(57)【要約】  分配部（１２、２２）では、入力ポート（Ｐ１）と出力ポート（Ｐ４）との間及び入力ポート（Ｐ２）と出力ポート（Ｐ３）との間を伝搬する信号が、入力ポート（Ｐ１）と出力ポート（Ｐ３）との間及び入力ポート（Ｐ２）と出力ポート（Ｐ４）との間を伝搬する信号に対して位相が９０°ずれる。増幅器（２１、２２）は、増幅信号を同相で分配部（１２、２２）へ出力する。合成分配部（１３）は、分配部（１２、２２）の出力ポート（Ｐ３）からの信号の合成信号を合成部（３０）の入力ポート（Ｐ１）に出力する。合成分配部（２３）は、分配部（１２、２２）の出力ポート（Ｐ４）からの信号の合成信号を合成部（３０）の入力ポート（Ｐ２）に出力する。
2015071931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアアンプ部及びピークアンプ部を有し、入力信号を増幅するドハティアンプを備え、
前記キャリアアンプ部及び前記ピークアンプ部の一方又は両方は、
第１の入力ポートと第２の出力ポートとの間及び第２の入力ポートと第１の出力ポートとの間を伝搬する信号が、前記第１の入力ポートと前記第１の出力ポートとの間及び前記第２の入力ポートと前記第２の出力ポートとの間を伝搬する信号に対して位相が９０°ずれる複数の分配部と、
前記入力信号が分割して入力され、分割された前記入力信号を増幅した信号を同相で前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の入力ポートへ出力する複数の増幅器と、
第３の入力ポートに入力される信号と、第４の入力ポートに入力される信号と、を合成した信号を出力する合成部と、
前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の出力ポートからの信号を合成した第１の合成信号を前記合成部の前記第３の入力ポートに出力する第１の合成分配部と、
前記複数の分配部のそれぞれの前記第２の出力ポートからの信号を合成した第２の合成信号を前記合成部の前記第４の入力ポートに出力する第２の合成分配部と、
前記複数の増幅器のそれぞれと前記第１の合成分配部及び前記第２の合成分配部とを同じ線路長で接続する複数の伝送線路と、を備える、
電力増幅器。
【請求項２】
前記分配部は、２入力２出力の３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラである、
請求項１に記載の電力増幅器。
【請求項３】
前記分配部の前記第２の入力ポートとグランド電圧との間に抵抗が接続される、
請求項１又は２に記載の電力増幅器。
【請求項４】
前記複数の増幅器には、前記入力信号が等分して入力される、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電力増幅器。
【請求項５】
前記第１の合成分配部は、前記合成部の出力からの第１の反射信号を分割し、前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の出力ポートへ出力し、
前記第２の合成分配部は、前記合成部の出力からの第２の反射信号を分割し、前記複数の分配部のそれぞれの前記第２の出力ポートへ出力する、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電力増幅器。
【請求項６】
前記合成部は、第３の入力ポートと第４の出力ポートとの間及び第４の入力ポートと第３の出力ポートとの間を伝搬する信号が、前記第３の入力ポートと前記第３の出力ポートとの間及び前記第４の入力ポートと前記第４の出力ポートとの間を伝搬する信号に対して位相が９０°ずれる、
請求項５に記載の電力増幅器。
【請求項７】
前記合成部は、２入力２出力の３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラである、
請求項６に記載の電力増幅器。
【請求項８】
前記第１の合成分配部は、前記第１の反射信号を等分して前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の出力ポートへ出力し、
前記第２の合成分配部は、前記第２の反射信号を等分して前記複数の分配部のそれぞれの前記第２の出力ポートへ出力する、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電力増幅器。
【請求項９】
前記複数の伝送線路は、伝達する信号の１／４波長の線路長を有する、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電力増幅器。
【請求項１０】
前記複数の増幅器のそれぞれは、同じ増幅率を有する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の電力増幅器。
【請求項１１】
前記キャリアアンプ部及び前記ピークアンプ部の一方の出力と、出力端子と、の間に設けられたインピーダンス変換器と、
前記キャリアアンプ部及び前記ピークアンプ部の他方の出力と前記インピーダンス変換器との間に設けられ、伝達する信号の１／４波長の線路長を有する第１の伝送線路と、を更に備え、
前記キャリアアンプ部及び前記ピークアンプ部のうちで、出力が前記第１の伝送線路と接続されないものには、位相が９０°遅れた前記入力信号が入力される、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電力増幅器。
【請求項１２】
キャリアアンプ及びピークアンプを有するドハティアンプに入力信号を入力し、
前記キャリアアンプ及び前記ピークアンプの一方又は両方で、
前記入力信号を分割し、分割した前記入力信号のそれぞれを、複数の増幅器に入力し、
分割した前記入力信号を増幅した信号を、前記複数の増幅器から、第１の入力ポートと第２の出力ポートとの間及び第２の入力ポートと第１の出力ポートとの間を伝搬する信号が、前記第１の入力ポートと前記第１の出力ポートとの間及び前記第２の入力ポートと前記第２の出力ポートとの間を伝搬する信号に対して位相が９０°ずれる複数の分配部の前記第１の入力ポートに、同相で出力させ、
前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の出力ポートからの信号を第１の合成分配部で合成し、合成した第１の合成信号を前記第１の合成分配部から合成部の第３の入力ポートに出力し、
前記複数の分配部のそれぞれの前記第２の出力ポートからの信号を第２の合成分配部で合成し、合成した第２の合成信号を前記第２の合成分配部から前記合成部の第４の入力ポートに出力し、
