(57)【要約】【課題】  ゲイン特性を調整することができるドハティ増幅器を提供する。【解決手段】  ドハティ増幅器１は、キャリア増幅器３と、ピーク増幅器２と、入力信号をキャリア増幅器３及びピーク増幅器２に分配する９０度ハイブリッドカプラ４とを備えている。９０度ハイブリッドカプラ４は、前記入力信号が与えられる入力ポートと、互いに位相が異なる一対の分配信号をキャリア増幅器３及びピーク増幅器２に出力する一対の出力ポートと、アイソレーションポートである第１ポート４ａとを備えている。第１ポート４ａには、信号伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで第１ポート４ａを終端する終端装置５が接続されている。【選択図】図３
2016019094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア増幅器と、
ピーク増幅器と、
入力信号を前記キャリア増幅器及びピーク増幅器に分配するハイブリッドカプラと、を備え、
前記ハイブリッドカプラは、前記入力信号が与えられる入力ポートと、互いに位相が異なる一対の分配信号を前記キャリア増幅器及びピーク増幅器に出力する一対の出力ポートと、アイソレーションポートと、を備え、
前記アイソレーションポートには、前記入力信号を伝送するための伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで前記アイソレーションポートを終端する終端装置が接続されているドハティ増幅器。
【請求項２】
前記終端装置は、一端が前記アイソレーションポートに接続され他端が接地された容量素子を備えている請求項１に記載のドハティ増幅器。
【請求項３】
前記容量素子は、容量が可変である請求項２に記載のドハティ増幅器。
【請求項４】
前記終端装置は、一端が前記アイソレーションポートに接続され他端が接地された抵抗素子を備えている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のドハティ増幅器。
【請求項５】
前記抵抗素子は、抵抗値が可変である請求項４に記載のドハティ増幅器。
【請求項６】
前記キャリア増幅器及び前記ピーク増幅器の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
前記状態情報に基づいて前記容量素子の容量、又は、前記抵抗素子の抵抗値を調整する制御部と、をさらに備えている請求項３又は請求項５に記載のドハティ増幅器。
【請求項７】
前記状態情報は、前記キャリア増幅器及び前記ピーク増幅器の温度を示す情報、又は前記キャリア増幅器及び前記ピーク増幅器の使用経過期間を示す情報である請求項６に記載のドハティ増幅器。
【請求項８】
請求項１に記載のドハティ増幅器を備えている無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドハティ増幅器及びこれを用いた無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の移動無線通信システムでは広帯域化が進められており、電力増幅器においても、広い周波数帯域における高効率化や低歪特性、さらにΔゲインの抑圧等、広帯域での増幅特性の向上がより望まれている。
ここで、Δゲインとは、所定周波数帯域の入力信号を増幅したときにおける利得の最大値と最小値との差である。
【０００３】
高効率化を実現するための電力増幅器としては、キャリア増幅器とピーク増幅器とを備えているドハティ型の増幅器（以下、「ドハティ増幅器」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記ドハティ増幅器は、キャリア増幅器をＡＢ級又はＢ級で動作させ、ピーク増幅器をＣ級で動作させるように構成されている。これによって、瞬時電力が小さいときにはピーク増幅器の動作を停止させるとともにキャリア増幅器のみを動作させて効率を高め、瞬時電力が大きいときには両増幅器が動作するので高効率を維持しつつ飽和電力を大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２６６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ドハティ増幅器等に用いる増幅素子は、一般に、所定の周波数帯域において最適な増幅特性が得られるように構成されている。このため、増幅素子において最適な増幅特性が得られる周波数帯域から外れた周波数の信号を増幅した場合には、その増幅特性の悪化は避けられない。
【０００７】
