(57)【要約】【課題】先端開放型のスタブとは異なる構成で高調波を処理することができる高調波処理回路を提供する。【解決手段】高調波処理回路２１は、基本波に対する高調波を処理するための回路である。具体的には、高調波処理回路２１は、高調波を処理する右手／左手系複合線路として構成される高調波処理スタブ２２を備えている。【選択図】図４
2017041800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波に対する高調波を処理する高調波処理回路であって、
前記高調波を処理する右手／左手系複合線路として構成される高調波処理スタブを備えている、ことを特徴とする高調波処理回路。
【請求項２】
前記高調波処理スタブは、前記右手／左手系複合線路の負の位相領域で生じる共振を利用して前記高調波に対して伝送零及び反射零の少なくともいずれか一方の周波数応答特性を示すように設計される、請求項１に記載の高調波処理回路。
【請求項３】
前記右手／左手系複合線路の左手系線路は、リアクタンス素子として直列コンデンサ及び並列コイルを含む少なくとも一つの単位セルを有している、請求項１又は２に記載の高調波処理回路。
【請求項４】
前記左手系線路は、前記直列コンデンサ及び前記並列コイルのうち前記高調波を含む出力信号の出力信号線に最も近い位置に前記直列コンデンサが位置するように前記単位セルが配置されるコンデンサ先行型として構成される、請求項３に記載の高調波処理回路。
【請求項５】
前記左手系線路は、前記直列コンデンサ及び前記並列コイルのうち前記高調波を含む出力信号の出力信号線に最も近い位置に前記並列コイルが位置するように前記単位セルが配置されるコイル先行型として構成される、請求項３に記載の高調波処理回路。
【請求項６】
前記高調波処理スタブは、第１高調波処理スタブ及び第２高調波処理スタブを含み、
前記第１高調波処理スタブ及び前記第２高調波処理スタブは、いずれも前記右手／左手系複合線路として構成されるとともに、前記高調波を含む出力信号の出力信号線を挟むように当該出力信号線の両側に配置され、
前記第１高調波処理スタブ及び前記第２高調波処理スタブの各左手系線路は、前記直列コンデンサ及び前記並列コイルのうち前記高調波を含む出力信号の出力信号線に最も近い位置に前記直列コンデンサが位置するように前記単位セルが配置されるコンデンサ先行型、及び前記出力信号線に最も近い位置に前記並列コイルが位置するように前記単位セルが配置されるコイル先行型の少なくともいずれか一方として構成される、請求項３に記載の高調波処理回路。
【請求項７】
前記左手系線路は、複数の単位セルを有している、請求項３〜６のいずれか一項に記載の高調波処理回路。
【請求項８】
前記複数の単位セルの一つは、前記右手／左手系複合線路の負の位相領域で生じる共振を利用して前記基本波に対して反射零の周波数応答特性を示すように設計される、請求項７に記載の高調波処理回路。
【請求項９】
前記高調波を含む出力信号の出力信号線と前記高調波処理スタブとの結合点におけるインピーダンスを反転させるためのインピーダンス反転回路を更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の高調波処理回路。
【請求項１０】
前記高調波は、前記基本波に対して偶数倍及び奇数倍の周波数の成分を含み、
前記インピーダンス反転回路は、前記偶数倍の周波数においてはインピーダンスを反転させず前記奇数倍の周波数においてインピーダンスを反転させるように設計される、請求項９に記載の高調波処理回路。
【請求項１１】
前記インピーダンス反転回路として、前記基本波の波長に対して１／４の長さを有するように設計された伝送線路が使用される、請求項９又は１０に記載の高調波処理回路。
【請求項１２】
前記右手／左手系複合線路を構成する右手系線路として、マイクロストリップ線路が使用される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の高調波処理回路。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の高調波処理回路を備える、Ｆ級増幅回路。
【請求項１４】
前記高調処理回路とは別に前記高調波を処理する他の回路を更に備え、
前記高調波処理回路及び前記他の回路は、前記高調波に含まれる前記基本波に対して偶数倍及び奇数倍の周波数の成分の少なくともいずれか一方を処理することにより、前記高調波の処理を互いに分担する、請求項１３に記載のＦ級増幅回路。
【請求項１５】
前記他の回路として、前記基本波の１／４波長のマイクロストリップ線路及びコンデンサの組み合わせによって構成されるバイアス供給回路が使用される、請求項１４に記載のＦ級増幅回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高調波を処理する高調波処理回路等に関する。
【背景技術】
【０００２】
高調波を処理する高調波処理回路が存在する。高調波は一般的に非線形回路において生じ、高調波処理回路は多くの場合、このような非線形回路の高調波の処理に使用される。例えば、このような高調波処理回路の一つとして、Ｂ級にバイアスされたトランジスタの高調波を処理する高調波処理回路が知られている（例えば、特許文献１）。また、このような高調波処理回路であって、基本波の波長をλとした場合に、λ／４の長さを有する第一の伝送線路と、各々の伝送線路長がλ／４（１＋ｍ）の関係で表わされる先端開放のｎ本のスタブと、を備える高調波処理回路も知られている（例えば、特許文献２）。その他、本発明に関連する先行技術文献として非特許文献１が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−９４９７４号公報
【特許文献２】特開２００１−１１１３６２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】C. Caloz, T. Itoh著、Willey-Interscience出版、”Electromagnetic metamaterials: transmission line theory and microwave applications”、2006年出版
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線通信機において電力増幅器は、通信機器全体の中で消費電力の占める割合が大きい。このため、電力増幅器には、電力効率の向上が要求される。また、電力増幅器はトランジスタを用いるため、一般的に回路として構成される。具体的には、電力増幅器は、一般的に、基本波の入力信号に応答として基本波及びその高調波を含む信号を出力する。このため、出力信号の高調波を適切に処理することによりトランジスタ内の消費電力を低減し、電力増幅器の電力効率の向上を図ることができる。
【０００６】
