(57)【要約】【課題】分配器を用いずに入力信号を分配して小型化を実現した高周波増幅器を得る。【解決手段】入力端子３に接続されたノードＮと、出力端子４に接続された出力整合回路８と、ノードＮと出力整合回路８との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、第１の分岐線路に挿入されて入力端子３からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器１と、第２の分岐線路に挿入されて入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器２と、キャリア電力増幅器１の入力側に挿入された第１の入力整合回路と、ピーク電力増幅器２の入力側に挿入された第２の入力整合回路とを備え、キャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２の合成出力信号を出力端子４から出力する。第１の入力整合回路は、ＬＰＦ型回路５により構成され、第２の入力整合回路は、λ／４電気長の伝送線路６およびＬＰＦ型回路７からなる直列回路により構成されている。【選択図】図１
2011114492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子および出力端子と、
前記入力端子に接続された入力側電力分配手段と、
前記出力端子に接続された出力整合回路と、
前記入力側電力分配手段と前記出力整合回路との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、
前記第１の分岐線路に挿入されて前記入力端子からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器と、
前記第２の分岐線路に挿入されて前記入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器と、
前記キャリア電力増幅器の入力側に挿入された第１の入力整合回路と、
前記ピーク電力増幅器の入力側に挿入された第２の入力整合回路と、を備え、
前記出力整合回路により前記キャリア電力増幅器の出力電力と前記ピーク電力増幅器の出力電力とを合成した信号を、前記出力端子から出力する高周波増幅器であって、
前記入力側電力分配手段は、前記入力信号を、前記第１および第２の分岐線路に直接導入するためのノードにより構成され、
前記第１の入力整合回路は、第１のＬＰＦ型回路により構成され、
前記第２の入力整合回路は、前記ノードに接続されたλ／４電気長の伝送線路と、前記ピーク電力増幅器に接続された第２のＬＰＦ型回路と、からなる直列回路により構成されたことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項２】
前記第１および第２のＬＰＦ型回路は、それぞれ、２段の直列ＬＰＦ型回路により構成されたことを特徴とする請求項１に記載の高周波増幅器。
【請求項３】
入力端子および出力端子と、
前記入力端子に接続された入力側電力分配手段と、
前記出力端子に接続された出力整合回路と、
前記入力側電力分配手段と前記出力整合回路との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、
前記第１の分岐線路に挿入されて前記入力端子からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器と、
前記第２の分岐線路に挿入されて前記入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器と、
前記キャリア電力増幅器の入力側に挿入された第１の入力整合回路と、
前記ピーク電力増幅器の入力側に挿入された第２の入力整合回路と、を備え、
前記出力整合回路により前記キャリア電力増幅器の出力電力と前記ピーク電力増幅器の出力電力とを合成した信号を、前記出力端子から出力する高周波増幅器であって、
前記入力側電力分配手段は、前記入力信号を、前記第１および第２の分岐線路に直接導入するためのノードにより構成され、
前記第１の入力整合回路は、前記ノードに接続されたλ／４電気長の伝送線路と、前記キャリア電力増幅器に接続された第１のＨＰＦ型回路と、からなる直列回路により構成され、
前記第２の入力整合回路は、前記ノードに接続されたλ／２電気長の伝送線路と、前記ピーク電力増幅器に接続された第２のＨＰＦ型回路と、からなる直列回路により構成されたことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項４】
前記第１の入力整合回路は、前記λ／４電気長の伝送線路と前記第１のＨＰＦ型回路との間に挿入されたＬＰＦ型回路を含み、
