(57)【要約】【課題】入力電圧の利得を低下させることなく、歪を補償することが可能な電力増幅器    を提供する。【解決手段】電力増幅器４００は、入力電圧が印加される入力端子と、入力端子に接続されたＡＢ級動作の電力増幅回路１００と、入力端子と電力増幅部との間に接続され、入力電圧が所定値以上の場合にオン状態となり、入力電圧に応じてインピーダンスが変化するプレディストーター２００と、を備える。この構成により、入力電圧の利得を低下させることなく、歪を補償することが可能な電力増幅器を提供することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電圧が印加される入力端子と、
前記入力端子に接続されたＡＢ級動作の電力増幅回路と、
前記入力端子と前記電力増幅回路との間に接続され、前記入力電圧が所定値以上の場合にオン状態となり、前記入力電圧に応じてインピーダンスが変化する素子と、
を備えることを特徴とする、電力増幅器。
【請求項２】
前記素子がオフ状態の場合は、前記入力電圧の値が前記電力増幅回路に直接入力されることを特徴とする、請求項１に記載の電力増幅器。
【請求項３】
前記素子は、並列に接続された２つのダイオードを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電力増幅器。
【請求項４】
前記素子は、並列に接続された２つのトランジスタを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電力増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、ＡＢクラス又はＢクラスの電力増幅器の低入力レベルにおける振幅歪みの直線性補償回路を提供し、周波数効率の高い無線装置を実現することを想定した技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−２３６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術は、入力端子１と直線補償回路７との間に抵抗（Ｒ１）３が接続されており、抵抗（Ｒ１）３と抵抗（Ｒ２）４との分圧に応じて歪補償を行うものである（特許文献１の図１）。このため、低入力レベルの場合は、歪補償回路の入出力電圧比は大きくなり、高入力レベルの場合は、入出力電圧は低くなる。従って、低入力レベルと高入力レベルでこれらの作用をするためには、抵抗（Ｒ１）３を必ず設ける必要があり、入力電圧は抵抗（Ｒ１）３を介して直線補償回路７に入力される必要がある。このため、抵抗（Ｒ１）３を設けたことによって、入力電圧の電圧利得が低下してしまい、電圧付加特性（ＰＡＥ）が劣化してしまう問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、入力電圧の利得を低下させることなく、歪を補償することが可能な、新規かつ改良された電力増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力電圧が印加される入力端子と、前記入力端子に接続されたＡＢ級動作の電力増幅回路と、前記入力端子と前記電力増幅回路との間に接続され、前記入力電圧が所定値以上の場合にオン状態となり、前記入力電圧に応じてインピーダンスが変化する素子と、を備える電力増幅器が提供される。
【０００７】
上記構成によれば、ＡＢ級動作の電力増幅回路は入力端子に直接接続され、上記素子は入力電圧が所定値以上の場合にオン状態となり、入力電圧に応じてインピーダンスが変化する。従って、入力電圧の利得を低下させることなく、歪を補償することが可能となる。
【０００８】
また、前記素子がオフ状態の場合は、前記入力電圧の値が前記電力増幅回路に直接入力される。この構成によれば、素子がオフ状態の場合は、入力電圧の値が電力増幅回路に直接入力されるため、入力電圧の利得を低下させることがなく、電圧不可効率を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、前記素子は、並列に接続された２つのダイオードを含む。この構成により、入力電圧が所定値以上の場合にオン状態となり、入力電圧に応じてインピーダンスが変化する素子を構成することができる。
【００１０】
また、素子は、並列に接続された２つのトランジスタを含む。この構成により、入力電圧が所定値以上の場合にオン状態となり、入力電圧に応じてインピーダンスが変化する素子を構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、入力電圧の利得を低下させることなく、歪を補償することが可能な電力増幅器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】Ａ級動作の高周波電力増幅器を示す模式図である。
【図２】図１の高周波電力増幅器のゲイン（Ｇａｉｎ）特性を示す特性図である。
【図３】ＡＢ級動作の高周波電力増幅器を示す模式図である。