電力増幅器の電力効率を向上させるための方法として、各種の手法が提案されている。このような手法として、例えば、トランジスタのバイアス設定に応じて電力増幅器をＡ級〜Ｆ級等に動作させる手法が存在する。このような電力増幅器では、先端開放型のスタブによって高調波を処理する高調波処理回路が一般的に使用される。特許文献１及び２のいずれの高調波処理回路でも先端開放型のスタブが使用されている。例えば、特許文献１の高調波処理回路では、上述の各動作のうちＢ級動作の高調波が先端開放型のスタブにより処理されている。しかし、特許文献１の高調波処理回路では、残留リアクタンスが生じてしまい、電力損失を生み出してしまう。一方、特許文献２の高調波処理回路では、同様に先端開放型のスタブが使用されているものの、残留リアクタンスの抑制により電力損失の向上が図られている。しかし、特許文献２の高調波処理回路は、高調波の処理に８本のスタブを必要とするため回路面積の増大を招いてしまう。
【０００７】
また、上述の動作のうち、増幅器をＦ級に動作させるＦ級動作は、高効率化手法の代表例の一つである。Ｆ級動作では、増幅器のトランジスタ内で瞬時電流と瞬時電圧とが同時に発生しないように電流及び電圧の時間波形が形成される。具体的には、電流或いは電圧の一方が存在する場合に他方がゼロになるように電流及び電圧がそれぞれ半波整流波形及び矩形波形に調整される。半波整流波形の電流は基本波の奇数倍波の成分を含まず、矩形波の電圧は基本波の偶数倍波の成分を含まない。このため、例えば、トランジスタの負荷インピーダンスが基本波の偶数倍波に対しては零、奇数倍波に対しては無限大となるように調整されれば、Ｆ級動作が実現される。しかし、例えば、特許文献２の高調波処理回路では、高調波を適切に処理できずＦ級動作の効率を低下させてしまう可能性がある。以下にその理由を説明する。
【０００８】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、先端開放型のスタブにより高周波信号のインピーダンスを零にして短絡処理する方法を説明する。図１Ａは、先端開放型のスタブを含む増幅回路（増幅器）の構成の一例の一部を模式的に示す図である。図１Ａに示すように、先端開放型のスタブ１は、伝送路２に先端が開放されるように配置される。また、伝送路２には、スタブ１との結合点３が設けられる。この場合、スタブ１は、信号の周波数に応じて複数のモードで共振する。結果として、結合点３のインピーダンスは信号の周波数に応じて変化し、スタブ１は各種の周波数応答特性を示す。例えば、インピーダンスが零の場合には、スタブ１は信号を通過させない伝送零の周波数応答特性を示す。一方、インピーダンスが無限大の場合には、スタブ１は、信号がそのまま通過可能な反射零の周波数応答特性を示す。図１Ａの例では、高周波数信号ＨＦＳの流れが矢印で示されている。具体的には、高周波数信号ＨＦＳに対して伝送零の周波数応答特性を示す場合が曲線矢印で、反射零の周波数応答特性を示す場合が直線矢印で、それぞれ示されている。
【０００９】
図１Ｂは、結合点３のインピーダンスの変化の一例を説明するための説明図である。図１Ｂの例は、スタブ１が信号に対して１／４の波長に相当する長さを有する場合を示している。一般的に対象の信号の周波数に対して１／４波長の長さを有する伝送線路は、一端のインピーダンスが無限大（開放）になる場合に他端のインピーダンスが零（短絡）になる性質を持つ。このため、図１Ｂに示すように、この場合、結合点３にはスタブ１の線路の位相が９０度のときに電圧の節ＮＤＦが生じる。結果として、スタブ１の線路の位相が９０度の場合には結合点３のインピーダンスは零となり、スタブ１は伝送零の周波数応答特性を示す。つまり、このときの高周波信号の周波数は、伝送零に対応する周波数である。同様の現象は、高周波信号の基本波の周波数の奇数倍のとき、換言すればスタブ１の線路の位相が９０度の奇数倍のときにも生じる。一方、基本波の周波数の偶数倍の周波数、換言すればスタブ１の線路の位相が９０度の偶数倍のときには、結合点３は電圧定在波の腹に対応するため、信号はそのまま通過可能となる。結果として、この場合、スタブ１は反射零の周波数応答特性を示す。
【００１０】
図２を参照して、このようなスタブ１を利用してＦ級動作の条件を満たす負荷インピーダンスを実現する回路の一例について説明する。具体的には、トランジスタの出力側における５次高調波までを適切に処理するために、ｎ次高調波（ｎ＝２、３、４、５）に対して各々１／４波長に相当する長さを有する先端開放型のスタブ群が並列的に組み合わされた高調波処理回路を備える増幅回路について説明する。
【００１１】
図２は、先端開放型のスタブ群が並列的に組み合わされた高調波処理回路を備える増幅回路の構成の一例を模式的に示す図である。図２に示すように、増幅回路６は、一例として、高調波処理回路７、トランジスタ８、チョークコイル９、直流阻止コンデンサ１０及び負荷（抵抗器）１１を備えている。チョークコイル９は、電圧源ＶＤからトランジスタ８に直流バイアスを供給するために設けられる。このため、トランジスタ８及びチョークコイル９は高調波処理回路７の入力側に配置される。一方、直流阻止コンデンサ１０及び負荷１１は、高調波処理回路７の出力側に配置される。
【００１２】
高調波処理回路７は、先端開放型のスタブ群Ｇ及び１／４波長線路１２を含んでいる。また、先端開放型のスタブ群Ｇは、第１スタブ群１Ｇ及び第２スタブ群２Ｇを含んでいる。第１スタブ群１Ｇ及び第２スタブ群２Ｇには、それぞれ５つのスタブ１が含まれる。例えば、第１スタブ群１Ｇは、ｎ次高調波（ｎ＝２、３、４、５）に対してそれぞれ１／４波長に相当する長さを有する２次波用第１スタブ１Ｇ２〜５次波用第１スタブ１Ｇ５を含んでいる。このため、トランジスタ８の出力信号線１３と第１スタブ群１Ｇとの結合点３では、ｎ次高調波の全てにおいて短絡（インピーダンスが零）となる。同様に、第２スタブ群２Ｇは、第１スタブ群１Ｇの各スタブ１のリアクタンスを補償するべくこれらの基本波における影響を補償する２倍波用第２スタブ２Ｇ２〜５倍波用第２スタブ２Ｇ５を含んでいる。つまり、２倍波用第２スタブ２Ｇ２〜５倍波用第２スタブ２Ｇ５は、第１スタブ群１Ｇの２倍波用第１スタブ１Ｇ２〜５倍波用第１スタブ１Ｇ５が基本波に影響を及ぼすことを回避するために配置される。
【００１３】
１／４波長線路１２は、トランジスタ８の出力端とスタブ群Ｇの結合点３との間に配置される。１／４波長線路１２は、基本波に対して１／４波長を有している。結果、１／４波長線路１２は、基本波の奇数倍波に対して結合点３においてインピーダンスを反転させる一方で、基本波及びその偶数倍波に対してはインピーダンスに影響を及ぼさない機能を有する。このため、トランジスタ８から負荷側を見込んだときのインピーダンスＺｉｎは、奇数倍波に対しては無限大、偶数倍波に対しては零となる。結果として、Ｆ級動作を実現するための負荷インピーダンス条件が満たされる。
【００１４】
このようにＦ級動作の高調波の処理に先端開放型のスタブ１が使用される場合、（２ｎ＋１）次高調波まで処理するために２ｎ本乃至４ｎ本のスタブ１を結合点３の１か所に接続する必要がある（ｎは任意の自然数でよい）。図３を参照して、その理由を説明する。
【００１５】
