(57)【要約】【課題】高周波電力増幅装置を小型化すること。【解決手段】増幅回路１１、温度補償用回路１３、出力検波回路１２をパッケージ内に有する高周波電力増幅装置であって、増幅回路１１の入力端子１９はパッケージ側面に設けられたＲＦ入力端子１５に接続されるとともに、温度補償用回路１３の入力端子２５も、第１のＡＣカット抵抗２６を介してＲＦ入力端子１５に接続される。また、増幅回路１１の出力端子２０はパッケージ側面に設けられたＲＦ出力端子１６に接続されるとともに、出力検波回路１２のバイアス入力端子３０も、第２のＡＣカット抵抗３１を介してＲＦ出力端子１６に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦ入力端子、ＲＦ出力端子、増幅回路用電源端子、および増幅回路用接地端子がそれぞれ側面に設けられたパッケージと、
前記ＲＦ入力端子と前記ＲＦ出力端子との間にそれぞれＤＣカットキャパシタを介して接続されるとともに、前記増幅回路用電源端子および前記増幅回路用接地端子に接続された増幅回路と、
前記ＲＦ入力端子に接続された第１のインピーダンス素子と接地との間に接続された温度補償用ダイオードを有する温度補償用回路と、
前記ＲＦ出力端子に接続された第２のインピーダンス素子と接地との間に接続された検波用ダイオードを有する出力検波回路と、
前記ＲＦ入力端子に接続され、前記パッケージの外部に設けられた第１の定電圧源と、
前記ＲＦ出力端子に接続され、前記パッケージの外部に設けられた第２の定電圧源と、
を具備することを特徴とする高周波電力増幅装置。
【請求項２】
前記温度補償用回路は、前記温度補償用ダイオードと、
このダイオードのカソード端子に一端が接続され、他端が接地された第１の抵抗と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項３】
前記出力検波回路は、前記検波用ダイオードと、
このダイオードのアノード端子に一端が接続され、他端が接地された第１のキャパシタと、
前記検波用ダイオードのカソード端子に一端が並列に接続され、他端がともに接地された第２のキャパシタおよび第２の抵抗と、
を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項４】
前記第１、第２のインピーダンス素子は、それぞれ第１、第２のＡＣカット抵抗であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波電力増幅装置。
【請求項５】
前記第１、第２のインピーダンス素子は、それぞれ第１、第２のインダクタンス素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波電力増幅装置。
【請求項６】
前記温度補償用ダイオードのアノード端子は、前記パッケージ外部の差動増幅回路の非反転入力端子に接続されるとともに、前記検波用ダイオードのアノード端子は、前記差動増幅回路の反転入力端子に接続されることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の高周波電力増幅装置。
【請求項７】
前記温度補償用ダイオードのアノード端子は、第３の抵抗を介して前記差動増幅回路の非反転入力端子に接続されるとともに、前記検波用ダイオードのアノード端子は、第４の抵抗を介して前記差動増幅回路の反転入力端子に接続されることを特徴とする請求項６に記載の高周波電力増幅装置。
【請求項８】
前記第１の定電圧源は、前記ＲＦ入力端子に第１のバイアス抵抗を介して接続されるとともに、前記第２の定電圧源は、前記ＲＦ出力端子に第２のバイアス抵抗を介して接続されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の高周波電力増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電力増幅装置に関し、特に、出力検波回路と、温度補償用回路とを有する高周波電力増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波電力増幅装置の中には、例えば出力の飽和による歪みの発生、信号品質の劣化を防止するために、装置内部に、高周波増幅回路の出力モニタ用の検波回路を有しているものが知られている。この検波回路は、増幅回路から出力されるＲＦ信号の出力電圧を検波し、ＲＦ信号の出力電圧が所定の電圧以上であることが検知された場合、出力検波回路からの出力電圧を増幅回路にバイアスとして印加することにより、増幅回路の利得を低くし、これによって高周波電力増幅装置の出力を制御する。