よって、従来のドハティ増幅器では、入力信号の周波数帯域をより広帯域に設定しようとしても、増幅素子が有する増幅特性に起因して、要求されるΔゲインを満たすことが困難になる等、ドハティ増幅器として最適なゲイン特性が得られないという問題を有していた。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ゲイン特性を調整することができるドハティ増幅器及び無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態に係るドハティ増幅器は、キャリア増幅器と、ピーク増幅器と、入力信号を前記キャリア増幅器及びピーク増幅器に分配するハイブリッドカプラと、を備え、前記ハイブリッドカプラは、前記入力信号が与えられる入力ポートと、互いに位相が異なる一対の分配信号を前記キャリア増幅器及びピーク増幅器に出力する一対の出力ポートと、アイソレーションポートと、を備え、前記アイソレーションポートには、前記入力信号を伝送するための伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで前記アイソレーションポートを終端する終端装置が接続されている。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る無線通信装置は、上記ドハティ増幅器を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ゲイン特性を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係るドハティ増幅器を示すブロック図である。
【図２】ドハティ増幅器を基板上に形成したときの回路パターンの一例を示す回路図である。
【図３】終端装置の構成を示すブロック図である。
【図４】他の実施形態に係るドハティ増幅器を示すブロック図である。
【図５】他の実施形態に係る終端装置の構成を示すブロック図である。
【図６】さらに他の実施形態に係る終端装置の構成を示すブロック図である。
【図７】評価試験の結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明者は、広帯域の入力信号に対して安定した増幅特性を得ることができるドハティ増幅器について研究を行う中で、入力信号をキャリア増幅器及びピーク増幅器に分配するハイブリッドカプラに着目し、通常は終端されるハイブリッドカプラのアイソレーションポートの設定について検討を行った。
その結果、アイソレーションポートに容量素子を接続したりしてその終端部分の特性インピーダンスを調整すれば、当該ドハティ増幅器に用いられている増幅素子として最適な増幅特性が得られる周波数帯域から外れた周波数の信号を入力したとしても、良好なゲイン特性が得られるように調整することができることを見出した。
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものである。
【００１４】
まず最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係るドハティ増幅器は、
キャリア増幅器と、
ピーク増幅器と、
入力信号を前記キャリア増幅器及びピーク増幅器に分配するハイブリッドカプラと、を備え、
前記ハイブリッドカプラは、前記入力信号が与えられる入力ポートと、互いに位相が異なる一対の分配信号を前記キャリア増幅器及びピーク増幅器に出力する一対の出力ポートと、アイソレーションポートと、を備え、
前記アイソレーションポートには、前記入力信号を伝送するための伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで前記アイソレーションポートを終端する終端装置が接続されている。
【００１５】
上記構成のドハティ増幅器によれば、ハイブリッドカプラのアイソレーションポートを伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで終端することによって、当該ドハティ増幅器の出力側からみたときのキャリア増幅器の負荷インピーダンスと、ピーク増幅器の負荷インピーダンスとのバランスを変更することができ、この結果、ドハティ増幅器としてのゲイン特性を調整することができる。
なお、「伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンス」とは、伝送路の特性インピーダンスでアイソレーションポートを終端した場合のゲイン特性に対して、そのゲイン特性に変化を生じさせる程度に異なっているインピーダンスであること、又は、第１ポート４ａのインピーダンスに対して整合しないインピーダンスであることを示している。
【００１６】
（２）上記ドハティ増幅器において、前記終端装置は、一端が前記アイソレーションポートに接続され他端が接地された容量素子を備えていることが好ましい。
（３）この場合、前記容量素子は、容量が可変であることが好ましく、これによって、アイソレーションポートを終端するインピーダンスを適切に調整でき、ドハティ増幅器としてのゲイン特性を適切に調整することができる。
【００１７】