図３は、長さの異なる伝送線路（一例として図２の第１スタブ群１Ｇの各スタブ１に対応）の高周波信号に対する線路位相と周波数との関係を示す分散特性を説明するための説明図である。また、図３の例は、伝送零の周波数応答特性を示す場合を黒丸ＴＺで、反射零の周波数応答特性を示す場合を白丸ＲＺで、それぞれ示している。図３に示すように、いずれの長さの伝送線路においても分散特性ＤＳＰは、線形を示す。具体的には、例えば、２倍波用第１スタブ１Ｇ２に対応する長さの伝送線路は、基本波の周波数（ｆ０）の２倍波（２ｆ０）に対して線路の位相が９０度となり、図１Ｂに示す通りスタブが伝送零の周波数応答を示す形で共振する。伝送線路の位相は線路長に含まれる波長の数で決まるため、波長と周波数が反比例する通常の伝送線路では、位相と周波数は線形関係となる。このため、２倍波用第１スタブ１Ｇ２が更に高次の高調波を短絡処理の対象とする場合、６倍波（６ｆ０）まで短絡処理できない。結果として、３倍波（３ｆ０）、４倍波（４ｆ０）及び５倍波（５ｆ０）を短絡処理するためには、長さの異なる３倍波用第１スタブ１Ｇ３〜５倍波用第１スタブ１Ｇ５がそれぞれ必要となる。このように先端開放型のスタブ１の分散特性が線形を示すため、複数の高調波を短絡処理するために各高調波に対応するスタブ１が個別に必要となる。
【００１６】
このように先端開放型のスタブ１が使用される場合、複数の高調波を処理するために各々の高調波に対応するスタブ１が必要となるため、上述の通り、回路面積を増大させてしまう。さらに、１つの結合点３に３本以上のスタブ１が接続される場合、一部のスタブ１がトランジスタ８の出力信号線に対して斜めに配置されてしまう。互いに垂直な２本の伝送線路は各々独立とみなせるが、スタブ１同士、又はスタブ１と出力信号線１３との間の角度、つまり交差角度が９０度でなくなり２本の伝送線路が相対的に平行となる成分を持つと、磁界結合による干渉の影響が出始めてしまう。このため、スタブ１が斜めに配置され、かつスタブ１の線路間が互いに近接する場合、理想的なスタブ特性から外れてしまい、所望の高調波処理回路７としての機能を十分に果たせない可能性がある。このように３本以上のスタブが高調波の処理に使用される場合、新しい課題が生じてしまい、Ｆ級動作の効率を低下させてしまう可能性もある。
【００１７】
そこで、本発明は、先端開放型のスタブとは異なる構成で高調波を処理することができる高調波処理回路等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】
【００１８】
本発明の高調波処理回路は、基本波に対する高調波を処理する高調波処理回路（２１）であって、前記高調波を処理する右手／左手系複合線路として構成される高調波処理スタブ（２２）を備えている。
【００１９】
本発明によれば、高調波処理スタブによって高調波が処理される。また、高調波処理スタブは、右手／左手系複合線路として構成されている。つまり、高調波処理スタブの構成は、少なくとも１本の先端開放型のスタブとは構成が相違している。このため、先端開放型のスタブとは異なる構成で高調波を処理することができる。
【００２０】
なお、本発明の高調波処理回路は適宜の次数の高調波の処理に使用されてよい。例えば、（２ｎ＋１）次までの高調波が先端開放型のスタブで処理される場合、上述の通り、２ｎ本乃至４ｎ本の先端開放型のスタブが必要とされる。一方、右手／左手系複合線路として構成される高調波処理スタブの場合、高調波の周波数と線路の位相との間の分散特性は曲線状を示す。結果として、本発明の高調波処理回路によれば、先端開放型のスタブが使用される場合よりも少ない本数で同次数の高調波を処理することができる。これにより、２以上の次数の高調波が処理対象の場合、先端開放型のスタブが使用される場合よりも回路面積の増大を抑制することができる。これにより、高調波処理回路を小型化することができる。特に、３以上の次数の高調波が処理対象の場合には回路面積の抑制効果が大きい。
【００２１】
本発明の高調波処理回路の一態様において、前記高調波処理スタブは、前記右手／左手系複合線路の負の位相領域で生じる共振を利用して前記高調波に対して伝送零及び反射零の少なくともいずれか一方の周波数応答特性を示すように設計されてもよい。正の位相領域では右手系の電磁波伝搬モードが支配的となり、制御が難しい。一方で、負の位相領域では左手系が支配的となり、比較的制御が容易である。この場合、負の位相領域で起きる（負の次数の）共振が伝送零及び反射零の少なくともいずれか一方の実現に使用されている。このため、比較的容易に高調波処理スタブを設計することができる。
【００２２】
本発明の右手／左手系複合線路を形成する左手系線路は、各種の態様で構成されてよい。例えば、本発明の高調波処理回路の一態様において、前記右手／左手系複合線路の左手系線路は、リアクタンス素子として直列コンデンサ（２７）及び並列コイル（２６）を含む少なくとも一つの単位セル（２５）を有していてよい。
【００２３】
また、本発明の右手／左手系複合線路の左手系線路の構成として、各種の態様が採用されてよい。例えば、本発明の左手系線路が直列コンデンサ及び並列コイルの単位セルによって形成される態様において、前記左手系線路は、前記直列コンデンサ及び前記並列コイルのうち前記高調波を含む出力信号の出力信号線（１３）に最も近い位置に前記直列コンデンサが位置するように前記単位セルが配置されるコンデンサ先行型として構成されてよい。一方、例えば、同様の態様において、前記左手系線路は、前記直列コンデンサ及び前記並列コイルのうち前記高調波を含む出力信号の出力信号線（１３）に最も近い位置に前記並列コイルが位置するように前記単位セルが配置されるコイル先行型として構成されてもよい。また、この態様において、前記高調波処理スタブは、第１高調波処理スタブ（２２Ｅ１）及び第２高調波処理スタブ（２２Ｅ２）を含み、前記第１高調波処理スタブ及び前記第２高調波処理スタブは、いずれも前記右手／左手系複合線路として構成されるとともに、前記高調波を含む出力信号の出力信号線を挟むように当該出力信号線の両側に配置され、前記第１高調波処理スタブ及び前記第２高調波処理スタブの各左手系線路は、前記直列コンデンサ及び前記並列コイルのうち前記高調波を含む出力信号の出力信号線（１３）に最も近い位置に前記直列コンデンサが位置するように前記単位セルが配置されるコンデンサ先行型、及び前記出力信号線の最も近い位置に前記並列コイルが位置するように前記単位セルが配置されるコイル先行型の少なくともいずれか一方として構成されてもよい。
【００２４】
また、本発明の左手系線路は、単数或いは複数等の適宜の数の単位セルを有していてよい。したがって、例えば、本発明の左手系線路が直列コンデンサ及び並列コイルの単位セルによって形成される態様において、前記左手系線路は、複数の単位セルを有していてもよい。
【００２５】
本発明の左手系線路が複数の単位セルを有する態様において、前記複数の単位セルの一つは、前記右手／左手系複合線路の負の位相領域で生じる共振を利用して前記基本波に対して反射零の周波数応答特性を示すように設計されていてもよい。この場合、基本波において反射零が実現されるので、基本波に対する高調波処理回路の影響をゼロに近づけることができる。少なくとも高調波処理回路の影響を抑制することができる。また、同様の効果を先端開放型のスタブによって得るためには、高調波処理用のスタブ（例えば、上述の第１スタブ群１Ｇのスタブ１）に加えて、基本波の影響を補償するための補償用のスタブ（例えば、上述の第２スタブ群２Ｇのスタブ１）を必要とする。一方で、本発明の高調波処理スタブによれば、このような補償用のスタブを必要としない。このため、回路面積の抑制効果を更に向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の高調波処理回路の一態様において、前記高調波を含む出力信号の出力信号線と前記高調波処理スタブとの結合点（３）におけるインピーダンス（Ｚｉｎ）を反転させるためのインピーダンス反転回路（２３）を更に備えていてもよい。この場合、インピーダンス反転回路を利用して、例えば、Ｂ級動作等の各種の動作用の増幅器に適用することができる。また、この態様において、前記高調波は、前記基本波に対して偶数倍及び奇数倍の周波数の成分を含み、前記インピーダンス反転回路は、前記偶数倍の周波数においてはインピーダンスを反転させず前記奇数倍の周波数においてインピーダンスを反転させるように設計されていてもよい。この場合、インピーダンス反転回路を利用して、特にＦ級動作用の増幅器に好ましい設計を実現することができる。