【０００３】
このような目的に使用される出力検波回路は、一般にダイオードを使用している。しかし、温度によってダイオードの特性は変化するため、装置内部の増幅回路自身の発熱や装置外部の温度変動により、出力検波回路の検波特性が変化する。従って、増幅装置による増幅動作が不安定になる。
【０００４】
これに対し、装置内部にさらにダイオードを有する温度補償回路を設け、出力検波回路のダイオードからの出力と、温度補償用のダイオードからの出力とを差動増幅回路に入力し、この差動増幅回路から出力される差動出力によって増幅装置による増幅動作を安定化させる構成が知られている（特許文献１、非特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１７３４５４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｋｕ  Ｂａｎｄ  ２Ｗ  Ｐａｃｋａｇｅｄ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ＴＧＡ８６５８−ＥＰＵ−ＳＧ，ＴｒｉＱｕｉｎｔ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ａｄｖａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２０，２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、温度補償回路内にはダイオードを有するため、このダイオードを動作させるためには、外部から電力が供給されなければならない。従って、このような高周波電力増幅装置は、ＲＦ入力端子、ＲＦ出力端子、増幅回路用電源用端子、増幅回路用接地端子、出力検波回路内のダイオード用バイアス端子、温度補償回路内のダイオード用バイアス端子の計６端子が最低限必要であり、これ以上端子を減らすことはできなかった。このことは、高周波電力増幅装置の更なる小型化を実現するための妨げになっていた。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、高周波電力増幅装置を小型化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による高周波電力増幅装置は、ＲＦ入力端子、ＲＦ出力端子、増幅回路用電源端子、および増幅回路用接地端子がそれぞれ側面に設けられたパッケージと、前記ＲＦ入力端子と前記ＲＦ出力端子との間にそれぞれＤＣカットキャパシタを介して接続されるとともに、前記増幅回路用電源端子および前記増幅回路用接地端子に接続された増幅回路と、前記ＲＦ入力端子に接続された第１のインピーダンス素子と接地との間に接続された温度補償用ダイオードを有する温度補償用回路と、前記ＲＦ出力端子に接続された第２のインピーダンス素子と接地との間に接続された検波用ダイオードを有する出力検波回路と、前記ＲＦ入力端子に接続され、前記パッケージの外部に設けられた第１の定電圧源と、前記ＲＦ出力端子に接続され、前記パッケージの外部に設けられた第２の定電圧源と、を具備することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高周波電力増幅装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高周波電力増幅装置を示す模式的な回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る高周波電力増幅装置に用いられる温度補償用回路を示す模式的な回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る高周波電力増幅装置に用いられる出力検波回路を示す模式的な回路図である。
【図４】検波特性を維持する手段を説明するための回路図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る高周波電力増幅装置を示す模式的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る高周波電力増幅装置を示す模式的な回路図である。
【００１４】
図１に示すように、高周波電力増幅装置１０１（以下、増幅装置１０１と称す）は、増幅回路１１、出力検波回路１２、および温度補償用回路１３を有している。これらの各回路１１、１２、１３は、例えば金属からなるパッケージの内部に組み込まれている。
