(57)【要約】【課題】  ドハティ増幅器は出力レベルが高く、さらに高効率となるが、キャリア増幅器、ピーク増幅器の最低２つの増幅素子が必要となるため、ドハティ増幅器を採用した増幅装置そのものが大きくなってしまうという欠点があった。  【解決手段】入力信号を増幅するキャリア増幅器と、入力成分のピーク成分のみを増幅するピーク増幅器から構成されるドハティ型増幅器において、基材に前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器を実装し、前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器をカバーするパッケージから構成されるドハティ型増幅器を提供する。  さらに、ピーク増幅器及びキャリア増幅器は、プッシュプル型で設けられていることを特徴とするドハティ型増幅器。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を増幅するキャリア増幅器と、入力成分のピーク成分のみを増幅するピーク増幅器から構成されるドハティ型増幅器において、
基材に前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器を実装し、前記キャリア増幅器と前記ピーク増幅器をカバーするパッケージから構成されるドハティ型増幅器。
【請求項２】
請求項１記載のドハティ型増幅器において、ピーク増幅器及びキャリア増幅器は、プッシュプル型で設けられていることを特徴とするドハティ型増幅器。
【請求項３】
入力信号を増幅する第１の増幅素子と、第２の増幅素子から構成される増幅器において、
基材に前記第１の増幅素子と前記第２の増幅素子を実装し、前記第１の増幅素子と前記第２の増幅素子をカバーするパッケージから構成される増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動体通信システムなどの無線通信システムに備えられる基地局装置や中継増幅装置などに増幅器に関するものであり、特に装置の効率化をもたらすドハティ型増幅器に関するものである。
【０００２】
ここで、無線通信システムとしては、例えば、携帯電話システムや簡易型携帯電話システム（ＰＨＳ：Personal Handy Phone System）、それらのインフラを利用したデータ通信システムなどの種々なシステムが用いられてもよ
い。
【０００３】
また、通信方式としては、例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式
やＷ（Wide band）-ＣＤＭＡ方式やＴＤＭＡ(Time Division Multiple Access)方式やＦＤＭＡ(Frequency Division Multiple Access)方式などの種々な方式が用いられてもよい。
【０００４】
ここで、本発明に係る増幅装置などの構成としては、必ずしも、以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
【０００５】
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は種々な分野に適用することが可能なものである。
【背景技術】
【０００６】
近年無線通信分野において、携帯電話等の携帯端末に代表されるように装置の小型化が求められているが、基地局等においても同様であり、それに伴い全体の消費電力に影響する電力増幅器の高効率化が要求されている。さらに基地局においてはアンテナ間のケーブル損失の低減から近傍に設置される高周波増幅器が小型化を求められている。
【０００７】
一般に半導体素子を用いた高周波電力増幅器の電力効率は出力が大きくなるほど高くなり、飽和出力の近傍で最も効率が高くなる。また、飽和出力のレベルは、使う半導体素子の大きさに依存する。このため、低出力時の効率を良くしようとして、小さい半導体素子を用いて飽和出力レベルの低い増幅器を作ると、高出力時に必要とする出力が得られない。逆に、大きい半導体素子を用いて高出力時で高効率となる増幅器を作ると低出力時に効率が低下する。
【０００８】
以上のように、出力レベルが高く、さらに効率の高い増幅器を構成することは非常に困難であった。しかしながら、出力レベルが高く、高効率という二つの条件を補うドハティ増幅器が開発された。ドハティ増幅器については、例えば特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特許１２７９４４号公報  （第２−３頁、第１図）
【０００９】
ドハティ増幅器の基本的構成を図１を用いて説明する。図1において、１０１は入力端子、１０２は出力端子、１０３は電力分配器、１０４はＡ級またはＡＢ級にバイアスされた増幅器として与えられるキャリア増幅器、１０５、１０６は1/4波長線路、１０７はＢ級またはＣ級にバイアスされた増幅器として与えられるピーク増幅器、１０８は負荷インピーダンスである。キャリア増幅器１０４、ピーク増幅器１０７の前後には、整合を取る図示しない入出力整合回路が備えられている。
【００１０】
次に動作について説明する。入力端子に入力された高周波信号は、分配器１０３で分配される。一方はキャリア増幅器１０４に入力され増幅され、1/４波長線路１０５で９０度変換する。他方はインピーダンス1/4波長変換器１０６で位相を９０度変換し、そのピーク増幅器１０７に入力される。その後、それぞれ増幅された信号が合成される。