【００２７】
本発明のインピーダンス反転回路は、各種の態様で実現されていてよい。例えば、本発明のインピーダンス反転回路を備える態様において、前記インピーダンス反転回路として、前記基本波の波長に対して１／４の長さを有するように設計された伝送線路（１２）が使用されてもよい。
【００２８】
本発明の右手／左手系複合線路の右手系線路は、各種の態様で実現されてよい。例えば、本発明の高調波処理回路の一態様において、前記右手／左手系複合線路を構成する右手系線路として、マイクロストリップ線路（２４）が使用されてもよい。
【００２９】
本発明のＦ級増幅回路（２０）は、上述の高調波処理回路を備えている。上述の高調波処理回路は、例えば、Ａ級〜Ｆ級等に動作する各種の増幅器に適用されてよい。本発明によれば、上述のような高調波処理回路を備えるＦ級増幅回路を実現することができる。これにより、例えば、Ｆ級増幅回路を小型化することができる。
【００３０】
本発明のＦ級増幅回路は、各種の態様で高調波処理回路に高調波を処理させてよい。例えば、本発明のＦ級増幅回路の一態様において、前記高調処理回路とは別に前記高調波を処理する他の回路（３０）を更に備え、前記高調波処理回路及び前記他の回路は、前記高調波に含まれる前記基本波に対して偶数倍及び奇数倍の周波数の成分の少なくともいずれか一方を処理することにより、前記高調波の処理を互いに分担してもよい。また、この態様において、前記他の回路として、前記基本波の１／４波長のマイクロストリップ線路（３１）及びコンデンサ（３２）の組み合わせによって構成されるバイアス供給回路（３０）が使用されてもよい。
【００３１】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３２】
以上に説明したように、本発明によれば、先端開放型のスタブとは異なる構成で高調波を処理することができる高調波処理回路等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】先端開放型のスタブを含む増幅回路の構成の一例の一部を模式的に示す図。
【図１Ｂ】結合点のインピーダンスの変化の一例を説明するための説明図。
【図２】先端開放型のスタブ群が並列的に組み合わされた高調波処理回路を備える増幅回路の構成の一例を模式的に示す図。
【図３】長さの異なる伝送線路（一例として図２の第１スタブ群の各スタブに対応）の高周波信号に対する線路位相と周波数との関係を示す分散特性を説明するための説明図。
【図４】本発明の一形態に係るＦ級増幅回路の構成を模式的に示す図。
【図５】本発明の第１の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図。
【図６】図５の右手／左手系複合線路の分散特性を説明するための説明図。
【図７】本発明の第２の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図。
【図８】本発明の第３の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図。
【図９】図８の高調波処理スタブの分散特性の一例を模式的に示す図。
【図１０】本発明の第４の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図。
【図１１】本発明の第５の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図。
【図１２】変形例に係る単位セルによって形成される高調波処理スタブの一例を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の一形態に係る高調波処理回路及びＦ級増幅回路について説明する。以下では、上述の増幅回路６と共通の構成には、図１〜図３と同一の符号を付して説明を省略する。図４は、本発明の一形態に係るＦ級増幅回路の構成を模式的に示す図である。図４に示すように、Ｆ級増幅回路２０は、増幅回路６の高調波処理回路７の代わりに、本発明の一形態に係る高調波処理回路２１を備えている。また、Ｆ級増幅回路２０では、直流バイアスがトランジスタ８の他の部位にかかることを防ぐために、直流阻止コンデンサ１０が高調波処理回路２１の入力側に配置されている。そして、高調波処理回路２１は、先端開放型のスタブ１の代わりに、高調波処理スタブ２２を備えている。また、高調波処理回路２１には、インピーダンス反転回路２３が設けられている。インピーダンス反転回路２３は、トランジスタ８の負荷側のインピーダンスを反転させるための回路である。インピーダンス反転回路２３は、高調波処理スタブ２２よりもトランジスタ８の出力信号線の上流側に配置される。
【００３５】
（第１の形態に係る高調波処理回路）
図５は、本発明の第１の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図である。図５に示すように、第１の形態に係る高調波処理回路２１Ａは、１／４波長線路１２及び第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａを備えている。１／４波長線路１２は、上述のように、基本波に対して１／４波長の長さを有している。このため、１／４波長線路１２は、インピーダンス反転回路２３の一例として機能する。具体的には、１／４波長線路１２は、一例として、基本波の奇数倍波に対して結合点３においてインピーダンスを反転させる一方で、基本波及びその偶数倍波に対してはインピーダンスに影響を及ぼさない。
【００３６】
高調波処理スタブ２２Ａは、主線路から分岐した線路として構成される。また、高調波処理スタブ２２Ａは、右手／左手系複合線路を使用した１本のスタブとして構成される。具体的には、この右手／左手系複合線路は、マイクロストリップ線路２４及び４個の単位セル２５を有している。マイクロストリップ線路２４は、右手系の電磁波電波法則に従う伝送線路である。
【００３７】
一方、４個の単位セル２５によって形成される線路部は左手系の電磁波電波法則に伝送線路である。各単位セル２５には、リアクタンス素子として並列コイル２６及び直列コンデンサ２７が設けられる。また、例えば、各単位セル２５では、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７のうち結合点３から見て並列コイル２６が先に位置するように配置される。つまり、いずれの単位セル２５においても、並列コイル２６が直列コンデンサ２７よりも出力信号線１３に近い位置に配置される。このように左手系線路は、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７のうち出力信号線１３に最も近い位置に並列コンデンサが位置するように構成される。このような（並列コイル２６が出力信号線１３の最も近くに位置するコイル先行型）タイプの右手／左手系複合線路を以下において「Ｌ先行型」と呼ぶ場合がある。
