(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を出力信号に増幅する電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）であって、
前記入力信号を受信する入力ポート（１１０）と、
出力送信線（１４０）に結合され、前記出力信号を供給する出力ポート（１３０）と、
前記出力送信線（１４０）に沿って分散される複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）であり、複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）の入力が前記入力ポート（１１０）に結合され、複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）の出力が前記出力送信線（１４０）に結合されており、複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）の各副増幅器に対して、少なくとも２つの異なる供給電圧が与えられる、複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）と、
を備え、
前記複数の副増幅器の組のうちの任意の１つまたは複数における、複数の前記副増幅器が、均一なインピーダンスを有する前記出力送信線の、前記副増幅器の組と関連付けられた部分に沿って異なる距離で分散される、電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項２】
前記複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）のうちの第１の組の副増幅器（１５０）が、前記出力送信線（１４０、１４１）の始点に配置された１つの副増幅器（１５１）を含み、前記複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）のうちの第２の組の副増幅器（１６０）が、前記出力送信線の第１の部分（１４１）に沿って分散される少なくとも２つの副増幅器（１６１、１６２）を含み、前記第１の組の前記１つの副増幅器（１５１）に対する第１の供給電圧が、前記第２の組の副増幅器の副増幅器に対する第２の供給電圧と比較して異なる、請求項１に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項３】
前記複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）のうちの第１の組の副増幅器（１５０）が、少なくとも２つの副増幅器（１５１、１５２、１５３、１５４、１５５）を含み、前記少なくとも２つの副増幅器（１５１、１５２、１５３、１５４、１５５）が、前記出力送信線の第１の部分（１４１）に沿って分散される、請求項１に記載の電力増幅器（８００）。
【請求項４】
前記出力送信線の前記第１の部分（１４１）が、均一なインピーダンスを有する、請求項２または３に記載の電力増幅器（８００）。
【請求項５】
前記第１の組（１５０）の前記少なくとも２つの副増幅器（１５１、１５２、１５３、１５４、１５５）に対する供給電圧または前記第２の組（１６０）の前記少なくとも２つの副増幅器（１６１、１６２）に対する供給電圧が、前記出力送信線の前記第１の部分（１４１）に沿って前記出力ポート（１３０）へと向かう前方方向にて徐々に上昇するようにさらに構成される、請求項４に記載の電力増幅器（１００）。
【請求項６】
前記複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）のうちの第２の組の副増幅器（１６０）が、前記出力送信線の第２の部分（１４２）に沿って分散される少なくとも２つの副増幅器（１６１、１６２、１６３、１６４、１６５）を含む、請求項３、ならびに請求項３を引用する請求項４および５のいずれか一項に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項７】
前記複数の副増幅器の組（１５０、１６０、１７０、１８０）のうちの第３の組の副増幅器（１７０）が、前記出力送信線の第３の部分（１４３）に沿って分散される少なくとも２つの副増幅器（１７１、１７２、１７３、１７４、１７５）を含む、請求項６に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項８】
前記出力送信線の前記第２の部分（１４２）が、均一なインピーダンスを有する、請求項６または７に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項９】
前記第２の組の前記副増幅器に対する供給電圧が、前記出力送信線の前記第２の部分に沿って前記出力ポートへと向かう前方方向にて徐々に上昇するように構成される、請求項６から８のいずれか一項に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項１０】
前記出力送信線（１４０、１４１）が、出力送信線（１４０、１４１）の始点で抵抗性負荷により終端される、請求項１から９のいずれか一項に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項１１】
前記出力送信線の各部分の間にアイソレータが配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の電力増幅器（１００、２００、５００、８００、１１００）を備える、電子装置（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の実施形態は、入力信号を出力信号に増幅する分散型電力増幅器に関する。特に、出力送信線に沿って分散される複数組の副増幅器を備える電力増幅器が開示される。さらに、無線通信システムにおける無線ネットワークノードおよびユーザ機器、ならびに分散型電力増幅器を一般的に備える電子装置が開示される。
【背景技術】
【０００２】
たとえば無線通信システムの無線基地局およびユーザ機器において、電力増幅器が広く用いられている。電力増幅器は通常、高周波数の入力信号を無線送信用の出力信号に増幅する。電力消費量を抑えるため、電力増幅器の設計には、高い効率が一般的に望ましい。さらに、衛星または携帯電話もしくはユーザ機器等の多くの用途においては、バッテリによる給電のため、電力量が限られている。電力増幅器の効率を高くすることによって、バッテリの再充電または交換が必要となる前のこれら用途のための動作時間を長くすることが可能となる。