【００１１】
このとき、入力電力が小さい場合にはキャリア増幅器１０４はＡ級またはＡＢ級にバイアスされており、入力信号の入力レベルにかかわらず増幅動作を実施して出力信号を出力する。一方、ピーク増幅器１０７はＢ級またはＣ級にバイアスされており、瞬時入力が小さい場合には動作しない状態であり、ピーク増幅器１０７の直流消費電力は０あるいは十分に小さく、ドハティ増幅器としての効率も高い。一方、瞬時入力電力が十分に大きい場合にはピーク増幅器１０７が動作状態となって、ピーク増幅器１０７への入力信号を増幅し、出力信号を発生する。ここでキャリア増幅器１０４の出力電力とピーク増幅器１０７の出力電力とを合成することにより、結果として大きな飽和電力を有する増幅器を構成することになる。但し、ドハティ増幅器は単にＡ級またはＡＢ級にバイアスされた増幅器と、Ｂ級またはＣ級にバイアスされた増幅器をと組み合わせた回路として得られるのではなく、キャリア増幅器１０４の出力側に設けられた1/4波長線路１０５の機能にに基づいてキャリア増幅器１０４の見かけの負荷インピーダンスを変化させることによって一層の高効率化を実現している。
【００１２】
この効率の様子を示すと理論的に図２のようになる。図２の横軸バックオフはキャリア増幅器１０４、ピーク増幅器１０７の両方が飽和した入力レベルを０ｄＢとし、横軸数値は入力を下げた時の値を示している。２２は一般的Ｂクラス動作させたときの効率を示し、２１はドハティ増幅器の効率を示す。
２１において、Ａの領域はキャリア増幅器１０４のみ動作している。遷移領域であるＢの状態はキャリア増幅器の他に、ピーク増幅器が動作している状態となる。領域Ｃはキャリア増幅器、ピーク増幅器共に最大出力が出ている状態となる。
【００１３】
ドハティ増幅器は、図３のようなシングルエンドタイプでパッケージされたものが、基板に図４のように実装される。図３において、３０１は増幅素子、３０２、３０４は増幅素子と電気的に接続される端子である。ここでは、増幅素子３０１と端子３０２を接続する線は省略している。３０３は増幅素子３０１を実装する基材であり、基材の両端にはネジ止め部３０５、３０６が設けられている。実装された増幅素子は、パッケージ部３０７によってパッケージングされている。
ここで、幅（ａ）は１４ｍｍであり、幅（ｂ）は３３ｍｍとなる。
【００１４】
続いて図４を説明する。図４は図３のシングルエンド型の増幅器が実装されたものである。ここではドハティ増幅器を例にして説明する。ドハティ増幅器の場合、増幅器を二つ並列に設ける必要がある。例えば２４０Ｗ出力を得ようとすると、１２０Ｗの増幅素子を２つ実装することとなる。
４００はキャリア増幅器である。図３と同様に、４０１は増幅素子であり、ドハティ増幅器においては、Ａ級またはＡＢ級にバイアスされる。４０２、４０４は増幅素子４０１と電気的に接続される端子、４０３は増幅素子４０１を実装する基材、４０５、４０６は基材４０３の両端に設けられたネジ止め部であり、ネジ止め部はネジ４０８、４０９で止められ、キャリア増幅器４００は基板４２０に実装されている。４０７は、増幅素子４０１をパッケージングするパッケージ部である。
４１０はピーク増幅器である。図３と同様に、４１１は増幅素子であり、ドハティ増幅器においては、Ｂ級またはＣ級にバイアスされる。４１２、４１４は増幅素子４１１と電気的に接続される端子、４１３は増幅素子４１１を実装する基材、４１５、４１６は基材４１３の両端に設けられたネジ止め部であり、ネジ止め部はネジ４１８、４１９で止められ、ピーク増幅器４１０は基板４２０に実装されている。４１７は、増幅素子４１１をパッケージングするパッケージ部である。
この基板４２０には、図１で説明した、１／４波長線路、インピーダンス等が実装されているが、ここでは図示を省略する。また、キャリア増幅器及びピーク増幅器の前後に設けられた入出力整合回路は、基板４２０に実装する場合や、各増幅器のパッケージングの中に実装する場合がある。
ここでは、増幅素子を二つ並べている形となるため、キャリア増幅器４００、ピーク増幅器４１０間の隙間等の多少の隙間を含めた幅（ｃ）は約７０ｍｍとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上のように、ドハティ増幅器は出力レベルが高く、さらに高効率となるが、キャリア増幅器、ピーク増幅器の最低２つの増幅素子が必要となるため、ドハティ増幅器を採用した増幅装置そのものが大型化になってしまうという欠点があった。ドハティ増幅器に限らず、増幅素子を二つ並べた増幅器を採用した増幅装置は、大型化になってしまうという欠点があった。
【００１６】