【００３８】
並列コイル２６として、例えば、集中定数コイルが利用されてよい。また、直列コンデンサ２７として、例えば、集中定数コンデンサが利用されてよい。一例として、このようなマイクロストリップ線路２４及び４個の単位セル２５によって右手／左手系複合線路が形成される。なお、並列コイル２６として適宜のコイルが利用されてよい。例えば、集中定数コイルの他にも準集中定数のスパイラル型のコイル、或いは分布定数線路を利用するタイプのコイル等が並列コイル２６として利用されてもよい。同様に、直列コンデンサ２７として適宜のコンデンサが利用されてよい。例えば、集中定数コンデンサの他にも準集中定数のインターデジタル型のコンデンサ等が利用されてもよい。
【００３９】
高調波処理スタブ２２Ａは、１／４波長線路１２を含む出力信号線１３との結合点３において、基本波に対して２倍、３倍、４倍、５倍に相当する高調波が短絡状態なるように設計される。具体的には、高調波処理スタブ２２Ａのマイクロストリップ線路２４及び各単位セル２５は、結合点３のインピーダンスを基本波の２倍、３倍、４倍、５倍に対応する高調波において零（伝送零）とするように設計される。これにより、トランジスタ８の出力側から見たインピーダンスＺｉｎは偶数倍波において零（短絡）、奇数倍波において無限（開放）となり、Ｆ級増幅動作のための条件が満たされる。
【００４０】
図６を参照して、右手／左手系複合線路を使用した１本の高調波処理スタブ２２Ａによって複数の高調波を処理可能な理由を説明する。図６は、高調波処理スタブ２２Ａ、つまり図５の右手／左手系複合線路の分散特性ＤＳＰを説明するための説明図である。右手／左手系複合線路は、負の位相領域において非線形性の強い分散特性ＤＳＰが生じる特徴を有する。このため、図６に示すように、高調波処理スタブ２２Ａの分散特性ＤＳＰは、０度以下の負の位相領域において一部に緩やかな曲線部分を含む非線形の傾向を示す。また、負の次数ｍ（ｍ＝−１、−２等）を有する共振モードは結合点３において反射零又は伝送零を生じさせる共振であり、反射零及び伝送零が交互に現れる。
【００４１】
ｎ個の単位セル２５を有する右手／左手系複合線路では、負の位相領域において（２ｎ−１）個の共振モードが生じる。このため、４（ｎ＝４）個の単位セル２５を有する高調波処理スタブ２２Ａには、７（２×４−１）個の共振モードが生じる。また、Ｌ先行型の右手／左手系複合線路の場合、分散特性ＤＳＰの負の位相領域における最も低い周波数の共振モード（ｍ＝−７）は反射零となる。したがって、負の位相領域においては、７個の共振モードのうち４個が反射零で残る３個が伝送零となる。このため、零次（ｍ＝０）も伝送零に加え、それら４個の伝送零が基本波（ｆ０）の２倍波（２ｆ０）、３倍波（３ｆ０）、４倍波（４ｆ０）、及び５倍波（５ｆ０）の高調波で生じた場合、４本の先端開放型のスタブ１によって実現される４個の伝送零が１本の右手／左手系複合線路によって実現される。つまり、４本の先端開放型のスタブ１と同様の機能が１本の右手／左手系複合線路によって実現される。高調波処理スタブ２２Ａは、このような１本の右手／左手系複合線路に対応するように制御されるため、１本で複数の高調波を処理することができる。
【００４２】
なお、高調波処理スタブ２２Ａの伝送零或いは反射零を与える共振周波数は、増幅回路を含む非線形回路の高調波周波数と厳密に一致する必要はない。例えば、周波数のずれ量が一定限度内であれば同様の効果が得られる。
【００４３】
以上に説明したように、この形態によれば、４本の先端開放型のスタブ１と同様の機能を１本の右手／左手系複合線路によって実現することができる。このため、４本の先端開放型のスタブ１が使用される場合と比べてスタブの範囲を抑制することができる。つまり、従来の高調波処理回路７よりも高調波処理回路２１Ａを小型化することができる。これにより、４本の先端開放型のスタブ１が使用される場合と比べて、回路面積の増大を抑制することができる。
【００４４】
また、上述のように、４本の先端開放型のスタブ１が使用される場合には、これらのスタブ１が基本波の信号に影響を及ぼさないようにインピーダンス補償用に第２スタブ群２Ｇが必要とされている。つまり、従来の高調波処理回路７では、合計８本のスタブ１が使用されている。一方で、高調波処理回路２１Ａでは、最も周波数の低い反射零に相当する共振モード（ｍ＝７）が基本波（増幅回路２０の動作周波数）と一致するように制御されている。これにより、基本波（ｆ０）に対する高調波処理回路２１Ａの影響をゼロに近づけることができる。したがって、第２スタブ群２Ｇのようは補償用のスタブを必要としない。このため、合計８本のスタブ１を１本の高調波処理スタブ２２Ａで代替することができるので、回路面積の増大を更に抑制することができる。これにより、Ｆ級増幅回路２０の高調波を適切に処理しつつ高調波処理回路２１Ａを小型化することができる。
【００４５】
上述の形態では、高調波処理スタブ２２Ａは、負次数（ｍ＜０）及び零次数（ｍ＝０）の共振モードを使用するように制御されている。しかし、本発明は、このような形態に限定されない。例えば、高調波処理スタブ２２Ａは、正次数（ｍ＞０）の共振モードを使用するように制御されてもよい。正次数（ｍ＞０）の共振モードの領域では、分散特性ＤＳＰは右手系の電磁波伝搬モードが支配的となるため、制御が難しい。一方、左手系の電磁波伝搬モードが支配的となる負の位相領域では、負次数の共振が起きるため、単位セル２５のリアクタンス素子の定数を変えることにより分散特性ＤＳＰを容易に制御することができる。このため、負次数（ｍ＜０）の使用が好ましい。しかし、正次数（低い次数が好ましい）の共振モードもリアクタンス素子の定数によりある程度まで変化させることができる。このため、高調波を処理するための共振モードとして、正次数を利用することも可能である。
【００４６】
上述の形態では、高調波処理スタブ２２Ａを形成する右手／左手系複合線路には、右手系の線路としてマイクロストリップ線路２４が１か所だけに設けられている。しかし、本発明は、このような形態に限定されない。高調波処理スタブ２２Ａには、複数個所に右手系の線路が設けられていてもよい。同様に、上述の形態では、マイクロストリップ線路２４は左手系の単位セル２５よりも出力信号線１３に近い位置に設けられている。しかし、マイクロストリップ線路２４の位置は、このような位置に限定されない。マイクロストリップ線路２４、つまり右手系の線路は、任意の位置に配置されてよい。
【００４７】
（第２の形態に係る高調波処理回路）
図７は、本発明の第２の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図である。以下では、第１の形態に係る高調波処理回路２１Ａと共通の構成には、図６と同一の符号を更に付して説明を省略する。図７に示すように、第２の形態に係る高調波処理回路２１Ｂでは、高調波処理スタブ２２の構成が第１の形態に係る高調波処理回路２１Ａと比べて相違している。
【００４８】