【００１５】
増幅装置１０１は、パッケージ側面に、ＲＦ入力端子１５、ＲＦ出力端子１６、増幅回路用電源端子１７、増幅回路用接地端子１８を備えている。そして、増幅装置内部の増幅回路１１の入力端子１９はＲＦ入力端子１５に接続され、増幅回路１１の出力端子２０はＲＦ出力端子１６に接続されている。さらに、この増幅回路１１の第１のバイアス端子２１、第２のバイアス端子２２は、それぞれ増幅回路用電源端子１７、増幅回路用接地端子１８に接続されている。
【００１６】
増幅装置１０１のＲＦ入力端子１５と増幅回路の入力端子１９とは、第１のＤＣカットキャパシタ２３を介して接続されている。また、増幅回路の出力端子２０と増幅装置のＲＦ出力端子１６とは、第２のＤＣカットキャパシタ２４を介して接続されている。
【００１７】
ＲＦ入力端子１５と第１のＤＣカットキャパシタ２３との接続点と、増幅回路内部の温度補償用回路１３のバイアス入力端子２５とは、高インピーダンス素子である第１のＡＣカット抵抗２６を介して接続されている。ここで、例えば、第１のＤＣカットキャパシタ２３のインピーダンスが５０Ω程度であった場合、第１のＡＣカット抵抗２６は、抵抗値が５ｋΩ程度の抵抗である。
【００１８】
増幅回路の出力端子２０と第２のＤＣカットキャパシタ２４との接続点と、出力検波回路１２のＲＦ入力端子２８とは、出力分流用キャパシタ２９を介して接続されている。また、第２のＤＣカットキャパシタ２４とＲＦ出力端子１６との接続点と、出力検波回路１２のバイアス入力端子３０とは、高インピーダンス素子である第２のＡＣカット抵抗３１を介して接続されている。ここで、例えば、第２のＤＣカットキャパシタ２４のインピーダンスが５０Ω程度であった場合、第２のＡＣカット抵抗３１は、抵抗値が５ｋΩ程度の抵抗である。
【００１９】
図２は、本実施形態の増幅装置１０１において使用される温度補償用回路１３の一例を示す回路図である。図２に示すように、温度補償用回路１３は、内部に温度補償用ダイオード３３および第１の抵抗３４を有している。温度補償用ダイオード３３のアノード端子３５は、温度補償用回路１３のバイアス入力端子２５に接続されており、温度補償用ダイオード３３のカソード端子３６は、一端が接地された第１の抵抗３４の他端が接続されている。
【００２０】
なお、図１に示すように、増幅装置１０１の外部には、温度補償用ダイオード３３のバイアス電圧源である第１の定電圧源３７が設けられている。この第１の定電圧源３７は、高抵抗である第１のバイアス抵抗３８を介してＲＦ入力端子１５に接続されている。すなわち、図２に示される温度補償用ダイオード３３には、ＲＦ入力端子１５および第１のＡＣカット抵抗２６を介してバイアス電圧が供給される。ここで、第１の定電圧源３７の電圧は、ＲＦ信号の電圧に対して十分に大きな電圧である。
【００２１】
図３は、本実施形態の増幅装置１０１において使用される出力検波回路１２の一例を示す回路図である。図３に示すように、出力検波回路１２は、内部に検波用ダイオード３９、第２の抵抗４０および、第１、第２のキャパシタ４１、４２を有している。検波用ダイオード３９は、温度補償用ダイオード３３と同等の特性のものが使用されている。検波用ダイオード３９のアノード端子４３は、出力検波回路１２のバイアス入力端子３０に接続されており、検波用ダイオード３９のカソード端子４４は、出力検波回路１２のＲＦ入力端子２８に接続されている。また、検波用ダイオード３９のアノード端子４３には、一端が接地された第１のキャパシタ４１の他端が接続されている。さらに、検波用ダイオード３９のカソード端子４４は、ともに一端が接地された第２のキャパシタ４２の他端および第２の抵抗４０の他端と並列に接続されている。
【００２２】
なお、図１に示すように、増幅装置１０１の外部には、検波用ダイオード３９のバイアス電圧源である第２の定電圧源４５が設けられている。この第２の定電圧源４５は、高抵抗である第２のバイアス抵抗４６を介してＲＦ出力端子１６に接続されている。すなわち、図３に示される検波用ダイオード３９には、ＲＦ出力端子１６および第２のＡＣカット抵抗３１を介してバイアス電圧が供給される。ここで、第２の定電圧源４５の電圧は、ＲＦ信号の電圧に対して十分に大きな電圧である。
【００２３】
以上に説明した図１に示す本実施形態の増幅装置１０１のＲＦ入力端子１５に、例えば１ＧＨｚ〜４０ＧＨｚなどのＧＨｚ帯のＲＦ信号が入力されると、このＲＦ信号は、第１のＤＣカットキャパシタ２３を通って増幅回路１１に入力される。ここで、ＲＦ入力端子１５には、増幅回路１１の入力端子１９と、温度補償用回路１３の入力端子２５とが共通に接続されている。しかし、第１のＡＣカット抵抗２６は、第１のＤＣカットキャパシタ２３のインピーダンスより十分高い抵抗値を有する抵抗であるため、ＲＦ信号は、第１のＡＣカット抵抗２６側には実質的には流れず、ほぼ全てのＲＦ信号が増幅回路１１に入力される。