前記第１の合成分配部及び前記第２の合成分配部は、同じ線路長を有する複数の伝送線路を介して、前記複数の増幅器のそれぞれから信号が入力される、
電力増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器及び電力増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、通信システムの高効率化が求められている。例えば、無線通信システムに利用される電力増幅器には線形性と高効率が要求されている。また、近年の多値デジタル変調を用いた通信システムでは、信号振幅の平均値と最大値が大きく異なるような信号を取り扱うことが多い。このような信号を増幅する場合、通常の電力増幅器では、最大振幅まで歪無く信号を増幅可能とするように増幅器の動作点を設定する必要がある。そのため、電力増幅器が比較的高効率を維持できる飽和出力付近で動作する時間はほとんどなく、効率が低い状態で用いられることとなる。【０００３】
この問題を解決するために、線形性を維持しながら電力増幅器の効率を高める様々な技術が提案されており、その１つにドハティアンプがある。ドハティアンプとは、電力増幅器の効率を改善することを目的とし、動作クラスの異なるキャリアアンプとピークアンプの出力を合成して出力する増幅器である。【０００４】
ドハティアンプは、入力信号レベルが高い場合には、キャリアアンプ及びピークアンプの双方を用いて電力増幅を行う。一方、入力信号レベルが低い場合には、ピークアンプは動作せず、キャリアアンプのみで電力増幅を行う。これにより、ドハティアンプは、バックオフを大きく取って動作させる場合でも、高効率に動作することができる。バックオフとは、平均出力電力と飽和電力の差である。そして、バックオフが大きい状態とは、平均出力電力が飽和電力に比べて小さい状態のことをいう。【０００５】
キャリアアンプとピークアンプの出力を結合する合成回路は、トランスやインピーダンス変換器で構成されており、マイクロ波帯等の信号を扱う場合には１／４波長の伝送線路から構成されていることが多い。ドハティアンプの動作を理想的なものとするため、出力の合成点からみた負荷のインピーダンスは、伝送線路の特性インピーダンスをＺ０とすると、通常はＺ０／２になるように設定される。通常、高周波回路ではＺ０は５０Ωとされる。【０００６】
このように、一般にドハティアンプからみた負荷の理想的なインピーダンスは、系の特性インピーダンスＺ０と異なり、その半分のＺ０／２である。そのため、複数のドハティアンプを並列運転するには、複数のドハティアンプの出力を合成する合成器のインピーダンスＺ０をドハティアンプの負荷インピーダンスＺ０／２にインピーダンス変換する回路が出力に必要となる。【０００７】
ドハティアンプの例として、ＲＦ信号を広いレンジの電力にわたって改善された効率で増幅するＲＦ電力増幅器が提案されている（特許文献１）。図８は、ドハティアンプの一例であるＲＦ電力増幅器４００の構成を示すブロック図である。ＲＦ電力増幅器４００は、キャリア増幅器４２０と、３つのピーク増幅器４２１、４２２及び４２３を含む。ピーク増幅器４２１、４２２及び４２３は、それぞれ９０°トランス４２４、４２５及び４２６を通して、出力負荷４２８と接続される。９０°トランス４３０は、４ウェイスプリッタ４３２をキャリア増幅器４２０に接続する。ピーク増幅器４２１、４２２及び４２３のそれぞれのＤＣバイアスを適切な値に設定することによって、複数設けられたピーク増幅器により、ドハティ機能を拡張することが可能となる。複数設けられたピーク増幅器により、電力レンジにおいて６ｄＢの対応する増加が見込め、この分だけピーク効率が維持される。Ｎウェイスプリッタの有限損失のために、効率のある程度の低下が発生する。４ウェイ増幅器は、効率的な電力の範囲を１８ｄＢの理論値へ拡張する。上述のようにこのような拡張は、平均電力に対するピークの比が１３ｄＢの高さにもなる変調スキームを用いるディジタル通信システムにおいては非常に重要である。４ウェイ構成は、２ウェイの従来のドハティ回路に比べて３ｄＢｍの全体的電力増加を提供する。よって１２０ワットピークの増幅器は、４ウェイドハティ構成によって３０ワットのトランジスタを利用するそれぞれのパス（キャリアおよび３つのピーク増幅器）で提供され得る。【０００８】
その他、ドハティアンプのピークアンプにおいて、複数の増幅器を並列配置する他の例が報告されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−５０９８６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Junghwan Moon et al., “Highly Efficient Three-Way Saturated Doherty Amplifier With Digital Feedback Predistortion”, IEEE, August 2008, IEEE MICROWAVE AND WIRELESS COMPONENTS LETTERS, VOL. 18, NO. 8, pp.539-541
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、発明者は、上述の技術には以下に示す問題点が有ることを見出した。上述の技術では、複数の増幅器（図８のピーク増幅器４２１、４２２及び４２３）を並列配置し、複数の増幅器から出力されるＲＦ信号を合成部（図８の合成部４４０）で合成する。合成されたＲＦ信号は、出力負荷４２８に出力される。この際、製造誤差等により、合成部４４０や出力負荷４２８でインピーダンスの不整合が生じることが考え得る。この場合、インピーダンスの不整合により、ＲＦ信号の反射波が生じる。複数の増幅器の出力はハイインピーダンスであるため、複数の増幅器に戻った反射波は再度反射される。つまり、複数の増幅器の出力よりも後段の伝送線路を反射波が往復して定在波が生じる。その結果、定在波の影響によりインピーダンスの不整合が大きくなってしまう。