具体的には、第２の形態に係る高調波処理回路２１Ｂの高調波処理スタブ２２Ｂの各単位セル２５では、第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａとは反対に、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７のうち結合点３から見て直列コンデンサ２７が先に位置するように配置される。つまり、いずれの単位セル２５においても、直列コンデンサ２７が並列コイル２６よりも出力信号線１３に近い位置に配置される。この形態では、このように左手系線路は、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７のうち出力信号線１３に最も近い位置に直列コンデンサ２７が位置するように構成される。このような（直列コンデンサ２７が出力信号線１３の最も近くに位置するコンデンサ先行型）タイプの右手／左手系複合線路を以下において「Ｃ先行型」と呼ぶ場合がある。つまり、第１の形態に係る高調波処理スタブ２２ＡがＬ先行型の右手／左手系複合線路として構成されているのに対し、第２の形態に係る高調波処理スタブ２２ＢはＣ先行型の右手／左手系複合線路として構成されている。
【００４９】
また、高調波処理スタブ２２Ｂは、一例として、５個の単位セル２５を含んでいる。Ｃ先行型の右手／左手系複合線路として構成される高調波処理スタブ２２Ｂでは、最も低い次数の共振モード（ｍ＝−１）は伝送零となる。このため、最も低い次数の共振モードが基本波（f０）の５倍波（５ｆ０）に調整される場合、４倍波（４ｆ０）、３倍波（３ｆ０）及び２倍波（２ｆ０）において伝送零を生じさせるためには、これらの倍数にそれぞれ対応するｍ＝−３、−５、−７の共振モードが必要とされる。さらに、基本周波数において反射零を生じさせるためにはｍ＝−８の共振モードが必要となる。このため、５倍高調波まで短絡処理しつつ基本波への高調波処理回路２１Ｂの影響を抑制するように調整するためには、５個の単位セル２５が必要とされる。このように第２の形態に係る高調波処理回路２１Ｂは、単位セル２５の数及び高調波処理スタブ２２Ｂの構成が第１の形態に係る高調波処理回路２１Ａと相違している。
【００５０】
なお、第２の形態に係る高調波処理回路２１Ｂが使用される場合、例えば、直流阻止コンデンサ１０は高調波処理回路２１Ｂよりも負荷１１側に配置されてもよい。第２の形態に係る高調波処理回路２１Ｂが使用される場合、直流バイアスが高調波処理回路２１Ｂによって短絡されないため、このような配置も可能である。
【００５１】
以上に説明したように、第２の形態によれば、第１の形態に係る高調波処理回路２１Ａと同様に、４本の先端開放型のスタブ１が使用される場合と比べて、回路面積の増大を抑制することができる。また、この形態の場合も、第２スタブ群２Ｇのような補償用のスタブ１を必要としない。このため、合計８本のスタブ１を１本の高調波処理スタブ２２Ｂで代替することができるので、回路面積の増大を一層抑制することができる。これにより、第１の形態と同様に、Ｆ級増幅回路２０の高調波を適切に処理しつつ高調波処理回路２１Ｂを小型化することができる。
【００５２】
（第３の形態に係る高調波処理回路）
図８は、本発明の第３の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図である。以下では、第１の形態或いは第２の形態に係る高調波処理回路２１と共通の構成には、図６或いは図７と同一の符号を更に付して説明を省略する。図８に示すように、第３の形態に係る高調波処理回路２１Ｃでは、高調波処理スタブ２２の構成が第１の形態或いは第２の形態に係る高調波処理回路２１と比べて相違している。
【００５３】
具体的には、第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｃは第２の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｂと同様にＣ先行型の右手／左手系複合線路として構成されている。一方で、単位セル２５の数は、第２の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｂよりも少ない。そして、第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｃは、基本波の奇数倍或いは偶数倍のいずれか一方を短絡処理するように構成される。つまり、高調波処理スタブ２２Ｃは、一部の高調波の短絡処理を担う。この場合、例えば、その他の高調波の短絡処理は、他の回路等によって実現されてよい。また、この場合、高調波の処理は、高調波処理スタブ２２Ｃと他の回路との間で適宜に分担されてよい。
【００５４】
図８の例では、高調波処理スタブ２２Ｃは、２個の単位セルによって構成されている。つまり、第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｃは、一例として、第２の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｂよりも単位セルの数が３個少ない。そして、高調波処理スタブ２２Ｃは、一例として、奇数倍波、つまり３倍波及び５倍波の高調波を短絡処理するように設計される。
【００５５】
一方、偶数倍波を処理する他の回路として、例えば、バイアス供給回路３０が使用されてよい。バイアス供給回路３０は、例えば、トランジスタ８に直流バイアス電圧を供給するための手段として、チョークコイル９の代わりに使用される。例えば、バイアス供給回路３０は、基本波の１／４波長のマイクロストリップ線路３１及びコンデンサ３２の組み合わせによって構成される。この場合、マイクロストリップ線路３１は、先端がコンデンサ３２によって高周波的に短絡されるので、先端短絡の１／４波長線路のスタブと等価に機能する。具体的には、バイアス供給回路３０は、基本波、及び３倍波、５倍波等の奇数倍波には影響せず、２倍波、４倍波等の偶数倍波に対しては短絡処理する機能を有する。つまり、偶数倍波の短絡処理をバイアス供給回路３０に任せることができる。このため、この場合、バイアス供給回路３０が偶数倍波の短絡処理を担い、高調波処理回路２１Ｃではその他の奇数倍波の短絡処理が実行される。したがって、一例として、高調波処理スタブ２２Ｃは、上述の通り、２個の単位セルによって形成されるＣ先行型の右手／左手系複合線路によって構成されてよい。
【００５６】
図９は、図８の高調波処理スタブ２２Ｃの分散特性ＤＳＰの一例を模式的に示す図である。図９に示すように、図８の高調波処理スタブ２２Ｃは、図５の高調波処理スタブ２２Ａよりも曲率のやや大きい曲線状の分散特性ＤＳＰを示す。また、単位セルの数が２個しかないので、基本波で反射零を実現するためには共振モードの数が不足している。一方で、Ｃ先行型の右手／左手系複合線路の場合、基本波で反射零が生じるように意図的に調整されなくとも、分散特性ＤＳＰが基本波において反射零となるべき−３６０度の位相点の近傍に来る特徴を示すため、高調波処理スタブ２２Ｃは基本波にほとんど影響を及ぼさない。
【００５７】