（４）また、上記ドハティ増幅器において、前記終端装置は、一端が前記アイソレーションポートに接続され他端が接地された抵抗素子を備えていてもよい。
（５）さらにこの場合、前記抵抗素子は、抵抗値が可変であってもよく、これによって、アイソレーションポートを終端するインピーダンスを適切に調整でき、ドハティ増幅器としてのゲイン特性を適切に調整することができる。
【００１８】
（６）また、上記ドハティ増幅器において、前記キャリア増幅器及び前記ピーク増幅器の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
前記状態情報に基づいて前記容量素子の容量、又は、前記抵抗素子の抵抗値を調整する制御部と、をさらに備えていることが好ましい。
この場合、キャリア増幅器及びピーク増幅器の状態に応じてアイソレーションポートを終端するインピーダンスをより適切に調整することができ、ドハティ増幅器としてのゲイン特性をより適切に調整することができる。
（７）なお、前記状態情報は、前記キャリア増幅器及び前記ピーク増幅器の温度を示す情報、又は前記キャリア増幅器及び前記ピーク増幅器の使用経過期間を示す情報であることが好ましい。
【００１９】
（８）また、本発明の実施形態に係る無線通信装置は、上記（１）に記載の増幅装置を備えている。
【００２０】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔１．全体構成について〕
図１は、一実施形態に係るドハティ増幅器１を示すブロック図である。このドハティ増幅器１は、移動体通信システムにおける基地局装置などに用いられ、通信信号の増幅を行うために用いられる。
【００２１】
ドハティ増幅器１は、ピーク増幅器２と、キャリア増幅器３と、これら増幅器２、３に入力信号を分配する９０度ハイブリッドカプラ４とを備えている。
９０度ハイブリッドカプラ４は、入力ポートと、一対の出力ポートと、アイソレーションポートとを備えている。
９０度ハイブリッドカプラ４の両出力ポートには、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３が接続されている。また、入力ポートにはドハティ増幅器１の入力端Ｐｉｎが接続されている。アイソレーションポートには、当該アイソレーションポートを終端するための終端装置５が接続されている。これにより、９０度ハイブリッドカプラ４は、入力端Ｐｉｎから与えられる入力信号を、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３のそれぞれに対してほぼ等しい電力で分配する。
また、ピーク増幅器２に分配される信号には、９０度ハイブリッドカプラ４によって、キャリア増幅器３に分配する信号に対して約９０度（λ／４）の位相差が与えられる。
【００２２】
ピーク増幅器２の出力信号と、キャリア増幅器３の出力信号とは、これら増幅器２、３後段の出力合成部６によって合成される。出力合成部６は、ドハティ増幅器１の出力端Ｐｏｕｔに接続されている。よって、出力合成部６によって合成された信号は、出力端Ｐｏｕｔから出力される。
【００２３】
ピーク増幅器２と、出力合成部６とは、線路７によって接続されている。
また、キャリア増幅器３と、出力合成部６とは、線路９によって接続されている。
線路９には、線路７を通過するピーク増幅器２の出力信号と、線路９を通過するキャリア増幅器３の出力信号との間に、λ／４の位相差を与えるための線路長が確保されている。
【００２４】
キャリア増幅器３及びピーク増幅器２は、増幅素子としてＬＤ−ＭＯＳＦＥＴ（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いて構成されている。
【００２５】
キャリア増幅器３はＡＢ級又はＢ級として動作するように構成されている。また、ピーク増幅器２はＣ級として動作するように構成されている。
よって、キャリア増幅器３は常時動作し、ピーク増幅器２はキャリア増幅器３が飽和状態に近づいた段階で動作を開始する。この結果、瞬時電力が小さいときにはピーク増幅器２の動作を停止させるとともにキャリア増幅器３のみを動作させて効率を高め、瞬時電力が大きいときには両増幅器を動作させることができる。
【００２６】
なお、本実施形態では、ピーク増幅器２の飽和出力レベルが、キャリア増幅器３の飽和出力レベルよりも高くなっており、本実施形態のドハティ増幅器１は、いわゆる非対称型のドハティ増幅器を構成している。
【００２７】
図２は、ドハティ増幅器１を基板上に形成したときの回路パターンの一例を示す回路図である。
図中、基板Ｂ上には、上述のピーク増幅器２、キャリア増幅器３、９０度ハイブリッドカプラ４、出力合成部６、線路７、及び線路９が設けられている。
【００２８】
