(57)【要約】  【課題】  送信信号のスロット数が変わった場合にＡＢクラスで増幅動作していても歪み特性を悪化させることが少ない高周波増幅装置を提供する。  【解決手段】  この発明の高周波増幅装置には、増幅素子のMOS-FET101が配置されている。そのドレインDにはストリップライン112による整合パターンを介してドレイン電源が供給され、ソースにはソース電圧が印加されている。そして、整合パターンとドレイン電源を接続するライン上にあって、前記高周波信号で整合パターン側からドレイン電源側を見た場合にオープン状態に見える位置に配置された第１のコンデンサ107を有するとともに、ビート成分を最小にさせる位置で整合パターンに配置された第２のコンデンサ113を有する。第２のコンデンサは、第１のコンデンサと協働して、整合パターンに現れるビート成分を最小にするので、MOS-FETのドレイン電流は安定し、出力に現れる歪み成分は少なくなる。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を入力するゲートにはゲート電源が供給され、増幅した高周波信号を出力するドレインにはマイクロストリップラインによる整合パターンを介してドレイン電源が供給され、ソースにはソース電圧が供給されているＭＯＳ−ＦＥＴを増幅素子とするとともに、整合パターンとドレイン電源を接続するライン上にあって、前記高周波信号で整合パターン側からドレイン電源側を見た場合にオープン状態に見えるようにさせる位置に配置された第１のコンデンサを有する高周波増幅装置において、
整合パターン上のビート成分を最小にさせる位置で整合パターンに配置された第２のコンデンサを有することを特徴とする高周波増幅装置。
【請求項２】
請求項１の高周波増幅装置において、
第２のコンデンサは、ＭＯＳ−ＦＥＴのドレインとの間の距離を調節可能に配置されている高周波増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＤＤ方式による通信システムに用いられる高周波増幅装置に関し、特に、高周波信号を入力するゲートにはゲート電源が供給され、増幅した高周波信号を出力するドレインにはマイクロストリップラインによる整合パターンを介してドレイン電源が供給され、ソースにはソース電圧が供給されているＭＯＳ−ＦＥＴを増幅素子とするとともに、整合パターンとドレイン電源を接続するライン上にあって、前記高周波信号で整合パターン側からドレイン電源側を見た場合にオープン状態に見えるようにさせる位置に配置された第１のコンデンサを有する高周波増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＤＤ（Time Division Duplex）方式による通信システムにおいては、図６に示されるように、送信と受信とを時間によって区切ることにより、同一の周波数を用いて通信を行っている。図６においては、周期が５ｍｓｅｃであり、その６６．７％を送信に、３３．３％を受信に用いられ、送信が３スロットである場合が示されている。また、図７は送信が１スロットの場合を、図８および図９は送信が２スロットの場合を示している。このような通信システムに用いられる高周波増幅装置として図１０のような回路を用いるものがある。
【０００３】
図１０の回路において、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のゲートＧには、電源端子ＶＧに接続された電源より、抵抗１０４と可変抵抗１０５とを介して、ゲート電圧が印加されるとともに、このゲート電圧供給ラインに乗る高周波成分はコンデンサ１０６によってグランドに落とされている。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のドレインＤには、マイクロストリップラインを介して電源端子ＶＤに接続された電源よりドレイン電圧が印加されるとともに、このドレイン電圧供給ラインの高周波成分はコンデンサ１０７によってグランドに落とされている。
【０００４】
上述のコンデンサ１０７は、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のドレイン整合回路よりもλ／４だけ離れたところに配置されている。これにより、高周波ラインから見た電源ラインのインピーダンスを高くして高周波ライン整合回路への電源ラインの影響を排除している。入力端子ＥＮに印加された高周波信号は、コンデンサ１０２を通り、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１で増幅され、コンデンサ１０３を通り、出力端子ＰＱから出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ＴＤＤ方式においては、図６〜図９で示されるように、信号には、送信のスロット数によって複数の種類がある。この場合、増幅器の増幅素子がＧａＡｓ−ＦＥＴ等であって、Ａクラスで動作するのであれば、スロット数によってドレイン電流が多少変化しても、歪み（ＩＭＤ）が変わることはあまりない。しかし、ＡＢクラスで動作するものにあっては、ドレイン電流の変化に対応して、歪みがクリチカルに変化する。例えば、送信スロット数を変更した場合に、ゲート電圧の立ち上がりの波形が変化し、ゲート電圧の値が少しでも変化すると、歪みに差が出てしまう。電源投入時のゲート電圧の振れを抑えるために、ゲートバイアスラインにコンデンサを入れる方法があるが、この方法だと、ゲート電圧の立ち上がり、立ち下がりの速度が遅くなり、結局、ゲート側で対策することは困難である。
