５から分岐して接続され他端が接地された抵抗器１８とを備えている。
ＰＩＮダイオード１７は、電源部１６の接続部よりも後段に接続されており、アノード側が信号線路７側となるように接続されている。抵抗器１８は、ＰＩＮダイオード１７の後段側に接続されている。
【００３０】
電源部１６は、コイル１９を介して分岐線路１５に接続されている。このコイル１９のインダクタンスは、増幅器２の出力信号Ｐｏに対して十分大きな値に設定されており、コイル１９以降後段の電源部１６が出力信号Ｐｏに影響を与えないようにされている。
電源部１６は、分岐線路１５に対して、直流電圧を印加する機能を有している。電源部１６は、制御部１２の制御に基づいて、所定の値の正電圧の印加のオン、オフを選択的に行う。
【００３１】
電源部１６が分岐線路１５に対して正電圧を印加している状態では、ＰＩＮダイオード１７には順方向の電圧が作用し、抵抗器１８の接地端に向けて電流が流れる。これによって、分岐線路１５におけるＰＩＮダイオード１７の前段側と後段側とが電気的に接続される。
よって、スイッチ部１４は、この場合、第２インダクタンス素子１３ｂと、第１インダクタンス素子１３ａとを電気的に接続する。
なお、抵抗器１８は、ＰＩＮダイオード１７の後段側の抵抗値を高めることによって、当該ＰＩＮダイオード１７のバイアス電圧を実質的に高めている。これによって、電源部１６による正電圧が印加されたときにのみ、ＰＩＮダイオード１７の前段側と後段側とが接続される。
【００３２】
一方、電源部１６が分岐線路１５に対する電圧印加を停止している状態では、ＰＩＮダイオード１７の前段側と後段側とは、電気的に切断される。
よって、スイッチ部１４は、この場合、第２インダクタンス素子１３ｂと、第１インダクタンス素子１３ａとを電気的に切断する。
【００３３】
以上のようにして、スイッチ部１４は、第２インダクタンス素子１３ｂを第１インダクタンス素子１３ａ（信号線路５）に対して切断可能に接続している。なお、調整部１１は、信号線路５との間には、増幅器２の出力信号Ｐｏを調整部１１に導くと同時に電源部１６の直流電圧が信号線路５に達するのを遮断するために、信号線路５側の基端にキャパシタンス素子２０を備えている。
【００３４】
第１インダクタンス素子１３ａと、第２インダクタンス素子１３ｂとは、互いにスイッチ部１４を介して分岐線路１５に直列に接続されている。また、第２インダクタンス素子１３ｂは、上述のように、他端がオープン状態で終端されている。
よって、調整部１１は、スイッチ部１４が接続状態である場合、信号線路７に接続されたオープンスタブを構成する。調整部１１が前記オープンスタブを構成する場合のインダクタンスは、両インダクタンス素子１３ａ，１３ｂによって定まる。
【００３５】
また、調整部１１は、スイッチ部１４が切断状態である場合、ＰＩＮダイオード１７により終端される。よってこの場合、調整部１１は、ＰＩＮダイオード１７より上段に接続された第１インダクタンス素子１３ａによって定まるインダクタンスを有するスタブを構成する。
【００３６】
よって、スイッチ部１４は、第２インダクタンス素子１３ｂを第１インダクタンス素子１３ａに対して接続、又は切断することで、調整部１１全体のインダクタンスを変更することができる。
【００３７】
調整部１１は、インダクタンスの変更に応じて、出力信号Ｐｏに含まれる基本波の位相をずらし、基本波に対する負荷インピーダンスを変更する。
つまり、調整部１１のインダクタンスは、スイッチ部１４の断続によって、第２インダクタンス素子１３ｂが接続されたときの値と、第２インダクタンス素子１３ｂが切断されたとき値のいずれか一方に変更することができる。
これによって、基本波の位相も、インダクタンスの変更に応じて２通りに変更することができ、位相に応じて定まる負荷インピーダンスについても２通りに変更することができる。
以上のように、本実施形態では、スイッチ部１４によって、第２インダクタンス素子１３ｂを第１インダクタンス素子１３ａに対して接続、又は切断することで、調整部１１のインダクタンスの設定を変更し、基本波に対する負荷インピーダンスを２つの設定の内のいずれかに調整できる。
【００３８】
スイッチ部１４の断続は、制御部１２によって制御される。制御部１２は、電源部１６による分岐線路１５への電圧の印加を制御することで、スイッチ部１４の断続を行う。
【００３９】
また、制御部１２は、電源変調部３の検波部３ａ（図１）が出力するエンベロープ信号を取得する。エンベロープ信号は、増幅装置１の入力信号Ｐｉの振幅情報に基づいて生成されている。よって、制御部１２は、このエンベロープ信号より、増幅器２の入力信号Ｐｉの振幅に関する情報を取得することができる。
制御部１２は、取得した入力信号Ｐｉの振幅に関する情報に基づいて、スイッチ部１４の断続を行い、基本波の位相を調整することで、基本波に対する負荷インピーダンスを調整する。
【００４０】
制御部１２は、図示しない記憶部を備えている。記憶部には、入力信号Ｐｉの振幅に応じて、スイッチ部１４における接続、又は切断のいずれを選択するかについての制御情報が記憶されている。
【００４１】
前記制御情報は、増幅器の電力効率が最適となる、入力信号Ｐｉの振幅と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係に基づいて設定される。すなわち、前記関係を予め把握しておき、入力信号Ｐｉの振幅に対して、負荷インピーダンスを前記関係にできるだけ近似させることができるスイッチ部１４の断続の設定を決定する。その決定した設定を制御情報として、制御部１２に記憶させる。
【００４２】
下記表１は、増幅器２の電力効率が最適となる、ドレイン電圧と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係を測定した結果の一例を示している。