【０００３】
クラスＢ、ＡＢ、Ｆ等の従来の電力増幅器（ＰＡ）は、固定の無線周波数（ＲＦ）負荷抵抗および固定の直流（ＤＣ）電圧源を有する。クラスＢまたはＡＢのＰＡのＲＦ出力電流は、半波整流正弦波電流パルスのパルス列に類似の形態を有する。ＤＣ電流ひいてはＤＣ電力は、ＤＣ供給電圧が一定であることから、ＲＦ出力電流振幅に概ね比例する。ただし、出力電力は、ＲＦ出力電流の２乗に比例する。したがって、従来の電力増幅器の効率すなわちＤＣ電力による出力電力の商も、ＲＦ出力電流振幅に比例する。増幅器の効率は、最高出力電力で高くなり得るものの、最大入力信号振幅と比較して平均で低い電力または低い信号振幅を有する入力信号を増幅する場合には、平均効率が低くなる。
【０００４】
「Ａ  ｎｅｗ  ｈｉｇｈ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｐｏｗｅｒ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｆｏｒ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｗａｖｅｓ」，Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ，ｖｏｌ．２４，ｎｏ．９，ｐｐ．１１６３−１１８２，Ｓｅｐｔ．１９３６に開示のドハティ型増幅器および「Ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｏｕｔｐｈａｓｉｎｇ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ」，Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ，ｖｏｌ．２３，ｎｏ．２，ｐｐ．１３７０−１３９２，Ｎｏｖ．１９３５に開示のシレー型電力増幅器等、いくつかの改良型クラスＢ  ＲＦ電力増幅器は一般的に、ピーク対平均比（ＰＡＲ）が高い振幅変調入力信号の場合、上述の従来の増幅器よりも効率的である。ただし、シレーおよびドハティ型増幅器は、周波数に大きく依存するリアクタンス回路によって動作が決まるため、本質的に狭帯域である。
【０００５】
一般的に、ＲＦ電力増幅器は、いわゆるバックオフ動作にて駆動可能である。これは、電力増幅器がその最大出力電力下において、たとえばデシベル（ｄＢ）数として表される特定のレベルで動作することを意味する。また、バックオフ動作は、瞬時出力電力が相対的に低いことを表す場合がある。電力増幅器の動作を論じる場合は、用語「遷移点」が一般的に用いられるが、これは、特定の振幅点すなわち遷移点において、たとえば動作モード、アクティブな副増幅器の数等、いくつかの大きな変化が電力増幅器に生じることを意味する。ドハティ型等のいくつかの増幅器において、遷移点は、効率プロットにおける高効率点でもある。
【０００６】
広帯域ドハティ型増幅器が多くの関心を集めるテーマとなっており、帯域幅および効率を向上させるための多くの手法が試されてきたものの、残念ながら不都合または欠点がいくつかある。
【０００７】
たとえば、Ｄ  ＧｕｓｔａｆｓｓｏｎらによりＰｒｏｃ．ＩＭＳ  ２０１２で発表された論文「Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａ  ｎｏｖｅｌ  ｗｉｄｅｂａｎｄ  ａｎｄ  ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｈｉｇｈ  ａｖｅｒａｇｅ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」においては、インピーダンスが同じ１／４波長送信線が負荷として用いられており、遷移点で広帯域の効率が得られている。ただし、遷移点での広帯域の効率は、最大電力における効率の犠牲およびトランジスタの利用によって得られており、高平均効率の帯域幅が狭くなるほか、トランジスタのコストが増大する。
【０００８】
本出願人により出願された特許出願ＷＯ２００３／０６１１１５においては、相対帯域幅が１００％すなわち高帯域端および低帯域端における周波数の比が３：１であり、バックオフ動作での効率が高い広帯域増幅器が開示されている。ここに開示の広帯域増幅器は、異なる周波数帯で異なる動作モードを有するとともに、中心周波数の周りで広い瞬時帯域幅を有する。ただし、異なる動作モード間の周波数帯の境界を横切って動作させるのは難しい。さらに、遷移点における出力信号振幅は、帯域幅内で大幅に変動する。
【０００９】
Ｍ  Ｎａｓｅｒｉ、Ａｌｉ  ＡｂａｄｉらによりＰｒｏｃ．ＩＭＳ  ２０１４で発表された論文「Ａｎ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  Ｄｏｈｅｒｔｙ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｃｏｍｂｉｎｅｒ」においては、ＬＣ共振器が出力ノードに用いられている。出力ノードにＬＣ共振器または共振スタブを用いることには、フル電力で出力電力帯域幅および効率帯域幅が狭まる欠点がある。
【００１０】
ＰｉａｚｚｏｎらによりＰｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｖｏｌ．１４５，ｐｐ３１９−３３１，２０１４で発表された論文「Ａ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｄｏｈｅｒｔｙ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ」またはＲ  ＧｉｏｆｒｅらによりＰｒｏｃ．ＩＭＳ  ２０１４で発表された論文「Ａ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｍａｔｃｈｉｎｇ／Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｓｕｉｔａｂｌｅ  ｔｏ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｄｏｈｅｒｔｙ  Ｐｏｗｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ  Ｃｏｖｅｒｉｎｇ  Ｍｏｒｅ  Ｔｈａｎ  ａｎ  Ｏｃｔａｖｅ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ」においては、マルチセクション分岐線結合器の使用を伴う別の技法が開示されているが、この場合は、遷移点およびフル電力の両者において効率帯域幅が制限されるとともに、フル電力において出力電力帯域幅が制限される。