９０度ハイブリッドカプラ４は、４つのポート４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えている。これらポートの内、第２ポート４ｂは、入力ポートであり、入力端Ｐｉｎが接続されている。４つのポートの内、第３ポート４ｃと第４ポート４ｄは、互いに位相が異なる一対の分配信号をキャリア増幅器３及びピーク増幅器２に出力する一対の出力ポートを構成している。
【００２９】
９０度ハイブリッドカプラ４の第４ポート４ｄとピーク増幅器２とを繋ぐ線路１５には、整合回路１６が設けられている。
また、ピーク増幅器２の出力端２ａには、整合回路１７を介して線路７が接続されている。よって、線路７は整合回路１７を介して出力合成部６とピーク増幅器２の出力端２ａとを繋いでいる。
９０度ハイブリッドカプラ４の第３ポート４ｃとキャリア増幅器３とを繋ぐ線路１８には、整合回路１９が設けられている。
また、キャリア増幅器３の出力端３ａには、整合回路２０を介して線路９が接続されている。よって、線路９は整合回路２０を介して出力合成部６とキャリア増幅器３とを繋いでいる。線路９には、上述したように、線路７を通過するピーク増幅器２の出力信号と、線路９を通過するキャリア増幅器３の出力信号との間に、λ／４の位相差を与えるための線路長が確保されている。
【００３０】
出力合成部６と、出力端Ｐｏｕｔとの間は、インピーダンス変換を行う出力ライン２１によって接続されている。
【００３１】
また、９０度ハイブリッドカプラ４において、第１ポート４ａは、アイソレーションポートであり、上述の終端装置５が接続されている。
【００３２】
〔２．終端装置について〕
図３は、終端装置５の構成を示すブロック図である。
図に示すように、終端装置５は、抵抗器５ａと、コンデンサ５ｂとを備えている。
抵抗器５ａは、一端が９０度ハイブリッドカプラ４の第１ポート４ａに接続され、他端が接地されている。抵抗器５ａは、入力信号を伝送するための信号伝送路に対して設定されている特性インピーダンス以上、又は、第１ポート４ａの外側からみたときのインピーダンス以上の抵抗値が設定されることが好ましい。
コンデンサ５ｂは、一端が９０度ハイブリッドカプラ４の第１ポート４ａに接続され、他端が接地されている。
【００３３】
ここで、通常、アイソレーションポートである第１ポート４ａは、信号伝送路の特性インピーダンスとほぼ同じ抵抗値の抵抗器を接続することで終端される。
これに対して、本実施形態のドハティ増幅器１の終端装置５は、抵抗器５ａに加えて容量素子としてのコンデンサ５ｂを接続することで、９０度ハイブリッドカプラ４の第１ポート４ａ（アイソレーションポート）を信号伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで終端している。
これによって、当該ドハティ増幅器１の出力側からみたときのキャリア増幅器３の負荷インピーダンスと、ピーク増幅器２の負荷インピーダンスとのバランスを変更することができる。この結果、入力信号の周波数帯域がより広帯域に設定された中で、安定した利得が得られるようにドハティ増幅器１としてのゲイン特性を適切に調整することができる。
これにより、入力信号の周波数帯域がより広帯域に設定されたとしても、安定した利得を得ることができ、所定の周波数帯域内の入力信号を増幅したときの出力信号の利得変化の増減幅の最大値であるΔゲインを抑圧することができる。
【００３４】
なお、上述の「信号伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンス」とは、信号伝送路の特性インピーダンスで第１ポート４ａを終端した場合のゲイン特性に対して、そのゲイン特性に変化を生じさせる程度に異なっているインピーダンスであること、又は、第１ポート４ａのインピーダンスに対して整合しないインピーダンスであることを示している。
【００３５】
本実施形態において、第１ポート４ａに対し、抵抗器５ａに加えてコンデンサ５ｂを接続すればΔゲインを抑圧することができるが、コンデンサ５ｂの容量を適切に設定することでΔゲインをより効果的に抑圧することができる。例えば、コンデンサ５ｂの容量は０．１ｐＦ以上に設定されることが好ましい。さらに、Δゲインの抑圧効果をより効果的に得るためには、コンデンサ５ｂの容量は３ｐＦ以下に設定されることが好ましい。
【００３６】
また、抵抗器５ａは、通常、信号伝送路の特性インピーダンスと同じ抵抗値の抵抗器で終端されるため、抵抗器５ａの抵抗値は、上述のように、信号伝送路の特性インピーダンス以上に設定される。また、Δゲインの抑圧効果を効果的に得るためには、抵抗器５ａの抵抗値は、５００Ω以下に設定される。さらに、抵抗器５ａの抵抗値は、１００Ω以下に設定することが好ましく、広帯域でさらに安定したゲインを得ることができ、Δゲインをさらに効果的に抑圧することができる。
【００３７】
〔３．他の実施形態について〕
図４は、他の実施形態に係るドハティ増幅器１を示すブロック図であり、図５は、他の実施形態に係る終端装置５の構成を示すブロック図である。