なお、表１は、実際の増幅器についてロードプル装置を用いて評価試験を行った結果を示している。表１では、基本波に対する負荷インピーダンスに相当する値として、Ｓパラメータ（反射係数の大きさ（ＭＡＧ）及び位相（ＡＮＧ））で示している。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１に示すように、基本波のＭＡＧ（振幅）は、ドレイン電圧に対して大きな変化が見られないが、ＡＮＧは、ドレイン電圧に対して、増幅器２の電力効率が最適となる値が大きく変化することが判る。
【００４５】
ドレイン電圧（電源電圧）は、上述したように、入力信号Ｐｉの振幅に対応している。よって、表１は、増幅器２の電力効率が最適となる、入力信号Ｐｉの振幅と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係を示している。
【００４６】
仮に、基本波の位相を固定したとすると、基本波の振幅の変化によってＡＮＧの最適値が大きく変化するので、固定した基本波の位相と、最適値としてのＡＮＧとの差が大きくなる場合、増幅器の電力効率が大きく劣化する。
【００４７】
この点、本実施形態の増幅装置１は、入力信号Ｐｉの振幅に関する情報に基づいて、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができるので、増幅器２の電力効率が最適となる、入力信号Ｐｉの振幅と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておけば、その関係に近似するように基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができ、増幅器２の電力効率低下を抑制することができる。
【００４８】
つまり、制御部１２は、表１に示すような、増幅器２の電力効率が最適となるときの、入力信号Ｐｉの振幅と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係に近似するように、調整部１１のスイッチ部１４を制御し、信号線路５における基本波に対する負荷インピーダンスを調整する。
ここで、上記増幅装置１では、入力信号Ｐｉの振幅が電源電圧の変調に対応しているため、入力信号Ｐｉの振幅によっては、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができない。
しかし、増幅装置１は、入力信号Ｐｉの振幅に基づいて基本波の位相を調整することで負荷インピーダンスを調整することができ、これによって、増幅器の電力効率低下を抑制することができる。
【００４９】
以上のようにして、本実施形態の増幅装置１は、基本波に対する負荷インピーダンスを適切に制御することができ、増幅器２の電力効率低下を抑制することができる。
【００５０】
〔１．３  高調波処理回路について〕
図３は、高調波処理回路８の構成を示すブロック図である。
本発明者は、増幅装置についての電力効率の抑制技術について研究を行う中で、基本波に対する負荷インピーダンスと、高調波に対する負荷インピーダンスとの関係が、増幅器の電力効率に影響を与えていることも見出した。
しかし、一般的な高調波整合回路は、高調波の処理を行う際に、基本波に対する負荷インピーダンスの影響を反映することができないため、増幅器の電力効率をさらに高める余地があるといえる。
【００５１】
この点、本実施形態の高調波処理回路８は、基本波の負荷インピーダンスに応じて変化する入力信号Ｐｉの振幅に基づいて、高調波に対する負荷インピーダンスを調整する機能を有している。この機能によって、高調波処理回路８は、高調波が増幅器２の電力効率に与える影響を低減し、増幅器２の電力効率低下をさらに抑制することができる。
【００５２】
高調波処理回路８は、信号線路５に接続されており、増幅器２と、基本波処理回路１０との間に接続されている。高調波処理回路８は、増幅器２の出力信号Ｐｏに含まれる高調波に対する負荷インピーダンスを調整する機能を有している。
なお、上記高調波に対する負荷インピーダンスとは、増幅器２からみたときの負荷変動部３側の高調波に対するインピーダンスを示している。
【００５３】
高調波処理回路８は、調整部８１と、制御部８２とを備えている。
調整部８１は、当該調整部８１のインダクタンスが可変とされている。高調波処理回路８は、調整部１１のインダクタンスが変更されることで、高調波に対する負荷インピーダンスを調整する。
【００５４】
調整部８１は、信号線路５から分岐した分岐線路８５に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子（インダクタンス素子８３ａ及びインダクタンス素子８３ｂ）と、分岐線路１５に接続されたスイッチ部８４とを備えている。
【００５５】
スイッチ部８４は、インダクタンス素子８３ａと、インダクタンス素子８３ｂとの間に接続されている。
スイッチ部８４は、分岐線路８５から分岐して接続された電源部８６と、分岐線路８５に直列に接続されたＰＩＮダイオード８７と、一端が分岐線路８５から分岐して接続され他端が接地された抵抗器８８とを備えている。
【００５６】
高調波処理回路８の調整部８１の構成は、基本波処理回路１０の調整部１１の構成とほぼ同様である。
よって、調整部８１は、スイッチ部８４が接続状態である場合、両インダクタンス素子８３ａ，８３ｂを含むオープンスタブを構成する。
また、調整部８１は、スイッチ部８４が切断状態である場合、インダクタンス素子８３ａを含むスタブを構成する。
【００５７】
調整部８１は、インダクタンス素子８３ｂが接続された状態におけるオープンスタブとしてのライン長が、１／４λ  ±  １／８λ以内の長さ（１／８λ＜ライン長＜３／８λ）に設定されている。
【００５８】
なお、上記波長λは、高調波の波長であり、２次高調波（２倍波）の波長の他、３次、４次等の高調波（ｎ倍波）の波長も含んでいる。
上記設定とすることで、インダクタンス素子８３ｂが接続された状態の調整部８１は、２倍波の位相に対して大きく影響を与えることができる。このため、後述するように、スイッチ部８４を断続したときに、その断続に応じて生じる２倍波の位相の変化を大きくすることができる。