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、増幅素子を二つ並べた増幅器、例えばキャリア増幅器、ピーク増幅器それぞれを採用したドハティ増幅器において、小型化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決するため、入力信号を増幅するキャリア増幅器と、入力成分のピーク成分のみを増幅するピーク増幅器から構成されるドハティ型増幅器において、基材にキャリア増幅器とピーク増幅器を実装し、キャリア増幅器とピーク増幅器をカバーするパッケージから構成されるドハティ型増幅器を提供する。さらに、ピーク増幅器及びキャリア増幅器は、プッシュプル型で設けられていることを特徴とするドハティ型増幅器を提供する。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、入力信号を増幅する第１の増幅素子と、第２の増幅素子から構成される増幅器において、基材に第１の増幅素子と第２の増幅素子を実装し、第１の増幅素子と第２の増幅素子をカバーするパッケージから構成される増幅器を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、一つの基材上に設けたキャリア増幅器もしくはそれに限らず第１の増幅素子と、ピーク増幅器もしくは第２の増幅素子を同一パッケージで実装しているため、従来それぞれの増幅器を設けていた形態より、小型化を図ることができる。
【００２０】
さらに本発明によれば、同一パッケージで実装しているため、増幅素子間の相互干渉は極めて少なく動作の安定化を図ることができる。さらに、部品点数の削減が図られ、さらに設計が容易にできるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の歪補償増幅装置は、キャリア増幅器とピーク増幅器とを有するドハティ型増幅器において、従来のドハティ型増幅器より小型化を図るものである。以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図５は、本発明の実施例におけるドハティ型増幅器である。図５（ａ）は、本発明の増幅器５０１であり、図５（ｂ）は本発明の増幅器を基板５００に実装したものである。
【００２３】
図５（ａ）において、５０１は増幅器である。５０２、５０３は増幅素子、５０４、５０５、５０６、５０７は増幅素子と電気的に接続される端子、５０８はそれぞれの増幅素子を実装する一つの基材、５０９、５１０は基材の両端に設けられたネジ止め部、５１１はそれぞれの素子をパッケージングするパッケージ部である。増幅素子５０２、５０３は図４の４０１、４１１と同様のものを用いる。例えばドハティ型増幅器の場合、増幅素子５０２はキャリア増幅器、増幅素子５０３はピーク増幅器となる。
このとき、幅（ｄ）は１０ｍｍ、幅（ｅ）は４１ｍｍとなる。
【００２４】
続いて図５（ｂ）を説明する。
図５（ｂ）は図５（ａ）を実装した基板であり、図５（ａ）と同様の番号を付しているものは、同様の構成である。ネジ５１２、ネジ５１３はネジ止め部５０９、５１０にそれぞれ設けられており、これにより増幅器５０１は基板５００に実装される。
この基板５００には、図１で説明した、１／４波長線路、インピーダンス等が実装されているが、ここでは省略する。また、キャリア増幅器及びピーク増幅器の前後に設けられた入出力整合回路は、基板５００に実装する場合や、増幅器のパッケージングの中に実装する場合がある。
このとき、多少の基板の隙間を含めた幅（ｆ）は４４ｍｍとなる。
【００２５】
増幅器５０１はプッシュプル増幅用増幅器を用いてもよく、ドハティ増幅器の場合、キャリア増幅器、ピーク増幅器の関係がドハティ型の関係となるように、位相を調整する。
【００２６】
次に、ドハティ型増幅器を実装した時の大きさについて説明する。
従来の実装型である図４の場合、増幅素子が二つ並んでおり、幅（ｃ）は７０ｍｍとなる。さらに、各増幅素子の端部はネジ止め部が設けられている。
本発明の実装型である図５の場合、幅（ｆ）は４４ｍｍとなる。これは、増幅素子が一つのパッケージで設けられていることと、それにより４つのネジ止め部の内、二つのネジ止め部、例えばネジ止め部４０６とネジ止め部４１５を省くことによるものである。
【００２７】
従来の実装型では幅が７０ｍｍであり、本発明の実装型では幅が４４ｍｍとなり、比較すると、本発明は従来に比べ、約６０％の大きさとなることがわかる。
【００２８】
さらに、従来は二つの部品を扱っていたため、部品点数が増え、また二つの部品の実装を考慮して設計をする必要があったが、二つの素子を一つの基材上に実装し、一つのパッケージとすることにより、部品点数の削減が図られ、さらに設計が容易にできるという効果を有する。
【００２９】
ここでは、二つの増幅素子を実装した増幅器について説明したが、それに限るものではなく、増幅素子は３つ以上でも良い。３つの増幅素子の場合、例えば１つをキャリア増幅器とし、他二つをピーク増幅器としても良い。この場合は、本発明と同様に、一つの基材上に素子を実装し、実装された素子を一つのパッケージによりパッケージングを行う。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ドハティ型増幅器の基本図面。
【図２】ドハティ型増幅器の効率を表した図。
【図３】従来のドハティ型増幅器の実装図。
【図４】従来のドハティ型増幅器の実装図。
【図５】本発明のドハティ型増幅器の実装図。
【符号の説明】
【００３１】
３０１、４０１、４１１、５０２、５０３…増幅素子、４２０、５００…基板、３０３、４０３、４１３、５０８…基材、３０７、４０７、４１７、５１１…パッケージ部
【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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