前記第２の入力整合回路は、前記λ／２電気長の伝送線路と前記第２のＨＰＦ型回路との間に挿入されたＬＰＦ型回路を含むことを特徴とする請求項３に記載の高周波増幅器。
【請求項５】
前記第１の入力整合回路は、前記第１のＨＰＦ型回路と前記キャリア電力増幅器との間に挿入されたＬＰＦ型回路を含み、
前記第２の入力整合回路は、前記第２のＨＰＦ型回路と前記ピーク電力増幅器との間に挿入されたＬＰＦ型回路を含むことを特徴とする請求項３に記載の高周波増幅器。
【請求項６】
入力端子および出力端子と、
前記入力端子に接続された入力側電力分配手段と、
前記出力端子に接続された出力整合回路と、
前記入力側電力分配手段と前記出力整合回路との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、
前記第１の分岐線路に挿入されて前記入力端子からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器と、
前記第２の分岐線路に挿入されて前記入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器と、
前記キャリア電力増幅器の入力側に挿入された第１の入力整合回路と、
前記ピーク電力増幅器の入力側に挿入された第２の入力整合回路と、を備え、
前記出力整合回路により前記キャリア電力増幅器の出力電力と前記ピーク電力増幅器の出力電力とを合成した信号を、前記出力端子から出力する高周波増幅器であって、
前記入力側電力分配手段は、前記入力信号を、前記第１および第２の分岐線路に直接導入するためのノードにより構成され、
前記第１の入力整合回路は、前記ノードに接続された第１のＨＰＦ型回路と、前記キャリア電力増幅器に接続された第１のＬＰＦ型回路と、からなる直列回路により構成され、
前記第２の入力整合回路は、第２および第３のＬＰＦ型回路からなる直列回路により構成されたことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項７】
前記第２のＬＰＦ型回路は、前記ノードに接続され、
前記ＨＰＦ型回路と前記第２のＬＰＦ型回路とのインピーダンス変成比は、２に設定されたことを特徴とする請求項６に記載の高周波増幅器。
【請求項８】
入力端子および出力端子と、
前記入力端子に接続された入力側電力分配手段と、
前記出力端子に接続された出力整合回路と、
前記入力側電力分配手段と前記出力整合回路との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、
前記第１の分岐線路に挿入されて前記入力端子からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器と、
前記第２の分岐線路に挿入されて前記入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器と、
前記キャリア電力増幅器の入力側に挿入された第１の入力整合回路と、
前記ピーク電力増幅器の入力側に挿入された第２の入力整合回路と、を備え、
前記出力整合回路により前記キャリア電力増幅器の出力電力と前記ピーク電力増幅器の出力電力とを合成した信号を、前記出力端子から出力する高周波増幅器であって、
前記入力側電力分配手段は、前記入力信号を、前記第１および第２の分岐線路に直接導入するためのノードにより構成され、
前記第１の入力整合回路は、前記ノードに接続された第１のＬＰＦ型回路と、前記キャリア電力増幅器に接続されたＨＰＦ型回路と、からなる直列回路により構成され、
前記第２の入力整合回路は、第２および第３のＬＰＦ型回路からなる直列回路により構成されたことを特徴とする高周波増幅器。
【請求項９】
前記第３のＬＰＦ型回路は、前記キャリア電力増幅器に接続され、
前記ＨＰＦ型回路と前記第３のＬＰＦ型回路とのインピーダンス変成比は、２に設定されたことを特徴とする請求項８に記載の高周波増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドハティ増幅器などの高周波増幅器に関するものであり、特に２個の増幅器の共通入力端子でのインピーダンンス整合が適正な高周波増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の需要は増加しており、無線通信端末機器の小型化および高効率化が要求されている。
そこで、従来から、ドハティにより、飽和増幅を行う平均電力増幅器と、所定値以上のピーク電圧を増幅するピーク電力増幅器とを並列構成とし、両増幅器出力信号を合成する高効率増幅器（ドハティ増幅器）が提案されている。
【０００３】