【００５９】
ここで、調整部８１のスイッチ部８４は、インダクタンス素子８３ｂをインダクタンス素子８３ａに対して接続、又は切断することで、調整部１１全体のインダクタンスを変更することができる。
【００６０】
調整部８１は、インダクタンスの変更に応じて、２倍波の位相をずらし、２倍波に対する負荷インピーダンスを変更する。
つまり、調整部８１のインダクタンスは、スイッチ部８４の断続によって、インダクタンス素子８３ｂが接続されたときの値と、インダクタンス素子８３ｂが切断されたとき値のいずれか一方に変更することができる。
これによって、２倍波の位相も、インダクタンスの変更に応じて２通りに変更することができ、位相に応じて定まる負荷インピーダンスについても２通りに変更することができる。
以上のように、高調波処理回路８は、スイッチ部８４によって、インダクタンス素子８３ｂをインダクタンス素子８３ａに対して接続、又は切断することで、調整部８１のインダクタンスの設定を変更し、２倍波に対する負荷インピーダンスを２つの設定の内のいずれかに調整できる。
【００６１】
スイッチ部８４の断続は、制御部８２によって制御される。制御部８２は、電源部８６による分岐線路８５への電圧の印加を制御することで、スイッチ部８４の断続を行う。
【００６２】
また、制御部８２は、電源変調部３の検波部３ａ（図１）が出力するエンベロープ信号を取得する。エンベロープ信号は、上述のように、増幅装置１の入力信号Ｐｉの振幅情報に基づいて生成されている。よって、制御部１２は、このエンベロープ信号より、入力信号Ｐｉの振幅に関する情報を取得することができる。
制御部８２は、取得した入力信号Ｐｉの振幅に関する情報に基づいて、スイッチ部１４の断続を行い、２倍波に対する負荷インピーダンスを調整する。
【００６３】
制御部８２は、当該制御部８２が備えている記憶部に、入力信号Ｐｉの振幅に応じて、スイッチ部８４における接続、又は切断のいずれを選択するかについての制御情報を記憶している。
【００６４】
前記制御情報は、増幅器の電力効率が最適となる、入力信号Ｐｉの振幅と、２倍波に対する負荷インピーダンスとの関係に基づいて設定される。すなわち、前記関係を予め把握しておき、入力信号Ｐｉの振幅レベルに対して、負荷インピーダンスを前記関係にできるだけ近似させることができるスイッチ部１４の断続の設定を決定する。その決定した設定を制御情報として、制御部１２に記憶させる。
【００６５】
図４は、増幅器２の電力効率が最適となるときの、ドレイン電圧（電源電圧）と、２倍波に対する負荷インピーダンスとの関係を測定した結果の一例を示すグラフである。
図４中、横軸は、ドレイン電圧を示している。縦軸は、２倍波に対する負荷インピーダンスを示す値としてＳパラメータのＡＮＧ（ｄｅｇ）を示している。
図４に示すグラフは、実際の増幅器についてロードプル装置を用いて整合条件について評価試験を行った結果であり、増幅器の電力効率が最適となる、ドレイン電圧の値と、２倍波のＡＮＧ（位相）の値との組み合わせがプロットされている。
【００６６】
上記評価試験においては、基本波については、基本波のＡＮＧ（位相）を固定した上で入力信号Ｐｉの振幅を変化させ、２倍波については、２倍波の振幅（ＭＡＧ）を０．８５で固定した上で、増幅器の電力効率が最適となるときの２倍波の反射波の位相（ＡＮＧ）を測定した。
ドレイン電圧は、上述のように、入力信号Ｐｉの振幅に対応している。また、基本波のＭＡＧ（振幅）は、入力信号Ｐｉの振幅に応じて変化する。よって、図４は、実質的に基本波の負荷インピーダンスと、２倍波の負荷インピーダンスとの関係を示している。つまり、図４は、増幅器２の電力効率が最適となる、基本波の負荷インピーダンスと、２倍波の負荷インピーダンスとの関係を示している。
【００６７】
図４から、入力信号Ｐｉの振幅に応じて、増幅器の電力効率が最適となる、２倍波のＡＮＧが変化することが判る。
仮に、２倍波のＡＮＧを固定したとすると、入力信号Ｐｉの振幅の変化によって２倍波のＡＮＧの最適値が変化するので、固定したＡＮＧと最適値との差が大きくなる場合、増幅器の電力効率が大きく劣化する。
【００６８】
この点、本実施形態の高調波処理回路８は、２倍波に対する負荷インピーダンスを、基本波のＭＡＧに対応する入力信号Ｐｉの振幅に基づいて調整することができる。出力信号Ｐｏに含まれる基本波の負荷インピーダンスは、入力信号Ｐｉの振幅に応じて変化する。よって、増幅器２の電力効率が最適となる、基本波に対する負荷インピーダンスと、２倍波に対する負荷インピーダンスとの関係を予め把握しておけば、その関係に近似するように２倍波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Ｐｉの振幅に基づいて調整することができる。これにより、２倍波が増幅器２の電力効率に与える影響を低減することができ、増幅器２の電力効率低下をより抑制することができる。
【００６９】
なお、基本波処理回路１０は、高調波処理回路８による２倍波に対する負荷インピーダンスの調整に起因する基本波への影響を考慮した上で、基本波に対する負荷インピーダンスを調整する。
また、高調波処理回路８も、基本波処理回路１０による基本波に対する負荷インピーダンスの調整に起因する２倍波（高調波）への影響を考慮した上で、２倍波に対する負荷インピーダンスを調整する。
【００７０】
基本波処理回路１０は、高調波処理回路８との間の相互の影響を考慮した上で、増幅器２の電力効率を高めるように調整することを可能にするような各インダクタンス素子１３ａ，１３ｂのインダクタンスの値や、制御部１２の制御方法等に設定されている。
また、高調波処理回路８は、基本波処理回路１０との間の相互の影響を考慮した上で、２倍波の処理を可能にするようなインダクタンス素子８３ａ，８３ｂのインダクタンスの値や、制御部８２の制御方法等に設定されている。
【００７１】
また、上記高調波処理回路８の調整部１１は、二次高調波（２倍波）に対する負荷インピーダンスを調整するように構成したが、三次高調波等、より高次の高調波に対する負荷インピーダンスを調整するように構成してもよい。