以上に説明したように、第３の形態によれば、第１の形態或いは第２の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａ、２２Ｂとほぼ同等の効果を得ることができる。また、例えば、バイアス供給回路３０等が偶数倍波等の高調波の処理を担い、高調波処理回路２１Ｃでは奇数倍波等の一部の高調波のみが処理される。さらに、Ｃ先行型の右手／左手系複合線路が採用されているため、基本波への影響を低減するための特別な調整も不要である。結果として、例えば、２個の単位セル２５等、第１の形態或いは第２の形態に係る高調波処理回路２１Ａ、２１Ｂよりも単位セル２５の数を少なくすることができる。結果として、第１の形態或いは第２の形態に係る高調波処理回路２１Ａ、２１Ｂよりも回路面積の抑制効果を得ることができるので、より一層小型化することができる。
【００５８】
（第４の形態に係る高調波処理回路）
図１０は、本発明の第４の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図である。以下では、第１の形態〜第３の形態に係る高調波処理回路２１と共通の構成には、図６〜図９と同一の符号を更に付して説明を省略する。図９に示すように、第４の形態に係る高調波処理回路２１Ｄでは、高調波処理スタブ２２の構成が第１の形態〜第３の形態に係る高調波処理回路２１と比べて相違している。
【００５９】
具体的には、高調波処理回路２１Ｄは、第４の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｄを備えている。また、高調波処理スタブ２２Ｄは、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２を含んでいる。第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２は、一例として、主線路を挟む両側に配置される。そして、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２のうち、いずれか一方が偶数倍波の高調波を、他方が奇数倍波の高調波を、それぞれ短絡処理するように構成される。つまり、第４の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｄでは、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２によって高調波の処理を分担する構成が第１の形態〜第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａ〜２２Ｃと相違している。
【００６０】
図１０の例では、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２は、いずれも２個の単位セルによって形成されるＣ先行型の右手／左手系複合線路として構成される。つまり、一例として、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２のいずれも、第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｃと同様の構成を有する。そして、例えば、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１が３倍波、５倍波等の奇数倍波の高調波を、第２高調波処理スタブ２２Ｄ２が２倍波、４倍波等の偶数倍波の高調波を、それぞれ短絡処理するように構成される。換言すれば、第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｃにおいて、偶数倍波の処理を分担する回路等としてバイアス供給回路３０の代わりに、第２高調波処理スタブ２２Ｄ２が利用される構成とも考えられる。
【００６１】
以上に説明したように、第４の形態によれば、いずれもＣ先行型の右手／左手系複合線路として構成される２本の第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２によって高調波が処理される。また、これらの第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２は、１／４波長線路１２を含む出力信号線に対して垂直に設けられている。このため、３本以上のスタブ１が同一箇所に設けられる場合に生じる線路間の干渉は起きない。また、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２は、いずれも２個の単位セル２５によって形成されているので、４個以上の単位セル２５を含む第１の形態或いは第２の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａ、２２Ｂよりも短い。つまり、第１高調波処理スタブ２２Ｄ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｄ２は比較的コンパクトに構成される。したがって、回路面積の抑制を阻害することもなく、やはり第１の形態等と同様に、Ｆ級増幅回路２０の高調波を適切に処理しつつ高調波処理回路２１Ｄを小型化することができる。
【００６２】
（第５の形態に係る高調波処理回路）
図１１は、本発明の第５の形態に係る高調波処理回路の構成の一例を模式的に示す図である。以下では、第１の形態〜第４の形態に係る高調波処理回路２１と共通の構成には、図６〜図１０と同一の符号を更に付して説明を省略する。図１１に示すように、第５の形態に係る高調波処理回路２１Ｅでは、高調波処理スタブ２２の構成が第１の形態〜第４の形態に係る高調波処理回路２１と比べて相違している。
【００６３】
具体的には、高調波処理回路２１Ｅは、第５の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｅを備えている。また、高調波処理スタブ２２Ｅは、第５の形態に係る第１高調波処理スタブ２２Ｅ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｅ２を含んでいる。そして、一例として、第４の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｄと同様に、第１高調波処理スタブ２２Ｅ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｅ２は、主線路を挟む両側に配置され、いずれか一方が偶数倍波の高調波を、他方が奇数倍波の高調波を、それぞれ短絡処理するように構成される。一方で、第１高調波処理スタブ２２Ｅ１及び第２高調波処理スタブ２２Ｅ２のいずれか一方にＬ先行型の右手／左手系複合線路が採用される構成が第４の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｄと相違している。
【００６４】
図１１の例では、第１高調波処理スタブ２２Ｅ１は２個の単位セルによって形成されるＣ先行型の右手／左手系複合線路として構成される。つまり、第１高調波処理スタブ２２Ｅ１は、一例として、第３の形態に係る高調波処理スタブ２２Ｃと同様に構成される。そして、一例として、第１高調波処理スタブ２２Ｅ１は奇数倍の高調波を短絡処理するように設計される。
【００６５】