【００２４】
増幅回路１１によって電力が増幅されたＲＦ信号は、その大部分が第２のＤＣカットキャパシタ２４側に流れ、他方は出力分流用キャパシタ２９側に流れる。この分流比は、第２のＤＣカットキャパシタ２４から出力負荷を見込んだインピーダンスと出力分流用キャパシタから出力検波回路１２を見込んだインピーダンスとの比により決定される。
【００２５】
第２のＤＣカットキャパシタ２４を通過したＲＦ信号は、ＲＦ出力端子１６から増幅装置１０１の外部に出力される。ここで、第２のＤＣカットキャパシタ２４の一端と出力検波回路１２のバイアス入力端子３０とは、ＲＦ出力端子１６に共通に接続されている。しかし、第２のＡＣカット抵抗３１は、第２のＤＣカットキャパシタ２４のインピーダンスより十分高い抵抗値を有する抵抗であるため、ＲＦ信号は、第２のＡＣカット抵抗３１側には実質的には流れず、ほぼ全てのＲＦ信号がＲＦ出力端子１６から増幅装置の外部に出力される。
【００２６】
一方で、出力分流用キャパシタ２９側に流れたＲＦ信号は、図３に示される出力検波回路１２に入力される。出力検波回路１２にＲＦ信号が入力されると、回路１２内のダイオード３９を介して整流され、第１のキャパシタ４１において、入力されたＲＦ信号の電位の変化に応じて放充電が行われる。このとき第１のキャパシタ４１に発生する電圧は、バイアス入力端子３０から出力される。なお、第２のキャパシタ４２の容量値および第２の抵抗４０の抵抗値は、これらの積である時定数が、ＲＦ信号の周波数に対して十分大きくなるように選定される。さらに、第２の抵抗４０の抵抗値は、第２のキャパシタ４２のインピーンダンスに対して十分に大きくなるように選定されている。
【００２７】
ここで、検波用ダイオード３９の温度が変動した場合であっても、検波特性を維持する手段について説明する。図４は、検波特性を維持する手段を説明するための回路図である。なお、図４は、増幅装置１０１の内部については省略して表示してある。
【００２８】
図４に示すように、増幅装置１０１の外部には、差動増幅回路１０３が配置されている。この差動増幅装置１０３の非反転入力端子は、第３の抵抗１０４を介して第１のバイアス抵抗３８に接続されている。反転入力端子は、第４の抵抗１０５を介して第２のバイアス抵抗４６に接続されている。
【００２９】
出力検波回路１２から出力される電圧は、第４の抵抗１０５を介して差動増幅回路１０３の反転入力端子に入力される。そして、温度調整用回路１３に供給されるバイアス電圧とこの回路１３内の第１の抵抗３４とによって決定される温度調整用回路１３からの出力電圧は、第３の抵抗１０４を介して非反転入力端子に入力される。ここで、差動増幅回路１０３の反転入力端子に入力される電圧と非反転入力端子に入力される電圧とは、例えば同電位になるように第１、第２の定電圧源３７、４５等が予め設定されている。これにより、通常は差動増幅回路１０２からは差動電圧は出力されず、増幅装置にＲＦ信号が入力された場合には、このＲＦ信号に応じた差動電圧が出力される。
【００３０】
しかし、検波用ダイオード３９の検波特性が温度変動した場合、差動増幅回路１０３の反転入力端子に入力される電位が変動するため、差動増幅回路１０３からは、増幅装置にＲＦ信号が入力されていない状態であっても、温度変動に応じた差動電圧が出力される。この場合、例えば、この差動電圧を増幅装置１０１の外部にてモニタリングし、差動電圧が出力されないように検波用ダイオード３９のバイアス電圧を変化させることにより、検波特性は維持される。
【００３１】
なお、従来の増幅装置のように、検波用ダイオード３９が温度変動することにより差動増幅回路１０３から出力される差動電圧は、増幅回路１１の温度制御信号として印加されてもよい。これにより、増幅装置からの出力電力は安定化される。
【００３２】
以上に説明した第１の実施形態に係る増幅装置１０１は、増幅装置１０１のＲＦ入力端子１５の電圧とＲＦ出力端子１６の電圧との差の２乗に比例した電力を有するＲＦ信号を出力する。
【００３３】
このように、第１の実施形態に係る増幅装置１０１によれば、ＲＦ入力端子１５と温度補償用ダイオード３３にバイアスを印加するためのバイアス端子とが共通化されている。さらに、ＲＦ出力端子１６と検波用ダイオード３９にバイアスを印加するためのバイアス端子とが共通化されている。従って、従来の高周波用電力増幅装置と比較して、パッケージ側面に設けられる端子の数を減らすことができる。従って、増幅装置の小型化が可能となる。