【００７２】
さらに、高調波処理回路８は、調整部１１を複数含んで構成し、それら複数の調整部１１が、互いに異なる複数の高調波それぞれに対応するものであってもよい。
この場合、複数の高調波それぞれに対する負荷インピーダンスを個別に調整することで、各高調波の影響を低減することができ、増幅器の電力効率低下をさらに抑制することができる。
【００７３】
〔２．  第２の実施形態について〕
上記実施形態では、１つのインダクタンス素子１３と、１つのスイッチ部１４とを備えた調整部１１を１つ含む基本波処理回路１０を示した。しかし、基本波処理回路１０は、より多数の調整部１１を含んだ構成とすることもできる。
【００７４】
図５（ａ）は、第２の実施形態に係る増幅装置１が備える基本波処理回路１０の構成を示すブロック図である。本実施形態の基本波処理回路１０は、図２にて示した調整部１１を３つ含んでいる。各調整部１１は、それぞれ、信号線路５に対する分岐箇所が互いに異なっている。各調整部１１は、信号線路５の異なる位置に接続されている。各調整部１１それぞれのスイッチ部１４は、１つの制御部１２に接続されており、各スイッチ部１４は、制御部１２によって制御される。
【００７５】
制御部１２は、電源変調部３（図１）からの入力信号Ｐｉの振幅情報（エンベロープ信号）に基づいて、各スイッチ部１４をそれぞれ独立して制御する。
また、各調整部１１は、上述のように、スイッチ部１４の断続によって、インダクタンスの設定を２通りに変更できる。
従って、本例の基本波処理回路１０は、各スイッチ部１４の設定を組み合わせることによって、インダクタンスを８通りに設定することができ、基本波に対する負荷インピーダンスも８通りに設定することができる。
【００７６】
この場合、各調整部１１におけるインダクタンス素子１３のインダクタンスの値や、信号線路５に対する各調整部１１の接続位置、信号線路５に接続される整合基板等を調整することにより、設定可能な８通りの負荷インピーダンスは、入力信号Ｐｉの振幅に応じた調整を行うために好適な値に設定される。
【００７７】
これによって、基本波処理回路１０は、入力信号Ｐｉの振幅に応じて基本波に対する負荷インピーダンスを８通りの設定の中から選択して調整することが可能となる。
すなわち、図２で示した基本波処理回路１０では、１つのインダクタンス素子１３と、１つのスイッチ部１４とにより構成された調整部１１を１つ含むものであるため、基本波に対する負荷インピーダンスを２通りに設定することができる。
一方、図５に示す本例の基本波処理回路１０によれば、基本波に対する負荷インピーダンスを８通りに設定することができるので、増幅器の電力効率が最適となる基本波のＭＡＧに対応する入力信号Ｐｉの振幅と基本波に対する負荷インピーダンスとの関係に、より近似するように、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
【００７８】
つまり、入力信号Ｐｉの振幅の範囲を、２通りの負荷インピーダンスで設定する場合と、８通りの負荷インピーダンスで設定する場合とで比較すると、８通りの負荷インピーダンスで設定する場合の方が、自由度が高く、より前記関係に近似させることができる。この結果、増幅器２の電力効率低下をより抑制することができる。
【００７９】
図５（ｂ）は、第２の実施形態の変形例に係る基本波処理回路１０の構成を示すブロック図である。図５（ｂ）に示す基本波処理回路１０は、図２にて示した調整部１１を２つ含んでいる。
この場合も、基本波処理回路１０は、基本波に対する負荷インピーダンスの設定を複数通りに設定することができる。よって、基本波処理回路１０は、基本波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Ｐｉの振幅に応じて調整することができる。この結果、増幅器２の電力効率低下をより抑制することができる。
【００８０】
〔３．  第３の実施形態について〕
図６は、第３の実施形態に係る増幅装置１が備える基本波処理回路１０の構成を示すブロック図である。上記第１及び第２の実施形態では、各調整部１１が、スイッチ部１４を１つ備えている場合を示したが、本実施形態では、調整部１１が、スイッチ部１４を２つ備えている場合を示している。
図６に示す基本波処理回路１０は、２つのスイッチ部（第１スイッチ部１４ａ、第２スイッチ部１４ｂ）と、３つのインダクタンス素子（第１〜第３インダクタンス素子１３ａ〜１３ｃ）とを備えた調整部１１を１つ含んでいる。
【００８１】
本実施形態の調整部１１は、図２に示した調整部１１が有する第２インダクタンス素子１３ｂの他端に、第２スイッチ部１４ｂと、第３インダクタンス素子１３ｃとを接続した構成とされている。
第３インダクタンス素子１３ｃは、一端側が第２インダクタンス素子１３ｂの他端に接続され他端側がオープン状態とされている。
【００８２】
第１スイッチ部１４ａは、上述のように、第１インダクタンス素子１３ａと、第２インダクタンス素子１３ｂとの間に接続されている。
また、第２スイッチ部１４ｂは、第２インダクタンス素子１３ｂと、第３インダクタンス素子１３ｃとの間に接続されている。
【００８３】
この第１スイッチ部１４ａは、電源部１６ａと、ＰＩＮダイオード１７ａと、抵抗器１８ａとを備えており、スイッチ部１４（図２）と同様の機能を有している。
すなわち、第１スイッチ部１４ａは、上述のように、第１インダクタンス素子１３ａと、第２インダクタンス素子１３ｂとを切断可能に接続している。なお、第１スイッチ部１４ａの構成は、図２で示したスイッチ部１４と同様なので各部の説明は省略する。
【００８４】
第２スイッチ部１４ｂは、電源部１６ｂと、ＰＩＮダイオード１７ｂとを備えている。第２スイッチ部１４ｂも、スイッチ部１４（図２）と同様の機能を有しており、第２インダクタンス素子１３ｂと、第３インダクタンス素子１３ｃとを切断可能に接続している。