この種のドハティ増幅器は、ピーク電力を有する変調波信号を増幅する場合において、一般の単一増幅器で増幅する場合と比べて高い効率を得ることができるので、高効率増幅技術を実現するために検討されてきた。
【０００４】
ドハティ増幅器におけるピーク電力増幅器は、所定ピーク電圧以下では動作せず、所定ピーク電圧以上で動作するので、入力信号が小さいときには非動作状態となり、入力信号が大きくなると動作状態となる。
【０００５】
増幅器のインピーダンス（増幅器に印加される電圧を、増幅器に流れる電流で除算した値）は、非動作状態においてはオープンとなって動作状態とは異なり、特に、増幅器に流れる電流が極めて小さいときには大きく変化する。
【０００６】
一方、ピーク電力増幅器のインピーダンスは、入力信号が小さい非動作状態のときにはオープンであるが、入力信号が大きくなって動作し始めると、動作電流の増加に対して反比例の関係で小さくなる方向に変化する。
【０００７】
このように、ドハティ増幅器において、ピーク電力増幅器は、入力信号の大きさによってインピーダンスが変化する。
したがって、一般的に、入力信号の分配には、方向性結合器または電力分配器などの分配器が用いられ、入力信号は、キャリア／ピーク電力増幅器のインピーダンスに依存せずに、所定比率でそれぞれの電力増幅器に分配される（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１８３９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の高周波増幅器は、たとえば特許文献１に記載のドハティ増幅器では、入力信号の分配器として方向性結合器または電力分配器などが用いられているので、回路構成が大きくなり、特に小型化が要求される端末用増幅器に適用した場合に、パッケージサイズが増加して小型化を実現することができないという課題があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、特にドハティ増幅器において、方向性結合器または電力分配器などの分配器を用いずに入力信号の分配を実現することにより、回路および増幅器のパッケージサイズを小型に構成した高周波増幅器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る高周波増幅器は、入力端子および出力端子と、入力端子に接続された入力側電力分配手段と、出力端子に接続された出力整合回路と、入力側電力分配手段と出力整合回路との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、第１の分岐線路に挿入されて入力端子からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器と、第２の分岐線路に挿入されて入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器と、キャリア電力増幅器の入力側に挿入された第１の入力整合回路と、ピーク電力増幅器の入力側に挿入された第２の入力整合回路と、を備え、出力整合回路によりキャリア電力増幅器の出力電力とピーク電力増幅器の出力電力とを合成した信号を、出力端子から出力する高周波増幅器であって、入力側電力分配手段は、入力信号を、第１および第２の分岐線路に直接導入するためのノードにより構成され、第１の入力整合回路は、第１のＬＰＦ型回路により構成され、第２の入力整合回路は、ノードに接続されたλ／４電気長の伝送線路と、ピーク電力増幅器に接続された第２のＬＰＦ型回路と、からなる直列回路により構成されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、方向性結合器または電力分配器などの分配器を用いずに入力信号の分配を実現することにより、回路および増幅器のパッケージサイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図である。
【図２】図１内のピーク電力増幅器および伝送線路の入力端のインピーダンスをスミスチャートで示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるキャリア電力増幅器、ピーク電力増幅器および両者を合計した増幅器全体についての、入力電力に対する利得を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、各増幅器の具体的構成例としてバイポーラトランジスタを用いた場合を示している。