【図４】図３の高周波電力増幅器のゲイン（Ｇａｉｎ）特性を示す特性図である。
【図５】本実施形態に係る電力増幅器の構成を示す模式図である。
【図６】図５に示す構成によりＡＢ級動作の高周波電力増幅器のゲイン特性がフラットになることを説明するための特性図である。
【図７】プレディストーターを２つのダイオード（アンチパラレルダイオード）から構成した例を示す模式図である。
【図８】２つのトランジスタによりプレディストーターを構成した例を示す模式図である。
【図９】図７に示すプレディストーターにより、ＡＢ級の高周波電力増幅器の出力特性を改善した実例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
＜１．第１の実施形態＞
［前提技術］
まず、図１を参照して、本発明の前提技術について説明する。図１は、Ａ級動作の高周波電力増幅回路５００を示す模式図である。また、図２は、図１の高周波電力増幅回路５００のゲイン（Ｇａｉｎ）特性を示す特性図である。
【００１５】
図２に示すように、Ａ級動作の高周波電力増幅回路５００では、ゲイン特性がフラット（Ｆｌａｔ）になるので歪特性は良いが、その反面、効率が悪くなる。
【００１６】
一方、図３は、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００を示す模式図である。また、図４は、図３の高周波電力増幅回路１００のゲイン（Ｇａｉｎ）特性を示す特性図である。
【００１７】
図４に示すように、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００では、ゲイン特性が拡大（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）するため、歪特性は低下するが、その反面、効率は良くなる。
【００１８】
本実施形態では、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００において、ゲイン特性のｅｘｐａｎｓｉｏｎを抑圧することで、ゲイン特性をフラット化する。以下、詳細に説明する。
【００１９】
［本実施形態の構成例］
図５は、本実施形態に係る高周波電力増幅器４００の構成を示す模式図である。図５に示すように、入力電圧が印加される入力端子１１０とＡＢ級動作の電力増幅回路１００との間において、高周波電力増幅回路１００の前段には、プレディストーター２００が配置されている。プレディストーター２００は、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００のゲイン特性のｅｘｐａｎｓｉｏｎを抑圧する機能を有する。
【００２０】
図６は、図５に示す構成によりＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００のゲイン特性がフラットになることを説明するための特性図である。ここで、図６（Ａ）は、プレディストーター２００の単体でのゲイン特性を示す特性図である。図６（Ａ）に示すように、プレディストーター２００の単体でのゲイン特性では、図中にＡ１で示す領域にコンプレッションが発生している。
【００２１】
また、図６（Ｂ）は、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００の単体でのゲイン特性を示す特性図である。図６（Ｂ）に示すように、高周波電力増幅回路１００の単体でのゲイン特性では、図４に示した特性と同様に、図中にＡ２で示す領域に特性のエキスパンションが生じる。
【００２２】
図６（Ｃ）は、図６（Ａ）に示す特性と図６（Ｂ）に示す特性を重畳した特性を示す特性図である。図６（Ｃ）に示すように、図６（Ａ）と図６（Ｂ）の特性を重畳させると、プレディストーター２００のＡ１領域のコンプレッションによって、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００のＡ２領域のエキスパンションが操作されて、図中にＡ３で示す領域のようにフラットなゲイン特性が実現できる。
【００２３】
これにより、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００においても、フラットなゲイン特性が実現でき、歪特性と効率の双方を向上させることが可能となる。
【００２４】
［プレディストーターの構成例］
次に、プレディストーター２００の構成について説明する。図７は、プレディストーター２００を２つのダイオード２００，２０２（アンチパラレルダイオード；Ａｎｔｉ−Ｐａｒａｌｌｅｌ  Ｄｉｏｄｅ）から構成した例を示す模式図である。
【００２５】
図７に示すように、２つのダイオード２００，２０２は逆向きに配置されて並列に接続されている。また、各ダイオード２００，２０２と接地電位（ＧＮＤ）との間には、抵抗２１０がそれぞれ配置されている。
【００２６】