【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、増幅器が並列接続されたキャリアアンプ及びピークアンプの一方又は双方の内部で生じる基本波の反射波を抑制し、ドハティアンプのインピーダンスを所望の値に整合させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様である電力増幅器は、キャリアアンプ及びピークアンプを有し、入力信号を増幅するドハティアンプを備え、前記キャリアアンプ及び前記ピークアンプの一方又は両方は、第１の入力ポートと第２の出力ポートとの間及び第２の入力ポートと第１の出力ポートとの間を伝搬する信号が、前記第１の入力ポートと前記第１の出力ポートとの間及び前記第２の入力ポートと前記第２の出力ポートとの間を伝搬する信号に対して位相が９０°ずれる複数の分配部と、前記入力信号が分割して入力され、分割された前記入力信号を増幅した信号を同相で前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の入力ポートへ出力する複数の増幅器と、第３の入力ポートに入力される信号と、第４の入力ポートに入力される信号と、を合成した信号を出力する合成部と、前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の出力ポートからの信号を合成した第１の合成信号を前記合成部の前記第３の入力ポートに出力する第１の合成分配部と、前記複数の分配部のそれぞれの前記第２の出力ポートからの信号を合成した第２の合成信号を前記合成部の前記第４の入力ポートに出力する第２の合成分配部と、前記複数の増幅器のそれぞれと前記第１の合成分配部及び前記第２の合成分配部とを同じ線路長で接続する複数の伝送線路と、を備えるものである。【００１４】
本発明の一態様である電力増幅方法は、キャリアアンプ及びピークアンプを有するドハティアンプに入力信号を入力し、前記キャリアアンプ及び前記ピークアンプの一方又は両方で、前記入力信号を分割し、分割した前記入力信号のそれぞれを、複数の増幅器に入力し、分割した前記入力信号を増幅した信号を、前記増幅器から、第１の入力ポートと第２の出力ポートとの間及び第２の入力ポートと第１の出力ポートとの間を伝搬する信号が、前記第１の入力ポートと前記第１の出力ポートとの間及び前記第２の入力ポートと前記第２の出力ポートとの間を伝搬する信号に対して位相が９０°ずれる複数の分配部の前記第１の入力ポートに、同相で出力させ、前記複数の分配部のそれぞれの前記第１の出力ポートからの信号を第１の合成分配部で合成し、合成した第１の合成信号を前記第１の合成分配部から合成部の第３の入力ポートに出力し、前記複数の分配部のそれぞれの前記第２の出力ポートからの信号を第２の合成分配部で合成し、合成した第２の合成信号を前記第２の合成分配部から前記合成部の第４の入力ポートに出力し、前記第１の合成分配部及び前記第２の合成分配部は、同じ線路長を有する複数の伝送線路を介して、前記複数の増幅器のそれぞれから信号が入力されるものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、増幅器が並列接続されたキャリアアンプ及びピークアンプの一方又は双方の内部で生じる基本波の反射波を抑制し、ドハティアンプのインピーダンスを所望の値に整合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１にかかる電力増幅器１００の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】複数の増幅器を有するキャリアアンプ部１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】合成分配部１３及び合成分配部２３で生じた反射波を表示した場合のキャリアアンプ部１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】合成部３０の出力ポートＰ４で生じた反射波を表示した場合のキャリアアンプ部１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図５】比較例１にかかる電力増幅器１５０の構成を模式的に示すブロック図である。
【図６】複数の増幅器を有するキャリアアンプ部１５０１の構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】実施の形態２にかかる電力増幅器２００のピークアンプ部２の構成を模式的に示すブロック図である。
【図８】ドハティアンプの一例であるＲＦ電力増幅器４００の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１８】
実施の形態１
実施の形態１にかかる電力増幅器１００について説明する。図１は、実施の形態１にかかる電力増幅器１００の構成を模式的に示すブロック図である。電力増幅器１００は、いわゆるドハティアンプを有する電力増幅器として構成される。本実施の形態では、電力増幅器１００がドハティアンプ１０１及び伝送線路Ｌ１２を有する例について説明する。ドハティアンプ１０１は、キャリアアンプ部１、ピークアンプ部２、分配部３、合成部４及び伝送線路Ｌ１１により構成される。電力増幅器１００は、高出力が求められる場合には、キャリアアンプ部１及びピークアンプ部２の双方を用いて電力増幅を行う。一方、低出力で動作する場合には、電力増幅器１００は、ピークアンプ部２を休止させ、キャリアアンプ部１のみで電力増幅を行う。これにより、電力増幅器１００は、電力増幅による消費電力を低減することができるとともに、飽和電力よりも小さな出力電圧の場合でも高効率に動作することができる。
【００１９】
分配部３は、入力端子Ｔｉｎから入力される信号を分配する。分配部３は、例えば３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラ３１で構成される。３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラ３１の一方の入力ポートは入力端子Ｔｉｎと接続される。３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラ３１の他方の入力ポートとグランドとの間には、吸収抵抗Ｒ３０が接続される。３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラ３１のそれぞれの入力ポートは、互いにアイソレーションが取れている。３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラ３１のそれぞれの出力ポートは、互いにアイソレーションが取れている。
【００２０】
入力端子Ｔｉｎには、基本波であるＲＦ信号ＲＦが入力される。以下では、ＲＦ信号ＲＦは、高周波の信号である。分配部３は、ＲＦ信号ＲＦを等分し、等分したＲＦ信号（図１では１／２ＲＦと表記）をそれぞれキャリアアンプ部１とピークアンプ部２とに出力する。分配部３は、３ｄＢハイブリッドカプラ３１で構成されるため、等分されたＲＦ信号のそれぞれの間には、９０°の位相差が生じる。本実施の形態では、ピークアンプ部２に入力されるＲＦ信号は、キャリアアンプ部１に入力されるＲＦ信号に対し、位相が９０°遅れているものとする。
【００２１】