なお、第２スイッチ部１４ｂのＰＩＮダイオード１７ｂは、カソード側が信号線路７側となるように接続されているとともに、電源部１６ｂの接続部よりも前段に接続されている。
この場合、電源部１６ｂが分岐線路１５に対して正電圧を印加すると、ＰＩＮダイオード１７ｂには順方向の電圧が作用し、第１スイッチ部１４ａの抵抗器１８の接地端に向けて電流が流れる。これによって、ＰＩＮダイオード１７ｂの前段側と後段側とを電気的に接続する。
このように、第２スイッチ部１４ｂは、第１スイッチ部１４ａの抵抗器１８を利用するように構成されている。
【００８５】
各インダクタンス素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、第１スイッチ部１４ａ、及び第２スイッチ部１４ｂを介して直列に接続されている。また、第３インダクタンス素子１３ｃの他端はオープン状態であるので、両スイッチ部１４ａ，１４ｂが接続状態である場合、調整部１１は、信号線路７に接続されたオープンスタブを構成する。調整部１１が前記オープンスタブを構成する場合のインダクタンスは、各インダクタンス素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃによって定まる。
【００８６】
また、調整部１１は、第１スイッチ部１４ａが接続状態、第２スイッチ部１４ｂが切断状態である場合、ＰＩＮダイオード１７ｂにより終端される。よってこの場合、調整部１１は、ＰＩＮダイオード１７ｂよりも上段に位置する第１インダクタンス素子１３ａ及び第２インダクタンス素子１３ｂによって定まるインダクタンスを有するスタブを構成する。
また、調整部１１は、第１スイッチ部１４ａが切断状態である場合、第１スイッチ部１４ａのＰＩＮダイオード１７ａにより終端される。よってこの場合、調整部１１は、ＰＩＮダイオード１７ａより上段に接続された第１インダクタンス素子１３ａによって定まるインダクタンスを有するスタブを構成する。
【００８７】
本例の調整部１１も、第１及び第２の変形例と同様、全てのインダクタンス素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃが接続された状態におけるオープンスタブとしてのライン長が、１／４λ  ±  １／８λ以内の長さに設定されている。
【００８８】
制御部１２は、電源変調部３（図１）からの入力信号Ｐｉの振幅情報（エンベロープ信号）に基づいて、両スイッチ部１４ａ，１４ｂをそれぞれ独立して制御する。
この場合、制御部１２は、両スイッチ部１４ａ，１４ｂを共に接続状態とすることで、全てのインダクタンス素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃを直列に接続する場合、第１スイッチ部１４ａを接続状態とし、第２スイッチ部１４ｂを切断状態とすることで、第１インダクタンス素子１３ａと、第２インダクタンス素子１３ｂとを信号線路７に接続する場合、及び、第１スイッチ部１４ａを切断状態とすることで、第１インダクタンス素子１３ａのみを接続する場合の３通りの設定のいずれかを選択するように制御する。
【００８９】
従って、調整部１１のインダクタンスは、全てのインダクタンス素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃを直列に信号線路７に接続したときのインダクタンス、第１インダクタンス素子１３ａと、第２インダクタンス素子１３ｂとを接続したときのインダクタンス、及び、第１インダクタンス素子１３ａのみを接続したときのインダクタンスの３通りに設定することができる。
【００９０】
これによって、基本波処理回路１０は、基本波に対する負荷インピーダンスを３通りに設定することができる。よって、基本波処理回路１０は、基本波に対する負荷インピーダンスを、入力信号Ｐｉの振幅に応じて調整することができる。この結果、増幅器２の電力効率低下をより抑制することができる。
【００９１】
〔４．  第４の実施形態について〕
図７は、第４の実施形態に係る増幅装置１が備える基本波処理回路１０の構成を示すブロック図である。
【００９２】
本実施形態の基本波処理回路１０は、分岐線路１５に接続された所定のインダクタンスを有するインダクタンス素子３０と、インダクタンス素子３０の後段に接続されたバラクタダイオード３１とを備えた調整部１１を１つ含んでいる。
バラクタダイオード３１は、カソード側がインダクタンス素子３０に接続されており、、アノード側が接地されている。
インダクタンス素子３０は、一端が信号線路７側に接続され、他端には上述のようにバラクタダイオード３１のカソード側が接続されている。よって、このインダクタンス素子３０は、バラクタダイオード３１によって終端されている。
このため、本例の調整部１１は、インダクタンス素子３０を含んだスタブを構成している。
【００９３】
インダクタンス素子３０の前段に接続された電源部１６は、制御部１２による制御に基づいて、接続線路３３に直流の正電圧を印加する。また、電源部１６は、印加電圧を所定の範囲で設定することができる。
【００９４】
ここで、電源部１６が分岐線路１５に正電圧を印加すると、バラクタダイオード３１には、印加電圧によって逆電圧が作用する。つまり、バラクタダイオード３１への逆電圧は、電源部１６の印加電圧の設定によって定まる。
よって、電源部１６の印加電圧を調整すれば、バラクタダイオード３１への逆電圧を調整することができ、この結果、バラクタダイオード３１のキャパシタンスを変更することができる。つまり、バラクタダイオード３１は、自己の有するキャパシタンスが変更可能な可変容量素子を構成している。
【００９５】
バラクタダイオード３１のキャパシタンスが変化すると、調整部１１全体としてのインピーダンスを変化させることができる。
これによって、本例の高調波処理回路１０は、２倍波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
【００９６】