このような構成によれば、プレディストーター２００への入力電圧が所定値以上になると、ダイオード２００，２０２がオンとなり、ダイオード２００，２０２に電流が流れる。これにより、図６（Ａ）に示すＡ１領域にてコンプレッションが発生する。従って、図６（Ｂ）に示すＡ２領域でのエキスパンションを抑えることができる。これにより、図６（Ｃ）に示すように、ゲイン特性をフラットにすることが可能である。
【００２７】
プレディストーター２００への入力電圧Ｐｉｎが小さくなると、ダイオード２００，２０２のインピーダンスが高くなる。入力電圧Ｐｉｎが小さく、ダイオード２００，２０２がオフの状態では、入力電圧ＰｉｎがそのままＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００へ入力される。
【００２８】
一方、入力電圧Ｐｉｎが大きくなると、ダイオード２００，２０２のインピーダンスが低くなる。このため、抵抗２１０の値に応じて、図６（Ａ）に示すＡ１領域にコンプレッションが発生する。これにより、本実施形態では、特に入力電圧が高い場合にコンプレッションを発生させることができる。従って、図６（Ｂ）に示すような、入力電圧が高い領域で発生するエキスパンションを確実に抑えることが可能である。
【００２９】
ここで、抵抗２１０の大きさに応じて、コンプレッションの特性を変化させることができる。抵抗２１０の値が大きい場合は、コンプレッションを小さくすることができる。一方、抵抗２１０の値を小さくすると、コンプレッションを大きくすることができる。従って、ＡＢ級動作の高周波電力増幅回路１００の特性に応じて、抵抗２１０の抵抗値を最適に設定することで、図６（Ｃ）に示すように、ゲイン特性をフラットにすることが可能である。
【００３０】
以上のように構成された本実施形態によれば、入力電圧の電圧レベルが低い場合においては入出力の電圧比は１に近い値となり、その一方、入力電圧の電圧レベルが高い場合は、入出力の電圧比が１よりも低下する。このため、入力電圧の電圧レベルが高レベルの場合に歪補償回路が動作して、高周波電力増幅器の線形性を向上させることができる。
【００３１】
また、本実施形態の構成によれば、入力電圧が入力される入力端子とプレディストーター２００との間には抵抗などの素子が挿入されていないため、入力電圧の利得が低下することがない。従って、入力端子とプレディストーター２００との間には抵抗などの素子が挿入されている構成と比較すると、電力付加特性（ＰＡＥ）を大幅に向上することが可能である。
【００３２】
また、図８は、２つのトランジスタ２１０，２１２によりプレディストーター２００を構成した例を示す模式図である。図８に示すように、２つのトランジスタ２１０，２１２は並列に接続されている。
【００３３】
図８に示す構成においても、プレディストーター２００への入力電圧が所定値以上になると、トランジスタ２１０，２１２が動作し、トランジスタ２１０，２１２に電流が流れる。これにより、図６（Ａ）に示すＡ１領域にてコンプレッションが発生する。従って、図６（Ｂ）に示すＡ２領域でのエキスパンションを抑えることができる。これにより、図６（Ｃ）に示すように、ゲイン特性をフラットにすることが可能である。
【００３４】
図９は、図７に示すプレディストーター２００により、ＡＢ級の高周波電力増幅回路１００の出力特性を改善した実例を示す特性図である。図９において、特性３０２は、ＡＢ級の高周波電力増幅回路１００の単体での出力特性を示している。また、特性３００は、ＡＢ級の高周波電力増幅回路１００の前段に図７に示すプレディストーター２００を設けた場合の、高周波電力増幅回路１００の出力特性を示している。このように、ＡＢ級の高周波電力増幅回路１００の前段にプレディストーター２００を設けることによって、特に電圧レベルが高い領域でゲイン特性をフラット化することが可能である。
【００３５】
以上説明したように本実施形態によれば、非常に簡素な回路構成にて歪補償を実現することが可能であり、且つ入力電圧の利得の低下を抑えて電圧付加効率（ＰＡＥ）を高めることができる。従って、簡素な構成で高効率な高周波電力増幅器を実現することが可能となる。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３７】
１００    電力増幅回路
１１０    入力端子
２００    プレディストーター
１０２    部品
【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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【図６】
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【図７】
2013118435.tif 000009
【図８】
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【図９】
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