【発明の概要】
【００１１】
本明細書の実施形態の目的は、帯域幅、効率、および出力信号のリプルに関する性能が向上した電力増幅器を提供することである。
【００１２】
一態様によれば、上記目的は、入力信号を出力信号に増幅する電力増幅器によって達成される。この電力増幅器は、入力信号を受信する入力ポートと、出力送信線に結合され、出力信号を供給する出力ポートとを備える。この電力増幅器は、出力送信線に沿って分散される複数組の副増幅器であり、副増幅器の入力が入力ポートに結合され、副増幅器の出力が出力送信線に結合された、複数組の副増幅器をさらに備える。複数組の副増幅器の各副増幅器に対しては、少なくとも２つの異なる供給電圧が与えられる。
【００１３】
本明細書の実施形態によれば、この電力増幅器は、出力送信線に沿って分散される複数組の副増幅器を備える。副増幅器の組数は、バックオフ動作における効率ピークの数に対応しており、各組の副増幅器の数は、帯域幅、出力信号のリプル、および効率と関連する。したがって、副増幅器の組数および各組の副増幅器の数は、広範な入力信号振幅および大きな相対帯域幅にわたる高効率ならびに出力信号の低リプルが実現され得るように構成されていてもよい。
【００１４】
さらに、本明細書の実施形態によれば、複数組の副増幅器の各副増幅器に対して、少なくとも２つの異なる供給電圧が与えられるため、いくつかの組またはいくつかの副増幅器に対する供給電圧は、前記副増幅器における極大出力電圧スイングのみに適応するように押し下げられていてもよい。これによって、効率がさらに向上することになる。さらに、本明細書の実施形態によれば、副増幅器は、出力送信線に沿って分散している。出力送信線は、異なる組の副増幅器に対して異なる特性インピーダンスを有するように構成されていてもよく、たとえば、分散されるいくつかの組の副増幅器に対してのみ、均一な送信線が用いられ、テーパ状または階段状の送信線等の他種の送信線では内挿および外挿されていてもよい。このように、副増幅器からのＲＦ出力電圧および最大出力電流は、供給電圧および出力送信線の特性インピーダンスの適正な組み合わせにより、特定の帯域幅にわたって出力信号のリプルを最小化するように構成されていてもよい。
【００１５】
特定の特徴およびその利点を含めて、本明細書に開示の実施形態の種々態様については、以下の詳細な説明および添付の図面によって、容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本明細書の実施形態に係る分散型電力増幅器の全体構造を示した模式ブロック図である。
【図２】本明細書の実施形態に係る分散型電力増幅器の第１の例を示した模式ブロック図である。
【図３】図２に示す分散型電力増幅器における副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示した図である。
【図４ａ】図２に示す分散型電力増幅器の電気的挙動および効率を示した図である。
【図４ｂ】図２に示す分散型電力増幅器の出力電圧リプルを示した図である。
【図５】本明細書の実施形態に係る分散型電力増幅器の第２の例を示したブロック図である。
【図６】図５に示す分散型電力増幅器における副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示した図である。
【図７ａ】図５に示す分散型電力増幅器の電気的挙動を示した図である。
【図７ｂ】図５に示す分散型電力増幅器の効率を示した図である。
【図８】本明細書の実施形態に係る分散型電力増幅器の第３の例を示したブロック図である。
【図９】図８に示す分散型電力増幅器における副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示した図である。
【図１０ａ】図８に示す分散型電力増幅器の電気的挙動を示した図である。
【図１０ｂ】図８に示す分散型電力増幅器の効率を示した図である。
【図１１】本明細書の実施形態に係る分散型電力増幅器の第４の例を示したブロック図である。
【図１２ａ】図１１に示す分散型電力増幅器における副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示した図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、図１１に示す分散型電力増幅器に実装された出力送信線の一例を示した図である。
【図１３ａ】図５に示す電力増幅器における副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示した図である。
【図１３ｂ】本明細書の実施形態に係る出力送信線の一例を示した図である。
【図１４】本明細書の実施形態に係る出力送信線の一例を示した図である。
【図１５】電子装置を示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の説明全体を通して、要素、ユニット、モジュール、回路、ノード、部分、項目等、類似の特徴を表す場合には、必要に応じて類似の参照番号を使用している。
【００１８】
図１は、入力信号を出力信号に増幅する電力増幅器１００の全体構造を示している。
【００１９】
電力増幅器１００は、入力信号を受信する入力ポート１１０と、出力送信線１４０に結合または接続され、出力信号を供給する出力ポート１３０とを備える。
【００２０】
電力増幅器１００は、出力送信線１４０に沿って分散される複数組の副増幅器１５０、１６０、１７０、１８０をさらに備える。
【００２１】
各組の副増幅器の入力は、入力送信線１２１、１２２またはその他任意の手段（図示せず）を介して、入力ポート１１０に結合または接続されている。各組の副増幅器の出力は、出力送信線１４０に結合されている。
【００２２】
電力増幅器１００の効率の最大化または向上のため、複数組の副増幅器１５０、１６０、１７０、１８０の各副増幅器に対しては、少なくとも２つの異なる供給電圧が与えられる。
【００２３】
電力増幅器１００の機能、特徴、利点については、図１に示すような電力増幅器１００の全体構造に含まれるさまざまな例および実装態様を参照して詳細に論じる。
【００２４】
図２は、電力増幅器１００の第１の例であって、ここでは電力増幅器２００として示している。電力増幅器２００は、２組の副増幅器として、第１の組の副増幅器１５０および第２の組の副増幅器１６０を備える。第１の組の副増幅器１５０は、ここでは出力送信線の第１の部分１４１として示す出力送信線の始点に配置された単一の副増幅器１５１を含む。第２の組の副増幅器１６０は、出力送信線の第１の部分１４１に沿って分散される少なくとも２つの副増幅器１６１、１６２を含む。出力送信線の第１の部分１４１は、均一な特性インピーダンスを有するとともに、同じ値の負荷抵抗ＲＬで終端している。負荷抵抗ＲＬは、出力ポート１３０に結合されたアンテナ、送信線、アイソレータ、または／およびフィルタ等のインピーダンスを表していてもよい。