本実施形態の制御部１２は、電源変調部３（図１）からの入力信号Ｐｉの振幅情報（エンベロープ信号）に基づいて、電源部１６の印加電圧を調整する。
本例の制御部１２は、入力信号Ｐｉの振幅レベルに応じた電源部１６の印加電圧の設定値に関する情報を、制御情報として記憶している。
【００９７】
基本波の振幅レベルに応じた電源部１６の印加電圧の設定値は、増幅器の電力効率が最適となる、入力信号Ｐｉの振幅と、基本波に対する負荷インピーダンスとの関係に基づいて設定される。すなわち、前記関係を予め把握しておき、入力信号Ｐｉの振幅レベルに対して、負荷インピーダンスが前記関係に近似するような印加電圧の設定値を取得する。取得した設定値を制御情報として、制御部１２に記憶させる。
【００９８】
本例の基本波処理回路１０は、制御部１２が印加電圧を調整することにより、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
よって、基本波処理回路１０は、増幅器の電力効率が最適となるように、入力信号Ｐｉの振幅に応じて、基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。この結果、増幅器の電力効率低下をより抑制することができる。
【００９９】
この場合、制御部１２が印加電圧を無段階に調整すれば、基本波に対する負荷インピーダンスも無段階に調整することができる。このため、前記関係に近似するように、より好適に基本波に対する負荷インピーダンスを調整することができる。
【０１００】
〔５．  その他の変形例について〕
なお、上記各実施形態は、例示的に示したものであり、例えば、図２に示した基本波処理回路１０の調整部１１において、スイッチ部１４の前段に設けた第１インダクタンス素子１３ａを省略することもできる。
また、図５（ａ）では、３つの調整部１１を、互いに異なる分岐箇所となるように信号線路５に接続した場合を示したが、より多くの調整部１１を接続してもよい。
さらに、図５（ａ）のように互いに異なる分岐箇所に接続した複数の調整部１１の内、少なくともいずれか１つの調整部１１については、図５（ｂ）で示したように同一の分岐箇所に複数の調整部１１を接続する構成とすることもできる。
また、図５（ｂ）では、同一の分岐箇所に２つの調整部１１を接続した場合を示したが、より多数の調整部１１を接続してもよい。
【０１０１】
また、図６では、２つのスイッチ部１４ａ，１４ｂと、３つのインダクタンス素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃを信号線路５からみて交互に配置した場合を示したが、スイッチ部を３つ以上直列に接続してもよいし、それに応じて、より多数のインダクタンス素子を接続してもよい。
【０１０２】
また、図７では、バラクタダイオード３１を１つ備えた調整部１１を示したが、逆電圧を印加可能に構成されたバラクタダイオード３１を、複数個直列に接続し、信号線路５に接続してもよい。また、上記各図に示した調整部１１同士を直列に多数接続したものを、信号線路５に接続してもよい。
さらに、上記図２、５、６、及び７で示した各調整部１１を混在させて信号線路５に接続してもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態の基本波処理回路は、増幅器２の後段に接続され、増幅器２の出力信号Ｐｏの高調波に対して処理を行う場合を例示したが、増幅器２の前段に設け、増幅器２に入力される入力信号Ｐｉに対して処理を行うように構成してもよい。
【０１０４】
また、上記第１の実施形態では、基本波処理回路１０と、高調波処理回路８の両方を備えた場合を示したが、基本波処理回路１０のみを備えていてもよいし、高調波処理回路８のみを備えていてもよい。
【０１０５】
〔６．  シミュレーションによる検証結果〕
本発明者は、上記実施形態にて示した増幅装置１について、コンピュータを用いたシミュレーションによって、その効果を検証するための試験を行った。
検証試験は、増幅装置１の構成について、複数のモデルを設定した。そしてこれらモデルにおける基本波に対する負荷インピーダンスをシミュレーションによって求めた。
【０１０６】
上記シミュレーションの結果から、基本波に対する負荷インピーダンスが調整可能かどうかを確認するとともに、本実施形態の増幅装置１による、増幅器の電力効率に対する影響を評価した。
【０１０７】
〔６．１  第１のモデルについて〕
図８は、第１のモデルに係る増幅装置１を示す回路図である。図中、増幅器２（図１）側の負荷抵抗を再現する負荷抵抗６０と、出力端４（図１）側の負荷抵抗を再現する負荷抵抗６１とが、信号線路５により接続されている。
【０１０８】
信号線路５は、ワイヤ６２や、整合基板６３、テーパ線路６４、リボン６５等を含んで構成されている。信号線路５を構成しているこれら部材は、基本波、及び高調波のインピーダンス整合を行うことができるように選定配置されている。
第１のモデルに係る基本波処理回路１０は、負荷抵抗６０側に位置するワイヤ６２と、テーパ線路６４との間に、ワイヤ６７を介して接続されている。
【０１０９】
基本波処理回路１０は、１つの調整部１１を含んで構成されている。調整部１１は、電源部１６、ＰＩＮダイオード１７、及び抵抗器１８からなるスイッチ部１４と、スイッチ部１４の後段に接続されたインダクタンス素子１３とを１つづつ備えている。調整部１１の機能については上記第１の実施形態及び図２で説明した通りであり、スイッチ部１４を断続することによって、基本波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整することができる。
なお、図２で示した調整部１１は、スイッチ部１４の前段に接続された第１インダクタンス素子１３ａと、スイッチ部１４の後段に接続された第２インダクタンス素子１３ｂとを備えている。一方、第１のモデルの調整部１１は、調整部１１の後段にのみインダクタンス素子が接続されている。この場合でも、第１のモデルの調整部１１は、スイッチ部１４を断続することによって、基本波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整する機能を備えている。