図１において、高周波増幅器は、入力側電力分配手段を構成するノードＮと、並設されたキャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２と、入力端子３および出力端子４と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）型回路５と、λ／４電気長の伝送線路６と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）型回路７と、キャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２の出力整合回路８と、を備えている。
【００１５】
キャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２には、バイアス供給手段（図示せず）によりバイアス電圧が供給されているものとする。
キャリア電力増幅器１は、入力端子３からの入力信号を増幅し、ピーク電力増幅器２は、入力信号のピーク成分を増幅する。
【００１６】
入力端子３と、出力端子４に接続された出力整合回路８との間には、第１のＬＰＦ型回路（以下、単に「ＬＰＦ型回路」という）５およびキャリア電力増幅器１を含む第１の分岐線路と、λ／４電気長の伝送線路６、第２のＬＰＦ型回路（以下、単に「ＬＰＦ型回路」という）７およびピーク電力増幅器２を含む第２の分岐線路とが並列接続されている。
入力端子３においては、第１の分岐線路側のＬＰＦ型回路５と、第２の分岐線路側の伝送線路６およびＬＰＦ型回路７とが、ノードＮを介して分岐されている。
【００１７】
ＬＰＦ型回路５は、入力端子３とキャリア電力増幅器１のベース端子との間に挿入されて、キャリア電力増幅器１の入力整合回路を構成している。
また、伝送線路６およびＬＰＦ型回路７からなる直列回路は、入力端子３とピーク電力増幅器２のベース端子との間に挿入されて、ピーク電力増幅器２の入力整合回路を構成している。
出力整合回路８は、キャリア電力増幅器１の出力電力とピーク電力増幅器２の出力電力とを合成し、合成した信号を出力端子４から出力する。
【００１８】
一般に、ＬＰＦ型回路５は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）と、キャリア電力増幅器１の入力インピーダンスとを整合する。
また、伝送線路６およびＬＰＦ型回路７からなる直列回路は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）と、ピーク電力増幅器２の動作状態の入力インピーダンスとを整合する。
【００１９】
図２は図１内のピーク電力増幅器２および伝送線路６の各入力端のインピーダンスを示す説明図である。
図２において、入力信号の増加（矢印参照）にともない、ピーク電力増幅器２（ピークアンプ）は、非動作（ＯＦＦ）状態から動作（ＯＮ）状態に移行し、ピーク電力増幅器２の入力インピーダンスは、図２内の「☆印」で示すように変化する。
【００２０】
入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、ピーク電力増幅器２、ＬＰＦ型回路７および伝送線路６からなる直列回路の入力側のインピーダンスとなる。
ここで、伝送線路６は、キャリア電力増幅器１に対して、ピーク電力増幅器２への入力信号の位相差をλ／４だけ進めるために必要となる。
【００２１】
図２のように、入力信号の増加にともない、ピーク電力増幅器２の入力インピーダンス（☆印）が変化するので、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、図２内の「△印」で示すように変化する。
すなわち、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンス（△印）は、低入力信号時にはオープン（ＯＦＦ）に近く、入力信号の増加（矢印参照）にともない、設定されたインピーダンス（２×Ｚｓ）へと変化する。
【００２２】
この結果、入力信号が小さい場合には、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスは（２×Ｚｓ）となり、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスはオープンとなることから、入力信号は、インピーダンスの低いキャリア電力増幅器１側の経路に集中する。
このとき、入力端子３における高周波増幅器全体の入力インピーダンスは（２×Ｚｓ）である。
【００２３】
一方、入力信号が大きい場合には、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンス、および、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、ともに（２×Ｚｓ）であることから、入力信号は、キャリア電力増幅器１側の経路と、ピーク電力増幅器２側の経路とに分配される。