【００２５】
副増幅器の例示的な供給電圧および最大ＲＦ出力電流を図３に示す。Ｙ軸は、０〜１の相対値で供給電圧および最大ＲＦ出力電流を表しており、円形の記号が最大ＲＦ出力電流を表し、星形の記号が供給電圧を表す。Ｘ軸は、出力送信線に沿って分散される副増幅器を表しており、それぞれの参照番号１５１、１６１〜１６５で示している。
【００２６】
効率の最大化または向上のため、いくつかの副増幅器に対する供給電圧は、これらの副増幅器における極大出力電圧スイングのみに適応するように、通常の最大供給電圧または他の副増幅器に対する供給電圧と比較して抑えられており、これを「押し下げ供給電圧」と称する。これらの押し下げ供給電圧は一般的に、出力送信線に沿って、出力ポート１３０へと向かう前方方向に上昇している。
【００２７】
本実施形態において、第１の供給電圧すなわち副増幅器１５１に対する供給電圧は、第２の組の副増幅器の副増幅器に対する第２の供給電圧と比較して異なる。たとえば、副増幅器１５１に対する供給電圧は、第２の組の副増幅器に対する供給電圧と比較して押し下げられており、副増幅器１５１における極大出力信号電圧スイングに適応する。図３に示すように、第１の副増幅器１５１の最大ＲＦ出力電流振幅および供給電圧はいずれも０．５であり、これは、負荷抵抗および出力電力が同じ単一のトランジスタで構築された従来の電力増幅器の値の半分である。第２の組の副増幅器に対する供給電圧も異なり、出力送信線の第１の部分１４１に沿って、出力ポート１３０へと向かう前方方向にて徐々に上昇するように構成されている。この例においては、第２の組の副増幅器１６０に５つの副増幅器１６１、１６２、１６３、１６４、１６５が含まれており、出力送信線の第１の部分１４１に沿って等距離で分散している。隣接する副増幅器間の距離は、電力増幅器１００の動作周波数帯の中心周波数における１／４波長の電気長に対応する。このように、第２の組の副増幅器の副増幅器１６１、１６２、１６３、１６４、１６５の最大ＲＦ出力電流は通常、ガウス状の「釣鐘」形状に重み付けされており、図３に示すように、副増幅器１６３が最大寄与となっている。この釣鐘形状に重み付けされた出力電流は、出力ポート１３０においても、特定の帯域幅にわたる副増幅器のＲＦ出力電圧振幅に対しても、低リプルを与える。それぞれの駆動信号の適正なタイミングにより、ＲＦ出力電圧スイングに対する副増幅器の寄与は、出力送信線に沿って出力ポートへと向かう前方方向にて、時間的すなわち位相的に同期して加算される。後方進行波が時間差を有するため、副増幅器からの出力電圧の合計は、動作周波数の帯域幅内の入力信号について、低域フィルタリングされたように見えるとともに、最大出力電圧振幅においては、わずかなリプルのようにしか見えない。
【００２８】
図４ａは、本明細書の実施形態に係る電力増幅器２００の帯域幅内の周波数における理論的な電気的挙動であって、入力信号振幅に対するＲＦ出力電流、出力電圧、および効率を示しており、図４ａ中のＹ軸およびＸ軸上に示す値はすべて相対値である。図４ａの左には、ＲＦ出力電流の大きさを上枠中に示しており、すべての副増幅器におけるＲＦ出力電圧の振幅を下枠に示している。図４ａの右には、当該帯域幅にわたる効率を示している。
【００２９】
第１の副増幅器１５１は、遷移点の下側では実質的に線形に上昇するＲＦ出力電流（たとえば、最大入力信号振幅の０．５）および遷移点の上側では実質的に一定のＲＦ出力電流で単独動作している。出力送信線１４１に沿って出力ポート１３０へと向かう前方方向に進行する波の場合は反射がないため、この副増幅器１５１は、理想的には広帯域の一定負荷が見込まれる。したがって、遷移点の下側で単独動作する場合は理論上、リプルを完全になくすことができる。第２の組の副増幅器の１６０の副増幅器１６１、１６２、１６３、１６４、１６５は、遷移点の上側でアクティブであり、これらの副増幅器からのＲＦ出力電流は、区分的にゼロから遷移点を上回るまで線形に上昇する。
【００３０】
すべての副増幅器１５１、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５におけるＲＦ出力電圧振幅は、出力送信線１４１が均一な特性インピーダンスを有することから、遷移点の下側ですべて実質的に同一であり、出力送信線１４１の始点にある副増幅器１５１のみがアクティブである。遷移点の上側では、出力送信線１４１の端部に近い副増幅器ほど、相対出力電圧の上昇が大きい。ＲＦ電圧は、副増幅器のＲＦ出力電流振幅に比例して、出力送信線に沿って大幅に上昇する。図３に示す副増幅器の供給電圧は、図４ａに示すように、最大ＲＦ出力電圧振幅に従う。
【００３１】
遷移点の上側の入力信号振幅においては、帯域幅にわたって、各副増幅器の最大ＲＦ出力電圧がいくから変動する。これは図４ｂに見られるが、図中、Ｘ軸は帯域幅内の相対周波数を表し、Ｙ軸は出力電圧振幅を表している。また、さまざまなトレースがさまざまな副増幅器の最大ＲＦ出力電圧を表しており、たとえば、最も上側のトレースすなわちトレース６は、出力ポート１３０に最も近くて最大ＲＦ出力電圧が最も高い副増幅器１６５の最大ＲＦ出力電圧を表している。前述の通り、副増幅器１５１は、遷移点の下側で単独動作する場合、リプルを理論上完全になくすことができ、これは、他のトレースと比較してリプルがほとんどない最も下側のトレースすなわちトレース１に見られる。トレース２によって表される副増幅器１６１の最大ＲＦ出力電圧のリプルも相対的に小さい。副増幅器１６２、１６３、１６４、１６５については、リプルが相対的に大きい。これらの副増幅器１６２、１６３、１６４、１６５の場合、リプルの大部分は、後方進行波間の干渉である。後方進行波の釣鐘重み付け応答全体によるリプルは、ある程度低いものの、後方進行波の切頂応答すなわち釣鐘重み付け応答の一部のみによるリプルは、相対的に高い。これらの副増幅器１６２、１６３、１６４、１６５においては、後方進行波の釣鐘重み付け応答の一部のみが見られるため、リプルは相対的に大きい。たとえば、副増幅器１６３は、それ自体の寄与および後方進行波群全体の反射応答のほか、副増幅器１６４および１６５からの後方進行波が見込まれる。
【００３２】