キャリアアンプ部１は、入力されたＲＦ信号（１／２ＲＦ）を増幅し、増幅したＲＦ信号ＲＦ１を出力する。ピークアンプ部２は、入力されたＲＦ信号（１／２ＲＦ）を増幅し、増幅したＲＦ信号ＲＦ２を出力する。上述の通り、ピークアンプ部２に入力されるＲＦ信号は、キャリアアンプ部１に入力されるＲＦ信号に対し、位相が９０°遅れている。よって、ＲＦ信号ＲＦ２は、ＲＦ信号ＲＦ１に対し、位相が９０°遅れている。
【００２２】
伝送線路Ｌ１１は、キャリアアンプ部１で増幅されるＲＦ信号に対して１／４波長の伝送線路長となっており、特性インピーダンスは５０Ωである。キャリアアンプ部１の出力は、伝送線路Ｌ１１を介して、合成部４に接続される。また、ピークアンプ部２の出力も合成部４に接続されている。これにより、伝送線路Ｌ１１を通過したＲＦ信号ＲＦ１は、
ＲＦ信号ＲＦ２と位相が同期した状態で、合成部４に入力する。
【００２３】
合成部４は、ＲＦ信号ＲＦ１とＲＦ信号ＲＦ２とを、位相が同期した状態で合成する。合成部４で合成されたＲＦ信号は、伝送線路Ｌ１２を経て、出力端子ＴｏｕｔからＲＦ信号ＲＦｏｕｔとして出力される。伝送線路Ｌ１２は、キャリアアンプ部１及びピークアンプ部２で増幅される信号に対して１／４波長の伝送線路長となっており、５０Ωの負荷を２５Ωに変換する伝送線路である。伝送線路Ｌ１２は、特性インピーダンスは√（５０×２５）＝３５．４Ωで与えられる。すなわち、伝送線路Ｌ１２は、ドハティアンプにおけるインピーダンス変換器として機能する。
【００２４】
一般に、ドハティアンプからみた負荷の理想的なインピーダンスは、伝送線路Ｌ１１の特性インピーダンスＺ０の半分のＺ０／２である。そこで、以下では、伝送線路Ｌ１１の特性インピーダンスＺ０を５０Ω、外部に接続される負荷のインピーダンスを２５Ωとして説明する。
【００２５】
次に、ドハティアンプ１０１の動作について説明する。入力端子Ｔｉｎから入力されたＲＦ信号は、ハイブリッドカプラ３１によりキャリアアンプ部１とピークアンプ部２とへ分配される。ピークアンプ部２へ分配されたＲＦ信号の位相は、キャリアアンプ部１へ分配された信号に対して−９０°となる。
【００２６】
ＲＦ信号のレベルが小さく、ピークアンプ部２がオフになる領域では、ピークアンプ部２の出力はハイインピーダンスになる。このため、伝送線路Ｌ１１から出力側を見た場合の負荷である２５Ωが支配的になる。伝送線路Ｌ１１は、１／４波長の線路長で特性インピーダンス５０Ωの伝送線路である。この場合、キャリアアンプ部１から見た負荷をＺＬｏａｄ、伝送線路Ｌ１１の特性インピーダンスをＺ０、伝送線路Ｌ１１の出力側の負荷をＺｏｕｔとすると、ＺＬｏａｄは、以下の式（１）で計算できる。
【数１】
2015071931.tif 000003
【００２７】
この例では、Ｚ０が５０Ω、Ｚｏｕｔが２５Ωなので、式（１）よりＺＬＯＡＤは１００Ωとなる。従って、伝送線路Ｌ１１から出力側を見た場合の負荷である２５Ωがインピーダンス変換されることにより、キャリアアンプ部１から見た負荷は１００Ωとなる。つまり、この場合、キャリアアンプ部１は１００Ωの負荷で動作して信号を増幅し、増幅した信号を出力する。
【００２８】
一方、ＲＦ信号のレベルが大きく、ピークアンプ部２がオンになる領域では、伝送線路Ｌ１１から出力側を見た場合の負荷である２５Ωに整合するように、キャリアアンプ部１とピークアンプ部２とはそれぞれ５０Ω負荷で動作し、両者の出力は合成されてから出力される。
【００２９】
このように、ドハティアンプ１０１は、２５Ωの負荷に対してドハティアンプの要件を満たすことがわかる。
【００３０】
出力端子Ｔｏｕｔに５０Ωの負荷が接続されているとき、伝送線路Ｌ１２はインピーダンスを５０Ωから２５Ωへ変換する。そのため、伝送線路Ｌ１１から出力端子Ｔｏｕｔ側を見込んだ場合、負荷は２５Ωに見える。
【００３１】
次いで、キャリアアンプ部１及びピークアンプ部２について説明する。本実施の形態では、キャリアアンプ部１及びピークアンプ部２の一方又は双方が、並列接続された複数の増幅器を有する。以下では、キャリアアンプ部１が２つの増幅器を有する例について説明する。図２は、複数の増幅器を有するキャリアアンプ部１の構成を模式的に示すブロック図である。キャリアアンプ部１は、増幅器１１、分配部１２、合成分配部１３、増幅器２１、分配部２２、合成分配部２３、合成部３０、吸収抵抗Ｒ１〜Ｒ３及び伝送線路Ｌ５及びＬ６を有する。伝送線路Ｌ５及びＬ６は、同じ線路長を有する伝送線路である。例えば、伝送線路Ｌ５及びＬ６の線路長は、ともにＲＦ信号に対して１／４波長とすることができる。また、この場合の伝送線路Ｌ５及びＬ６の特性インピーダンスは、ともに３５．４Ωとなる。
【００３２】
キャリアアンプ部１に入力されたＲＦ信号（１／２ＲＦ）は分割され（図２では１／４ＲＦと表記）、増幅器１１及び増幅器２１のそれぞれへ入力される。
【００３３】
増幅器１１は、入力されたＲＦ信号（図２では１／４ＲＦと表記）を増幅し、増幅したＲＦ信号を分配部１２の入力ポートＰ１に出力する。増幅器２１は、入力されたＲＦ信号（図２では１／４ＲＦと表記）を例えば増幅器１１と同じ増幅率及び位相で増幅する。そして、増幅器２１は、増幅した信号を分配部２２の入力ポートＰ１に出力する。図２では、増幅器１１及び増幅器２１で増幅されたＲＦ信号を、Ａ∠０°と表示している。なお、Ａは増幅されたＲＦ信号の電力レベルを示し、∠０°は位相を示している。
【００３４】
分配部１２は、例えば３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラとして構成される。分配部１２の入力ポートＰ２とグランドとの間には、吸収抵抗Ｒ１が接続される。分配部１２は、入力ポートＰ１に入力したＲＦ信号Ａ∠０°を等分し、出力ポートＰ３と出力ポートＰ４とに出力する。この場合、出力ポートＰ４におけるＲＦ信号の位相は、出力ポートＰ３におけるＲＦ信号に対して、−９０°のずれが生じる。図２では、出力ポートＰ３におけるＲＦ信号をＡ／２∠０°と表記し、出力ポートＰ４におけるＲＦ信号をＡ／２∠−９０°と表記する。分配部１２の出力ポートＰ３からのＲＦ信号Ａ／２∠０°は、合成分配部１３に入力される。分配部１２の出力ポートＰ４からのＲＦ信号Ａ／２∠−９０°は、合成分配部２３に入力される。分配部１２の入力ポートＰ１と入力ポートＰ２とは、互いにアイソレーションが取れている。分配部１２の出力ポートＰ３と出力ポートＰ４とは、互いにアイソレーションが取れている。
【００３５】