本実施形態によるドハティ増幅器１は、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の温度を検出するための温度センサ３１、３２を備えている点、終端装置５がコンデンサ５ｂに代えてバラクタダイオード５ｃを備えているとともに当該バラクタダイオード５ｃに対して電圧を印加する制御部３３を備えている点において、上記実施形態と相違している。
【００３８】
図４において、温度センサ３１は、ピーク増幅器２の温度を検出し、その検出結果を示す検出信号を制御部３３に与える。
温度センサ３２は、キャリア増幅器３の温度を検出し、その検出結果を示す検出信号を制御部３３に与える。
これら温度センサ３１、３２は、各増幅器２、３の状態である温度を示す情報（状態情報）を取得する取得部を構成しており、取得した情報を検出信号として制御部３３（図５）に与える。
【００３９】
図５に示すように、本実施形態の終端装置５は、抵抗器５ａの他、上述のバラクタダイオード５ｃと、制御部３３とを備えている。バラクタダイオード５ｃは、カソード側が９０度ハイブリッドカプラ４の第１ポート４ａに接続され、アノード側が接地されている。第１ポート４ａと、バラクタダイオード５ｃとの間には、コンデンサ５ｄが接続されている。
【００４０】
制御部３３は、コンデンサ５ｄと、バラクタダイオード５ｃとの間を接続する線路に接続されており、バラクタダイオード５ｃのカソード側に電圧を印加する機能を有している。コンデンサ５ｄは、制御部３３が印可する電圧が第１ポート４ａ側に及ぶのを遮断するように設けられており、本実施形態における入力信号の周波数帯域においてショートとなるような容量に設定される。よって、このコンデンサ５ｄは、入力信号に対しては容量素子として機能しない。
なお、本実施形態では、コンデンサ５ｄは、ショートとなるような容量に設定した場合を示したが、より小さい容量のコンデンサを用いることで、バラクタダイオード５ｃと共に容量素子を構成することもできる。
【００４１】
制御部３３は、バラクタダイオード５ｃに印加する電圧を制御することで、当該バラクタダイオード５ｃの容量を調整することができる。
バラクタダイオード５ｃは、終端装置５が備えている容量素子を構成している。制御部３３は、バラクタダイオード５ｃの容量を可変とすることで、第１ポート４ａを終端する終端装置５のインピーダンスを調整することができる。
【００４２】
制御部３３は、温度センサ３１、３２からの検出信号が示すピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の温度に応じて、バラクタダイオード５ｃの容量を調整する。
制御部３３は、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の温度と、バラクタダイオード５ｃに印加する電圧値とを対応付けたテーブルを記憶している。
【００４３】
このテーブルに登録されているバラクタダイオード５ｃに印加する電圧値は、予め実験等によって把握した、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の温度の変化に対するドハティ増幅器１のゲイン特性に基づいて設定されており、各温度においてΔゲインをできるだけ抑圧されるような値に設定されている。
【００４４】
制御部３３は、温度センサ３１、３２から検出信号が与えられると、上記テーブルを参照し、テーブルに登録されている内容に従ってバラクタダイオード５ｃに印加すべき電圧値を設定する。制御部３３は、設定した電圧値をバラクタダイオード５ｃに印可する。
これによって、制御部３３は、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の温度に応じて、バラクタダイオード５ｃの容量を調整することで第１ポート４ａを終端する終端装置５のインピーダンスを調整し、Δゲインが抑圧されるようにドハティ増幅器１としてのゲイン特性を調整することができる。
【００４５】
ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３は、その温度に応じてゲイン特性が変化するが、本実施形態によれば、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の温度を検出し、その温度に応じてドハティ増幅器１としてのゲイン特性を調整することができるので、温度に応じてピーク増幅器２及びキャリア増幅器３のゲイン特性が変化したとしても、ドハティ増幅器１としてのゲイン特性を適切に調整することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の状態を示す情報として温度を示す情報を取得し、これに基づいてΔゲインが抑圧されるようにバラクタダイオード５ｃの容量を調整する場合を示したが、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３が実際に使用を開始されてから経過した期間である使用経過期間を制御部３３がカウントすることができる場合、制御部３３は、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の状態を示す情報として使用経過期間に基づいてバラクタダイオード５ｃの容量を調整することで第１ポート４ａを終端する終端装置５のインピーダンスを調整し、Δゲインが抑圧されるようにドハティ増幅器１としてのゲイン特性を調整するように構成することもできる。