【０１１０】
また、基本波の周波数は、２．６ＧＨｚに設定し、シミュレーションを行った。以下に示す各モデルについても、基本波の周波数を２．６ＧＨｚに設定し、シミュレーションを行った。
【０１１１】
表２は、第１のモデル（図８の回路）における、基本波に対する負荷インピーダンスを求めた結果であり、図９は、求めた基本波に対する負荷インピーダンスをプロットしたスミスチャートである。
【０１１２】
【表２】
2014072543.tif 000004
【０１１３】
表２では、基本波に対する負荷インピーダンスに相当する値として、Ｓパラメータ（反射係数の大きさ（ＭＡＧ）及び位相（ＡＮＧ））を示している。
表２に示すように、スイッチ部１４を切断状態にしたときの基本波に対する負荷インピーダンスは、（ＭＡＧ，ＡＮＧ）＝（０．５９，７１）となり、スイッチ部１４を接続したときの基本波に対する負荷インピーダンスは、（ＭＡＧ，ＡＮＧ）＝（０．５２，６４）となった。
また、図９中、太線で示した実線は、スイッチ部１４が切断状態のときのインピーダンス特性を示しており、一点鎖線は、スイッチ部１４が接続状態のときのインピーダンス特性を示している。各線上に表した丸印は、求めた基本波（２．６ＧＨｚ）に対する負荷インピーダンスをプロットしたものである。
【０１１４】
表２及び図９から、第１のモデルによる増幅装置１は、スイッチ部１４の断続によって、主としてＡＮＧを調整しつつ、基本波に対する負荷インピーダンスを２通りに調整できることが判る。
【０１１５】
〔６．２  第２のモデルについて〕
図１０は、第２のモデルに係る増幅装置１を示す回路図である。図中、信号線路５に含まれているワイヤ６２や、整合基板６３、テーパ線路６４、リボン６５等は、図８にて示した信号線路５とほぼ同様の構成である。
第２のモデルに係る基本波処理回路１０も、第１のモデルに係る基本波処理回路１０と同様、負荷抵抗６０側に位置するワイヤ６２と、これに隣接配置されているテーパ線路６４との間に、ワイヤ６７を介して接続されている。
【０１１６】
基本波処理回路１０は、２つの調整部１１（第１調整部１１ａ、第２調整部１１ｂ）を含んで構成されている。両調整部１１ａ，１１ｂは、それぞれがワイヤ６７を介して信号線路５に接続されている。よって、両調整部１１ａ，１１ｂは、信号線路５に対する分岐箇所が同一である。
第１調整部１１ａの構成は、第１のモデルと同様である。第２調整部１１ｂは、インダクタンス素子１３の他端が接地されており、スイッチ部１４を接続状態とすることでショートスタブを構成する。このように、インダクタンス素子を接地することでショートスタブとした場合においても、スイッチ部１４を断続することによって、基本波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整することができる。
【０１１７】
表３は、第２のモデル（図１０の回路）における、基本波に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。
【０１１８】
【表３】
2014072543.tif 000005
【０１１９】
表３に示すように、第２のモデルによる増幅装置１は、第１調整部１１ａと第２調整部１１ｂそれぞれのスイッチ部１４の断続の組み合わせによって、ＡＮＧを調整しつつ、基本波に対する負荷インピーダンスを４通りに調整できることが確認できる。
【０１２０】
〔６．３  第３のモデルについて〕
図１１は、第３のモデルに係る増幅装置１を示す回路図である。
第３のモデルに係る増幅装置１は、信号線路５に対して、第２のモデルとは異なる分岐箇所に接続されている点において相違している。
【０１２１】
第３のモデルに係る基本波処理回路１０が有する２つの調整部１１（第１調整部１１ａ、第２調整部１１ｂ）は、テーパ線路６４と、当該テーパ線路６４よりも負荷抵抗６１側に位置するワイヤ６２との間に、ワイヤ６７を介して接続されている。
両調整部１１ａ，１１ｂの構成は、第２のモデルと同様である。
【０１２２】
表４は、第３のモデル（図１１の回路）における、基本波に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。
【０１２３】
【表４】
2014072543.tif 000006
【０１２４】
表４に示すように、第３のモデルによる増幅装置１は、第１調整部１１ａと第２調整部１１ｂそれぞれのスイッチ部１４の断続の組み合わせによって、ＡＮＧを調整しつつ、基本波に対する負荷インピーダンスを４通りに調整できることが確認できる。
【０１２５】
また、第２のモデルによる負荷インピーダンスと、本モデルの負荷インピーダンスとを比較すると、ＡＮＧの調整範囲が異なっている。すなわち、第２のモデルによる場合の調整範囲は、６４〜７８度であるのに対し、本モデルによる調整範囲は、６７〜７０度であった。本モデルによる調整範囲は、第２のモデルによる調整範囲内において、より狭い数値範囲に設定される。
【０１２６】
第２のモデルと第３のモデルとの違いは、基本波処理回路１０（調整部１１ａ，１１ｂ）の信号線路５に対する取り付け位置のみである。
このことから、本実施形態の増幅装置１によれば、信号線路５に対する取り付け位置を変更することによっても、基本波に対する負荷インピーダンスを調整できることが判った。
【０１２７】
〔６．４  第４のモデルについて〕
図１２は、第４のモデルに係る増幅装置１を示す回路図である。図中、信号線路５に含まれているワイヤ６２や、整合基板６３、テーパ線路６４、リボン６５等は、上述の各モデルとほぼ同様の構成である。
また、第４のモデルに係る基本波処理回路１０も、第１のモデルに係る基本波処理回路１０と同様、負荷抵抗６０側に位置するワイヤ６２と、これに隣接配置されているテーパ線路６４との間に、ワイヤ６７を介して接続されている。
【０１２８】