分配部２２は、例えば３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラとして構成される。分配部２２の入力ポートＰ２とグランドとの間には、吸収抵抗Ｒ２が接続される。分配部２２は、入力ポートＰ１に入力したＲＦ信号Ａ∠０°を等分し、出力ポートＰ３と出力ポートＰ４とに出力する。この場合、出力ポートＰ４におけるＲＦ信号の位相は、出力ポートＰ３におけるＲＦ信号に対して、−９０°のずれが生じる。図２では、出力ポートＰ３におけるＲＦ信号をＡ／２∠０°と表記し、出力ポートＰ４におけるＲＦ信号をＡ／２∠−９０°と表記する。合成分配部１３の出力ポートＰ３からのＲＦ信号Ａ／２∠０°は、合成分配部１３に入力される。合成分配部１３の出力ポートＰ４からのＲＦ信号Ａ／２∠−９０°は、合成分配部２３に入力される。分配部２２の入力ポートＰ１と入力ポートＰ２とは、互いにアイソレーションが取れている。分配部２２の出力ポートＰ３と出力ポートＰ４とは、互いにアイソレーションが取れている。
【００３６】
なお、分配部１２及び分配部２２の入力ポートＰ１は、第１の入力ポートとも称する。分配部１２及び分配部２２の入力ポートＰ２は、第２の入力ポートとも称する。分配部１２及び分配部２２の出力ポートＰ３は、第１の出力ポートとも称する。分配部１２及び分配部２２の出力ポートＰ４は、第２の出力ポートとも称する。
【００３７】
合成分配部１３は、分配部１２の出力ポートＰ３からのＲＦ信号Ａ／２∠０°と、分配部２２の出力ポートＰ３からのＲＦ信号Ａ／２∠０°とを合成する。分配部１２の出力ポートＰ３からのＲＦ信号Ａ／２∠０°と、分配部２２の出力ポートＰ３からのＲＦ信号Ａ／２∠０°とは、合成分配部１３で同相合成される。合成分配部１３は、合成したＲＦ信号Ａ∠０°を、伝送線路Ｌ５を介して、合成部３０の入力ポートＰ１に出力する。なお、以下では、合成分配部１３は、第１の合成分配部とも称する。合成部３０の入力ポートＰ１は、第３の入力ポートとも称する。
【００３８】
合成分配部２３は、分配部１２の出力ポートＰ４からのＲＦ信号Ａ／２∠−９０°と、分配部２２の出力ポートＰ４からのＲＦ信号Ａ／２∠−９０°と、を合成する。分配部１２の出力ポートＰ４からのＲＦ信号Ａ／２∠−９０°と、分配部２２の出力ポートＰ４からのＲＦ信号Ａ／２∠−９０°とは、合成分配部２３で同相合成される。合成分配部２３は、合成したＲＦ信号Ａｓｉｎ（θ０−９０°）を、伝送線路Ｌ６を介して、合成部３０の入力ポートＰ２に出力する。なお、以下では、合成分配部２３は、第２の合成分配部とも称する。合成部３０の入力ポートＰ２は、第４の入力ポートとも称する。
【００３９】
伝送線路Ｌ５及び伝送線路Ｌ６は、１／４波長の線路長を有する伝送線路となっている。すなわち、合成分配部１３から出力されたＲＦ信号Ａ∠０°は、伝送線路Ｌ５で位相が９０°遅れてＲＦ信号Ａ∠−９０°となる。よって、合成部３０の入力ポートＰ１には、ＲＦ信号Ａ∠−９０°が入力される。合成分配部２３から出力されたＲＦ信号Ａ∠−９０°は、伝送線路Ｌ６で位相が９０°遅れてＲＦ信号Ａ∠−１８０°となる。よって、合成部３０の入力ポートＰ２には、ＲＦ信号Ａ∠−１８０°が入力される。つまり、合成部３０の入力ポートＰ１に入力されるＲＦ信号と入力ポートＰ２に入力されるＲＦ信号との位相差は、９０°に保たれている。
【００４０】
ここで、増幅器１１及び増幅器２１の負荷がＺ０＝５０Ωとなるためには、合成分配部１３から伝送線路Ｌ５側を見た場合のインピーダンスがＺ０／２＝２５Ωで、かつ合成分配部２３から伝送線路Ｌ６側を見た場合のインピーダンスがＺ０／２＝２５Ωである必要がある。伝送線路Ｌ５及び伝送線路Ｌ６の製造のバラツキがある場合に、合成分配部１３から伝送線路Ｌ５側を見た場合のインピーダンスと、合成分配部２３から伝送線路Ｌ６側を見た場合のインピーダンスは、Ｚ０／２＝２５Ωからずれて、合成分配部１３に入力されるＲＦ信号Ａ／２∠０°と合成分配部２３に入力されるＲＦ信号Ａ／２∠−９０°とに対して反射波が生じる。ここでは、伝送線路Ｌ５及び伝送線路Ｌ６のバラツキが同程度であるものとして説明する。
【００４１】
合成部３０は、例えば３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラとして構成される。合成部３０では、出力ポートＰ３とグランドとの間に、吸収抵抗Ｒ３が接続される。また、合成部３０では、出力ポートＰ４が伝送線路Ｌ１１と接続される。合成部３０の入力ポートＰ１と入力ポートＰ２とは、互いにアイソレーションが取れている。合成部３０の出力ポートＰ３と出力ポートＰ４とは、は互いにアイソレーションが取れている。
【００４２】
合成部３０は、３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラで構成されているため、入力ポートＰ１に入力されるＲＦ信号に対し入力ポートＰ２に入力されるＲＦ信号の位相差が−９０°であるとき、入力ポートＰ１に入力されたＲＦ信号と入力ポートＰ２とに入力されたＲＦ信号を合成して出力ポートＰ４に出力する。図２の構成では、合成部３０の入力ポートＰ１にＲＦ信号Ａ∠−９０°が入力され、入力ポートＰ２にＲＦ信号Ａ∠−１８０°が入力されるので、それらが合成されて出力ポートＰ４にＲＦ信号２Ａ∠−１８０°が出力される。
【００４３】
以上のように、キャリアアンプ部１に入力されたＲＦ信号は増幅され、ＲＦ信号ＲＦ１として出力される。
【００４４】
次いで、反射波の態様について説明する。まず、入力信号レベルが高く、ピークアンプ部２が増幅動作を行う場合について説明する。この場合、合成分配部１３及び合成分配部２３で反射波が生じる。図３は、合成分配部１３及び合成分配部２３で生じた反射波を表示した場合のキャリアアンプ部１の構成を模式的に示すブロック図である。図３では、合成分配部１３で生じたＲＦ信号Ａ／２∠０°に対する反射波を、反射信号Ｂ／２∠０°と表示している。また、図３では、合成分配部２３で生じたＲＦ信号Ａ／２∠−９０°に対する反射波を、反射信号Ｂ／２∠−９０°と表示している。
【００４５】
合成分配部１３で反射した反射信号Ｂ／２∠０°はそれぞれ、分配部１２の出力ポートＰ３と分配部２２の出力ポートＰ３とに進んでいく。
【００４６】
合成分配部２３で反射した反射信号Ｂ／２∠−９０°はそれぞれ、分配部１２の出力ポートＰ４と分配部２２の出力ポートＰ４とに進んでいく。
【００４７】
分配部１２は、３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラで構成されている。分配部１２の出力ポートＰ３に入力される反射信号に対して、出力ポートＰ４に入力される反射信号の位相差が−９０°であるとき、出力ポートＰ３に入力される反射信号Ｂ／２∠０°と出力ポートＰ４に入力される反射信号Ｂ／２∠−９０°は合成されて入力ポートＰ２から出力され、吸収抵抗Ｒ１により吸収される。入力ポートＰ１からは反射信号は出て来ない。すなわち、増幅器１１に反射波が戻らないため、増幅器１１から分配部１２の入力ポートＰ１を見た場合のインピーダンスはＺ０＝５０Ωのままに見える。