【００４７】
ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３は、その使用経過期間に応じてゲイン特性が経時変化する場合があるが、上記構成によれば、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３に経時変化が生じたとしても、その経時変化に応じてΔゲインが抑圧されるようなゲイン特性が得られるように、ドハティ増幅器１としてのゲイン特性を適切に調整することができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、抵抗器５ａについては、抵抗値が固定のものを用いた場合を示したが、抵抗値が可変とされた可変抵抗器を用いてもよい。
さらに、抵抗器５ａに可変抵抗器を用いた場合、制御部３３が抵抗器５ａの抵抗値を調整するように制御するように構成することができる。
このように構成することで、調整の幅を広げることができ、より効果的にΔゲインを抑圧することができる。
【００４９】
また、上記各実施形態では、終端装置５が、抵抗回路５ａと、コンデンサ５ｂ又はバラクタダイオード５ｃとを備えて第１ポート４ａを終端する構成とした場合を例示したが、終端装置５がコンデンサ５ｂのみを備えることで伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスで第１ポート４ａを終端する構成とすることもできる。
さらに、図６（ａ）に示すように、終端装置５がバラクタダイオード５ｃを備えて第１ポート４ａを終端する構成とすることもできる。この場合も、制御部３３は、上記実施形態と同様にバラクタダイオード５ｃを制御し、第１ポート４ａを終端する終端装置５のインピーダンスを調整することで、ドハティ増幅器１としてのゲイン特性をより適切に調整することができる。
【００５０】
また、終端装置５は、伝送路の特性インピーダンスとは実質的に異なるインピーダンスとされた抵抗器５ａのみを備えることによって第１ポート４ａを終端する構成とすることもできる。
さらに、図６（ｂ）に示すように、終端装置５について、可変抵抗回路５ｅのみで第１ポート４ａを終端する構成とすることもできる。この場合においても、制御部３３は、上記実施形態と同様に、ピーク増幅器２及びキャリア増幅器３の状態を示す情報に応じて可変抵抗回路５ｅの抵抗値を制御し、第１ポート４ａを終端する終端装置５のインピーダンスを調整することで、ドハティ増幅器１としてのゲイン特性を適切に調整することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、増幅素子としてＬＤ−ＭＯＳＦＥＴを用いたピーク増幅器２及びキャリア増幅器３によってドハティ増幅器１を構成した場合を例示したが、他の増幅素子、例えば、ＧａＮ−ＨＥＭＴ（ＧａＮ−Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を増幅素子として用いた増幅器を用いてドハティ増幅器１を構成してもよい。
また、本実施形態では、ドハティ増幅器１を非対称型のドハティ増幅器として構成した場合を例示したが、対称型のドハティ増幅器として構成した場合にも上記終端装置５を用いることで、Δゲインを抑圧することができる。
【００５２】
〔４．評価試験について〕
次に、本発明者が行った、上記構成のドハティ増幅器１に関する評価試験について説明する。
本発明者は、上記実施形態にて説明した構成のドハティ増幅器１をコンピュータシミュレーションによってモデル化し、一定電力の入力信号をモデル化したドハティ増幅器１に与えたときの入力信号の周波数と、出力信号の利得との関係を求め、入力信号の周波数を変化させたときにおけるゲインの変化を評価した。
【００５３】
モデル化した構成としては、図３に示した終端装置５をドハティ増幅器１に接続した構成を採用した。また、終端装置５が有する抵抗器５ａ及びコンデンサ５ｂについて、下記のように設定した。
実施例１：抵抗器５ａの抵抗値  ＝  ５０Ω、コンデンサ５ｂの容量  ＝  １ｐＦ
実施例２：抵抗器５ａの抵抗値  ＝１００Ω、コンデンサ５ｂの容量  ＝  １ｐＦ
実施例３：抵抗器５ａの抵抗値  ＝２００Ω、コンデンサ５ｂの容量  ＝  １ｐＦ
実施例４：抵抗器５ａの抵抗値  ＝１００Ω、コンデンサ５ｂなし
比較例１：抵抗器５ａの抵抗値  ＝  ５０Ω、コンデンサ５ｂなし
【００５４】