このとき、入力端子３における高周波増幅器全体の入力インピーダンスはＺｓである。
【００２４】
なお、ＬＰＦ型回路５と、伝送線路６およびＬＰＦ型回路７と、の各回路パラメータを調整し、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスと、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスと、を変化させることも可能である。
これにより、入力信号が大きい場合に、キャリア電力増幅器１側の経路と、ピーク電力増幅器２側の経路と、に対する入力信号の配分比を変えることが可能となる。
【００２５】
図３はこの発明の実施の形態１における入力電力に対する利得を示す説明図であり、キャリア電力増幅器１（キャリアアンプ）に対する利得（破線参照）と、ピーク電力増幅器２（ピークアンプ）に対する利得（点線参照）と、両者を合計した増幅器全体に対する利得（実線参照）とを示している。
【００２６】
図３において、入力電力が小さい領域では、キャリア電力増幅器１のみの動作となるので、増幅器全体の利得（実線）は、キャリア電力増幅器１の利得（破線）と等しい。
一方、入力電力が増加すると、ピーク電力増幅器２が動作し始めて、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスがオープンから（２×Ｚｓ）に変化するので、ピーク電力増幅器２の利得（点線）が増加し、増幅器全体の利得（実線）は、キャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２の各利得を合計したものとなる。
【００２７】
したがって、図３に示したように、低入力信号時および高入力信号時の両方において、高周波増幅器全体の利得（実線）は大きく変化せず、良好なＡＭ−ＡＭ特性を得ることが可能となる。
【００２８】
仮に、低入力信号時における入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスが、オープンではなくショートである場合には、入力信号は、キャリア電力増幅器１側にほとんど入力されず、ピーク電力増幅器２側に入力されるが、ピーク電力増幅器２側は非動作状態であることから、高周波増幅器全体の利得は低い状態となる。
【００２９】
また、入力信号の増加にともない、ピーク電力増幅器２が動作し始めると、ピーク電力増幅器２側のインピーダンスが（２×Ｚｓ）に変化し、入力信号は、キャリア電力増幅器１側にも入力されるようになる。
すなわち、高入力信号時においては、低入力信号時と比べて、高周波増幅器全体の利得が急増するので、良好なＡＭ−ＡＭ特性を得ることができない。
【００３０】
したがって、低入力信号時において、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスが、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスに対して十分に大きい、という特徴は、良好なＡＭ−ＡＭ特性を得るために非常に重要である。
【００３１】
以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図３）に係る高周波増幅器は、入力端子３および出力端子４と、入力端子３に接続されたノードＮ（入力側電力分配手段）と、出力端子４に接続された出力整合回路８と、ノードＮと出力整合回路８との間に並列接続された第１および第２の分岐線路と、第１の分岐線路に挿入されて入力端子３からの入力信号を増幅するキャリア電力増幅器１と、第２の分岐線路に挿入されて入力信号のピーク成分を増幅するピーク電力増幅器２と、キャリア電力増幅器１の入力側に挿入されたＬＰＦ型回路５（第１の入力整合回路）と、ピーク電力増幅器２の入力側に挿入された第２の入力整合回路と、を備えている。
【００３２】
出力整合回路８は、キャリア電力増幅器１の出力電力とピーク電力増幅器２の出力電力とを合成し、出力端子４は、出力整合回路８により合成された信号を出力する。
ノードＮは、入力信号を、第１および第２の分岐線路に分配して直接導入する。
第２の入力整合回路は、ノードＮに接続されたλ／４電気長の伝送線路６と、ピーク電力増幅器２に接続されたＬＰＦ型回路７と、ピーク電力増幅器２と、からなる直列回路により構成されている。
【００３３】
これにより、入力端子３において、方向性結合器または電力分配器などを用いることなく、単にノードＮを介して分岐するのみで入力信号の分配を実現し、回路および増幅器のパッケージサイズを小型に構成した高周波増幅器（ドハティ増幅器）を得ることができる。