第４のモデルに係る基本波処理回路１０は、３つの調整部１１（第１調整部１１ａ、第２調整部１１ｂ、第３調整部１１ｃ）を含んで構成されている。各調整部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、それぞれがワイヤ６７を介して信号線路５に接続されている。よって、各調整部１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、信号線路５に対する分岐箇所が同一である。
第１調整部１１ａ、及び第３調整部１１ｃの構成は、スイッチ部１４及びインダクタンス素子１３を備えた、第１のモデルにおける調整部１１と同様である。
第２調整部１１ｂの構成は、電源部１６と、ＰＩＮダイオード１７とを備えた、第２のモデルにおける第２調整部１１ｂと同様である。
【０１２９】
表５は、第４のモデル（図１２の回路）における、基本波に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。
【０１３０】
【表５】
2014072543.tif 000007
【０１３１】
表５に示すように、第４のモデルによる増幅装置１は、第１調整部１１ａ、第２調整部１１ｂ、及び第３調整部１１ｃそれぞれのスイッチ部１４の断続の組み合わせによって、ＡＮＧを調整しつつ、基本波に対する負荷インピーダンスを８通りに調整できることが確認できる。
【０１３２】
〔６．５  第５のモデルについて〕
図１３は、第５のモデルに係る増幅装置１を示す回路図である。図中、信号線路５に含まれているワイヤ６２や、整合基板６３、テーパ線路６４、リボン６５等は、上述の各モデルとほぼ同様の構成である。
また、第４のモデルに係る基本波処理回路１０も、第１のモデルに係る基本波処理回路１０と同様、負荷抵抗６０側に位置するワイヤ６２と、これに隣接配置されているテーパ線路６４との間に、ワイヤ６７を介して接続されている。
【０１３３】
本モデルに係る基本波処理回路１０は、１つの調整部１１を含んでいる。この調整部１１は、２つのスイッチ部１４ａ，１４ｂと、２つのインダクタンス素子１３ａ，１３ｂとを備えている。
本モデルの構成は、上述した第１の実施形態の第３の変形例（図６）と同じ構成である。よって、調整部１１の機能については上記第３の実施形態及び図６で説明した通りであり、両スイッチ部１４ａ，１４ｂを断続することによって、基本波に対する負荷インピーダンスを選択的に調整することができる。
【０１３４】
表６は、第５のモデル（図１３の回路）における、基本波に対する負荷インピーダンスを求めた結果である。
【０１３５】
【表６】
2014072543.tif 000008
【０１３６】
表６に示すように、第５のモデルによる増幅装置１は、第１スイッチ部１４ａと、第２スイッチ部１４ｂの断続の組み合わせによって、ＡＮＧを調整しつつ、基本波に対する負荷インピーダンスを８通りに調整できることが確認できる。
【０１３７】
〔６．６  電力効率の評価結果〕
図１４は、第４のモデルに係る増幅装置１の電力効率を求めた結果を示すグラフである。
図１４中、横軸は、ドレイン電圧（電源電圧）を示している。縦軸は、電力効率（％）を示している。
図中、実線１００は、第４のモデルに係る増幅装置１の増幅器の電力効率を求めた結果を示している。一点鎖線１０１は、実質的に得ることが可能な電力効率の最大値（最大電力効率）を示している。また、破線１０２は、基本波を、電源電圧２５Ｖでの最適な負荷インピーダンス（（ＭＡＧ，ＡＮＧ）＝（０．６，７０））に固定したときの電力効率を示している。
【０１３８】
なお、第４のモデルに係る増幅装置１は、８通りの負荷インピーダンスに調整可能である。第４のモデルに係る基本波処理回路１０は、基本波の振幅に対して、最大限の電力効率が得られるように各スイッチ部１４を制御するように設定されている。
【０１３９】
図１４において、第４のモデルに係る増幅装置１の電力効率は、電源電圧２５Ｖでの最適な負荷インピーダンスに固定した場合と比較して、電源電圧が２０Ｖ以上の範囲で若干劣る数値となっている。
しかし、第４のモデルに係る増幅装置１の電力効率は、最大電力効率により近似しており、電源電圧の範囲のほぼ全域に亘って、比較的高い電力効率を得ることができることが判る。
【０１４０】
以上のように、上記検証試験の結果、本実施形態の増幅装置１によれば、増幅器の電力効率を、当該増幅器の最大電力効率により近づけることができ、電力効率低下を効果的に抑制することができることが確認できた。
【０１４１】
〔７．  付記〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４２】
１  増幅装置
２  増幅器
３  電源変調部
５  信号線路
８  高調波処理回路
１０  基本波処理回路
１１  調整部
１１ａ  第１調整部
１１ｂ  第２調整部
１１ｃ  第３調整部
１２  制御部
１３  インダクタンス素子
１３ａ  第１インダクタンス素子
１３ｂ  第２インダクタンス素子
１４  スイッチ部
１４ａ  第１スイッチ部
１４ｂ  第２スイッチ部
１５  分岐線路
３１  バラクタダイオード
【図１】
2014072543.tif 000009
【図２】
2014072543.tif 000010
【図３】
2014072543.tif 000011
【図４】
2014072543.tif 000012
【図５】
2014072543.tif 000013
【図６】
2014072543.tif 000014
【図７】
2014072543.tif 000015
【図８】
2014072543.tif 000016
【図９】
2014072543.tif 000017
【図１０】
2014072543.tif 000018
【図１１】
2014072543.tif 000019
【図１２】
2014072543.tif 000020
【図１３】
2014072543.tif 000021
【図１４】
2014072543.tif 000022