出力送信線の均一なインピーダンスの結果として、第１の副増幅器１５１については、インピーダンスのリプルが存在しない。その結果、遷移点の下側では、この副増幅器または出力ポート１３０のいずれにおいても、インピーダンスのリプルによる電気的リプルが存在しない。遷移点の上側では、残りの副増幅器からの後方進行波が第１の副増幅器で反射されて出力ポート１３０に戻るため、振幅の増大とともに出力電圧リプルが増加する。
【００３３】
図４ａを再び参照して、下枠は、３：１帯域幅すなわち中心周波数の０．５〜１．５倍にわたる効率を示している。遷移点の下側では、他の帯域幅制限効果を無視すると、効率が均一である。すなわち、遷移点の下側では、効率が変動しないことが分かる。遷移点の上側では、入力信号振幅の増大とともに「効率リプル」も増加する。
【００３４】
図５は、電力増幅器１００の第２の例であって、ここでは電力増幅器５００として示している。電力増幅器５００は、電力増幅器２００と同様の構造を有するものの、追加の組の副増幅器を備えるとともに、各組の副増幅器が異なる数の副増幅器を有する。図５に示すように、電力増幅器５００は、３組の副増幅器として、第１の組の副増幅器１５０、第２の組の副増幅器１６０、および第３の組の副増幅器１７０を備える。第１の組の副増幅器１５０は、出力送信線の第１の部分１４１の始点に配置された１つの単一の副増幅器１５１を含む。第２の組の副増幅器１６０は、出力送信線の第１の部分１４１に沿って分散される４つの副増幅器１６１、１６２、１６３、１６４を含み、第３の組の副増幅器１７０も、出力送信線の第２の部分１４２に沿って分散される４つの副増幅器１７１、１７２、１７３、１７４を含む。出力送信線の第１および第２の部分１４１、１４２は、均一な特性インピーダンスを有しており、出力送信線の第２の部分１４２は、出力送信線１４２の特性インピーダンスに適合する負荷抵抗ＲＬで終端している。
【００３５】
本実施形態によれば、電力増幅器５００は、フル出力または入力信号振幅の０．２５および０．５という２つの遷移点を伴って動作するとともに、２：１の帯域幅で出力電圧振幅のリプルが小さい。隣接する副増幅器間の距離は、中心周波数における１／４波長に対応する。
【００３６】
副増幅器１５１、１６１〜１６４、１７１〜１７４の供給電圧および最大ＲＦ出力電流を図６に示す。第１の副増幅器１５１の最大ＲＦ出力電流振幅および供給電圧は、いずれも０．２５である。第２および第３の組１６０、１７０の最大ＲＦ出力電流は、いずれも実質的に「釣鐘形状」に重み付けされている。釣鐘形状ＲＦ出力電流の正確な値は、最適化によって求められる。そうでなければ、単純であるが、いく分最適ではない低整数重み付け係数は、たとえば副増幅器１５１について３、副増幅器１６１〜１６４について１−２−２−１、副増幅器１７１〜１７４について２−４−４−２であってもよい。第２および第３の組１６０、１７０の副増幅器に対する供給電圧は、出力送信線の第１および第２の部分１４１、１４２に沿って、出力ポート１３０へと向かう前方方向にて徐々に上昇するように構成されている。
【００３７】
帯域幅の上側周波数端における電力増幅器５００の電気的挙動を図７ａに示すが、上枠にはＲＦ出力電流の大きさを示し、下枠にはＲＦ出力電圧振幅を示している。
【００３８】
ここでも、第１の副増幅器１５１は、第１の遷移点０．２５の下側では単独で動作し、第１の遷移点の上側では一定のＲＦ出力電流で動作している。第１の組の４つの副増幅器１６１〜１６４のＲＦ出力電流は、第１の遷移点の上側で上昇し、第２の遷移点の上側で一定となる。第３の組の４つの副増幅器１７１〜１７４のＲＦ出力電流は、第２の遷移点の上側で、フル出力電力まで上昇し続けている。
【００３９】
リプルおよび効率等のその他の挙動は、上述の電力増幅器２００と同様である。たとえば、第１の遷移点の下側では、出力電圧振幅のリプルが存在せず、第１の遷移点の上側では、出力電圧振幅の増大とともにリプルが増加する。さらに、第１の遷移点の下側では、効率が変動しない。遷移点とそれぞれ関連付けられた２組の分散副増幅器が存在することから、図７ｂに示すように２つの効率ピークが存在し、１つは第１の遷移点０．２５に、もう１つは第２の遷移点０．５に存在する。
【００４０】
本明細書のいくつかの実施形態によれば、電力増幅器２００、５００の副増幅器１５１は、如何なる種類の電力増幅器であってもよく、単一または複数のトランジスタで構築された従来の電力増幅器であってもよいし、新たに開発された如何なる電力増幅器であってもよい。さらには、より多くの組の副増幅器が含まれていてもよく、各組の副増幅器が遷移点と関連付けられていてもよい。各組の副増幅器は、異なる数の副増幅器を有していてもよく、釣鐘形状のＲＦ出力電流寄与を有するように構成されているのが好ましい。
【００４１】
図８は、電力増幅器１００の第３の例であって、ここでは電力増幅器８００として示している。電力増幅器８００は、４組の副増幅器として、第１の組の副増幅器１５０、第２の組の副増幅器１６０、第３の組の副増幅器１７０、および第４の組の副増幅器１８０を備える。各組の副増幅器は、７つの副増幅器を含む。たとえば、第１の組の副増幅器１５０は、出力送信線の第１の部分１４１に沿って分散される７つの副増幅器１５１〜１５７を含む。第２の組の副増幅器１６０は、出力送信線の第２の部分１４２に沿って分散される７つの副増幅器１６１〜１６７を含み、第３の組の副増幅器１７０は、出力送信線の第３の部分１４３に沿って分散される７つの副増幅器１７１〜１７７を含む。第４の組の副増幅器１８０は、出力送信線の第４の部分１４４に沿って分散される７つの副増幅器１８１〜１８７を含む。
【００４２】
出力送信線の４つの部分１４１〜１４４はすべて、均一な特性インピーダンスを有しており、出力送信線の第４の部分１４４は、出力送信線の特性インピーダンスに適合する負荷抵抗ＲＬで終端している。
【００４３】
この例において、出力送信線上の後方進行波は、出力送信線の第１の部分１４１の始点において、適合した抵抗性負荷ＲＴで終端しており、これは後方方向の任意の距離にあるため、後方進行波が出力ポート１３０に向かって後方に反射されることはない。隣接する副増幅器間の距離は、動作周波数の中心周波数における１／４波長の電気長に対応する。
【００４４】
各副増幅器の供給電圧および最大ＲＦ出力電流を図９に示す。各組の副増幅器に対する供給電圧は、出力送信線のその部分に沿って、前方方向にて徐々に上昇するように構成されている。釣鐘形状に重み付けされたＲＦ出力電流寄与および各組当たりの副増幅器の数は、効率および高効率の帯域幅にのみ影響する。これは、後方進行波からの付加的なＲＦ電圧がより高い供給電圧を必要とするため、この付加的な電圧リプルが規定の帯域幅内でのみ低く保たれるためである。
【００４５】
帯域幅の上側周波数端における電力増幅器８００の電気的挙動を図１０ａに示すが、上枠にはＲＦ出力電流の大きさを示し、下枠にはＲＦ出力電圧振幅を示している。