一方、第２高調波処理スタブ２２Ｅ２は、２個の単位セルによって形成されるＬ先行型の右手／左手系複合線路として構成される。そして、一例として、第２高調波処理スタブ２２Ｅ２は、偶数倍の高調波を短絡処理するように設計される。さらに、第２高調波処理スタブ２２Ｅ２は、ｍ＝０、−２の共振モード（伝送零）でそれぞれ４倍波及び２倍波を短絡処理する一方で、ｍ＝−３の共振モード（反射零）が基本波の周波数に現れるように設計される。基本波に近い２倍波の短絡処理にＣ先行型の右手／左手系複合線路が使用される場合、２倍波における伝送零の影響が基本波の周波数に及んでしまい、基本波の挿入損失が劣化してしまう可能性がある。このため、第２高調波処理スタブ２２Ｅ２は、このような分担を通じて基本波への影響を抑制するように設計される。
【００６６】
以上に説明したように、第５の形態によれば、奇数倍の高調波が第１高調波処理スタブ２２Ｅ１によって、偶数倍の高調波が第２高調波処理スタブ２２Ｅ２によって、それぞれ処理される。また、偶数倍の高調波を処理する第２高調波処理スタブ２２Ｅ２には、Ｌ先行型の右手／左手系複合線路が採用される。結果として、基本波への影響を抑制することもできる。これにより、やはり第１の形態等と同様に、回路面積の増大を抑制することができるので、Ｆ級増幅回路２０の高調波を適切に処理しつつ高調波処理回路２１Ｅを小型化することができる。
【００６７】
本発明は上述の各形態に限定されず、適宜の形態にて実施することができる。例えば、上述の第４の形態或いは第５の形態の高調波処理スタブ２２Ｄ、２２Ｅは、いずれも第１高調波処理スタブ２２Ｄ１、２２Ｅ１を含んでいる。つまり、２本のうちの１本は、Ｃ先行型の右手／左手系複合線路として構成されている。しかし、本発明は、このような形態に限定されない。例えば、高調波処理スタブ２２は、Ｌ先行型の右手／左手系複合線路として構成される２本の高調波処理スタブ２２を含んでいてもよい。そして、これらが高調波の処理を分担するように出力信号線１３を挟んで配置されてもよい。また、上述の第３の形態では、１本の高調波処理スタブ２２Ｃ及び他の回路（例えば、バイアス供給回路３０）が高調波の処理を分担している。しかし、本発明は、このような形態に限定されない。例えば、２本等の複数の高調波処理スタブ２２が他の回路と高調波の処理を分担してもよい。この場合、これらの高調波処理スタブ２２は、高調波の分担に応じて、Ｃ先行型、Ｌ先行型或いはこれらの組み合わせ等、適宜の態様の右手／左手系複合線路として構成されてよい。
【００６８】
同様に、高調波処理スタブ２２を形成する右手／左手系複合線路の構成も上述の各形態に限定されない。例えば、上述の形態では、各単位セル２５は、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７を一つずつ含んでいる。しかし、本発明は、このような形態に限定されない。例えば、各単位セル２５は、２つの直列コンデンサ２７及び一つの並列コイル２６によって形成されてもよい。図１２は、変形例に係る単位セル２５によって形成される高調波処理スタブ２２の一例を説明するための説明図である。具体的には、図１２の例は、変形例に係る高調波処理スタブ２２Ｆの構成及び第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａの構成のそれぞれの一部を対比的に説明するための説明図である。図１２に示すように、変形例に係る高調波処理スタブ２２Ｆは変形例に係る単位セル２５を有し、この単位セル２５には２つの直列コンデンサ２７が一つの並列コイル２６を挟むように配置される。
【００６９】
一方、第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａにも、連続する各単位セル２５の中央あたりには同様の構成が含まれる。具体的には、例えば、第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａにおいて連続する２個の単位セル２５が切り出された場合、一方の単位セル２５の並列コイル２６はその単位セル２５の直列コンデンサ２７及び他方の単位セル２５の直列コンデンサ２７に挟まれるように位置する。つまり、第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａも、２個の単位セル２５に跨って見れば、変形例に係る単位セル２５と同様の構成を有する。結果として、変形例に係る高調波処理スタブ２２Ｆと第１の形態に係る高調波処理スタブ２２Ａとは回路トポロジー的にほぼ等価の関係を有する。一例として、各単位セル２５は上述の各形態に限定されず、このように各形態と回路トポロジー的に等価の関係を有する各形態で実現されてよい。結果として、Ｌ先行型及びＣ先行型の区別は、例えば、出力信号線１３の最も近くに位置する単位セル２５において並列コイル２６が先に位置するか（Ｃ先行型）、直列コンデンサ２７が先に位置するか（Ｌ先行型）によって判別されてよい。換言すれば、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７のうち出力信号線１３に最も近い位置に並列コイル２６が位置する場合にＣ先行型と、直列コンデンサ２７が位置する場合にＬ先行型と、それぞれ判断されてよい。
【００７０】
また、高調波処理スタブ２２を形成する右手／左手系複合線路の構成は、上述の各形態と回路トポロジー的に等価の関係の形態にも限定されない。上述の各形態と同様の効果を有する各種の構成の右手／左手系複合線路が本発明に係る高調波処理スタブ２２として採用されてよい。したがって、左手系線路の単位セルが並列コイル２６及び直列コンデンサ２７を含む構成にも限定されない。上述の各形態と同様の効果を有する限り、並列コイル２６及び直列コンデンサ２７以外のリアクタンス素子によって形成される右手／左手系複合線路が本発明に係る高調波処理スタブ２２として採用されてもよい。
【００７１】
また、例えば、上述の各形態では、本発明に係る高調波処理回路２１はＦ級増幅回路２０に適用されている。しかし、本発明は、このような形態に限定されない。例えば、本発明に係る高調波処理回路２１は、Ａ級動作等の各種の動作に適用されてよい。同様に、右手／左手系複合線路として構成される限り、高調波処理スタブ２２も各種の動作等に対応するように各種の態様で実現されてよい。例えば、高調波処理スタブ２２の左手系線路は、一つの単位セル２５によって形成されてもよいし、任意の次数の高調波を処理可能なように任意の数の単位セル２５によって形成されてもよい。同様に、右手系線路もマイクロストリップ線路２４に限定されず適宜の態様で実現されてよい。インピーダンス反転回路も１／４波長線路１２に限定されず適宜の態様で実現されてよい。さらに、実現する動作或いは処理対象の高調波に応じてインピーダンス反転回路が省略されてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１２  １／４波長線路
１３  出力信号線
２０  Ｆ級増幅回路
２１  高調波処理回路
２２  高調波処理スタブ
２３  インピーダンス反転回路
２４  マイクロストリップ線路
２５  単位セル
２６  並列コイル
２７  直列コンデンサ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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