【０００６】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、送信信号のスロット数が変わった場合にＡＢクラスで増幅動作していても歪み特性を悪化させることが少ない高周波増幅装置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】
【０００７】
上述した課題を解決するため、本発明に係る高周波増幅装置は、高周波信号を入力するゲートにはゲート電源が供給され、増幅した高周波信号を出力するドレインにはマイクロストリップラインによる整合パターンを介してドレイン電源が供給され、ソースにはソース電圧が印加されているＭＯＳ−ＦＥＴを増幅素子とするとともに、整合パターンとドレイン電源を接続するライン上にあって、前記高周波信号で整合パターン側からドレイン電源側を見た場合にオープン状態に見えるようにさせる位置に配置された第１のコンデンサを有する高周波増幅装置において、整合パターン上のビート成分を最小にさせる位置で整合パターンに配置された第２のコンデンサを有する。
【０００８】
このような構成によれば、第１のコンデンサによってドレイン電源側はオープン状態に見える上に、整合パターンに現れるビート成分が第２のコンデンサによって最小にされるので、ＭＯＳ−ＦＥＴのドレイン電流は安定し、出力に現れる歪み成分は少なくなる。
【０００９】
また、この発明において、第２のコンデンサは、ＭＯＳ−ＦＥＴのドレインとの間の距離を調節可能にされている。したがって、第２のコンデンサの位置設定が容易である。
【発明の効果】
【００１０】
以上に詳述したように本発明によれば、第１のコンデンサによってドレイン電源側はオープン状態に見える上に、整合パターンに現れるビート成分は第２のコンデンサによって最小にされるので、ＭＯＳ−ＦＥＴのドレイン電流が安定することにより、ＭＯＳ−ＦＥＴの増幅出力に現れる歪み成分は少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の高周波増幅装置の実施の形態を示す回路図、図２は、図１の高周波増幅装置の実体構造を示す平面図、図３（ａ）〜図３（ｄ）は、図１で示される高周波増幅装置の特性と、図１０で示された従来の高周波増幅装置の特性との比較を説明するための送信機テスタ（スペクトラムアナライザ）表示画面、図４（ａ），図４（ｂ）は、図１で示される高周波増幅装置の特性と、図１０で示される高周波増幅装置の特性との比較を規格ラインに対応させて説明するためのグラフである。図５は、入力信号が１スロットの場合に、図１で示される高周波増幅装置の特性と、図１０で示される高周波増幅装置の特性との比較を同一画面上で説明するための送信機テスタ（スペクトラムアナライザ）表示画面図である。
【００１２】
図１の回路において、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のゲートＧには、電源端子ＶＧに接続された電源より、抵抗１０４と可変抵抗１０５とを介して、ゲート電圧が印加されるとともに、このゲート電圧供給ラインに乗る高周波成分はコンデンサ１０６によってグランドに落とされている。また、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のドレインＤには、マイクロストリップライン１１２を介して、電源端子ＶＤに接続された電源よりドレイン電圧が印加されている。この場合、ドレイン整合回路よりもλ／４（λ＝信号波長）離れたところには高周波信号遮断用のコンデンサ１０７が配置され、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のドレインＤ側にはコンデンサ１１３が配置されている。
【００１３】
増幅すべき高周波信号は入力端子ＥＮに印加され、コンデンサ１０２を経てＭＯＳ−ＦＥＴ１０１で増幅され、コンデンサ１０３を経て出力端子ＰＱから出力される。上述の例において、コンデンサ１０７は、大容量のコンデンサであって、自己共振周波数が増幅すべき信号の周波数に近いものである。これにより、高周波ラインから見た電源ラインのインピーダンスを高くして高周波ライン整合回路への電源ラインの影響を排除している。コンデンサ１１３は、大容量（例えば、１０μＦ）のコンデンサ（例えば、電解コンデンサ）であって、整合パターン側に配置されている。ここで、ドレインの整合パターンに近い場合には自己共振周波数の低いコンデンサを使用し、ドレインの整合パターンに遠い場合には自己共振が高くてもドレインからλ／４ラインの一部が付加されているので整合回路に影響がないコンデンサを使う。コンデンサ１１３は、図２の矢印で示されるように、配置すべき位置を調節可能にされている。コンデンサ１１３は、自己共振周波数が扱う高周波信号の周波数から離れており、整合パターン上に配置された場合に整合パターン上のビート成分が最小になる位置に配置されるのが好ましい。