【００４６】
本実施形態によれば、電力増幅器８００は、フル出力または入力信号振幅の０．２５、０．５、および０．７５という３つの遷移点を伴って動作するとともに、４：１の帯域幅で出力電圧振幅のリプルが小さい。第１の遷移点０．２５の下側では第１の組の副増幅器１５０のみがアクティブであり、第１の組の副増幅器１５１〜１５７のＲＦ出力電流は、第１の遷移点０．２５の下側で上昇し、第１の遷移点０．２５の上側で一定となる。対称性により、副増幅器１５１〜１５３および副増幅器１５５〜１５７からのＲＦ出力電流は、対で等しいことから、図１０ａに参照番号で示すように、真ん中の副増幅器すなわち副増幅器１５４を除いて、それぞれの電流曲線は互いに重なり合う。第２の遷移点０．５においては、第１および第２の組の副増幅器１５０、１６０がいずれもアクティブである。第２の組の副増幅器１６１〜１６７のＲＦ出力電流は、第１の遷移点０．２５の上側で上昇し、第２の遷移点０．５の上側で一定となる。第３の組の副増幅器１７１〜１７７のＲＦ出力電流は、第２の遷移点０．５の上側で上昇し、第３の遷移点０．７５の上側で一定となる。第４の組の副増幅器１８１〜１８７のＲＦ出力電流は、第３の遷移点０．７５の上側で、フル出力電力まで上昇し続けている。異なる組の副増幅器の挙動には、特定の類似性が存在することが分かる。
【００４７】
出力送信線１４１〜１４４が均一な特性インピーダンスを有することから、副増幅器の参照番号で示される４つの曲線群を示した図１０ａの下枠に示すように、各組の副増幅器１５０〜１８０からのＲＦ出力電圧振幅は、同様の挙動を有する。たとえば、副増幅器１５１〜１５７からのＲＦ出力電圧振幅は同一であり、アクティブになる第１の遷移点の下側で線形に上昇している。この遷移点の上側では、その出力送信線１４１の端部に近い副増幅器ほど、相対ＲＦ出力電圧振幅の上昇が大きい。次の遷移点の上側では、ＲＦ出力電圧振幅が実質的に一定である。
【００４８】
最大出力電圧のリプルの大きさは、すべての副増幅器について類似するものの、各組の副増幅器の帯域幅にわたるリプルの数は、より多くの組の副増幅器がアクティブな場合または関与する場合に多くなる。これは、後方進行波の全インパルス応答の持続時間がより長いためである。
【００４９】
図１０ｂは、電力増幅器８００の場合の４：１帯域幅にわたる効率曲線を示している。第１の遷移点０．２５、第２の遷移点０．５、および第３の遷移点０．７５それぞれにおいて、３つの効率ピークが存在することが分かる。効率は、その他の組と比較して、第１の組の副増幅器１５０でより低いものの、電流に関しては、すべての組の副増幅器で同一である。これは、第１の組の供給電圧が低いのに対して、電圧リプルは、他の組と比較して類似しているためである。したがって、第１の組の副増幅器の場合、リプルに適応するヘッドルームは、全供給電圧のより大きな部分である。ＤＣ電力が供給電圧に比例することから、第１の組で効率がより低下する。
【００５０】
本明細書のいくつかの実施形態によれば、異なる組の副増幅器と関連付けられた出力送信線の異なる部分は、異なる特性インピーダンスを有していてもよい。図１１は、図５に示す電力増幅器５００と構造が類似する電力増幅器１１００を示している。本実施形態において、第１の組の副増幅器１５０は、唯一の副増幅器１５１を含むとともに、２つの分散群が後続しており、第２の組１６０は、出力送信線の第１の部分１４１に沿って分散される７つの副増幅器を有し、その中で第３の組１７０は、出力送信線の第２の部分１４２に沿って分散される９つの副増幅器を有する。
【００５１】
図１２ａには、すべての副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示す。また、出力送信線の形状を図１２ｂに示す。出力送信線の第１の部分１４１は、階段状のテーパ状送信線であることが分かる。すなわち、出力送信線の第１の部分１４１は、始点でインピーダンスがより高く、出力ポートに向かってインピーダンスが低下し、出力送信線の第２の部分１４２は、インピーダンスが均一な送信線である。星形の記号が示す上側の曲線に見られるように、供給電圧は、第１の副増幅器１５１および第２の組の副増幅器１６１〜１６７に対して等しい一方、第３の組１７０の場合は、出力送信線に沿って出力ポートへと向かう前方方向に上昇している。小さな円形の記号が示す下側の曲線に見られるように、第２および第３の組の副増幅器の各副増幅器からの最大ＲＦ出力電流によって形成されたパターンについても、分散群ごとに釣鐘形状である。出力送信線の上側の接合点に示される増幅器記号のステップサイズおよび幅は、当該接合点に位置付けられた副増幅器の最大ＲＦ出力電流に対応する。
【００５２】
本明細書のいくつかの実施形態によれば、インピーダンスが均一で供給電圧が押し下げられた出力送信線の部分に沿って、如何なる組の副増幅器が分散していてもよいし、形状がテーパ状で供給電圧が一定の出力送信線の部分に沿って、如何なる組の副増幅器が分散していてもよい。また、如何なる組の副増幅器内でも、変動するインピーダンスおよび異なる押し下げ供給電圧を組み合わせ可能である。図１３ａは、図５に示す電力増幅器５００について、すべての副増幅器の供給電圧および最大出力電流を示しており、第１の副増幅器１５１には、４つの副増幅器を各々の組に備える２組の副増幅器１６０、１７０が後続する。図１３ｂは、出力ポートに向かって階段状にインピーダンスが低下している出力送信線を示している。一様な誘電体厚の基板上の送信線のアドミタンスは、送信線の幅に大部分が比例する。したがって、この場合、出力送信線のインピーダンスが始点で高く、出力ポートに向かって低下する。このため、インピーダンスおよび供給電圧のいずれも、出力送信線に沿って変動することになる。ここでも、最大ＲＦ出力電流は、分散組ごとに釣鐘形状に従う。この例において、供給電圧、ＲＦ出力電流、および局所的な特性インピーダンスは単に、「純粋な」実装態様におけるそれぞれの値の幾何平均に過ぎない。すなわち、中間で対数的に内挿されている。たとえば、第１の副増幅器１５１に対する供給電圧は、純粋なテーパ状インピーダン実装態様の値の半分であるが、純粋な均一インピーダン実装態様の２倍である。また、他の内挿点も可能である。
【００５３】