【００３４】
なお、キャリア電力増幅器１側のＬＰＦ型回路５と、ピーク電力増幅器２側のＬＰＦ型回路７とは、それぞれ、２段以上の直列ＬＰＦ型回路で構成することも可能である。このようにＬＰＦ型回路５、７を多段化することにより、さらに広帯域なインピーダンス整合が可能となる。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１（図１）では、キャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２の入力整合回路において、ＬＰＦ型回路５、７を用いたが、図４のように、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）型回路１０、１２を用いてもよい。
図４はこの発明の実施の形態２に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００３６】
図４において、高周波増幅器は、前述のキャリア電力増幅器１、ピーク電力増幅器２、入力端子３、出力端子４および出力整合回路８に加えて、λ／４電気長の伝送線路９と、第１のＨＰＦ型回路（以下、単に「ＨＰＦ型回路」という）１０と、λ／２電気長の伝送線路１１と、第２のＨＰＦ型回路（以下、単に「ＨＰＦ型回路」という）１２と、を備えている。
【００３７】
伝送線路９およびＨＰＦ型回路１０と、伝送線路１１およびＨＰＦ型回路１２とは、入力端子３で分岐しており、伝送線路９およびＨＰＦ型回路１０からなる直列回路は、入力端子３とキャリア電力増幅器１のベース端子との間に挿入されて、キャリア電力増幅器１の入力整合回路を構成している。
同様に、伝送線路１１およびＨＰＦ型回路１２からなる直列回路は、入力端子３とピーク電力増幅器２のベース端子との間に挿入されて、ピーク電力増幅器２の入力整合回路を構成している。
【００３８】
前述のように、伝送線路９およびＨＰＦ型回路１０（キャリア電力増幅器１の入力整合回路）は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）と、キャリア電力増幅器１の入力インピーダンスとを整合する。
また、伝送線路１１およびＨＰＦ型回路１２（ピーク電力増幅器２の入力整合回路）は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）と、ピーク電力増幅器２の動作状態の入力インピーダンスとを整合する。
【００３９】
この場合、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、ピーク電力増幅器２、ＨＰＦ型回路１２および伝送線路１１からなる直列回路の入力側のインピーダンスとなる。
ここで、キャリア電力増幅器１側の伝送線路９、およびピーク電力増幅器２側の伝送線路１１は、キャリア電力増幅器１に対して、ピーク電力増幅器２への入力信号の位相差をλ／４だけ進めるために必要となる。
【００４０】
図４のように、ピーク電力増幅器２側の入力整合回路をＨＰＦ型回路１２で構成した場合には、低入力信号時のＨＰＦ型回路１２の入力側端面のインピーダンスがオープンとなるので、ピーク電力増幅器２側の伝送線路１１は、λ／２の電気長が必要となる。
この場合も、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、低入力信号時にはオープンに近く、入力信号の増加にともない、設定されたインピーダンス（２×Ｚｓ）に変化する。
【００４１】
すなわち、図４のように構成とすることにより、入力信号が小さい場合には、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスは（２×Ｚｓ）であり、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスはオープンであることから、入力信号は、インピーダンスの低いキャリア電力増幅器１側の経路に集中する。
このとき、入力端子３における高周波増幅器全体の入力インピーダンスは（２×Ｚｓ）である。
【００４２】
また、入力信号が大きい場合には、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンス、および、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、ともに（２×Ｚｓ）であることから、入力信号は、キャリア電力増幅器１側の経路と、ピーク電力増幅器２側の経路とに分配される。
このとき、入力端子３における高周波増幅器全体の入力インピーダンスはＺｓである。
【００４３】