なお、上記比較例１の抵抗器５ａは、一般的な通信機器の信号伝送路に対して設定される特性インピーダンス（５０Ω）と同じ値に設定した。
また、実施例１から実施例４では、上記のように、抵抗器５ａの抵抗値の変更や、コンデンサ５ｂを接続することによって、終端装置５が第１ポート４ａを終端するインピーダンスが、伝送路の特性インピーダンス（５０Ω）とは異なるインピーダンスとなるように設定した。
【００５５】
図７は、評価試験の結果の一例を示すグラフである。
図中、横軸は入力信号の周波数、縦軸は出力信号の利得（ゲイン）を示している。
また、図中、実線Ａは実施例１、破線Ｂは実施例２、一点鎖線Ｃは実施例３、破線Ｄは実施例４、及び二点鎖線Ｅは比較例１を示している。
【００５６】
図中、入力信号の周波数が２．５ＧＨｚである位置ｍ４、入力信号の周波数が２．７ＧＨｚである位置ｍ５、及び、入力信号の周波数が２．９ＧＨｚである位置ｍ６それぞれにおける実施例１の出力信号の利得は、下記のように求められた。
実施例１の出力信号の利得
位置ｍ４：１３．４２０  ｄＢ
位置ｍ５：１２．５１３  ｄＢ
位置ｍ６：１０．９９４  ｄＢ
【００５７】
また、位置ｍ４、位置ｍ５、及び位置ｍ６それぞれにおける実施例２の出力信号の利得は、下記のように求められた。
実施例２の出力信号の利得
位置ｍ４：１４．６３４  ｄＢ
位置ｍ５：１１．７０９  ｄＢ
位置ｍ６：１２．１７６  ｄＢ
【００５８】
位置ｍ４、位置ｍ５、及び位置ｍ６それぞれにおける実施例３の出力信号の利得は、下記のように求められた。
実施例３の出力信号の利得
位置ｍ４：１５．４０３  ｄＢ
位置ｍ５：１１．０９０  ｄＢ
位置ｍ６：１３．００９  ｄＢ
【００５９】
位置ｍ４、位置ｍ５、及び位置ｍ６それぞれにおける実施例４の出力信号の利得は、下記のように求められた。
実施例４の出力信号の利得
位置ｍ４：１４．０９４  ｄＢ
位置ｍ５：１１．９７９  ｄＢ
位置ｍ６：  ８．５９１  ｄＢ
【００６０】
位置ｍ４、位置ｍ５、及び位置ｍ６それぞれにおける比較例１の出力信号の利得は、下記のように求められた。
比較例１の出力信号の利得
位置ｍ４：１２．５６２  ｄＢ
位置ｍ５：１２．６２６  ｄＢ
位置ｍ６：  ８．６４６  ｄＢ
【００６１】
図７及び上記数値が示すように、比較例１において利得の低下が見られる２．９ＧＨｚといった高い周波数において、各実施例１〜３では、比較例１に対して利得が大きく現れていることが確認できる。
これより、各実施例１〜３は、比較例１と比較して、広帯域な周波数の範囲で安定した利得が得られるようにドハティ増幅器のゲイン特性を調整できることが判る。
【００６２】
また、実施例４では、比較例１と異なるゲイン特性となっており、この結果からも、本実施形態のドハティ増幅器によれば、当該ドハティ増幅器としてのゲイン特性を調整できることが判る。
【００６３】
上記結果から、本実施形態によるドハティ増幅器１によれば、９０度ハイブリッドカプラ４の第１ポート４ａ（アイソレーションポート）を伝送路の特性インピーダンスとは異なるインピーダンスで終端することによって、ドハティ増幅器としてのゲイン特性を調整することができること、及び、入力信号の周波数帯域がより広帯域に設定されたとしても、Δゲインを抑圧するように調整でき、安定した利得が得られることを確認することができた。
なお、上記評価試験では、周波数が２．５ＧＨｚから２．９ＧＨｚの範囲の入力信号について評価したが、例えば、より低い周波数帯域の信号等、上記評価試験とは異なる周波数帯域の入力信号を増幅したとしても、本実施形態のドハティ増幅器は、上記同様、ゲイン特性を調整することができる。
【００６４】
〔５．その他〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６５】
１  ドハティ増幅器
２  ピーク増幅器
２ａ  出力端
３  キャリア増幅器
３ａ  出力端
４  ９０度ハイブリッドカプラ
４ａ  第１ポート（アイソレーションポート）
４ｂ  第２ポート（入力ポート）
４ｃ  第３ポート（出力ポート）
４ｄ  第４ポート（出力ポート）
５  終端装置
５ａ  抵抗器
５ｂ  コンデンサ
５ｃ  バラクタダイオード
５ｄ  コンデンサ
５ｅ  可変抵抗回路
６  出力合成部
７  線路
９  線路
１５  線路
１６  整合回路
１７  整合回路
１８  線路
１９  整合回路
２０  整合回路
２１  出力ライン
３１  温度センサ
３２  温度センサ
３３  制御部
Ｂ  基板
【図１】
2016019094.tif 000003
【図２】
2016019094.tif 000004
【図３】
2016019094.tif 000005
【図４】
2016019094.tif 000006
【図５】
2016019094.tif 000007
【図６】
2016019094.tif 000008
【図７】
2016019094.tif 000009