【００４８】
分配部２２は、３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラで構成されている。分配部２２の出力ポートＰ３に入力される反射信号に対して、出力ポートＰ４に入力される反射信号の位相差が−９０°であるとき、出力ポートＰ３に入力される反射信号Ｂ／２∠０°と出力ポートＰ４に入力される反射信号Ｂ／２∠−９０°は合成されて入力ポートＰ２から出力され、吸収抵抗Ｒ２により吸収される。入力ポートＰ１からは反射信号は出て来ない。すなわち、増幅器２１に反射波が戻らないため、増幅器２１から分配部２２の入力ポートＰ１を見た場合のインピーダンスはＺ０＝５０Ωのままに見える。
【００４９】
本構成がキャリアアンプ部１として動作するためには、５０Ω負荷で動くだけでなく、キャリアアンプ部１の負荷が１００Ωのとき（入力信号レベルが低く、ピークアンプ部２が停止しているとき）に、増幅器１１の負荷及び増幅器２１の負荷が１００Ωに見える必要がある。
【００５０】
キャリアアンプ部１の負荷が１００Ωになるとき、すなわち合成部３０の出力ポートＰ４から出力側を見たときのインピーダンスが１００Ωであるとき、合成部３０の出力ポートＰ４で反射波が生ずる。図４は、合成部３０の出力ポートＰ４で生じた反射波を表示した場合のキャリアアンプ部１の構成を模式的に示すブロック図である。図４では、合成部３０の出力ポートＰ４から出力されたＲＦ信号２Ａ∠−１８０°（図２を参照）に対する反射波を、図４では反射信号Ｃ∠０°と表示している。
【００５１】
合成部３０の出力ポートＰ４で生じた反射信号Ｃ∠０°は、合成部３０で分配され、合成部３０の入力ポートＰ１と入力ポートＰ２とに等分される。合成部３０の入力ポートＰ２に出力された反射信号に対して、入力ポートＰ１に出力された反射信号は、−９０°の位相差が生じる。図４において、合成部３０の入力ポートＰ１に出力された反射信号をＣ／２∠−９０°、入力ポートＰ２に出力された反射信号をＣ／２∠０°と表記している。
【００５２】
合成部３０の入力ポートＰ１から出力され、伝送線路Ｌ５を通って合成分配部１３に入力される反射信号は、伝送線路Ｌ５の線路長が１／４波長であるため、Ｃ／２∠−１８０°となる。
【００５３】
合成部３０の入力ポートＰ２から出力され、伝送線路Ｌ６を通って合成分配部２３に入力される反射信号は、伝送線路Ｌ６の線路長が１／４波長であるため、Ｃ／２∠−９０°となる。
【００５４】
合成分配部１３に入力された反射信号Ｃ／２∠−１８０°は等分され、分配部１２の出力ポートＰ３及び分配部２２の出力ポートＰ３のそれぞれに、Ｃ／４∠−１８０°となって出力される。
【００５５】
合成分配部２３に入力された反射信号Ｃ／２∠−９０°は等分され、分配部１２の出力ポートＰ４及び分配部２２の出力ポートＰ４のそれぞれに、Ｃ／４∠−９０°となって出力される。
【００５６】
分配部１２の出力ポートＰ４に入力される反射信号に対して、分配部１２の出力ポートＰ３に入力される反射信号の位相差が−９０°となっているため、これらの反射信号は合成され、分配部１２の入力ポートＰ１からＣ／２∠−１８０°として出力される。
【００５７】
分配部２２の出力ポートＰ４に入力される反射信号に対して、分配部２２の出力ポートＰ３に入力される反射信号の位相差が−９０°となっているため、これらの反射信号は合成されて分配部２２の入力ポートＰ１からＣ／２∠−１８０°として出力される。
【００５８】
増幅器１１及び増幅器２１が出力するＲＦ信号Ａ∠０°に対し、増幅器１１及び増幅器２１に戻ってくる反射信号はＣ／２∠−１８０°となっている。合成部３０の出力ポートＰ４から出力されるＲＦ信号２Ａ∠−１８０°に対し、反射信号はＣ∠０°となっており、ＲＦ信号と反射信号の比率は、どちらも２Ａ：Ｃとなっている。また、ＲＦ信号と反射信号の位相差も同じく１８０°となっている。進行波であるＲＦ信号と反射波である反射信号との関係が同じということは、すなわちインピーダンスが同一であることを意味する。従って、増幅器１１及び増幅器２１の負荷は１００Ωとなり、キャリアアンプ部１の負荷１００Ωと同一となる。
【００５９】
よって、本構成では、ピークアンプ部２の動作中及び停止中の両方の状態で、増幅器１１及び増幅器２２の負荷を所望のインピーダンスに合わせることができる。
【００６０】
以上、本構成によれば、ドハティアンプの内部で増幅器を並列動作させる際に生じる基本波の反射波を抑制ないしは防止し、増幅器の負荷を所望のインピーダンスに合わせられる電力増幅器を実現できることが理解できる。
【００６１】
比較例１
次いで、実施の形態にかかる電力増幅器１００の作用効果を理解するため、比較例１にかかる電力増幅器１５０について説明する。図５は、比較例１にかかる電力増幅器１５０の構成を模式的に示すブロック図である。電力増幅器１５０は、いわゆるドハティアンプを有する電力増幅器として構成される。本実施の形態では、電力増幅器１５０がドハティアンプ１５１及び伝送線路Ｌ１２を有する例について説明する。ドハティアンプ１５１は、キャリアアンプ部１５０１、ピークアンプ部１５０２、分配部３、合成部４及び伝送線路Ｌ１１により構成される。電力増幅器１５０は、高出力が求められる場合には、キャリアアンプ部１５０１及びピークアンプ部１５０２の双方を用いて電力増幅を行う。一方、低出力で動作する場合には、電力増幅器１５０は、ピークアンプ部１５０２を休止させ、キャリアアンプ部１５０１のみで電力増幅を行う。これにより、電力増幅器１５０は、電力増幅による消費電力を低減することができるとともに、飽和電力よりも小さな出力電圧の場合でも高効率に動作することができる。
【００６２】
分配部３は、電力増幅器１００と同様であるので、詳細については説明を省略する。分配部３は、ＲＦ信号ＲＦを等分し、等分したＲＦ信号（図５では１／２ＲＦと表記）をそれぞれキャリアアンプ部１５０１とピークアンプ部１５０２とに出力する。
【００６３】
キャリアアンプ部１５０１は、入力されたＲＦ信号（１／２ＲＦ）を増幅し、増幅したＲＦ信号ＲＦ１を出力する。ピークアンプ部１５０２は、入力されたＲＦ信号（１／２ＲＦ）を増幅し、増幅したＲＦ信号ＲＦ２を出力する。
【００６４】
電力増幅器１５０において、合成部４でＲＦ信号ＲＦ１とＲＦ信号ＲＦ２とが合成され、伝送線路Ｌ１２を経て出力端子Ｔｏｕｔから出力されるメカニズムについては、電力増幅器１００と同様であるので、説明を省略する。
【００６５】