【００３４】
また、このように温度補償用ダイオード３３および検波用ダイオード３９にバイアスを印加するためのバイアス端子をそれぞれ独立して設ける必要がないため、従来の高周波用電力増幅装置において使用されていたバイアス端子を、増幅回路用電源端子として使用することができる。これにより、増幅回路１１には、より高いバイアス電流を印加することができる。従って、増幅装置を大型化することなく、増幅装置からの出力電力を、より大きくすることができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る高周波電力増幅装置を示す模式的な回路図である。
【００３６】
図５に示す高周波電力増幅装置１０２は、第１の実施形態に係る高周波電力増幅装置１０１と比較して、図１に示される第１、第２のＡＣカット抵抗２６、３１が、それぞれ第１、第２のインダクタンス素子４７、４８である点が異なる。
【００３７】
このような第２の実施形態に係る高周波電力増幅装置１０２において、第１、第２のインダクタンス素子４７、４８は、それぞれＲＦ信号に対して十分に高いインピーダンスを有する素子（高インピーダンス素子）である。従って、第２の実施形態に係る高周波電力増幅装置１０２によれば、第１の実施形態に係る高周波電力増幅装置１０１と同様に、パッケージ側面に設けられる端子の数を減らすことができるため、装置の小型化が可能となる。
【００３８】
また、装置を大型化することなく、増幅装置からの出力電力をより大きくすることができる。
【００３９】
なお、第２の実施形態に係る高周波電力増幅装置１０２において、検波特性を維持する手段は、第１の実施形態の説明において既に述べたとおりである。
【００４０】
以上に、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
例えば、出力検波回路１２は、必ずしも図３に示される回路である必要はなく、検波用ダイオード３９を有する他の出力検波回路であってもよい。すなわち、出力検波回路は、検波用ダイオード３９のアノード端子４３が第２のＡＣカット抵抗３１を介してＲＦ出力端子１６に接続され、検波用ダイオード３９のカソード端子４４が増幅回路１１の出力端子２０と第２のＤＣカットキャパシタ２４との接続点に接続された出力検波回路であればよい。
【００４２】
また、温度補償用回路１３は、必ずしも図２に示される回路である必要はなく、温度補償用ダイオード３３を有する他の温度補償用回路であってもよい。すなわち、温度補償用回路は、温度補償用ダイオード３３のアノード端子３５が第１のＡＣカット抵抗２６を介してＲＦ入力端子１５に接続された温度補償用回路であればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０１、１０２・・・高周波電力増幅装置
１１・・・増幅回路
１２・・・出力検波回路
１３・・・温度補償用回路
１５・・・ＲＦ入力端子
１６・・・ＲＦ出力端子
１７・・・増幅回路用電源端子
１８・・・増幅回路用接地端子
１９・・・増幅回路の入力端子
２０・・・増幅回路の出力端子
２１・・・増幅回路の第１のバイアス端子
２２・・・増幅回路の第２のバイアス端子
２３・・・第１のＤＣカットキャパシタ
２４・・・第２のＤＣカットキャパシタ
２５・・・温度補償用回路のバイアス入力端子
２６・・・第１のＡＣカット抵抗
２８・・・出力検波回路のＲＦ入力端子
２９・・・出力分流用キャパシタ
３０・・・出力検波回路のバイアス入力端子
３１・・・第２のＡＣカット抵抗
３３・・・温度補償用ダイオード
３４・・・第１の抵抗
３５・・・温度補償用ダイオードのアノード端子
３６・・・温度補償用ダイオードのカソード端子
３７・・・第１の定電圧源
３８・・・第１のバイアス抵抗
３９・・・検波用ダイオード
４０・・・第２の抵抗
４１・・・第１のキャパシタ
４２・・・第２のキャパシタ
４３・・・検波用ダイオードのアノード端子
４４・・・検波用ダイオードのカソード端子
４５・・・第２の定電圧源
４６・・・第２のバイアス抵抗
４７・・・第１のインダクタンス素子
４８・・・第２のインダクタンス素子
１０３・・・差動増幅回路
１０４・・・第３の抵抗
１０５・・・第４の抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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