同一の副増幅器を有することは、生産する増幅器チップの種類が少なくなる簡潔さならびにチップもしくは副増幅器の生産における規模の経済性のため、利点となることが多い。たとえば、副増幅器は、幅および長さが同じトランジスタで作製することにより、同一または等しいサイズとすることができる。そして、分散される組の副増幅器の真ん中で出力送信線に沿って副増幅器を互いにより近く配置することにより、当該組の局所的なＲＦ出力電流密度の釣鐘形状を実現可能である。この等しいサイズの副増幅器の出力送信線に沿った等しくない距離での配置を図１４に示すが、出力送信線の局所的な勾配は、副増幅器の局所的な密度を示している。すなわち、勾配が急になるほど、副増幅器が高密度である。この例においては、出力送信線に沿って、１４５個の同一の副増幅器が等しくない距離で分散している。同様に分散される副増幅器への入力駆動信号のタイミングにより、各副増幅器のＲＦ出力電圧スイングに対する寄与は、出力送信線に沿って出力ポートへと向かう前方方向にて、時間的に同期して加算されることになる。分散される組の各副増幅器に関して、ＲＦ出力電圧スイングがほぼ等しい量だけ出力ポートに向かって増大することから、各組の副増幅器の供給電圧は、出力送信線に沿って出力ポートへと線形に上昇する。後方進行波からのリプルへの適応には、わずかな量のヘッドルームが用いられる。
【００５４】
１種類の副増幅器だけではなく、２つ以上の異なる種類の副増幅器を有することは、利点となり得る。出力送信線の始点に沿って分散されるものでは、他の望ましい特性およびコストを犠牲にして、破壊電圧が不必要に高くなってしまうためである。さらに、供給電圧が多すぎることも、問題となり得る。この例の準最適解は、各副増幅器がそれぞれに計１４５個の供給電圧を要する代わりに、電圧の組数を減らして、たとえばすべての副増幅器に対して７〜１０個の供給電圧を共有して使用することである。
【００５５】
本明細書のいくつかの実施形態によれば、出力送信線の如何なる部分も、当該出力送信線の始点でインピーダンスが低く、出力ポートに向かってインピーダンスが上昇または増大するようになっていてもよい。そして、出力送信線の始点に近い副増幅器の供給電圧は、均一なインピーダンスの送信線に沿って分散される副増幅器の供給電圧よりも低くなる。あるいは、出力送信線の如何なる部分も、当該出力送信線の始点でインピーダンスが高く、出力ポートに向かってインピーダンスが減少または低下するようになっていてもよい。そして、出力送信線の始点の副増幅器は、供給電圧が高いものの、電流は小さくなる。インピーダンス／電圧が低下する変形およびインピーダンス／電圧が上昇する変形のいずれにも、通常は、所要周波数範囲についてより優れた性能の他のトランジスタ技術の使用を可能にすることによって、潜在的な利点がある。
【００５６】
以下、本明細書の実施形態に関して、いくつかの実装態様を論じる。所望の帯域幅、効率、およびリプルに応じて、電力増幅器１００、２００、５００、８００、１１００は、組または分散群当たり、より少ない副増幅器または多くの副増幅器で実装されていてもよい。各組の副増幅器の出力送信線に沿って分散される副増幅器からのＲＦ出力電流の釣鐘形状により、送信線の全物理長が短くなって、経過時間が同等に短くなる。長さ当たりの損失が大きい場合または所与の仕様について物理的空間が限られるもののそれが不要な場合は、送信線の物理長を短く保つのが望ましいことが多い。ＲＦ出力電流の釣鐘形状の目的は主として、動作帯域幅の下側周波数端を上回る周波数で後方進行波の周波数応答のサイドローブレベルを低く保つことである。これにより、終端抵抗で後方進行波の電力がどれほど取り除かれるか、ならびに副増幅器におけるＲＦ出力電圧のリプル振幅の一部が決定されるためである。たとえば、ドルフ・チェビシェフ、ガウス、二項、ハミング、ブラックマン等の窓関数によって、良好な初期釣鐘形状が与えられる場合がある。相対帯域幅の増大、リプルの低減、または効率の向上の一般解は、より長い送信線にわたって広がった、より多いが小さい副増幅器を使用することである。送信線（または、等価回路）の全長を短く保つことは、一般的に良いことである。送信線の単位長当たり、損失が常に存在するためである。より長い送信線を有することのプラス面とマイナス面とのトレードオフは、さまざまな実装技術ごとに異なる。
【００５７】
最適な効率となるため、副増幅器には、大略固定された異なるＤＣ供給電圧が必要となる。複数の副増幅器に同じ供給電圧を有して異なる電圧の数を減らすことは、効率の損失をほとんど伴わずに可能な場合が多く、低リプルおよび広帯域幅の利点が影響を受けることはない。たとえば、供給電圧は、同じ組または異なる組の副増幅器によって共有されていてもよい。図３、図６、および図９に示すように、次組の第１の副増幅器に対する供給電圧は、前組の最後の副増幅器に対する供給電圧に近くてもよいし、同じであってもよい。単一のインダクタのみで複数のＤＣ電圧を同時に供給可能なスイッチングＤＣ−ＤＣコンバータによれば、ＤＣ電圧が１つだけのＤＣ−ＤＣコンバータを有する場合と比較して、上記ＤＣ供給電圧を与えるためのサイズおよびコストを抑えることができる。
【００５８】
異なる副増幅器のトランジスタのドレイン端子に対する供給電圧が異なる場合、これらのＤＣ供給電圧は、キャパシタによって、送信線の短絡から遮断される必要がある。これは、いくつかの実装態様において問題となる場合がある。これらのＤＣ遮断キャパシタは、最も低いサポート周波数に対して逆の対応となるためである。トランジスタのドレイン端子は、ＲＦ出力電圧スイングを有するため、回路の観点では影響を受けやすい。したがって、異なる副増幅器に対して異なるソース端子ＤＣ電圧を有するとともに、代替として、出力送信線に直接結合されたドレイン端子を有するのが好都合となり得る。
【００５９】
図１および図８に示すように、後方進行波の終端は、出力送信線の始点に終端抵抗を有することによってなされてもよい。また、後方終端は、出力送信線の各セグメント間に十分広帯域のアイソレータを配置することにより、分散群間で実行可能である。すなわち、出力送信線のいくつかの部分の間または各部分の間にアイソレータが配置されるようになっていてもよい。
【００６０】
本明細書の実施形態に係る電力増幅器１００、２００、５００、８００、１１００の高効率は、高効率波形の使用により実現されてもよく、たとえば、クラスＢ、Ｃ、またはＦで動作するように電力増幅器が駆動される。帯域幅が非常に広い電力増幅器では、副増幅器におけるプッシュ・プル結合のトランジスタ等、特殊な設計が必要となる場合がある。また、いくつかのこのような場合では、本明細書の実施形態に係る電力増幅器１００、２００、５００、８００、１１００は、入力ポート１１０にバランを備えて差動入力信号を与える別の実装であってもよく、副増幅器が完全差動であってもよい。他の実装態様も実現可能であって、帯域幅や他の要件には、特定の回路技法の使用を要する場合がある。
【００６１】