次いで、キャリアアンプ部１５０１及びピークアンプ部１５０２について説明する。この例では、キャリアアンプ部１５０１及びピークアンプ部１５０２の一方又は双方が、並列接続された複数の増幅器を有する。以下では、キャリアアンプ部１５０１が２つの増幅器を有する例について説明する。図６は、複数の増幅器を有するキャリアアンプ部１５０１の構成を模式的に示すブロック図である。キャリアアンプ部１５０１は、増幅器１５１１、増幅器１５２１、合成分配部１５１３、伝送線路Ｌ１５３を有する。キャリアアンプ部１５０１の増幅器１５１１及び増幅器１５２１は、Ａ級またはＡＢ級バイアスされた増幅器である。
【００６６】
キャリアアンプ部１５０１に入力されたＲＦ信号（１／２ＲＦ）は分割され（図６では１／４ＲＦと表記）、増幅器１５１１及び増幅器１５２１のそれぞれへ入力される。
【００６７】
増幅器１５１１は、入力されたＲＦ信号（図６では１／４ＲＦと表記）を増幅する。増幅器１５１１で増幅された信号は、合成分配部１５１３へ伝達される。増幅器１５２１は、増幅器１５１１と同じ増幅率で入力されたＲＦ信号（図６では１／４ＲＦと表記）を増幅する。増幅器１５２１で増幅された信号は、合成分配部１５１３へ伝達される。
【００６８】
図６では、増幅器１５１１及び増幅器１５２１で増幅されたＲＦ信号を、Ａ∠０°と表示している。なお、ＡはＲＦ信号の電力レベルを示し、∠０°は位相を示している。増幅器１５１１及び増幅器１５２１の出力端子における位相を基準に据えるため、０°と表記する。
【００６９】
増幅器１５１１からのＲＦ信号Ａ∠０°と増幅器１５２１からのＲＦ信号Ａ∠０°とは、合成分配部１５１３で、位相が同期した状態で合成される。合成分配部１５１３で合成されたＲＦ信号（図６では２Ａ∠０°と表記）は、伝送線路Ｌ１５３を経て、ＲＦ信号ＲＦ１としてキャリアアンプ部１５０１から伝送線路Ｌ１１へ出力される。
【００７０】
伝送線路Ｌ１５３は、キャリアアンプ部１で増幅される信号に対して１／４波長の伝送線路長となっており、５０Ωの負荷を２５Ωに変換する伝送線路である。伝送線路Ｌ１５３は、特性インピーダンスは√（５０×２５）＝３５．４Ωで与えられる。
【００７１】
以下、電力増幅器１５０の問題点について説明する。電力増幅器１５０では、合成分配部１５１３から伝送線路Ｌ１５３を見た場合のインピーダンスが２５Ωに見えるように作製される。しかし、製造誤差等により、実際には線路長や線路幅がばらついてしまう場合が有る。この場合、伝送線路Ｌ１５３の特性インピーダンスが√（５０×２５）＝３５．４Ωからずれてしまい、合成分配部１５１３から伝送線路Ｌ１５３を見た場合のインピーダンスも２５Ωからずれてしまう。増幅器１５１１及び増幅器１５２１の負荷は、合成分配部１５１３から伝送線路Ｌ１５３を見た場合のインピーダンスの２倍に見えるため、インピーダンスのずれも２倍となる。その結果、増幅器１５１１及び増幅器１５２１を所望の負荷５０Ωに整合させることができなくなる。
【００７２】
別の見方をすれば、合成分配部１５１３で反射波が生ずる、と言うこともできる。反射波の一部は、増幅器１５１１の出力に到達する。増幅器１５１１の出力はハイインピーダンスであるため、出力に到達した反射波は、再度反射される。また、反射波は、増幅器１５２１の出力に到達する。増幅器１５２１の出力はハイインピーダンスであるため、出力に到達した反射波は、再度反射される。このように、合成分配部１５１３で生じた反射波はドハティアンプ１５１を往復し、定在波の発生に繋がる。
【００７３】
定在波が生じると、電力増幅器１５０に設けられた伝送線路のインピーダンスがずれてしまい、ドハティアンプとしての動作に支障を来すこととなる。ドハティアンプ１５１を用いた電力増幅器１５０では、キャリアアンプ部１５０１及びピークアンプ部１５０２が増幅動作を行っている場合には、キャリアアンプ部１５０１から見た伝送線路Ｌ１１のインピーダンスは５０Ωである。これに対し、キャリアアンプ部１５０１のみが増幅動作を行っている場合、キャリアアンプ部１５０１から見た伝送線路Ｌ１１のインピーダンスは１００Ωに見える。そのため、キャリアアンプ部１５０１のみが増幅動作を行っている場合、定在波による伝送線路のインピーダンスのずれは、特に大きな影響を与える。
【００７４】
また、増幅器１５１１及び１５１２は、出力レベルが一致するように作製される。しかし、実際には製造誤差等により、増幅器１５１１及び１５１２の出力レベルにはばらつきが生じる。この場合、出力レベルの大きい増幅器が出力したＲＦ信号の一部が、合成分配部１５１３を経て他方の増幅器に到達してしまうという、いわゆるアイソレーションが取れていない状態となる。増幅器１５１１及び１５１２がＣ級バイアスされた増幅器である場合には、出力レベルがばらつきやすいため、特に問題となる。この場合においても、増幅器の出力に到達したＲＦ信号は反射されるので、反射波の場合と同様に定在波の原因となってしまう。
【００７５】
以上説明したように、比較例１にかかる電力増幅器１５０では、ドハティアンプの内部で生じる定在波の影響を抑制できず、増幅器の負荷を所望のインピーダンスにできないことが理解できる。
【００７６】
これに対し、既述した実施の形態１にかかる電力増幅器１００では、増幅器１１の後段に設けた分配部１２で、反射波やアイソレーションが取れていないことで漏れてくるＲＦ信号を吸収することができる。また、増幅器２１の後段に設けた分配部２２で、反射波やアイソレーションが取れていないことで漏れてくるＲＦ信号を吸収することができる。その結果、定在波が発生しないので、伝送線路のインピーダンスのずれを防止できる。つまり、電力増幅器１００は、キャリアアンプ部１及びピークアンプ部２の一方又は双方に増幅器を複数並列配置する場合に、ドハティアンプでの定在波を防止できる。
【００７７】
実施の形態２
次に、実施の形態２にかかる電力増幅器２００について説明する。電力増幅器２００は、図１に示す電力増幅器１００と同様の構成を有する。電力増幅器２００は、ピークアンプ部２が複数の増幅器を有する電力増幅器として構成される。電力増幅器２００のピークアンプ部２以外の構成は、電力増幅器１００と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
図７は、実施の形態２にかかる電力増幅器２００のピークアンプ部２の構成を模式的に示すブロック図である。図７に示すように、電力増幅器２００のピークアンプ部２は、電力増幅器１００のピークアンプ部２と同様の構成とすることができる。
【００７９】
以上、本構成によれば、実施の形態１と同様に、ドハティアンプの内部で増幅器を並列動作させる際に生じる基本波の反射波を抑制ないしは防止し、増幅器の負荷を所望のインピーダンスに合わせられる電力増幅器を実現できることが理解できる。
【００８０】
その他の実施の形態