【００１４】
次に、ＴＤＤ方式を採用した無線通信システムにおいて用いられ、上述のように設定された実施の形態の高周波増幅装置と、図１０で示される従来の高周波増幅装置とに関し、ＭＯＳ−ＦＥＴ１０１のドレインのバイアスパターンをオシロスコープで観察比較する。図３（ａ）は、この実施の形態の高周波増幅装置において、信号が３スロットの場合のビート成分を示し、図３（ｂ）は、従来の高周波増幅装置において、信号が３スロットの場合のビート成分を示している。また、図３（ｃ）は、この実施の形態の高周波増幅装置において、信号が１スロットの場合のビート成分を示し、図３（ｄ）は、従来の高周波増幅装置において、信号が１スロットの場合のビート成分を示している。これらの比較から、従来例におけるビート成分に比較し、この実施の形態におけるビート成分は低減されていることが分かる。
【００１５】
また、上述の両者の歪みについてグラフで表すと図４（ａ）および図４（ｂ）のようになる。すなわち、図４（ａ）は、この実施の形態の高周波増幅装置において、入力電力に対する歪み量が３スロットの信号の場合と、１スロットの信号の場合とであまり差が無く、かつ、規格内であることを示している。図４（ｂ）は、従来の高周波増幅装置において、入力電力に対する歪み量が一部規格外になっていることを示している。この場合、改善量は約３〜４ｄＢであることを示している。図５は、信号が１スロットである場合において、実施の形態の高周波増幅装置の歪み（ＩＭＤ）と、従来の高周波増幅装置の歪みとを比較表示している。この表示から、実施の形態の高周波増幅装置の方が歪み特性を改善していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の高周波増幅装置の実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１の高周波増幅装置の実体構造を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、この実施の形態の高周波増幅装置において、信号が３スロットの場合のビート成分を示すオシロスコープ表示画面図である。  （ｂ）は、従来の高周波増幅装置において、信号が３スロットの場合のビート成分を示すオシロスコープ表示画面図である。  （ｃ）は、この実施の形態の高周波増幅装置において、信号が１スロットの場合のビート成分を示すオシロスコープ表示画面図である。  （ｄ）は、従来の高周波増幅装置において、信号が１スロットの場合のビート成分を示すオシロスコープ表示画面図である。
【図４】（ａ）は、この実施の形態の高周波増幅装置において、入力電力に対する歪み量が規格内であることを示すグラフである。  （ｂ）は、従来の高周波増幅装置において、入力電力に対する歪み量が一部規格外になっていることを示すグラフである。
【図５】入力信号が１スロットの場合に、図１で示される高周波増幅装置の特性と、図１０で示される高周波増幅装置の特性との比較を同一画面上で説明するための送信機テスタ（スペクトラムアナライザ）表示画面である。
【図６】ＴＤＤ方式による通信システムにおいて送信が３スロットの場合の送受信動作を示す図である。
【図７】送信が１スロットである場合の送受信動作を示す図である。
【図８】送信が２スロットである場合の送受信動作を示す図である。
【図９】送信が２スロットである場合の送受信動作を示す図である。
【図１０】高周波増幅装置の従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０１  ＭＯＳ−ＦＥＴ、１０２，１０３，１０６，１０７，１１３  コンデンサ、１０４  抵抗、１０５  可変抵抗、ＥＮ  入力端子、ＰＱ  出力端子、ＶＧ，ＶＤ  電源端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006013857.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006013857.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006013857.tif 000009
【図８】
2006013857.tif 000010
【図９】
2006013857.tif 000011
【図１０】
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