なお、前述と同様に、伝送線路９およびＨＰＦ型回路１０（キャリア電力増幅器１の入力整合回路）と、伝送線路１１およびＨＰＦ型回路１２（ピーク電力増幅器２の入力整合回路）と、の各回路パラメータを調整し、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスと、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスと、を変化させることも可能である。
これにより、入力信号が大きい場合に、キャリア電力増幅器１側の経路と、ピーク電力増幅器２側の経路と、に対する入力信号の配分比を変えることが可能となる。
【００４４】
以上のように、この発明の実施の形態２（図４）によれば、第１の分岐線路内の入力整合回路は、ノードＮに接続されたλ／４電気長の伝送線路９と、キャリア電力増幅器１に接続されたＨＰＦ型回路１０と、からなる直列回路により構成され、第２の分岐線路内の入力整合回路は、ノードＮに接続されたλ／２電気長の伝送線路１１と、ピーク電力増幅器２に接続されたＨＰＦ型回路１２と、からなる直列回路により構成されており、前述と同等の作用効果を奏する。
【００４５】
なお、キャリア電力増幅器１側のＨＰＦ型回路１０と、ピーク電力増幅器２側のＨＰＦ型回路１２とに、それぞれ直列ＬＰＦ型回路を追加して、ＬＰＦ型回路およびＨＰＦ型回路を組み合わせた構成とすることも可能である。このようにＬＰＦ型回路およびＨＰＦ型回路の多段化構成とすることにより、さらに広帯域なインピーダンス整合が可能となる。
この際、入力端子３側がＬＰＦ型回路となる場合と、入力端子３側がＨＰＦ型回路となる場合との２通りが可能であるが、いずれの場合も、キャリア電力増幅器１側とピーク電力増幅器２側との回路構成を同一関係にする必要がある。
【００４６】
すなわち、第１の分岐線路内の入力整合回路において、λ／４電気長の伝送線路９とＨＰＦ型回路１０との間にＬＰＦ型回路が追加挿入された場合には、第２の分岐線路内の入力整合回路においても、λ／２電気長の伝送線路１１とＨＰＦ型回路１２との間にＬＰＦ型回路を追加挿入する必要がある。
【００４７】
一方、第１の分岐線路内の入力整合回路において、ＨＰＦ型回路１０とキャリア電力増幅器１との間にＬＰＦ型回路が追加挿入された場合には、第２の分岐線路内の入力整合回路においても、ＨＰＦ型回路１２とピーク電力増幅器２との間にＬＰＦ型回路を追加挿入する必要がある。
【００４８】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２（図１、図４）では、では、キャリア電力増幅器１およびピーク電力増幅器２の入力整合回路において、伝送線路６、９、１１を用いたが、図５のように、伝送線路を用いずに、ＨＰＦ型回路１３およびＬＰＦ型回路１４の組み合わせと、ＬＰＦ型回路１５、１６の組み合わせと、を用いてもよい。
【００４９】
図５はこの発明の実施の形態３に係る高周波増幅器を示す回路ブロック図であり、前述（図１、図４参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
図５において、高周波増幅器は、前述のキャリア電力増幅器１、ピーク電力増幅器２、入力端子３、出力端子４および出力整合回路８と、ＨＰＦ型回路１３と、第１のＬＰＦ型回路（以下、単に「ＬＰＦ型回路」という）１４と、第２および第３のＬＰＦ型回路（以下、単に「ＬＰＦ型回路」という）１５、１６と、を備えている。
【００５０】
ＨＰＦ型回路１３およびＬＰＦ型回路１４と、ＬＰＦ型回路１５、１６とは、入力端子３で分岐しており、ＨＰＦ型回路１３およびＬＰＦ型回路１４からなる直列回路は、入力端子３とキャリア電力増幅器１のベース端子との間に挿入されて、キャリア電力増幅器１の入力整合回路を構成している。
同様に、ＬＰＦ型回路１５、１６からなる直列回路は、入力端子３とピーク電力増幅器２のベース端子との間に挿入されて、ピーク電力増幅器２の入力整合回路を構成している。
【００５１】
前述のように、ＨＰＦ型回路１３およびＬＰＦ型回路１４（キャリア電力増幅器１の入力整合回路）は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）とキャリア電力増幅器１の入力インピーダンスとを整合する。
また、２段のＬＰＦ型回路１５、１６（ピーク電力増幅器２の入力整合回路）は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）と、ピーク電力増幅器２の動作状態の入力インピーダンスを整合する。
【００５２】
一般に、ＬＰＦ型回路の通過位相は、ＨＰＦ型回路に対してλ／４だけ大きいので、キャリア電力増幅器１側の入力整合回路内のＨＰＦ型回路１３を通過する信号と、ピーク電力増幅器２側の入力整合回路内のＬＰＦ型回路１５を通過する信号とは、λ／４の位相差が発生する。