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、上述の実施の形態では、合成部３０の入力ポートＰ１及び入力ポートＰ２でのＲＦ信号の反射率が同程度であるものとして説明したが、この限りではない。すなわち、合成部３０の入力ポートＰ１及び入力ポートＰ２でのＲＦ信号の反射率は、必ずしも同程度である必要はない。分配部１２及び分配部２２では、入力ポートＰ１、入力ポートＰ２、出力ポートＰ３及び出力ポートＰ４に入力する信号を等分するものとして説明したが、この限りではない。すなわち、分配部１２及び分配部２２では、入力ポートＰ１、入力ポートＰ２、出力ポートＰ３及び出力ポートＰ４に入力する信号を等分以外の比率で分割することを妨げるものではない。更に、合成分配部１３及び合成分配部２３は、合成部３０から戻ってくる反射信号を等分するものとして説明したが、この限りではない。すなわち、合成分配部１３及び合成分配部２３が、合成部３０から戻ってくる反射信号を等分以外の比率で分割することを妨げるものではない。この場合、分配部１２及び分配部２２の入力ポートＰ１での反射信号にはキャンセルしきれない成分が残ることとなる。しかし、反射信号を減衰させることはできるので、この場合でも上述の実施の形態にかかる電力増幅器は反射波の抑制効果を発揮し得る。
【００８１】
上述では、分配部１２、分配部２２及び合成部３０が３ｄＢ９０°ハイブリッドカプラである例について説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、２入力２出力の分配器であって、それぞれの入力から２つの出力へ信号を分割して（又は等分して）、かつ分割した信号に９０°の位相差を与えることができるならば、他の分配器を適用することが可能である。
【００８２】
上述の実施の形態では、キャリアアンプ部１及びピークアンプ部２の一方又は両方が増幅器及び分配器を２つ有する例について説明したが、これは例示に過ぎない。すなわち、増幅器及び分配器をｎ個（ｎは３以上の整数）有するキャリアアンプ部及びピークアンプ部を構成することも可能である。この際、ｎ個の増幅器から出力される位相∠−０°の信号をｎ入力１出力の合成分配部で合成し、合成した信号を合成部３０の入力ポートＰ１に出力すればよい。また、ｎ個の増幅器から出力される位相∠−９０°の信号をｎ入力１出力の合成分配部で合成し、合成した信号を合成部３０の入力ポートＰ２に出力すればよい。これにより、電力増幅器１００同様に、反射波を抑制できる電力増幅器を実現することができる。
【００８３】
上述の実施の形態では、伝送線路Ｌ５及び伝送線路Ｌ６よるインピーダンス変換を説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、伝送線路Ｌ５と分配部１２の出力ポートＰ３及び分配部２２の出力ポートＰ３のそれぞれとの間に別の伝送線路を設け、伝送線路Ｌ６と分配部１２の出力ポートＰ４及び分配部２２の出力ポートＰ４のそれぞれとの間に別の伝送線路を設ける構成とすることもできる。
【００８４】
以下、伝送線路Ｌ５と分配部１２の出力ポートＰ３との間に設けられた伝送線路を伝送線路Ｌ１と称する。伝送線路Ｌ５と分配部２２の出力ポートＰ３との間に設けられた伝送線路を伝送線路Ｌ３と称する。伝送線路Ｌ６と分配部１２の出力ポートＰ４との間に設けられた伝送線路を伝送線路Ｌ２と称する。伝送線路Ｌ６と分配部２２の出力ポートＰ４との間に設けられた伝送線路を伝送線路Ｌ４と称する。伝送線路のＬ１〜Ｌ４の線路長は、それぞれ１／４波長である。
【００８５】
この例において、上述の実施の形態にかかる伝送線路Ｌ５を伝送線路Ｌ７に置き換え、伝送線路Ｌ６を伝送線路Ｌ８に置き換えた構成について検討する。この場合の伝送線路Ｌ７及び伝送線路Ｌ８の特性インピーダンスを√（５０×３５)＝４２Ωとする。この場合、伝送線路Ｌ７及び伝送線路Ｌ８によるインピーダンス変換は３５Ωとなる。よって、伝送線路Ｌ１及びＬ３から合成分配部１３を見たときのインピーダンスは、７０Ωとなる。伝送線路Ｌ２及びＬ４から合成分配部２３を見たときのインピーダンスは、７０Ωとなる。よって、合成部１２から伝送線路Ｌ１及びＬ３を見たときのインピーダンスを５０Ωとするためには、伝送線路Ｌ１及びＬ３の特性インピーダンスを√（７０×５０）＝５９Ωとすればよい。合成部１３から伝送線路Ｌ２及びＬ４を見たときのインピーダンスを５０Ωとするためには、伝送線路Ｌ２及びＬ４の特性インピーダンスを√（７０×５０）＝５９Ωとすればよい。
【００８６】
この場合、伝送線路Ｌ１及びＬ３でのインピーダンス変換と、伝送線路Ｌ７でのインピーダンス変換というように、２段階のインピーダンス変換が行われる。同様に、伝送線路Ｌ２及びＬ４でのインピーダンス変換と、伝送線路Ｌ８でのインピーダンス変換というように、２段階のインピーダンス変換が行われる。これによれば、それぞれの段階で緩やかにインピーダンス変換を行うことができるので、より広い周波数帯で動作するドハティアンプを実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
上述の実施の形態にかかる電力増幅器は、例えば無線通信システムをはじめとする各種の通信システムで利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１、１５０１  キャリアアンプ部
２、１５０２  ピークアンプ部
３、１２、２２  分配部
４  合成部
１１、２１、１５１１、１５２１  増幅器
１３、２３、１５１３  合成分配部
３０  合成部
３１  ハイブリッドカプラ
４１  電力増幅器
４２〜４５  方向性結合器
４６〜４９  終端抵抗
１００、１５０、２００  電力増幅器
１０１、１５１  ドハティアンプ
４００  電力増幅器
４２０  キャリア増幅器
４２１〜４２３  ピーク増幅器
４２４〜４２６  ９０°トランストランス
４２８  出力負荷
４３０  ９０°トランス
４３２  ４ウェイスプリッタ
４４０  合成部
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ３０  吸収抵抗
Ｔｉｎ  入力端子
Ｔｏｕｔ  出力端子
Ｌ５、Ｌ６、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１５３  伝送線路
【図１】
2015071931.tif 000004
【図２】
2015071931.tif 000005
【図３】
2015071931.tif 000006
【図４】
2015071931.tif 000007
【図５】
2015071931.tif 000008
【図６】
2015071931.tif 000009
【図７】
2015071931.tif 000010
【図８】
2015071931.tif 000011
【国際調査報告】
2015071931.tif 000012
2015071931.tif 000013