各副増幅器に対する駆動信号の正しいタイミングは、入力送信線１２１、１２２上の副増幅器間の伝搬時間を出力送信線１４１、１４２、１４３、１４４上の伝搬時間に対して適合させることにより実現される。駆動信号の非線形振幅成形は、さまざまな方法で実行可能である。異なる振幅オン点を得る１つの方法は、クラスＡＢバイアスの単トランジスタ増幅器および異なるバイアスのクラスＣ増幅器を使用することである。これは、副増幅器のトランジスタで直接行うことも可能であるし、ドライバ段階で行うことも可能である。振幅上限（振幅クランプ）は、副増幅器またはドライバ段階での飽和によって実現可能である。振幅上限を実現する別の方法は、高バイアス増幅器のＲＦ出力信号から、低バイアス増幅器のＲＦ出力信号を減算することである。このようにして、特定の範囲にわたって振幅が勾配し、当該範囲の上側では振幅が平坦な信号を得ることができる。別の方法は、アナログまたはデジタル領域において、乗算器、変調器、または混合器によって信号振幅を成形することである。
【００６２】
ある組の副増幅器に対する駆動信号は、さまざまな点でさまざまな方法により分割されてもよい。１つの考えとして、トランジスタのゲートにおける電圧振幅が正しく、異なる副増幅器に対する駆動信号のタイミング差が出力送信線上の時間遅延に適合するように、駆動信号を分散させる方法を十分に広帯域なものとする。いくつかの実施形態によれば、副増幅器の入力における抵抗性入力インピーダンスは、アドミタンスが低下する入力送信線のアドミタンスステップに適合するものとして与えられる。いくつかの実施形態によれば、広帯域ドライバに個々の入力送信線を組み合わせるのが好ましい場合もある。利得・帯域幅の積を最大化するため、分散される組の副増幅器のトランジスタの入力キャパシタンスが考慮され、合成送信線（たとえば、入力送信線１２１、１２２）に吸収されるようになっていてもよい。
【００６３】
副増幅器のトランジスタの出力における寄生リアクタンスは、多くの方法で処理可能である。トランジスタ出力ノードにおける純粋なキャパシタンスは通例、出力送信線に吸収可能なため、当該出力送信線は、このキャパシタンスの合成送信線および高インピーダンスのより短い送信線セグメントから成っていてもよい。あるいは、出力送信線は、トランジスタキャパシタンスのほかに直列インダクタンスのみから成っていてもよいし、インダクタンスおよび送信線の組み合わせから成っていてもよい。さらに、送信線における直列インダクタンスの一部として負性変換器を使用することにより、導線インダクタンスが相殺されるようになっていてもよい。一般的に、高周波性能の改善には、副増幅器におけるより小さくて多くのトランジスタの使用および／または略合成送信線の使用が求められる。すなわち、送信線のキャパシタンスのほとんどは、トランジスタのキャパシタンスによって与えられる。
【００６４】
以上、種々態様の実施形態を説明したが、当業者には、多くの異なる変更、改良等が明らかとなるであろう。たとえば、本明細書の実施形態に係る電力増幅器は、異なる組の副増幅器を有していてもよく、各組は、異なる数の副増幅器を有していてもよいし、異なる形状および特性インピーダンの異なる出力送信線を有していてもよいし、供給電圧、最大出力電流、および遷移点等に関して異なる構成を有していてもよい。したがって、上記実施形態は、本開示の範囲の限定を意図したものではない。
【００６５】
上記実施形態から、いくつかの利点を導き出すことができる。たとえば、本明細書の実施形態に従って説明した技法および方法は、広い振幅範囲および任意に広い相対帯域幅にわたって高効率の電力増幅器を構築するのに用いられてもよい。本明細書の実施形態に係る電力増幅器は、単一の広帯域モードにおいて、均一な駆動信号で動作するように設計されていてもよい。本明細書の実施形態に係る電力増幅器は、バックオフ動作における効率ピークの数に対応するより少ない組の副増幅器または多くの組の副増幅器で実装されるようになっていてもよい。副増幅器の各組の特定の特性により、一連の組を構成して、任意数の効率ピークを実現することができる。本明細書の実施形態に係る電力増幅器は、より広い帯域幅、低リプルもしくは高効率、またはこれらの任意の組み合わせを可能にするより多くの副増幅器を考慮して、組当たりより少ない副増幅器または多くの副増幅器で実装されてもよい。出力信号は理論上、後方進行波の終端によって、すべての出力振幅およびすべての周波数でリプルがないと考えられる。本明細書の実施形態に係る電力増幅器は、異なる要件に応じて、距離が等しい副増幅器もしくは距離が等しくない副増幅器ならびにサイズが等しい副増幅器もしくはサイズが等しくない副増幅器で実装されてもよい。本明細書の実施形態に係る電力増幅器は、分散されたいくつかの組の副増幅器のみを対象とした均一な送信線の使用、テーパ状もしくは階段状送信線、１／４波長、長さが等しくない連続テーパ状の送信線等、他種の送信線における内挿および外挿入、ならびに「部分的押し下げ」供給電圧と併せた送信線間のインピーダンスプロファイルの使用等、他の変形を有していてもよい。さらに、本明細書の電力増幅器の実施形態は、他の多くの増幅器技法と組み合わされていてもよく、高周波動作の改善が可能であってもよい。
【００６６】
本明細書の実施形態に係る電力増幅器１００、２００、５００、８００、１１００は、さまざまな電子装置で採用されるようになっていてもよい。図１５は、電子装置１５００のブロック図を示しており、たとえば、無線通信システムにおける無線周波数送受信機、無線通信装置、ユーザ機器、モバイル装置、基地局、または無線ネットワークノード等であってもよいし、電力増幅器を要する任意の一般的な電子回路または機器であってもよい。電子装置１５００は、他のユニットを備えていてもよく、処理ユニット１５１０を示している。
【００６７】
単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅまたはｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」の使用に際しては、非限定的すなわち「〜から少なくとも成る（ｃｏｎｓｉｓｔ  ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｆ）」の意味と解釈されるものとする。
【００６８】
本明細書の実施形態は、上記実施形態に限定されない。さまざまな代替、改良、および均等物が用いられてもよい。したがって、上記実施形態は、添付の特許請求の範囲により規定される本発明の範囲を限定するものとは捉えられないものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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