したがって、図５の構成によれば、前述（実施の形態１、２）の伝送線路による位相差制御は不要となる。
【００５３】
また、キャリア電力増幅器１側の入力整合回路およびピーク電力増幅器２側の入力整合回路は、いずれも、２段でインピーダンス変成する回路構成であることから、広帯域な整合が可能となる。
【００５４】
図５において、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、ピーク電力増幅器２、２段のＬＰＦ型回路１５、１６からなる直列回路の入力側のインピーダンスとなる。
このように、ピーク電力増幅器２側の入力整合回路を２段のＬＰＦ型回路１５、１６で構成した場合、低入力信号時のＨＰＦ型回路１２の入力側端面のインピーダンスは、前述と同様にオープンとなる。
また、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、低入力信号時にはオープンに近く、入力信号の増加にともない、設定されたインピーダンス（２×Ｚｓ）に変化する。
【００５５】
この結果、前述と同様に、入力信号が小さい場合には、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスは（２×Ｚｓ）であり、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスはオープンであることから、入力信号は、インピーダンスの低いキャリア電力増幅器１側の経路に集中する。
このとき、入力端子３における高周波増幅器全体の入力インピーダンスは（２×Ｚｓ）である。
【００５６】
また、入力信号が大きい場合には、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンス、および、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスは、ともに（２×Ｚｓ）であることから、入力信号は、キャリア電力増幅器１側の経路と、ピーク電力増幅器２側の経路と、に分配される。
このとき、入力端子３における高周波増幅器全体の入力インピーダンスはＺｓである。
【００５７】
なお、前述と同様に、ＨＰＦ型回路１３およびＬＰＦ型回路１４（キャリア電力増幅器１の入力整合回路）と、ＬＰＦ型回路１５、１６（ピーク電力増幅器２の入力整合回路）と、の各回路パラメータを調整し、入力端子３から見たキャリア電力増幅器１側のインピーダンスと、入力端子３から見たピーク電力増幅器２側のインピーダンスと、を変化させることも可能である。
これにより、入力信号が大きい場合に、キャリア電力増幅器１側の経路と、ピーク電力増幅器２側の経路と、に入力する信号の配分比を変えることが可能となる。
【００５８】
以上のように、この発明の実施の形態３（図５）によれば、第１の分岐線路内の入力整合回路は、ノードＮに接続されたＨＰＦ型回路１３と、キャリア電力増幅器１に接続されたＬＰＦ型回路１４と、からなる直列回路により構成され、第２の分岐線路内の入力整合回路は、ＬＰＦ型回路１５、１６からなる直列回路により構成されており、前述と同等の作用効果を奏する。
【００５９】
なお、キャリア電力増幅器１の入力整合回路において、ＨＰＦ型回路１３とＬＰＦ型回路１４との接続順序は、入力端子３の特性インピーダンスＺｓの２倍のインピーダンス（２×Ｚｓ）と、キャリア電力増幅器１の入力インピーダンスとを整合する条件を満たしていれば、図５とは逆の位置関係で接続されていてもよい。
【００６０】
また、図５において、キャリア電力増幅器１側の入力整合回路内のＨＰＦ型回路１３と、ピーク電力増幅器２側の入力整合回路内のＬＰＦ型回路１５とのインピーダンス変成比が「２」に設定されていれば、発生する位相差は、調度λ／４となる。
このとき、ＨＰＦ型回路１３とＬＰＦ型回路１４との接続順序が図５と逆であれば、キャリア電力増幅器１に接続されたＨＰＦ型回路と、ピーク電力増幅器２に接続されたＬＰＦ型回路１６とのインピーダンス変成比が、２に設定されればよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  キャリア電力増幅器、２  ピーク電力増幅器、３  入力端子、４  出力端子、５、７、１４〜１６  ＬＰＦ型回路、６、９、１１  伝送線路、８  出力整合回路、１０、１２、１３  ＨＰＦ型回路、Ｎ  ノード。
【図１】
2011114492.tif 000003
【図２】
2011114492.tif 000004
【図３】
2011114492.tif 000005
【図４】
2011114492.tif 000006
【図５】
2011114492.tif 000007